淺談儲能電站中EMS系統的應用

胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

能源轉型以及“雙碳"發展需求

1、隨著全球能源轉型加速，可再生能源如太陽能、風能等得到大規模開發和利用。然而，這些可再生能源具有間歇性和不穩定性的特點，例如光伏發電受日照影響，風力發電受風速影響，其輸出功率難以保持穩定。儲能電站的應運而生，與 EMS 系統的結合，這樣作為儲能電站中的控制與管理系統，能夠協調儲能設備與可再生能源的協同運行，提高能源的穩定性和可靠性，促進能源的可持續發展

2、為實現碳達峰、碳中和的“雙碳"目標，各國都在積極推動能源結構的調整，減少對傳統化石能源的依賴。儲能電站結合EMS系統，有助于提高可再生能源在能源結構中的占比，優化能源系統的運行效率，降低碳排放，推動能源轉型進程。

儲能電站的發展需求

儲能電站通常由儲能電池、變流器、監控設備等組成，那么其內部的相關設備的協調運行和優化管理對于電站的性能和壽命要求就很重要。EMS 系統能夠實時監測儲能電站內各設備的運行狀態參數，如電池的電壓、電流、溫度、SOC（荷電狀態）、SOH（健康狀態）等，通過EMS系統實現對數據分析和處理，實現對設備的監控管理和故障預警，及時發現潛在問題并采取相應措施，延長設備壽命，降低運維成本

EMS能源管理系統在儲能電站中的作用：

本系統能夠對企業微電網的源（市電、分布式光伏、微型風機）、網（企業內部配電網）、荷（固定負荷和可調負荷）、儲能系統、新能源汽車充電負荷進行有序管理和優化控制，實現不同目標下源網荷儲資源之間的靈活互動，增加多策略控制下系統的穩定運行。同時促進新能源消納、合理削峰填谷，減少電網建設投資，提升企業的能源利用率，降低運行成本，達到節能降耗的目的。

微電網能量管理系統采用信息分層式架構予以部署，監控系統由站控層、間隔層構成，其中站控層部署集群控制單元，負責站內光伏、風機、儲能、整流和充電單元數據處理、存儲、監視與控制；間隔層為具備測控功能的相關設備（光伏、風機、儲能控制器，充電監控系統，計費控制單元等），負責數據采集和轉發，并響應站控層指令；網絡設備負責兩層之間的通信，通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

實時監測設備狀態：EMS 可對儲能電站內眾多設備，如儲能電池、變流器、開關柜等進行實時監測。它能精準獲取電池的電壓、電流、溫度等參數，變流器的功率、效率等運行指標，以及開關柜的開合狀態等信息，從而全面掌握設備的實時運行情況。

采集運行數據：持續收集儲能電站在運行過程中的各類數據，包括電能的輸入輸出量、充放電功率、儲能系統的荷電狀態（SOC）、健康狀態（SOH）等。這些豐富的數據為后續的分析、決策以及優化控制提供了堅實基礎。