图文结合 - 储能系统产品需求文档(PRD)- (慧哥)慧知开源充电桩平台


储能系统产品需求文档(PRD)


1. 文档概述

1.1 背景

  • 能源需求波动、电价峰谷差、可再生能源接入不稳定等问题驱动储能系统需求。
  • 目标:设计一套软硬件结合的储能管理系统(EMS),实现能源高效存储、调度与成本优化。

1.2 产品定位

  • 目标用户:工商业用户、园区、微电网运营商。
  • 核心价值:降低用电成本、提升能源稳定性、支持绿色能源消纳。

2. 用户角色与场景

角色 核心需求 使用场景示例
系统管理员 设备配置、权限管理、系统维护 添加新储能设备、分配用户权限
运维人员 实时监控、故障处理 查看电池健康状态、处理告警
能源决策者 成本分析、策略优化 制定充放电计划、生成收益报告

3. 功能需求(核心模块)

3.1 实时监控与数据采集

功能描述
  • 3.1.1 设备状态监控
    • 实时显示电池SOC(剩余容量)、SOH(健康状态)、温度、电压/电流。
    • 可视化展示PCS(变流器)、BMS(电池管理系统)运行状态。
  • 3.1.2 能源流向监测
    • 动态展示能源输入(电网/光伏/风电)、输出(负载/售电)、存储比例。
    • 支持分钟级数据刷新,历史数据曲线对比。
  • 3.1.3 环境监测
    • 集成温湿度传感器数据,触发异常环境报警(如高温、湿度超标)。

3.2 充放电智能控制

功能描述
  • 3.2.1 策略模式
    • 经济模式:基于分时电价自动充放电(谷时充电、峰时放电)。
    • 平衡模式:平滑可再生能源波动,维持负载稳定。
    • 应急模式:电网断电时自动切换至备用电源,保障关键负载。
  • 3.2.2 策略配置
    • 自定义充放电阈值(如SOC不低于20%)、时段优先级。
    • 支持策略模拟运行,预测收益与电池损耗。

3.3 能源预测与优化

功能描述
  • 3.3.1 负荷预测
    • 基于历史数据+机器学习,预测未来24小时负载需求。
  • 3.3.2 发电预测
    • 接入气象数据,预测光伏/风电出力(如晴天/阴天发电量差异)。
  • 3.3.3 调度优化
    • 动态规划充放电计划,最大化收益或最小化碳排放。

3.4 告警与安全管理

功能描述
  • 3.4.1 多级告警
    • 紧急告警(如电池热失控):短信+APP推送+声光报警。
    • 一般告警(如SOC过低):系统弹窗+邮件通知。
  • 3.4.2 安全防护
    • 充放电过流/过压保护、绝缘监测、消防联动接口。
    • 黑启动能力:极端情况下快速恢复供电。

3.5 数据分析与报告

功能描述
  • 3.5.1 能效看板
    • 展示日/月/年节费金额、CO2减排量、自给率等KPI。
  • 3.5.2 自定义报表
    • 导出充放电记录、告警日志、收益明细(CSV/PDF格式)。

4. 系统集成需求

4.1 硬件对接

  • 支持Modbus/TCP、CAN总线等协议,兼容主流电池/PCS厂商设备。
  • 预留PLC、智能电表接口。

4.2 软件集成

  • 提供RESTful API,支持与电网调度系统、第三方能源平台数据交互。
  • 可选配SCADA系统、ERP集成模块。

5. 非功能性需求

类别 要求
性能 数据响应延迟<1秒,支持1000+设备并发接入
安全性 数据加密传输(TLS 1.3)、RBAC权限模型、审计日志留存6个月
可靠性 系统可用性≥99.9%,本地/云端双活部署
可扩展性 模块化设计,支持新增储能设备类型、策略算法插件化

6. 关键业务流程

6.1 充放电决策流程

复制代码
用户设定策略 → 系统获取电价/负荷/气象数据 → 预测模型计算 → 生成充放电计划 → 下发指令至PCS → 执行并反馈结果

6.2 故障处理流程

复制代码
传感器检测异常 → 触发告警分级 → 自动隔离故障设备 → 通知运维人员 → 修复后系统自检 → 恢复运行

7. 界面原型(概要)

  • Dashboard:三维拓扑图展示储能系统全貌,关键指标卡片式布局。
  • 策略配置页:拖拽式时间轴设置充放电时段,模拟收益对比柱状图。
  • 报警中心:按优先级分类,支持一键派单至运维工单系统。

8. 验收标准

  • 功能测试:覆盖所有策略模式充放电准确性(误差<3%)。
  • 压力测试:模拟2000节点同时接入,系统无崩溃。
  • 安全测试:通过渗透测试,无高危漏洞。

9. 附录

  • 术语表(如SOC、PCS、黑启动)。
  • 参考标准:IEC 62933、UL 9540。

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