1 система хранения энергии EMS
В современную эпоху энергетической трансформации технология хранения энергии стала ключевой движущей силой энергетического перехода. Среди множества компонентов систем хранения энергии Система управления энергопотреблением (EMS) представляет собой своего рода «супердворецкого», бесшумно контролирующего работу всей системы хранения энергии, обеспечивая ее безопасную, эффективную и стабильную работу.
Возможно, вам будет любопытно, как эта система хранения энергии EMS проявляет свою «магию»? Проще говоря, оно в основном обеспечивает эффективное использование энергии и интеллектуальное управление за счет мониторинга в реальном времени, точного контроля и оптимизированного планирования устройств хранения энергии. От сбора данных о напряжении, токе, температуре и других данных аккумуляторных батарей до организации времени зарядки и разрядки и мощности оборудования для хранения энергии в соответствии с потребностями электросети и колебаниями цен на электроэнергию, до обеспечения безопасной и стабильной работы. В системе хранения энергии каждое звено не может быть отделено от тщательного планирования и точного выполнения системы хранения энергии EMS.
2 Как работает система EMS?
(1) Состав системы
Архитектура системы хранения энергии EMS подобна сложному зданию, каждый этаж которого играет незаменимую роль в обеспечении эффективной работы всей системы.
Уровень оборудования: это фундаментальная вспомогательная часть всей системы, в основном опирающаяся на оборудование для сбора и преобразования энергии, такое как PCS (преобразователь хранения энергии) и BMS (система управления батареями). PCS отвечает за преобразование и контроль электрической энергии, обеспечивая безопасную и эффективную зарядку и разрядку аккумуляторной батареи; BMS действует как верный страж, всегда охраняющий здоровье аккумулятора, точно измеряя и контролируя ключевые параметры, такие как напряжение, ток, температура и т. д., чтобы предотвратить перезарядку, чрезмерную разрядку и продлить срок службы аккумулятора.
Коммуникационный уровень: выполняет важную миссию по передаче информации, включая ключевые элементы, такие как каналы, протоколы и передача. Это похоже на «нервную систему» системы, обеспечивающую точную и быструю передачу данных, собранных уровнем устройства, на информационный уровень, а также своевременную выдачу управляющих инструкций с информационного уровня на уровень устройства, обеспечивая плавность и беспрепятственный поток информации по всей системе.
Информационный уровень: в основном состоит из промежуточного программного обеспечения для кэширования, базы данных, сервера и т. д. Среди них система баз данных похожа на огромное «хранилище данных», отвечающее за обработку и хранение огромных объемов данных, не только записывая данные в реальном времени, но и хранение важных исторических данных, обеспечивающее прочную основу для последующего анализа данных и запросов.
Уровень приложений: это интерфейс для прямого взаимодействия между системой и управленческим персоналом, обычно в виде приложений, Интернета и т. д. Он обеспечивает визуальный мониторинг и платформу управления для управленческого персонала, позволяя им интуитивно понимать рабочее состояние системы. систему хранения энергии и удаленно контролировать и управлять системой через эту платформу. Конкретные функции включают принятие решений по преобразованию энергии, передачу и сбор энергетических данных, мониторинг и контроль в реальном времени, анализ управления эксплуатацией и техническим обслуживанием, визуальный анализ электроэнергии/количества, удаленное управление в реальном времени и т. д.
(2) Основные функции
Система хранения энергии EMS имеет множество мощных основных функций, которые работают вместе, чтобы точно контролировать импульс энергии и обеспечивать стабильную и эффективную работу системы хранения энергии.
Мониторинг и сбор: с помощью датчиков, распределенных в различных ключевых частях системы хранения энергии, таких как датчики напряжения, датчики тока, датчики температуры и т. д., рабочее состояние оборудования хранения энергии всесторонне контролируется в режиме реального времени, а также отслеживается большое количество данных. Собирается такая информация, как напряжение батареи, ток, SOC (состояние заряда), температура, мощность ПК, частота, а также температура и влажность окружающей среды. Эти данные являются подобием «глаз» и «ушей» системы, предоставляя информацию из первых рук для последующего анализа и принятия решений.
