1 Systém EMS skladovania energie
V dnešnej dobe transformácie energie sa technológia skladovania energie stala kľúčovou silou poháňajúcou energetický prechod. Spomedzi mnohých komponentov systémov skladovania energie je systém riadenia energie (EMS) ako „super komorník“, ktorý ticho riadi prevádzku celého systému skladovania energie a zaisťuje jeho bezpečnú, efektívnu a stabilnú prevádzku.
Možno vás zaujíma, ako tento systém EMS na ukladanie energie vykonáva svoje „kúzlo“? Jednoducho povedané, dosahuje hlavne efektívne využitie energie a inteligentné riadenie prostredníctvom monitorovania v reálnom čase, presného riadenia a optimalizovaného plánovania zariadení na ukladanie energie. Od zberu údajov o napätí, prúde, teplote a iných údajoch o akumulátoroch energie, cez rozvrhnutie doby nabíjania a vybíjania a výkonu energetických zásobníkov primerane podľa dopytu elektrickej siete a kolísania cien elektriny až po zabezpečenie bezpečnej a stabilnej prevádzky. systému skladovania energie nemožno oddeliť každý odkaz od starostlivého plánovania a presného vykonávania systému skladovania energie EMS.
2 Ako funguje systém EMS?
(1) Zloženie systému
Architektúra systému EMS akumulácie energie je ako sofistikovaná budova, pričom každé poschodie zohráva nezastupiteľnú úlohu pri podpore efektívnej prevádzky celého systému.
Vrstva vybavenia: Toto je základná podporná časť celého systému, ktorá sa spolieha najmä na zariadenia na zber a transformáciu energie, ako sú PCS (konvertor na ukladanie energie) a BMS (systém správy batérií). PCS je zodpovedný za premenu a kontrolu elektrickej energie, čím zabezpečuje, že akumulátorovú batériu možno nabíjať a vybíjať bezpečne a efektívne; BMS je ako verný strážca, ktorý vždy stráži zdravie batérie, presne meria a monitoruje kľúčové parametre, ako je napätie, prúd, teplota atď., aby sa zabránilo prebitiu, nadmernému vybitiu a predĺžila životnosť batérie.
Komunikačná vrstva: preberá dôležité poslanie prenosu informácií, vrátane kľúčových prvkov, ako sú linky, protokoly a prenos. Je to niečo ako „nervový systém“ systému, ktorý zabezpečuje, že údaje zozbierané vrstvou zariadenia môžu byť presne a rýchlo prenesené do informačnej vrstvy, pričom zároveň včas vydáva riadiace pokyny z informačnej vrstvy do vrstvy zariadenia, čím sa zabezpečuje plynulé a nerušený tok informácií v celom systéme.
Informačná vrstva: skladá sa hlavne z vyrovnávacej pamäte, databázy, servera atď. Medzi nimi je databázový systém ako obrovský „dátový sklad“, ktorý je zodpovedný za spracovanie a ukladanie obrovského množstva údajov, a to nielen zaznamenávanie údajov v reálnom čase, ale aj ukladanie dôležitých historických údajov, ktoré poskytujú pevný základ pre následnú analýzu údajov a dopyty.
Aplikačná vrstva: Toto je rozhranie pre priamu interakciu medzi systémom a riadiacim personálom, zvyčajne vo forme aplikácií, webu atď. Poskytuje vizuálnu monitorovaciu a prevádzkovú platformu pre riadiacich pracovníkov, čo im umožňuje intuitívne pochopiť prevádzkový stav zariadenia. systém skladovania energie a diaľkovo ovládať a spravovať systém prostredníctvom tejto platformy. Medzi špecifické funkcie patrí rozhodovanie o premene energie, prenos a zber energetických údajov, monitorovanie a riadenie v reálnom čase, analýza riadenia prevádzky a údržby, vizuálna analýza elektriny/množstva, diaľkové ovládanie v reálnom čase atď.
(2) Hlavné funkcie
Systém EMS skladovania energie má mnoho výkonných základných funkcií, ktoré spolupracujú na presnom riadení pulzu energie a zabezpečujú stabilnú a efektívnu prevádzku systému skladovania energie.
