1 Система накопичення енергії EMS
У сучасну епоху енергетичної трансформації технологія накопичення енергії стала ключовою рушійною силою енергетичного переходу. Серед багатьох компонентів систем накопичення енергії, система управління енергією (EMS) є як «супер дворецький», який безшумно контролює роботу всієї системи накопичення енергії, забезпечуючи її безпечну, ефективну та стабільну роботу.
Можливо, вам може бути цікаво, як ця система зберігання енергії EMS здійснює свою «магію»? Простіше кажучи, це в основному забезпечує ефективне використання енергії та інтелектуальне управління за допомогою моніторингу в реальному часі, точного контролю та оптимізованого планування пристроїв зберігання енергії. Від збору даних про напругу, силу струму, температури та інших даних акумуляторів для накопичення енергії до організації часу заряджання та розряджання та потужності обладнання для накопичення енергії відповідно до потреб електромережі та коливань цін на електроенергію до забезпечення безпечної та стабільної роботи системи накопичення енергії, кожна ланка не може бути відокремлена від ретельного планування та точного виконання системи накопичення енергії EMS.
2 Як працює система EMS?
(1) Склад системи
Архітектура системи зберігання енергії EMS схожа на складну будівлю, де кожен поверх відіграє незамінну роль у підтримці ефективної роботи всієї системи.
Рівень обладнання: це фундаментальна допоміжна частина всієї системи, яка в основному покладається на обладнання для збору та перетворення енергії, таке як PCS (конвертер зберігання енергії) і BMS (система керування акумулятором). PCS відповідає за перетворення та контроль електричної енергії, гарантуючи безпечне та ефективне заряджання та розряджання акумуляторної батареї; BMS, як вірний охоронець, завжди стежить за справністю батареї, точно вимірює та контролює ключові параметри, такі як напруга, струм, температура тощо, щоб запобігти перезаряду, надмірному розряду та подовжити термін служби батареї.
Комунікаційний рівень: виконує важливу місію передачі інформації, включаючи такі ключові елементи, як канали зв’язку, протоколи та передача. Це як «нервова система» системи, яка гарантує, що дані, зібрані на рівні пристроїв, можуть бути точно та швидко передані на інформаційний рівень, а також своєчасно видає керуючі інструкції з інформаційного рівня на рівень пристроїв, забезпечуючи плавне та безперешкодний потік інформації по всій системі.
Інформаційний рівень: в основному складається з проміжного програмного забезпечення, бази даних, сервера тощо. Серед них система баз даних схожа на величезне «сховище даних», відповідальне за обробку та зберігання величезних обсягів даних, не лише записуючи дані в реальному часі, але й зберігання важливих історичних даних, забезпечуючи міцну основу для подальшого аналізу даних і запитів.
Прикладний рівень: це інтерфейс для прямої взаємодії між системою та керівним персоналом, як правило, у формі додатків, веб-сайту тощо. Він забезпечує візуальний моніторинг та операційну платформу для керівного персоналу, що дозволяє їм інтуїтивно розуміти робочий стан систему зберігання енергії та дистанційний контроль і керування системою через цю платформу. Спеціальні функції включають прийняття рішень про перетворення енергії, передачу та збір даних про енергію, моніторинг і контроль у режимі реального часу, аналіз управління експлуатацією та обслуговуванням, візуальний аналіз електроенергії/кількості, дистанційне керування в режимі реального часу тощо.
(2) Основні функції
Система зберігання енергії EMS має багато потужних основних функцій, які працюють разом, щоб точно контролювати імпульс енергії та забезпечити стабільну та ефективну роботу системи накопичення енергії.
Моніторинг і збір: за допомогою датчиків, розподілених у різних ключових частинах системи накопичення енергії, таких як датчики напруги, датчики струму, датчики температури тощо, робочий стан обладнання для накопичення енергії всебічно та в реальному часі контролюється, а також багаті дані Збирається така інформація, як напруга батареї, струм, SOC (стан заряду), температура, потужність PCS, частота, а також температура та вологість навколишнього середовища. Ці дані є як би «очі» та «вуха» системи, які надають інформацію з перших рук для подальшого аналізу та прийняття рішень.