Анализ и оптимизация данных: использование передовых методов и алгоритмов анализа данных для проведения углубленного анализа и анализа больших объемов собранных данных. Например, анализируя такие параметры, как кривые зарядки и разрядки аккумулятора, изменения внутреннего сопротивления и т. д., можно оценить состояние здоровья аккумулятора; Создайте точную модель батареи на основе исторических данных и данных в реальном времени, чтобы спрогнозировать оставшийся срок службы и снижение производительности батареи. В то же время, на основе результатов анализа, стратегия работы системы хранения энергии оптимизируется и корректируется, например, корректировка стратегии зарядки и разрядки, оптимизация эффективности использования энергии и т. д., чтобы улучшить общую производительность и экономические выгоды. система хранения энергии.
Диспетчеризация и контроль энергии: интеллектуальная диспетчеризация и контроль энергии на основе спроса на энергию в реальном времени, условий нагрузки сети и факторов стоимости. Он может разумно организовать операции зарядки и разрядки объектов хранения энергии на основе таких факторов, как прогнозирование спроса, ситуация с ценами на электроэнергию и нагрузка на сеть, обеспечивая эффективное использование и сохранение энергии. Например, в периоды пиковой нагрузки в электросети автоматическое планирование разрядки накопителей энергии может снизить нагрузку на энергосистему; В периоды низкой нагрузки контролируйте зарядку накопителей энергии, чтобы снизить затраты на электроэнергию. Кроме того, к таким устройствам, как инверторы накопления энергии, можно применять точный контроль, чтобы гарантировать, что они работают в соответствии с заранее определенными стратегиями, обеспечивая точное распределение и планирование энергии.
Обнаружение неисправностей и защитная защита: благодаря возможностям точного обнаружения неисправностей он может отслеживать рабочее состояние системы накопления энергии в режиме реального времени, своевременно обнаруживать и диагностировать различные потенциальные опасности неисправностей, такие как перезарядка аккумулятора, чрезмерная разрядка, перегрев, короткое замыкание, неисправности PCS. и ненормальное состояние другого оборудования. При обнаружении неисправности система немедленно активирует механизм защиты и принимает соответствующие меры для ее устранения, например, выдает различные формы предупреждающих сигналов, таких как звуковые и световые сигналы, SMS-уведомления, push-уведомления приложений и т. д., чтобы напомнить персонал по эксплуатации и техническому обслуживанию своевременно устраняет неисправности; В то же время он автоматически выполняет стратегии защиты безопасности, такие как управление PCS для прекращения зарядки или разрядки, отключение цепей неисправного оборудования и т. д., чтобы предотвратить распространение неисправностей, обеспечить безопасную и стабильную работу система хранения энергии и избежать несчастных случаев.
3 Функция системы хранения энергии EMS
(1) Система питания
На обширном и сложном этапе энергосистемы системы хранения энергии EMS играют решающую роль и являются главными героями, обеспечивающими стабильную работу энергосистемы.
Сглаживание пиков и заполнение впадин. С быстрым развитием социальной экономики разрыв между пиковыми и впадинами электрической нагрузки увеличивается, что создает огромную проблему для баланса спроса и предложения в энергосистеме. Система хранения энергии EMS использует точные стратегии управления, чтобы дать команду устройствам хранения энергии заряжаться в больших количествах в периоды низкого потребления электроэнергии, сохраняя избыточную электрическую энергию; В периоды пикового потребления электроэнергии устройства хранения энергии быстро разряжаются и обеспечивают дополнительную поддержку электросети. Это похоже на создание «резервуара электрической энергии» в энергосистеме, эффективно сбрасывающего давление в электросети в часы пик, выравнивающего пиковую нагрузку электроэнергии, заполняющего дефицит электроэнергии в периоды низкого напряжения, значительно повышающего надежность и стабильность электроснабжения в энергосистеме. электросети, снижая риск перебоев в подаче электроэнергии, вызванных колебаниями нагрузки, и гарантируя, что жители и предприятия смогут продолжать стабильно использовать электроэнергию.