Monitorovanie a zber: Prostredníctvom senzorov rozmiestnených v rôznych kľúčových častiach systému akumulácie energie, ako sú napäťové senzory, senzory prúdu, teplotné senzory atď., je komplexne a v reálnom čase monitorovaný prevádzkový stav zariadenia na skladovanie energie a bohaté dáta zbierajú sa informácie ako napätie batérie, prúd, SOC (stav nabitia), teplota, výkon PCS, frekvencia, ako aj okolitá teplota a vlhkosť. Tieto údaje sú ako „oči“ a „uši“ systému, ktoré poskytujú informácie z prvej ruky pre následnú analýzu a rozhodovanie.
Analýza a optimalizácia údajov: Využívanie pokročilých techník a algoritmov analýzy údajov na vykonávanie hĺbkovej ťažby a analýzy zhromaždených masívnych údajov. Napríklad pomocou analýzy parametrov, ako sú krivky nabíjania a vybíjania batérie, zmeny vnútorného odporu atď., je možné vyhodnotiť zdravotný stav batérie; Vytvorte presný model batérie na základe historických údajov a údajov v reálnom čase, aby ste mohli predpovedať zostávajúcu životnosť a zníženie výkonu batérie. Zároveň sa na základe výsledkov analýzy optimalizuje a upravuje prevádzková stratégia systému skladovania energie, ako je úprava stratégie nabíjania a vybíjania, optimalizácia účinnosti využitia energie atď., aby sa zlepšil celkový výkon a ekonomické výhody systém skladovania energie.
Dispečing a riadenie energie: Inteligentné odoslanie a riadenie energie založené na dopyte po energii v reálnom čase, podmienkach zaťaženia siete a nákladových faktoroch. Dokáže primerane zariadiť operácie nabíjania a vybíjania zariadení na ukladanie energie na základe faktorov, ako je prognóza dopytu, situácia cien elektriny a zaťaženie siete, čím sa dosiahne efektívne využitie a šetrenie energiou. Napríklad počas období špičkového zaťaženia v rozvodnej sieti môže automatické plánovanie vypúšťania zariadení na skladovanie energie zmierniť tlak na rozvodnú sieť; Počas obdobia nízkej záťaže kontrolujte nabíjanie zariadení na ukladanie energie, aby ste znížili náklady na elektrinu. Okrem toho je možné presnú kontrolu použiť na zariadenia, ako sú invertory na ukladanie energie, aby sa zabezpečilo, že budú fungovať podľa vopred stanovených stratégií, čím sa dosiahne presné prideľovanie a plánovanie energie.
Detekcia porúch a bezpečnostná ochrana: Vďaka schopnostiam ostrej detekcie porúch môže v reálnom čase monitorovať prevádzkový stav systému na ukladanie energie, včas odhaliť a diagnostikovať rôzne potenciálne nebezpečenstvá porúch, ako je prebitie batérie, nadmerné vybitie, prehriatie, skrat, poruchy PCS. a abnormálny stav iných zariadení. Po zistení poruchy systém okamžite aktivuje bezpečnostný ochranný mechanizmus a prijme príslušné opatrenia na jej zvládnutie, ako je napríklad vydávanie rôznych foriem varovných signálov, ako sú zvukové a svetelné alarmy, SMS notifikácie, APP push notifikácie atď. personál prevádzky a údržby na včasné zvládnutie poruchy; Zároveň bude automaticky vykonávať bezpečnostné stratégie ochrany, ako je ovládanie PCS na zastavenie nabíjania alebo vybíjania, prerušenie obvodových spojení chybného zariadenia atď., Aby sa zabránilo rozšíreniu porúch, zabezpečila sa bezpečná a stabilná prevádzka zariadenia. systém skladovania energie a predchádzať bezpečnostným nehodám.
3 Funkcia systému EMS skladovania energie
(1) Systém napájania
V rozsiahlom a komplexnom štádiu energetického systému zohrávajú systémy EMS skladovania energie kľúčovú úlohu a sú hrdinami, ktorí zabezpečujú stabilnú prevádzku elektrickej siete.