Аналіз та оптимізація даних: використання передових методів і алгоритмів аналізу даних для проведення поглибленого аналізу зібраних масивних даних. Наприклад, аналізуючи такі параметри, як криві заряджання та розряджання батареї, зміни внутрішнього опору тощо, можна оцінити стан працездатності батареї; Створіть точну модель батареї на основі історичних даних і даних у реальному часі, щоб передбачити залишковий ресурс і зниження продуктивності батареї. У той же час, на основі результатів аналізу, стратегія роботи системи накопичення енергії оптимізована та скоригована, наприклад, коригування стратегії заряджання та розряджання, оптимізація ефективності використання енергії тощо, щоб покращити загальну продуктивність та економічні переваги система зберігання енергії.
Диспетчеризація та керування енергією: інтелектуальна диспетчеризація та керування енергією на основі попиту на енергію в реальному часі, умов навантаження на мережу та факторів вартості. Він може розумно організувати операції заряджання та розряджання накопичувачів енергії на основі таких факторів, як прогнозування попиту, ситуація з цінами на електроенергію та навантаження на мережу, досягаючи ефективного використання та збереження енергії. Наприклад, у періоди пікового навантаження на енергосистему автоматичне планування розрядки обладнання для зберігання енергії може зменшити навантаження на енергосистему; У періоди низького навантаження контролюйте заряджання накопичувачів енергії, щоб зменшити витрати на електроенергію. Крім того, до таких пристроїв, як накопичувачі енергії, можна застосувати точне керування, щоб гарантувати, що вони працюють відповідно до заздалегідь визначених стратегій, досягаючи точного розподілу та планування енергії.
Виявлення несправностей і захист безпеки: Завдяки можливостям точного виявлення несправностей він може контролювати стан роботи системи накопичення енергії в режимі реального часу, своєчасно виявляти та діагностувати різні потенційні небезпеки несправності, такі як перезаряд акумулятора, надмірний розряд, перегрів, коротке замикання, несправності PCS , а також ненормальний стан іншого обладнання. Після виявлення несправності система негайно активує механізм захисту безпеки та вживає відповідних заходів для її усунення, наприклад, видає різні форми попереджувальних сигналів, таких як звукові та світлові сигнали, SMS-повідомлення, push-повідомлення APP тощо, щоб нагадати експлуатаційний та обслуговуючий персонал для своєчасного усунення несправності; У той же час він автоматично виконуватиме стратегії захисту безпеки, такі як керування PCS для припинення заряджання або розряджання, відключення ланцюгових з’єднань несправного обладнання тощо, щоб запобігти поширенню несправностей, забезпечити безпечну та стабільну роботу системи накопичення енергії та уникнення нещасних випадків.
3 Функція системи накопичення енергії EMS
(1) Система живлення
На великому та складному етапі енергетичної системи системи накопичення енергії EMS відіграють вирішальну роль і є героями, що забезпечують стабільну роботу електромережі.
Зниження піків і заповнення долини: зі швидким розвитком соціальної економіки розрив між піковим і долинним навантаженням на електроенергію збільшується, що створює величезну проблему для балансу попиту та пропозиції в електромережі. Система накопичення енергії EMS використовує точні стратегії керування, щоб наказувати накопичувачам енергії заряджатися у великих кількостях у періоди низького споживання електроенергії, накопичуючи надлишкову електроенергію; У періоди пікового споживання електроенергії накопичувачі енергії швидко розряджаються та забезпечують додаткову підтримку живлення мережі. Це схоже на створення «резервуара електроенергії» в електромережі, ефективне скидання тиску джерела живлення в години пік, вирівнювання пікового навантаження електроенергії, заповнення дефіциту електроенергії під час низьких періодів, значно покращення надійності та стабільності електропостачання в енергомережі, зменшуючи ризик відключень електроенергії, викликаних коливаннями навантаження, і гарантуючи, що жителі та підприємства можуть продовжувати стабільно використовувати електроенергію.
Регулювання частоти: Стабільність частоти електромережі є одним із ключових показників нормальної роботи енергосистеми. Коли енергосистема зазнає раптових змін навантаження, збоїв обладнання для виробництва електроенергії або періодичних впливів від нової генерації енергії, частота мережі схильна до коливань. Система накопичення енергії EMS із можливістю швидкого реагування та технологією точного керування може відстежувати зміни частоти мережі в режимі реального часу та швидко давати команди накопичувачам енергії регулювати потужність заряджання та розряджання, своєчасно надаючи або поглинаючи активну потужність у мережу. підтримувати стабільність частоти мережі. Ця швидка і точна функція регулювання частоти схожа на встановлення «стабілізатора» в електромережі, ефективно забезпечуючи безпечну та стабільну роботу енергосистеми, уникаючи пошкодження обладнання та масштабних відключень електроенергії, викликаних аномаліями частоти, і забезпечуючи надійну гарантію для надійного електропостачання енергосистеми.