Регулирование частоты: Стабильность частоты электросети является одним из ключевых показателей нормальной работы энергосистемы. Когда энергосистема подвергается внезапным изменениям нагрузки, отказам генерирующего оборудования или периодическим воздействиям от нового производства энергии, частота сети подвержена колебаниям. Система хранения энергии EMS, обладающая способностью быстрого реагирования и технологией точного управления, может отслеживать изменения частоты сети в режиме реального времени и быстро давать указания оборудованию для хранения энергии регулировать мощность зарядки и разрядки, своевременно вводить или поглощать активную мощность в сеть. для поддержания стабильности частоты сети. Эта функция быстрого и точного регулирования частоты подобна установке «стабилизатора» в электросети, эффективно обеспечивая безопасную и стабильную работу энергосистемы, предотвращая повреждение оборудования и крупномасштабные отключения электроэнергии, вызванные аномалиями частоты, а также обеспечивая надежную гарантию. для надежного электроснабжения энергосистемы.
Резервный источник питания: в случае внезапных сбоев или перебоев в электроснабжении система хранения энергии EMS может быстро переключать рабочие режимы, используя оборудование для хранения энергии в качестве резервного источника питания для обеспечения непрерывного и стабильного питания критически важных нагрузок. Это, несомненно, «таблетка успокоения» для таких мест, как больницы, центры обработки данных и транспортные узлы, где требуется чрезвычайно высокая надежность электропитания. Например, во время хирургического процесса в больнице, если произойдет внезапное отключение электроэнергии, система накопления энергии EMS может быть активирована мгновенно, чтобы обеспечить нормальную работу ключевого оборудования, такого как хирургическое оборудование и системы жизнеобеспечения, избегая угроз для пациента. безопасность жизнедеятельности, вызванная перебоями в подаче электроэнергии; В центрах обработки данных системы хранения энергии EMS способны обеспечить непрерывную работу серверов, предотвратить потерю данных и поддерживать нормальную работу предприятий. Система накопления энергии EMS, как резервный источник питания с возможностью быстрого реагирования и надежного электроснабжения, играет незаменимую роль в критические моменты, эффективно обеспечивая нормальную работу общества и безопасность жизни и имущества людей.
(2) Возобновляемая энергия
На волне бурного развития возобновляемой энергетики системы хранения энергии EMS стали ключевым мостом, соединяющим возобновляемые источники энергии и энергосистему, эффективно решая периодические и нестабильные проблемы производства возобновляемой энергии и обеспечивая мощную поддержку крупномасштабной интеграции и эффективное использование чистой энергии.
Плавная выходная мощность. Производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, сильно зависит от природных условий и имеет очевидную прерывистость и нестабильность. Эта нестабильная характеристика выработки электроэнергии создает множество проблем для безопасной и стабильной работы электросети, таких как колебания напряжения, нестабильность частоты и т. д. Система накопления энергии EMS может быстро и точно регулировать процесс зарядки и разрядки оборудования для накопления энергии путем мониторинга. выходную мощность оборудования для производства возобновляемой энергии в режиме реального времени, а также сочетание передовых алгоритмов прогнозирования и интеллектуальных стратегий управления для «сглаживания пиков и заполнения впадин» и сглаживания выработки электроэнергии из возобновляемых источников. Когда имеется избыток мощности для выработки возобновляемой энергии, система хранения энергии EMS сохраняет избыточную электроэнергию в устройствах хранения энергии; Когда выработка электроэнергии недостаточна, своевременное планирование разрядки оборудования для хранения энергии может восполнить разрыв в мощности, эффективно уменьшая амплитуду колебаний выработки электроэнергии, делая выходную мощность более стабильной и надежной, улучшая качество электроэнергии при производстве возобновляемой энергии, уменьшая воздействие по электросетям, а также создание благоприятных условий для масштабного технологического присоединения возобновляемой энергетики.
Стимулирование потребления: из-за нестабильности производства возобновляемой энергии в определенные периоды может иметь место избыточное производство электроэнергии, которая не может быть потреблена своевременно, что приводит к таким явлениям, как «ограничение ветровой энергии» и «ограничение солнечной энергии», в результате чего энергия напрасно тратить. Система хранения энергии EMS оптимизирует и планирует процесс зарядки и разрядки оборудования для хранения энергии и может разумно организовать рабочий режим оборудования для хранения энергии в разные периоды времени в зависимости от нагрузки электросети, колебаний цен на электроэнергию и возобновляемых источников энергии. прогнозы поколений. Он накапливает избыточную электроэнергию из возобновляемых источников и в нужный момент выпускает ее в энергосистему, обеспечивая «пространственно-временную передачу» и оптимальную конфигурацию электроэнергии из возобновляемых источников. Это не только эффективно повышает коэффициент использования возобновляемых источников энергии, сокращает энергетические отходы, но также обеспечивает более стабильное и надежное энергоснабжение энергосистемы, способствует скоординированному и взаимодополняющему развитию возобновляемых источников энергии и традиционной энергетики, способствует преобразованию и модернизации энергетическую структуру, увеличивает долю чистой энергии в энергетической системе и вносит положительный вклад в достижение целей пика выбросов углерода и углеродной нейтральности.