Orezávanie špičiek a napĺňanie údolia: S rýchlym rozvojom sociálnej ekonomiky sa rozdiel medzi špičkovým a údolným elektrickým zaťažením zväčšuje, čo predstavuje obrovskú výzvu pre rovnováhu medzi ponukou a dopytom v elektrickej sieti. Systém EMS skladovania energie využíva presné riadiace stratégie na prikázanie zariadeniam na ukladanie energie, aby sa nabíjali vo veľkých množstvách počas období nízkej spotreby elektrickej energie, čím sa ukladá prebytočná elektrická energia; Počas období špičkovej spotreby elektrickej energie sú zariadenia na ukladanie energie rýchlo odoslané na vybitie a poskytujú dodatočnú energetickú podporu do siete. Je to ako vybudovanie „zásobníka elektrickej energie“ v rozvodnej sieti, efektívne zníženie tlaku napájacieho zdroja počas špičkových hodín, vyrovnanie špičkového zaťaženia elektrickej energie, vyplnenie elektrickej medzery počas nízkych období, výrazné zlepšenie spoľahlivosti a stability dodávky elektrickej energie v elektrickú sieť, čím sa zníži riziko výpadkov elektriny spôsobených kolísaním záťaže a zabezpečí sa, aby obyvatelia a podniky mohli naďalej stabilne využívať elektrinu.
Frekvenčná regulácia: Frekvenčná stabilita elektrickej siete je jedným z kľúčových ukazovateľov pre normálnu prevádzku elektrizačnej sústavy. Keď je energetický systém vystavený náhlym zmenám zaťaženia, poruchám zariadení na výrobu energie alebo občasným vplyvom novej výroby energie, frekvencia siete je náchylná na kolísanie. Systém EMS akumulácie energie so schopnosťou rýchlej odozvy a presnou riadiacou technológiou dokáže monitorovať zmeny frekvencie siete v reálnom čase a rýchlo inštruovať zariadenie na uskladnenie energie, aby včas upravilo nabíjací a vybíjací výkon, vstrekovalo alebo absorbovalo aktívny výkon do siete. na udržanie stability frekvencie siete. Táto funkcia rýchlej a presnej regulácie frekvencie je ako inštalácia „stabilizátora“ na rozvodnú sieť, ktorý účinne zaisťuje bezpečnú a stabilnú prevádzku napájacieho systému, zabraňuje poškodeniu zariadenia a rozsiahlym výpadkom napájania spôsobeným frekvenčnými anomáliami a poskytuje spoľahlivú záruku. pre spoľahlivé napájanie energetického systému.
Záložné napájanie: V prípade náhlych porúch alebo výpadkov elektrickej energie v rozvodnej sieti môže systém EMS akumulácie energie rýchlo prepínať pracovné režimy, pričom ako záložný zdroj energie využíva zariadenie na skladovanie energie, čím zabezpečuje nepretržité a stabilné napájanie kritických záťaží. Toto je nepochybne „uisťovacia pilulka“ pre miesta, ako sú nemocnice, dátové centrá a dopravné uzly, ktoré vyžadujú extrémne vysokú spoľahlivosť napájania. Napríklad počas chirurgického procesu v nemocnici, ak dôjde k náhlemu výpadku prúdu, systém EMS akumulácie energie sa môže okamžite aktivovať, aby sa zabezpečila normálna prevádzka kľúčového vybavenia, ako je chirurgické vybavenie a systémy na podporu života, aby sa zabránilo ohrozeniu pacienta. bezpečnosť života spôsobená výpadkami prúdu; V dátových centrách môžu systémy EMS na ukladanie energie zabezpečiť nepretržitú prevádzku serverov, zabrániť strate údajov a udržiavať normálnu prevádzku podnikov. Systém EMS zásobníka energie ako záložný zdroj energie s rýchlou odozvou a spoľahlivými schopnosťami napájania zohráva v kritických momentoch nezastupiteľnú úlohu, efektívne zaisťuje normálny chod spoločnosti a bezpečnosť životov a majetku ľudí.
(2) Obnoviteľná energia
Vo vlne prudkého rozvoja obnoviteľnej energie sa systémy skladovania energie EMS stali kľúčovým mostom spájajúcim obnoviteľnú energiu a elektrickú sieť, efektívne riešia občasné a nestabilné problémy výroby obnoviteľnej energie a poskytujú silnú podporu pre rozsiahlu integráciu a efektívne využitie čistej energie.