Резервне джерело живлення: у разі раптових збоїв або перебоїв в електромережі система зберігання енергії EMS може швидко перемикати режими роботи, використовуючи обладнання для накопичення енергії як резервне джерело живлення для забезпечення безперервного та стабільного електропостачання для критичних навантажень. Це, безсумнівно, «таблетка заспокоєння» для таких місць, як лікарні, центри обробки даних і транспортні вузли, які вимагають надзвичайно високої надійності живлення. Наприклад, під час хірургічного процесу в лікарні, якщо відбувається раптове відключення електроенергії, система зберігання енергії EMS може бути активована миттєво, щоб забезпечити нормальну роботу ключового обладнання, такого як хірургічне обладнання та системи життєзабезпечення, уникаючи загроз для пацієнта безпека життєдіяльності, викликана відключенням електроенергії; У центрах обробки даних системи зберігання енергії EMS можуть забезпечити безперервну роботу серверів, запобігти втраті даних і підтримувати нормальну роботу підприємств. Система накопичення енергії EMS, як резервне джерело живлення зі швидким реагуванням і надійними можливостями електропостачання, відіграє незамінну роль у критичні моменти, ефективно забезпечуючи нормальну роботу суспільства та безпеку життя та майна людей.
(2) Відновлювана енергія
На хвилі бурхливого розвитку відновлюваної енергетики системи накопичення енергії EMS стали ключовим мостом, що з’єднує відновлювану енергетику та електромережу, ефективно вирішуючи періодичні та нестабільні проблеми виробництва відновлюваної енергії та забезпечуючи потужну підтримку широкомасштабної інтеграції та ефективне використання чистої енергії.
Плавна вихідна потужність: виробництво електроенергії з відновлюваних джерел енергії, таких як сонячна та вітрова енергія, значною мірою залежить від природних умов і має очевидну переривчастість і мінливість. Ця нестабільна характеристика генерації електроенергії створює багато проблем для безпечної та стабільної роботи електромережі, наприклад, коливання напруги, нестабільність частоти тощо. Система зберігання енергії EMS може швидко та точно регулювати процес заряджання та розряджання обладнання для зберігання енергії шляхом моніторингу вихідна потужність обладнання для виробництва відновлюваної енергії в режимі реального часу, а також поєднання передових алгоритмів прогнозування та інтелектуальних стратегій керування для «зниження піку та спаду» заповнення» та згладити виробництво енергії з відновлюваних джерел. У разі надлишку електроенергії, що виробляється з відновлюваних джерел, система зберігання енергії EMS зберігає надлишкову електроенергію в накопичувачах енергії; Коли вироблення електроенергії недостатнє, своєчасне планування розрядки обладнання для зберігання енергії може доповнити розрив потужності, ефективно зменшуючи амплітуду коливань вироблення електроенергії, роблячи вихідну потужність більш стабільною та надійною, покращуючи якість електроенергії відновлюваної енергії, зменшуючи вплив на енергомережі, а також створення сприятливих умов для широкомасштабного підключення до мережі відновлюваної енергетики.
Стимулювання споживання: через нестабільність виробництва енергії з відновлюваних джерел, протягом певних періодів може спостерігатися надлишок електроенергії, який не може бути спожитий своєчасно, що призводить до таких явищ, як «зменшення енергії вітру» та «зменшення енергії сонця», що призводить до споживання енергії. відходи. Система накопичення енергії EMS оптимізує та планує поведінку заряджання та розряджання обладнання для накопичення енергії та може обґрунтовано організовувати робочий режим обладнання для зберігання енергії в різні періоди часу на основі попиту на навантаження електромережі, коливань цін на електроенергію та відновлюваної енергії. прогнози покоління. Він зберігає надлишкову електроенергію з відновлюваних джерел і в потрібний час передає її в електромережу, досягаючи «просторово-часової передачі» та оптимізованої конфігурації електроенергії з відновлюваних джерел. Це не тільки ефективно покращує рівень використання відновлюваної енергії, зменшує втрати енергії, але також забезпечує більш стабільне та надійне електропостачання для електромережі, сприяє скоординованому та взаємодоповнювальному розвитку відновлюваної та традиційної енергії, сприяє трансформації та модернізації енергетичної структури, прискорює частку чистої енергії в енергетичній системі та робить позитивний внесок у досягнення піку вуглецю та вуглецевої нейтральності.