(3) Промышленные и коммерческие
В промышленной и коммерческой сферах системы хранения энергии EMS стали мощным помощником предприятий в экономии энергии, повышении эффективности и улучшении уровня управления энергопотреблением, принося предприятиям значительные экономические и социальные выгоды.
Арбитраж пиковой долины: многие регионы внедрили политику ценообразования на электроэнергию по времени использования, что привело к значительным различиям в ценах на электроэнергию в разные периоды времени. Промышленные и коммерческие потребители обычно имеют высокие нагрузки на электроэнергию, и их потребление электроэнергии относительно сконцентрировано в часы пик, что приводит к более высоким затратам на электроэнергию. Система EMS для хранения энергии, благодаря углубленному анализу политики ценообразования на электроэнергию и точному прогнозированию электрической нагрузки предприятия, может автоматически контролировать зарядку оборудования для хранения энергии в периоды низких цен на электроэнергию и хранить дешевую электроэнергию; Во время пиковых цен на электроэнергию устройства хранения энергии отправляются для разрядки и удовлетворения некоторой части спроса предприятий на электроэнергию, тем самым обеспечивая арбитраж разницы цен на электроэнергию в пиковые периоды. Эта стратегия арбитража пиковой долины эффективно снижает затраты предприятий на электроэнергию и увеличивает их экономические выгоды. Например, после установки системы хранения энергии EMS некий завод сократил свои ежемесячные расходы на электроэнергию на 20% за счет разумных арбитражных операций в период пиковой нагрузки, что значительно снизило давление на операционные расходы предприятия и повысило его конкурентоспособность на рынке.
Управление спросом. Потребность предприятия в электроэнергии является одним из важных факторов при расчете счетов за электроэнергию, и превышение контрактного спроса может привести к увеличению счетов за электроэнергию. Система хранения энергии EMS может оптимизировать и контролировать электрическую нагрузку предприятий, отслеживая их энергопотребление в режиме реального времени и сочетая передовые алгоритмы анализа данных и прогнозирования. В периоды пикового потребления электроэнергии, когда потребление электроэнергии компанией приближается к контрактному спросу или превышает его, система EMS для хранения энергии быстро планирует разрядку оборудования для хранения энергии, снижает часть электрической нагрузки и позволяет компании не платить высокие счета за электроэнергию из-за чрезмерного потребления электроэнергии. требовать; В то же время в периоды низкого потребления электроэнергии необходимо разумно организовать зарядку накопителей энергии, пополнить запасы энергии и подготовиться к следующему пиковому спросу. Благодаря этой точной стратегии управления спросом предприятия могут эффективно контролировать спрос на электроэнергию, снижать затраты на электроэнергию, повышать эффективность использования энергии и достигать более совершенного управления энергопотреблением.
Аварийное резервное питание. Для промышленных и коммерческих предприятий внезапные отключения электроэнергии могут привести к серьезным последствиям, таким как остановка производства, повреждение оборудования и воспрепятствование коммерческой деятельности, что приведет к огромным экономическим потерям для предприятия. Система хранения энергии EMS имеет полную функцию аварийного резервного питания. При выходе из строя электросети и потере мощности она может в одно мгновение автоматически переключиться в режим аварийного электроснабжения, используя оборудование для накопления энергии, чтобы обеспечить непрерывную и стабильную энергетическую поддержку ключевого оборудования и производственных процессов предприятия, гарантируя, что основное производство и Эксплуатационная деятельность предприятия может продолжаться, сокращая экономические потери и стагнацию производства, вызванную отключениями электроэнергии. Например, в некоторых компаниях-производителях электроники перебои в подаче электроэнергии могут привести к списанию электронных продуктов, обрабатываемых на производственной линии. Однако функция аварийного резервного копирования системы хранения энергии EMS может эффективно избежать этой ситуации, обеспечивая непрерывность производства и качество продукции предприятия, а также обеспечивая надежную гарантию электропитания для стабильного развития предприятия.