Plynulý výstupný výkon: Výroba energie z obnoviteľných zdrojov energie, ako je solárna a veterná energia, je výrazne ovplyvnená prírodnými podmienkami a má zjavnú prerušovanosť a nestálosť. Táto nestabilná charakteristika výroby energie predstavuje mnoho výziev pre bezpečnú a stabilnú prevádzku elektrickej siete, ako sú kolísanie napätia, nestabilita frekvencie atď. Systém EMS zásobníka energie dokáže rýchlo a presne upraviť proces nabíjania a vybíjania zariadení na skladovanie energie monitorovaním výstupný výkon zariadení na výrobu energie z obnoviteľných zdrojov v reálnom čase a kombinovanie pokročilých predikčných algoritmov a inteligentných riadiacich stratégií na „odstraňovanie špičiek a napĺňanie údolia“ a plynulú výrobu energie z obnoviteľných zdrojov. Keď je prebytok energie na výrobu energie z obnoviteľných zdrojov, systém EMS skladovania energie ukladá prebytočnú elektrinu do zariadení na skladovanie energie; Keď je výroba energie nedostatočná, včasné plánovanie vybitia zariadenia na ukladanie energie môže doplniť energetickú medzeru, účinne znížiť amplitúdu kolísania výroby energie, čím sa výstupný výkon stane stabilnejším a spoľahlivejším, zlepší sa kvalita energie pri výrobe obnoviteľnej energie a zníži sa vplyv. o elektrizačnej sústave a vytváranie priaznivých podmienok pre rozsiahle sieťové pripojenie obnoviteľnej energie.
Podpora spotreby: V dôsledku nestability výroby obnoviteľnej energie môže v určitých obdobiach dôjsť k prebytku výroby energie, ktorú nemožno spotrebovať včas, čo vedie k javom, ako je „obmedzovanie veternej energie“ a „obmedzovanie slnečnej energie“, čo vedie k energii odpad. Systém EMS skladovania energie optimalizuje a plánuje správanie nabíjania a vybíjania zariadení na skladovanie energie a môže primerane usporiadať pracovný režim zariadenia na skladovanie energie v rôznych časových obdobiach na základe dopytu po zaťažení elektrickej siete, kolísania cien elektriny a obnoviteľnej energie. generačné prognózy. Ukladá prebytočnú elektrickú energiu z obnoviteľných zdrojov a vo vhodnom čase ju uvoľňuje do elektrickej siete, čím sa dosiahne „priestorový prenos“ a optimalizovaná konfigurácia elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov. To nielen účinne zlepšuje mieru využitia obnoviteľnej energie, znižuje plytvanie energiou, ale poskytuje aj stabilnejšie a spoľahlivejšie napájanie elektrickej siete, podporuje koordinovaný a doplnkový rozvoj obnoviteľnej energie a tradičnej energie, podporuje transformáciu a modernizáciu energetickú štruktúru, urýchľuje podiel čistej energie v energetickom systéme a pozitívne prispieva k dosahovaniu cieľov uhlíkového maxima a uhlíkovej neutrality.
(3) Priemyselné a komerčné
V priemyselnej a komerčnej oblasti sa systémy skladovania energie EMS stali pre podniky silným pomocníkom pri úspore energie, zvyšovaní účinnosti a zlepšovaní úrovní energetického manažmentu, čo podnikom prináša významné ekonomické a sociálne výhody.
Arbitráž v Peak Valley: Mnohé regióny zaviedli cenovú politiku podľa času spotreby elektriny, čo má za následok výrazné rozdiely v cenách elektriny v rôznych časových obdobiach. Priemyselní a komerční používatelia majú zvyčajne vysoké zaťaženie elektrickou energiou a ich spotreba elektriny je relatívne koncentrovaná počas špičkových hodín, čo vedie k vyšším nákladom na elektrickú energiu. Systém EMS skladovania energie môže prostredníctvom hĺbkovej analýzy cenovej politiky elektriny a presnej predpovede podnikového zaťaženia elektrickou energiou automaticky riadiť nabíjanie zariadení na skladovanie energie počas období nízkych cien elektriny a skladovať elektrinu za nízku cenu; Počas špičkových cien elektriny sú zariadenia na uskladnenie energie vysielané, aby vybili a uspokojili časť dopytu podnikov po elektrine, čím sa dosiahne arbitráž rozdielov v cene elektriny v špičkách. Táto stratégia arbitráže vrcholového údolia efektívne znižuje náklady podnikov na elektrickú energiu a zlepšuje ich ekonomické výhody. Napríklad po inštalácii systému EMS na ukladanie energie určitá továreň znížila svoje mesačné náklady na elektrickú energiu o 20 % prostredníctvom primeraných arbitrážnych operácií v špičkovom údolí, čím sa výrazne znížil tlak na prevádzkové náklady podniku a zvýšila sa jeho konkurencieschopnosť na trhu.
