科普 | 什么是儲能EMS?應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?
發(fā)布時間:
2024-10-31 17:24
儲能EMS是什么?
儲能EMS(ENERGY MANAGEMENT SYSTEM,能源管理系統(tǒng))是一套集監(jiān)控、控制、分析和優(yōu)化于一體的軟硬件智能系統(tǒng),專門用于能源系統(tǒng)的管理。EMS通過儲能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析展示以及能量調(diào)度,控制整個儲能系統(tǒng)有序、穩(wěn)健運行。
通俗來講,EMS就像一個智能大腦,它能夠控制和管理我們儲存的電能。假設(shè)手機電池就是儲能設(shè)備,而EMS便是那個幫你決定什么時候充電、什么時候放電的智能助手。
儲能EMS系統(tǒng)架構(gòu)
能量管理系統(tǒng)一般分為設(shè)備層、通訊層、信息層和應(yīng)用層。
設(shè)備層需要能量采集變換(PCS、BMS)做支撐;
通訊層主要包括鏈路、協(xié)議、傳輸?shù)龋?/p>
儲能EMS工作原理
EMS通過采集儲能系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù),包括電池的荷電狀態(tài)(SOC)、健康狀態(tài)(SOH)、環(huán)境溫度、充放電電流和電壓等關(guān)鍵參數(shù),利用先進的算法進行數(shù)據(jù)處理和優(yōu)化分析。基于這些數(shù)據(jù)和分析結(jié)果,EMS能夠?qū)崿F(xiàn)對儲能設(shè)備的智能控制,包括充放電策略的優(yōu)化、故障診斷與維護、以及與其他系統(tǒng)的通信與互動。
信息層主要包括緩存中間件、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器;
應(yīng)用層表現(xiàn)形式包括APP、WEB等,為管理人員提供可視化的監(jiān)控與操作界面。
儲能EMS組網(wǎng)架構(gòu)
儲能系統(tǒng)中的EMS通訊拓?fù)浞譃閮蓪咏Y(jié)構(gòu):
頂層:總集中監(jiān)控系統(tǒng)
底層:接入設(shè)備:包括儲能變流器、電池管理系統(tǒng)(BMS)、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、消防系統(tǒng)、空調(diào)或門禁系統(tǒng)等。
監(jiān)控主機負(fù)責(zé):
現(xiàn)場測控系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)本地處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換。
命令交換和本地用戶畫面監(jiān)視操作。
控制策略和WEB服務(wù)器功能。
實現(xiàn)大容量實時數(shù)據(jù)的高速匯集傳輸,確保主站系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確地獲取所有監(jiān)測及監(jiān)控信息。
及時反饋網(wǎng)絡(luò)檢測的系統(tǒng)異常與故障,確??焖俣ㄎ慌c恢復(fù)。
儲能EMS主要功能
監(jiān)測與控制:
(1)實時監(jiān)控儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài),包括電池的充放電狀態(tài)、溫度、電壓、電流等關(guān)鍵參數(shù)。
(2)控制儲能變流器(PCS)進行充放電操作,以保持電池在最佳工作狀態(tài)。
優(yōu)化調(diào)度:
根據(jù)電網(wǎng)需求、電池狀態(tài)和成本等因素,優(yōu)化儲能系統(tǒng)的充放電策略,提高能源利用效率,降低運營成本。
狀態(tài)估計與性能評估:
(1)通過先進的算法對電池的狀態(tài)進行估計,包括剩余容量、健康程度等。
(2)評估電池的性能,為優(yōu)化充放電策略提供依據(jù)。
安全管理:
包含一系列的安全保護措施,如過溫保護、過充保護、過放保護、電池均衡管理等,以防止電池?fù)p壞或發(fā)生安全事故。
數(shù)據(jù)采集與分析:
收集儲能系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù),進行分析和處理,以識別系統(tǒng)性能趨勢,為系統(tǒng)優(yōu)化和維護提供數(shù)據(jù)支持。
通信與接口:
