储能能量管理系统在企业光储充电站安全管控中的作用

安科瑞刘鸿鹏

摘要

在企业光储充电站建设过程中，光伏发电随机性强、充电负荷波动大、并网运行边界复杂，给系统的安全性、经济性和可控性带来了新的挑战。储能系统作为光储充电站的核心调节单元，其运行效果在很大程度上取决于能量管理系统（EMS）的协调与控制能力。本文结合企业光储充电站的典型应用场景，对储能柜能量管理系统在多设备接入、能量调度及运行安全保障等方面的应用进行分析，探讨其在企业级光储充系统中的实际应用价值。

引言

随着企业自建光伏、电动汽车充电桩及用户侧储能规模的持续扩大，光储充一体化逐渐成为园区型企业的重要能源配置模式。然而在实际运行中，仅依靠设备本身的独立控制，往往难以实现多能源系统的协同运行，容易出现光伏消纳不足、储能策略失效或充电高峰冲击配电容量等问题。

在此背景下，引入面向储能柜的能量管理系统，对光伏、储能与充电负荷进行统一监测与调度，已成为企业光储充电站稳定运行的关键技术路径。

行业背景

2022年已并网的储能项目中,用户侧并网占比为8.36%,其中工商业储能规模为占比为98.6%。随着各省市的峰谷价差拉大,部分省市可实现两充两放,工商业储能会更加具有经济性,加上限电政策的影响,工商业储能将在2023-2025年逐渐发展成主要的增长点。

工商业储能是用户侧储能最主要的应用场景之一,当前主要应用场景包括峰谷套利、需(容)量管理、应急备电、动态增容及需求侧响应。

如何通过工商业储能设备实现上述功能及安全、可、靠经济运行，显然已成为大多储能集成厂家关注的重点，而作为储能设备的“大脑”EMS也成为其中关键的一环，市场需求逐年增加。
 

企业光储充电站运行管理的典型挑战

从工程应用角度看，企业光储充电站普遍面临以下运行难点：
一是光伏出力与充电负荷时序不匹配，白天弃光、夜间高负荷现象并存；
二是充电桩集中运行易引发需量突增，对企业变压器容量形成冲击；
三是储能系统涉及PCS、BMS、计量、温控、消防等多类设备，缺乏统一管理易造成运行风险积累。
这些问题的本质，并不在于设备能力不足，而在于系统层面缺乏有效的协调与控制。

储能能量管理系统在光储充电站中的系统架构作用

在企业光储充电站中，储能能量管理系统承担着“系统大脑”的角色。
通过对储能柜内PCS、BMS、电表、温控及消防等设备的统一接入，系统可实现运行数据的集中采集与状态整合，为后续策略控制提供可靠数据基础。
相比单一设备本地控制，这种集中式管理模式更适合企业级、多回路、多工况的复杂应用环境。在系统结构上，能量管理系统通过多通信接口与多协议兼容能力，实现储能系统与光伏并网点、充电负荷侧计量的协同联动，为光储充一体化运行奠定基础。
 

Acrel-2000ES，专门针对设备供应商、储能集成商、电池商所生产的工商业储能柜、储能集装箱研发的一款储能EMS。具有完善的储能监控与管理功能,涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息,实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能。在高级应用上支持能量调度,具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。
 

系统架构

可通过直采或者通过通讯管理机或串口服务器将储能柜或者储能集装箱内部的设备接入系统。系统结构如下：

功能测量

设备特点

系统功能

主控进程

接收通信管理进程送来的数据并处理；按要求生成告警信息，提交给人机界面，并保存到数据库；完成计算量的定时计算，2-3秒/次，支持嵌套；将采集的信息量保存到历史数据库；处理人机界面、图形组态的数据请求；统计处理。

人机界面

首页；设备监控；BMS；电表；除湿机；消防主机；液冷主机；曲线报表；PCS功率曲线；SOC曲线；统计报表；历史曲线；控制策略；削峰填谷、需量控制、防逆；流控制等；历史事件

PCS监控

PCS运行模式、启停、限值等参数设置；PCS交直流侧电压、电流、功率等数据；PCS运行状态、模式、工作方式、接触器等状态；PCS运行中过压、过频、温度过高等故障展示。

BMS监控

BMS运行状态、通讯状态及电压、电流、温度、电能信息；BMS电池参数，展示每个电芯的电压、温度及所在位置；故障报警，按照不同等级进行异常告警及故障保护。

储能侧计量

对储能的充放电压、电流、功率、电量进行监测

除湿机监控

对除湿机运行模式、温湿度动作参数进行设置与展示

消防主机监控

对消防主机的运行状态进行监控，并异常告警。

温控主机监测

对温控主机的运行状态、运行参数及模式进行设置

面向企业光储充场景的核心控制策略分析

削峰填谷与光伏消纳协同
在分时电价及峰谷价差逐步拉大的背景下，储能系统通过能量管理系统执行计划曲线控制策略，可在光伏出力高、负荷低的时段优先充电，在充电高峰或电价高峰时段放电，提升光伏就地消纳水平并降低企业用能成本。

需量控制与动态增容
针对企业充电站集中启停带来的瞬时需量冲击，能量管理系统通过实时采集总进线需量数据，在达到设定阈值前主动调度储能参与放电，从而在不扩容变压器的前提下，实现“虚拟增容”，缓解配电容量约束。

防逆流与并网安全控制
在企业光储充系统并网运行中，防逆流是必须关注的关键问题。通过对并网点功率的实时监测，能量管理系统可在检测到反向功率趋势时，及时调整储能运行状态，避免对公共电网产生不利影响，提升系统并网运行的合规性与安全性。

运行安全与辅助系统联动管理 

在企业级应用场景下，储能系统的安全运行同样依赖于完善的环境与状态监控。
能量管理系统通过对储能柜内温湿度、消防、烟感、水浸等辅助系统的统一接入，实现异常状态的集中告警与联动控制。当环境或设备运行参数超限时，系统可触发相应保护逻辑，降低因局部故障引发系统级风险的概率。

结论

综上所述，在企业光储充电站中，引入储能柜能量管理系统，不仅能够实现多设备、多系统的集中监测与统一调度，还为削峰填谷、需量管理及防逆流等关键应用提供了可靠的技术支撑。从工程实践角度看，该系统有效提升了企业光储充电站的运行安全性、经济性与可控性，为企业推进能源系统智能化管理提供了现实可行的解决方案。

审核编辑 黄宇