Riadenie dopytu: Dopyt po elektrine v podniku je jedným z dôležitých faktorov pri výpočte účtov za elektrinu a prekročenie zmluvného dopytu môže viesť k vysokým účtom za elektrinu. Systém EMS na skladovanie energie dokáže optimalizovať a kontrolovať elektrickú záťaž podnikov monitorovaním ich spotreby energie v reálnom čase a kombináciou pokročilých algoritmov analýzy údajov a predikcie. Počas období špičkovej spotreby elektrickej energie, keď sa spotreba elektrickej energie v spoločnosti blíži alebo prekračuje zmluvný dopyt, systém EMS skladovania energie rýchlo naplánuje vybitie zariadenia na skladovanie energie, zníži časť zaťaženia elektrickou energiou a zabráni spoločnosti platiť vysoké účty za elektrinu v dôsledku nadmerného dopyt; Zároveň je potrebné v obdobiach nízkej spotreby elektrickej energie rozumne zariadiť nabíjanie energetických zásobníkov, doplniť zásoby energie a pripraviť sa na ďalšiu špičkovú spotrebu. Prostredníctvom tejto presnej stratégie riadenia dopytu môžu podniky efektívne kontrolovať dopyt po elektrine, znižovať náklady na elektrinu, zlepšovať efektívnosť využívania energie a dosahovať prepracovanejšie riadenie energie.
Núdzové záložné napájanie: Pre priemyselné a komerčné podniky môžu náhle výpadky prúdu viesť k vážnym následkom, ako je prerušenie výroby, poškodenie zariadenia a bránenie komerčným aktivitám, čo podniku spôsobuje obrovské ekonomické straty. Systém EMS akumulácie energie má kompletnú funkciu núdzového záložného napájania. Keď elektrická sieť zlyhá a stratí napájanie, môže sa okamžite automaticky prepnúť do režimu núdzového napájania pomocou zariadenia na skladovanie energie na zabezpečenie nepretržitej a stabilnej podpory napájania pre kľúčové zariadenia a výrobné procesy podniku, čím sa zabezpečí, že základná výroba a prevádzková činnosť podniku môže pokračovať a znižovať ekonomické straty a stagnáciu výroby spôsobenú výpadkami elektriny. Napríklad v niektorých spoločnostiach na výrobu elektroniky môžu výpadky prúdu viesť k zošrotovaniu elektronických produktov spracovávaných na výrobnej linke. Funkcia núdzového zálohovania systému EMS na ukladanie energie však môže tejto situácii účinne zabrániť, zabezpečiť kontinuitu výroby a kvality produktov podniku a poskytnúť spoľahlivú záruku napájania pre stabilný rozvoj podniku.
4 Vývoj systému EMS skladovania energie
(1) Keď sa pozrieme späť na technologický pokrok, história vývoja systému EMS skladovania energie bola zameraná najmä na jednoduchý zber a monitorovanie údajov. Neskôr sa vyvinul do inteligentnej siete EMS s analýzou siete v reálnom čase, optimalizáciou, kolaboratívnym riadením a ďalšími funkciami. Teraz sa z neho stala inteligentná sieť EMS s kolaboratívnym zaťažením siete, ktorá dokáže integrovať a využívať rôzne distribuované zdroje. V súčasnosti sa jeho technologické prelomy odrážajú najmä v integrovanej aplikácii inteligentných algoritmov, ktoré dokážu optimalizovať stratégie nabíjania a vybíjania zariadení na ukladanie energie na základe rôznych faktorov. Zároveň sa neustále zlepšuje vizualizácia systému a užívateľsky prívetivé rozhranie, ktoré poskytuje grafické rozhrania a vizualizačné nástroje na uľahčenie používateľskej obsluhy. V budúcnosti bude systém pokračovať v prehlbovaní svojej inteligencie a užšej integrácii s inými systémami. Dosiahne napríklad efektívnejšiu správu a kontrolu zariadení na ukladanie energie prostredníctvom technológií, ako je internet vecí, veľké dáta a cloud computing, ako aj hlbokú integráciu s novými konceptmi, ako sú virtuálne elektrárne.
