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储能EMS发展现状和技术趋势

   2023-12-26 中国化学与物理电源行业协会储能应用分会禾木51211
核心提示:EMS需具备报警、防误闭锁、自动/手动切换、对时等功能。

能量管理系统(EMS)是电化学储能电站的决策中枢设备,与BMS、PCS统称为“3S”系统,是储能电站监控系统站控层的核心设备。EMS通过计算机、网络和通信技术,实现对储能电站内储能系统、变配电系统和辅助系统等设备的信息采集、监视、控制等功能。

EMS在储能电站中总造价中占比较小,约为1%-5%左右,且设备价格与项目规模相关性较弱,因此,储能电站规模越大,EMS价格占比越小。EMS厂家仍以电力行业传统二次设备厂家为主,例如南瑞继保、四方、许继、南自、长园等二次厂家,部分集成厂商和第三方独立厂家提供EMS解决方案也是行业目前的主流方式,特别是在中小型的储能电站。

不同应用场景、建设规模电化学储能电站EMS功能差别较大,以用户侧储能电站为例,大多用户侧储能电站以峰谷电价差套利为主,不接受电网的调度管理,EMS可通过配置单台服务器即可实现的监控和执行充放电策略,甚至部分项目可将EMS功能与BMS进行功能整合,实现“无EMS化”。在新能源侧和电网侧大中型储能电站,EMS面临监控数据信息量大、控制策略多样化需求以及调度管理系统的复杂程度提高, EMS一般需具备场站设备监控、调度控制、数据转发、电力交易等功能。

电化学储能电站普遍采用少人值守的模式,部分小型储能电站也可实现无人值守,EMS是储能电站的“大脑”和运维人员的“眼睛”,是实现储能电站高效运行和调控使用的关键。

监控系统一般采用分层分区的架构,EMS系统作为监控系统站控层的主要设备,一般由监控服务器、数据服务器、应用服务器、交易服务器、操作员站等组成。

12月1日,国标《电化学储能电站监控系统技术规范》(GB/T42726-2023)正式实施,国标规定了电化学储能电站监控系统数据采集、存储处理、控制与调节、报警、事件顺序记录与事故追忆、通信等要求,结合行业发展趋势,EMS的主要功能如下。

首先,电化学储能电站数据信息量庞大,百兆瓦级电化学储能电站数据量超过60万,特别是储能系统的电压、温度、电流等信号异常庞多,需要将数据信息送至EMS, EMS通过对BMS、PCS等设备海量数据的采集,经数据处理后实现远程的监视。同时,EMS数据存储设备需对海量的数据进行存储,便于后期的统计分析,国标规定数据存储容量不少于3个月。

其次,随着电力市场的建设,中大型电化学储能电站参与辅助服务市场或电力现货市场,可对电网提供调峰、调频、紧急功率支撑、平滑功率输出等多重化的服务,EMS需具备接收调度AGC、AVC等调度控制功能,同时需具备与风电、光伏等新能源的协调互动能力。

最后,EMS需具备与PCS、BMS等现地层设备的快速可靠通信能力,其中大中型的储能电站一般采用双机双网冗余配置,通信规约一般采用104、61850等通信规约。国标规定EMS发出控制指令到现地层设备响应时间不超过1s。

此外,EMS需具备报警、防误闭锁、自动/手动切换、对时等功能。

未来随着数字化、智能化的发展趋势,人工智能和大数据等新技术的应用,EMS将在主动安全预警、智能交易、故障信息处理等方面得到进一步提升,最终实现储能电站的“智慧”运行。

 
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