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EMS系统介绍

 

随着可再生能源的快速发展，储能技术成为解决能源供需不均衡、保障电网稳定运行的关键手段，备受关注。在此领域中，储能EMS系统（能源管理系统）作为核心组成部分，发挥着越来越重要的作用。本文将详细介绍储能EMS系统的组成及其功能设计。

 

1. EMS系统功能

 

能源管理系统是储能系统的关键组成部分，提供数据管理、监视、控制和优化，确保储能系统稳定高效运行。其主要功能包括：

（1）数据管理、监视和控制：为微电网调度控制中心提供实时数据管理、监视和控制功能，保障储能系统的稳定高效运行。

（2）优化系统运行：为储能系统内部每个能源控制器提供功率和电压设定点，确保满足热负荷和电负荷需求。

（3）协议符合：确保系统满足与主网系统间的运行协议。

（4）最小化能耗：尽量减少能源消耗和系统损耗。

（5）故障处理：提供系统故障情况下的孤岛运行与重合闸逻辑与控制方法（包括并网切换单元）。

 

2. EMS组网架构

 

储能系统中的EMS通讯拓扑分为两层结构：

-顶层：总集中监控系统

-底层：接入设备：包括储能变流器、电池管理系统（BMS）、环境监测设备、消防系统、空调或门禁系统等。

 

监控主机负责：

- 现场测控系统之间的网络连接和数据转换。

- 数据采集、数据本地处理和协议转换。

- 命令交换和本地用户画面监视操作。

- 控制策略和WEB服务器功能。

- 实现大容量实时数据的高速汇集传输，确保主站系统能快速、准确地获取所有监测及监控信息。

- 及时反馈网络检测的系统异常与故障，确保快速定位与恢复。

 

3. EMS功能设计

 

（1）电站运行情况实时监控

 

系统能够对所有被监控的运行参数和状态进行实时和定时数据采集，并处理重要历史数据存入数据库，包括：

 

- BMS系统：监控各组电池的总电压、电流、平均温度、SOC（State of Charge）、SOH（State of Health）、充放电电流和功率限值、单节最值电池电压和温度、故障及报警信息、历史充放电电量等信息。

 

- PCS（储能变流器）：监控直流侧各分支的电压/电流/功率、交流侧各相有功功率、无功功率、电压、电流、功率因数、频率和温度、机柜温度、运行状态、报警及故障信息，以及日充电量、日放电量、累计充电量和累计放电量等信息。

 

- 负荷：监控各相电压、电流、有功功率、无功功率、频率等信息。

 

（2）电站运营数据显示

 

系统可以根据用户要求，自定义所需的相关数据到指定界面，进行实时数据和历史数据的查看，并导出报表。

 

（3）电站经济运行策略

 

与常规变电站的经济运行分析不同，微网系统的经济运行分析将变压器替换为PCS和逆变器进行计算分析，通过分析当前储能电量和负载比例，得出最佳运行策略，并执行优化命令。

 

（4）电站实时调度、远程调度

 

根据现场监控层和总控中心的系统需求，微网电站现场设备层可自由配置数据上传到现场监控层和中控中心，或由现场监控层处理、筛选后上传到总控中心。

 

（5）电站能量管理

 

系统根据当前时段、当前负荷、当前上网电价和储能电池的SOC，自动控制潮流方向，确定微网系统的充放电时段。

 

（6）故障报警

 

系统提供各级事件的记录和查询功能，通过颜色区分和管理事件类型和重要程度。

 

（7）报表、实时曲线、能量流动显示

 

系统提供实时曲线记录、分析和查询功能，自由选择所需记录和分析的数据，以曲线和棒图展示实时数据、历史数据及其统计值，统计数据间隔为5分钟、15分钟、1小时和1天。

 

系统可以根据用户要求自定义各类报表、分析图表，并导出为Office或PDF文件。

 

（8）数据分析

 

常见的数据分析工具包包括能流图、成本核算、节能分析、生产能效分析、能耗预测和对标分析。

 

（9）电站运行效益分析

 

通过能管系统建模，进行经济效益分析，针对PCS出力和储能系统SOH，得出全系统运行效率。

 

集装箱设计主要根据项目落地的环境条件，如气候条件和海拔高度等，进行有针对性的设计。