淺談儲能電站中EMS系統(tǒng)的應(yīng)用

胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

能源轉(zhuǎn)型以及“雙碳"發(fā)展需求

1、隨著全球能源轉(zhuǎn)型加速，可再生能源如太陽能、風(fēng)能等得到大規(guī)模開發(fā)和利用。然而，這些可再生能源具有間歇性和不穩(wěn)定性的特點，例如光伏發(fā)電受日照影響，風(fēng)力發(fā)電受風(fēng)速影響，其輸出功率難以保持穩(wěn)定。儲能電站的應(yīng)運而生，與 EMS 系統(tǒng)的結(jié)合，這樣作為儲能電站中的控制與管理系統(tǒng)，能夠協(xié)調(diào)儲能設(shè)備與可再生能源的協(xié)同運行，提高能源的穩(wěn)定性和可靠性，促進能源的可持續(xù)發(fā)展

2、為實現(xiàn)碳達峰、碳中和的“雙碳"目標，各國都在積極推動能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴。儲能電站結(jié)合EMS系統(tǒng)，有助于提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的占比，優(yōu)化能源系統(tǒng)的運行效率，降低碳排放，推動能源轉(zhuǎn)型進程。

儲能電站的發(fā)展需求

儲能電站通常由儲能電池、變流器、監(jiān)控設(shè)備等組成，那么其內(nèi)部的相關(guān)設(shè)備的協(xié)調(diào)運行和優(yōu)化管理對于電站的性能和壽命要求就很重要。EMS 系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測儲能電站內(nèi)各設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)，如電池的電壓、電流、溫度、SOC（荷電狀態(tài)）、SOH（健康狀態(tài)）等，通過EMS系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)分析和處理，實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控管理和故障預(yù)警，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并采取相應(yīng)措施，延長設(shè)備壽命，降低運維成本

EMS能源管理系統(tǒng)在儲能電站中的作用：

本系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)微電網(wǎng)的源（市電、分布式光伏、微型風(fēng)機）、網(wǎng)（企業(yè)內(nèi)部配電網(wǎng)）、荷（固定負荷和可調(diào)負荷）、儲能系統(tǒng)、新能源汽車充電負荷進行有序管理和優(yōu)化控制，實現(xiàn)不同目標下源網(wǎng)荷儲資源之間的靈活互動，增加多策略控制下系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。同時促進新能源消納、合理削峰填谷，減少電網(wǎng)建設(shè)投資，提升企業(yè)的能源利用率，降低運行成本，達到節(jié)能降耗的目的。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)采用信息分層式架構(gòu)予以部署，監(jiān)控系統(tǒng)由站控層、間隔層構(gòu)成，其中站控層部署集群控制單元，負責(zé)站內(nèi)光伏、風(fēng)機、儲能、整流和充電單元數(shù)據(jù)處理、存儲、監(jiān)視與控制；間隔層為具備測控功能的相關(guān)設(shè)備（光伏、風(fēng)機、儲能控制器，充電監(jiān)控系統(tǒng)，計費控制單元等），負責(zé)數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)，并響應(yīng)站控層指令；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備負責(zé)兩層之間的通信，通信網(wǎng)絡(luò)采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

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

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