4 Разработка системы EMS хранения энергии
(1) Оглядываясь назад на технологический прогресс, можно сказать, что история развития системы EMS хранения энергии была в основном сосредоточена на простом сборе и мониторинге данных. Позже она превратилась в интеллектуальную энергосистему EMS с сетевым анализом, оптимизацией, совместным контролем и другими функциями в реальном времени. Теперь он стал EMS для совместной загрузки исходной сетки, которая может интегрировать и использовать различные распределенные ресурсы. В настоящее время технологические прорывы компании в основном отражаются в комплексном применении интеллектуальных алгоритмов, которые могут оптимизировать стратегии зарядки и разрядки устройств хранения энергии на основе различных факторов. В то же время визуализация и удобный интерфейс системы постоянно совершенствуются, предоставляя графические интерфейсы и инструменты визуализации для облегчения работы пользователя. В будущем система продолжит углублять свой интеллект и более тесно интегрироваться с другими системами. Например, он достигнет более эффективного управления и контроля над устройствами хранения энергии с помощью таких технологий, как Интернет вещей, большие данные и облачные вычисления, а также глубокой интеграции с новыми концепциями, такими как виртуальные электростанции.
(2) Концентрация рынка систем хранения энергии EMS относительно высока, при этом большинство основных производителей являются традиционными производителями вторичного оборудования в энергетической отрасли, такими как Nanrui Jibao, Sifang, Xuji и т. д. Некоторые интегрированные производители и сторонние независимые производители также занять определенную долю рынка. Каждое из этих крупных предприятий имеет преимущества в области технологических исследований и разработок, качества продукции, доли рынка и других аспектов. Например, компания Changyuan Shenrui обладает очевидной технологической мощью и рыночными преимуществами в интеграции систем хранения энергии, EMS и других областях, а объем доступа к одной станции ее системы управления энергопотреблением EMS продолжает достигать новых высот; Программная платформа Yantai Delian, являющаяся сторонним предприятием EMS по хранению энергии, может быть гибко настроена и применена к многочисленным крупномасштабным проектам по хранению энергии. С развитием рынка конкуренция между предприятиями станет более интенсивной, что также будет стимулировать все стороны укреплять сотрудничество, совместно продвигать технологические инновации и развитие промышленности, например, совместные исследования и разработки между предприятиями добывающей и перерабатывающей промышленности, сотрудничество в области системной интеграции между различных производителей и т. д., чтобы достичь взаимодополняющих преимуществ и повысить конкурентоспособность и долю рынка всей отрасли.
5 Будущие перспективы системы хранения энергии EMS
Важность системы хранения энергии EMS как ключевой технологии в области хранения энергии очевидна. Это словно герой за кулисами, молча охраняющий стабильную и эффективную работу энергетической системы с обширными и важными применениями в области энергетических систем, возобновляемых источников энергии, а также в промышленном и коммерческом секторах. Благодаря постоянному развитию технологий системы хранения энергии EMS постоянно модернизируются и совершенствуются, демонстрируя огромные перспективы применения.
В будущем системы хранения энергии EMS будут развиваться в направлении большей интеллектуальности, интеграции и стандартизации. С одной стороны, с помощью передовых технологий, таких как Интернет вещей, большие данные и искусственный интеллект, система будет обладать более мощными возможностями анализа данных и принятия решений, что позволит усовершенствовать управление и точный контроль устройств хранения энергии. , что еще больше повышает эффективность использования энергии и производительность системы. С другой стороны, его глубокая интеграция с развивающимися отраслями, такими как виртуальные электростанции, обеспечит более надежную поддержку гибкости и надежности энергетических систем, расширяя границы применения и рыночное пространство систем хранения энергии EMS.
С точки зрения структуры рынка, хотя текущая концентрация рынка относительно высока, с развитием отрасли конкуренция будет становиться все более жесткой, что также будет стимулировать предприятия к укреплению сотрудничества, формированию дополнительных преимуществ и совместному продвижению инноваций в области хранения энергии EMS. системные технологии и прогресс отрасли.
Системы хранения энергии EMS играют решающую роль в энергетическом переходе и устойчивом развитии, имея огромный потенциал для будущего роста.