與其他系統(tǒng)(如電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、分布式能源管理系統(tǒng)等)進行通信,執(zhí)行遠程控制指令,實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的互動。
能量預(yù)測與規(guī)劃:
根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和天氣預(yù)報,預(yù)測電網(wǎng)負(fù)荷和可再生能源發(fā)電量,從而規(guī)劃儲能系統(tǒng)的運行策略。
輔助服務(wù):
協(xié)調(diào)儲能系統(tǒng)提供輔助服務(wù),如頻率調(diào)節(jié)、電壓控制等,以支持電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
經(jīng)濟運行:
通過分析市場價格和電網(wǎng)需求,優(yōu)化儲能系統(tǒng)的運行模式,以實現(xiàn)經(jīng)濟利益最大化。
故障診斷與維護:
監(jiān)測電池和系統(tǒng)的異常情況,提供故障診斷報告,輔助維護人員及時解決問題,并預(yù)測維護時間。
儲能EMS應(yīng)用領(lǐng)域
儲能EMS(能量管理系統(tǒng))的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,主要包括以下幾個方面:
電網(wǎng)輔助服務(wù)
EMS可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)的頻率和電壓,提供備用電力,以及參與電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)和需求響應(yīng)等輔助服務(wù)。
可再生能源集成
EMS有助于整合風(fēng)能、太陽能等可再生能源,通過儲能系統(tǒng)存儲過剩的能源并在需求高峰時釋放,從而提高可再生能源的利用率。
削峰填谷
在電力市場中,EMS可以幫助電網(wǎng)運營商通過在低峰時段存儲電力并在高峰時段釋放,從而平衡電網(wǎng)負(fù)荷,降低峰值負(fù)荷,減少能源浪費。
需求響應(yīng)
EMS可以響應(yīng)電網(wǎng)的需求減少信號,通過減少儲能系統(tǒng)的充電或增加放電,幫助降低電網(wǎng)負(fù)荷,從而參與需求響應(yīng)程序,減少電費支出。
微電網(wǎng)管理
在微電網(wǎng)應(yīng)用中,EMS可以管理多種能源資源,包括電池儲能、燃料電池、熱能存儲等,實現(xiàn)能源的優(yōu)化配置和自治管理。
電動汽車充電控制
EMS可以管理電動汽車的充電站,通過調(diào)度充電時段和電量,優(yōu)化電網(wǎng)負(fù)載,同時保證電動汽車的充電需求。
工業(yè)和商業(yè)儲能
在工業(yè)和商業(yè)建筑中,EMS可以優(yōu)化存儲電力的使用,減少電費支出,提高電能質(zhì)量,并通過需求側(cè)管理提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
離網(wǎng)能源系統(tǒng)
在離網(wǎng)可再生能源系統(tǒng)中,EMS可以優(yōu)化儲能系統(tǒng)的充放電策略,提高能源自給自足率,延長電網(wǎng)獨立運行的時間。
電池性能管理
EMS可以監(jiān)控電池的健康狀況和性能,通過智能算法延長電池壽命,減少維護成本。
能源交易
EMS可以提供電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)和市場信息,幫助能源交易者做出更明智的買賣決策,參與能源市場交易。
儲能EMS發(fā)展趨勢
隨著技術(shù)的發(fā)展,儲能EMS正朝著更加智能化、集成化和可持續(xù)化的方向發(fā)展。未來的EMS將更加注重智能化技術(shù)的應(yīng)用,如人工智能和機器學(xué)習(xí),以實現(xiàn)更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測。同時,EMS將更加注重與其他智能設(shè)備的集成和互聯(lián)互通,以及推動清潔能源的應(yīng)用和節(jié)能減排政策的實施。儲能EMS的發(fā)展受到多方面因素的影響,包括技術(shù)進步、市場需求、政策支持等。人工智能和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的應(yīng)用將進一步提升EMS在主動安全預(yù)警、智能交易、故障信息處理等方面的能力,最終實現(xiàn)儲能電站的“智慧”運行。
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