(3) Промислові та комерційні
У промисловій і комерційній сферах системи накопичення енергії EMS стали потужним помічником для підприємств у заощадженні енергії, підвищенні ефективності та покращенні рівня управління енергією, приносячи значні економічні та соціальні переваги підприємствам.
Арбітраж у піковій долині: багато регіонів запровадили політику ціноутворення на електроенергію за тривалість використання, що призвело до значних відмінностей у цінах на електроенергію протягом різних періодів часу. Промислові та комерційні користувачі, як правило, мають високі навантаження на електроенергію, і їх споживання електроенергії є відносно зосередженим у години пік, що призводить до вищих витрат на електроенергію. Система накопичення енергії EMS завдяки глибокому аналізу політики ціноутворення на електроенергію та точному прогнозуванню електричного навантаження підприємства може автоматично контролювати зарядку обладнання для накопичення енергії в періоди низьких цін на електроенергію та зберігати недорогу електроенергію; Під час пікових цін на електроенергію накопичувачі енергії відправляються для розрядки та задоволення частини попиту на електроенергію підприємств, таким чином досягаючи арбітражу різниці цін на електроенергію в піковій долині. Ця арбітражна стратегія Peak Valley ефективно знижує витрати підприємств на електроенергію та покращує їхні економічні вигоди. Наприклад, після встановлення системи накопичення енергії EMS певна фабрика скоротила свої щомісячні витрати на електроенергію на 20% завдяки розумним арбітражним операціям у піковій долині, що значно зменшило тиск операційних витрат підприємства та підвищило його конкурентоспроможність на ринку.
Управління попитом: Попит підприємства на електроенергію є одним із важливих факторів у розрахунку рахунків за електроенергію, і перевищення договірного попиту може призвести до високих рахунків за електроенергію. Система накопичення енергії EMS може оптимізувати та контролювати електричне навантаження підприємств, відстежуючи їх енергоспоживання в режимі реального часу та поєднуючи вдосконалені алгоритми аналізу даних і прогнозування. У періоди пікового споживання електроенергії, коли споживання електроенергії компанією наближається або перевищує договірний попит, система зберігання енергії EMS швидко планує розрядку обладнання для накопичення енергії, зменшує частину навантаження на електроенергію та запобігає сплаті компанією високих рахунків за електроенергію через надмірну попит; Водночас у періоди низького споживання електроенергії необхідно розумно організувати зарядку накопичувачів енергії, поповнити запаси енергії та підготуватися до наступного піку споживання. За допомогою цієї точної стратегії управління попитом підприємства можуть ефективно контролювати попит на електроенергію, зменшувати витрати на електроенергію, покращувати ефективність використання енергії та досягати більш точного управління енергією.
Аварійне резервне живлення: для промислових і комерційних підприємств раптові відключення електроенергії можуть призвести до серйозних наслідків, таких як переривання виробництва, пошкодження обладнання та перешкоджання комерційній діяльності, спричиняючи великі економічні збитки для підприємства. Система зберігання енергії EMS має повну функцію аварійного резервного живлення. Коли електромережа виходить з ладу та втрачає електроенергію, вона може миттєво автоматично перемикатися в режим аварійного електропостачання, використовуючи накопичувачі енергії, щоб забезпечити безперервне та стабільне електропостачання ключового обладнання та виробничих процесів підприємства, гарантуючи, що основне виробництво та операційна діяльність підприємства може тривати, зменшуючи економічні збитки та стагнацію виробництва, спричинену відключенням електроенергії. Наприклад, у деяких компаніях, які займаються виробництвом електроніки, відключення електроенергії може призвести до утилізації електронних виробів, які обробляються на виробничій лінії. Проте функція аварійного резервування системи накопичення енергії EMS може ефективно уникнути цієї ситуації, забезпечуючи безперервність виробництва та якість продукції підприємства, а також забезпечуючи надійну гарантію живлення для стабільного розвитку підприємства.
