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
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
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。