(2) Trhová koncentrácia systémov EMS skladovania energie je relatívne vysoká, pričom väčšina hlavných výrobcov sú tradiční výrobcovia sekundárnych zariadení v energetickom priemysle, ako sú Nanrui Jibao, Sifang, Xuji atď. Niektorí integrovaní výrobcovia a nezávislí výrobcovia tretích strán tiež zaujímajú určitý podiel na trhu. Každý z týchto veľkých podnikov má výhody v oblasti technologického výskumu a vývoja, kvality produktov, podielu na trhu a iných aspektov. Napríklad Changyuan Shenrui má zjavnú technologickú silu a trhové výhody v integrácii systému skladovania energie, EMS a iných oblastiach a objem prístupu k jednej stanici v systéme riadenia energie EMS naďalej dosahuje nové maximá; Softvérovú platformu Yantai Delian je možné flexibilne konfigurovať a aplikovať na viaceré rozsiahle projekty ukladania energie, ako podnik EMS tretej strany na ukladanie energie. S rozvojom trhu sa hospodárska súťaž medzi podnikmi zintenzívni a bude tiež povzbudzovať všetky strany, aby posilnili spoluprácu, spoločne podporovali technologické inovácie a rozvoj priemyslu, ako je kolaboratívny výskum a vývoj medzi podnikmi na začiatku a smerom nadol, spolupráca v oblasti systémovej integrácie medzi rôznych výrobcov atď., s cieľom dosiahnuť doplnkové výhody a zvýšiť konkurencieschopnosť a trhový podiel celého odvetvia.
5 Budúce vyhliadky systému EMS skladovania energie
Význam systému skladovania energie EMS ako kľúčovej technológie v oblasti skladovania energie je samozrejmý. Je to ako hrdina zo zákulisia, ktorý potichu zabezpečuje stabilnú a efektívnu prevádzku energetického systému s rozsiahlymi a dôležitými aplikáciami v oblasti energetických systémov, obnoviteľnej energie, ako aj priemyselných a komerčných sektorov. S neustálym pokrokom technológie sa systémy EMS skladovania energie neustále zdokonaľujú a zdokonaľujú, čo demonštruje obrovské aplikačné vyhliadky.
V budúcnosti sa systémy EMS skladovania energie budú vyvíjať smerom k väčšej inteligencii, integrácii a štandardizácii. Na jednej strane, s pomocou špičkových technológií, ako je internet vecí, veľké dáta a umelá inteligencia, bude mať systém silnejšiu analýzu dát a možnosti rozhodovania, čo umožní prepracovanú správu a presnú kontrolu zariadení na ukladanie energie. , ďalšie zlepšenie účinnosti využitia energie a výkonu systému. Na druhej strane jeho hlboká integrácia s rozvíjajúcimi sa odvetviami, ako sú virtuálne elektrárne, poskytne silnejšiu podporu pre flexibilitu a spoľahlivosť energetických systémov, rozšíri aplikačné hranice a trhový priestor systémov EMS na skladovanie energie.
Pokiaľ ide o štruktúru trhu, hoci súčasná trhová koncentrácia je relatívne vysoká, s rozvojom odvetvia bude konkurencia čoraz tvrdšia, čo tiež povzbudí podniky, aby posilnili spoluprácu, vytvorili komplementárne výhody a spoločne podporili inováciu EMS skladovania energie. systémovú technológiu a pokrok v tomto odvetví.
Systémy skladovania energie EMS zohrávajú kľúčovú úlohu pri prechode energie a trvalo udržateľnom rozvoji s obrovským potenciálom pre budúci rast.