4 Розробка системи накопичення енергії EMS
(1) Озираючись на технологічний прогрес, історія розвитку системи накопичення енергії EMS була в основному зосереджена на простому зборі даних і моніторингу. Пізніше він перетворився на розумну мережу EMS з аналізом мережі в реальному часі, оптимізацією, спільним керуванням та іншими функціями. Тепер це стала спільною інтелектуальною мережею EMS для навантаження джерела, яка може інтегрувати та використовувати різні розподілені ресурси. Наразі його технологічні прориви в основному відображені в інтегрованому застосуванні інтелектуальних алгоритмів, які можуть оптимізувати стратегії заряджання та розряджання накопичувачів енергії на основі різних факторів. У той же час візуалізація системи та зручний інтерфейс постійно вдосконалюються, надаючи графічні інтерфейси та інструменти візуалізації для полегшення роботи користувача. У майбутньому система продовжить поглиблювати свій інтелект і тісніше інтегруватися з іншими системами. Наприклад, це дозволить досягти більш ефективного управління та контролю пристроїв зберігання енергії за допомогою таких технологій, як Інтернет речей, великі дані та хмарні обчислення, а також глибокої інтеграції з новими концепціями, такими як віртуальні електростанції.
(2) Ринкова концентрація систем накопичення енергії EMS є відносно високою, при цьому більшість основних виробників є традиційними виробниками вторинного обладнання в енергетичній галузі, наприклад Nanrui Jibao, Sifang, Xuji тощо. Деякі інтегровані виробники та сторонні незалежні виробники також займають певну частку ринку. Кожне з цих великих підприємств має переваги в технологічних дослідженнях і розробках, якості продукції, частці ринку та інших аспектах. Наприклад, Changyuan Shenrui має очевидну технологічну потужність і ринкові переваги в інтеграції систем накопичення енергії, EMS та інших галузях, а обсяг доступу до однієї станції системи управління енергією EMS продовжує досягати нових максимумів; Програмну платформу Yantai Delian як стороннього підприємства EMS зі зберігання енергії можна гнучко налаштувати та застосувати до кількох великомасштабних проектів зі зберігання енергії. З розвитком ринку конкуренція між підприємствами стане більш інтенсивною, і це також заохочуватиме всі сторони до зміцнення співпраці, спільного просування технологічних інновацій і розвитку промисловості, наприклад, спільних досліджень і розробок між підприємствами, що працюють на першому та нижчому рівнях, співробітництва системної інтеграції між різних виробників тощо, щоб досягти додаткових переваг і підвищити конкурентоспроможність і частку ринку всієї галузі.
5 Майбутні перспективи системи накопичення енергії EMS
Важливість системи накопичення енергії EMS як ключової технології в області зберігання енергії є самоочевидною. Це ніби закулісний герой, який мовчки захищає стабільну та ефективну роботу енергетичної системи, яка має широке та важливе застосування в сферах енергосистем, відновлюваних джерел енергії, а також у промисловому та комерційному секторах. З безперервним прогресом технологій системи накопичення енергії EMS постійно модернізуються та вдосконалюються, демонструючи величезні перспективи застосування.
У майбутньому системи накопичення енергії EMS розвиватимуться в напрямку більшої інтелектуальності, інтеграції та стандартизації. З одного боку, за допомогою передових технологій, таких як Інтернет речей, великі дані та штучний інтелект, система матиме потужніші можливості аналізу даних і прийняття рішень, забезпечуючи вдосконалене управління та точний контроль пристроїв зберігання енергії. , подальше підвищення ефективності використання енергії та продуктивності системи. З іншого боку, його глибока інтеграція з галузями, що розвиваються, такими як віртуальні електростанції, забезпечить більшу підтримку гнучкості та надійності енергетичних систем, розширюючи межі застосування та ринковий простір систем зберігання енергії EMS.
З точки зору структури ринку, хоча поточна концентрація ринку є відносно високою, з розвитком галузі конкуренція ставатиме все більш жорсткою, що також заохочуватиме підприємства зміцнювати співпрацю, формувати додаткові переваги та спільно просувати інновації в накопиченні енергії EMS. системні технології та прогрес галузі.
Системи накопичення енергії EMS відіграють вирішальну роль у енергетичному переході та сталому розвитку, маючи величезний потенціал для майбутнього зростання.