1 Sistem EMS de stocare a energiei
În epoca actuală a transformării energiei, tehnologia de stocare a energiei a devenit o forță cheie care conduce tranziția energetică. Printre numeroasele componente ale sistemelor de stocare a energiei, Sistemul de management al energiei (EMS) este ca un „super majordom” care controlează în tăcere funcționarea întregului sistem de stocare a energiei, asigurând funcționarea acestuia în siguranță, eficientă și stabilă.
Poate că veți fi curios, cum își exercită „magia” acest sistem EMS de stocare a energiei? Mai simplu spus, realizează în principal o utilizare eficientă a energiei și un management inteligent prin monitorizare în timp real, control precis și programare optimizată a dispozitivelor de stocare a energiei. De la colectarea de tensiune, curent, temperatură și alte date ale bateriilor de stocare a energiei, până la aranjarea timpului de încărcare și descărcare și a puterii echipamentelor de stocare a energiei în mod rezonabil în funcție de cererea rețelei electrice și de fluctuațiile prețurilor la energie electrică, până la asigurarea funcționării sigure și stabile. a sistemului de stocare a energiei, fiecare legătură nu poate fi separată de planificarea atentă și execuția precisă a sistemului de stocare a energiei EMS.
2 Cum funcționează sistemul EMS?
(1) Compoziția sistemului
Arhitectura sistemului EMS de stocare a energiei este ca o clădire sofisticată, fiecare etaj jucând un rol indispensabil în susținerea funcționării eficiente a întregului sistem.
Stratul de echipamente: Aceasta este partea de sprijin fundamentală a întregului sistem, bazându-se în principal pe echipamente de recoltare și transformare a energiei, cum ar fi PCS (convertor de stocare a energiei) și BMS (sistem de management al bateriei). PCS este responsabil pentru conversia și controlul energiei electrice, asigurându-se că acumulatorul de stocare a energiei poate fi încărcat și descărcat în siguranță și eficient; BMS este ca un gardian loial, care păzește întotdeauna sănătatea bateriei, măsoară și monitorizează cu precizie parametrii cheie, cum ar fi tensiunea, curentul, temperatura etc., pentru a preveni supraîncărcarea, supradescărcarea și pentru a prelungi durata de viață a bateriei.
Stratul de comunicare: își asumă misiunea importantă de transmitere a informațiilor, inclusiv elemente cheie precum legăturile, protocoalele și transmisia. Este ca „sistemul nervos” al sistemului, asigurându-se că datele colectate de stratul dispozitivului pot fi transmise cu acuratețe și rapiditate la stratul de informații, în același timp emitând în timp util instrucțiuni de control de la stratul de informații la nivelul dispozitivului, asigurând fluide și fluxul de informații neobstrucționat în întregul sistem.
Stratul de informații: compus în principal din cache middleware, bază de date, server etc. Printre acestea, sistemul de baze de date este ca un imens „depozit de date”, responsabil pentru procesarea și stocarea unor cantități masive de date, nu numai înregistrând date în timp real, ci și stocarea datelor istorice importante, oferind o bază solidă pentru analizele și interogările ulterioare ale datelor.
Stratul de aplicație: Aceasta este interfața pentru interacțiunea directă între sistem și personalul de management, de obicei sub formă de aplicații, web etc. Oferă o platformă vizuală de monitorizare și operare pentru personalul de management, permițându-le să înțeleagă în mod intuitiv starea de funcționare a sistem de stocare a energiei și controlați și gestionați de la distanță sistemul prin această platformă. Funcțiile specifice includ luarea deciziilor privind conversia energiei, transmiterea și colectarea datelor de energie, monitorizarea și controlul în timp real, analiza gestionării operațiunilor și întreținerii, analiza vizuală a energiei electrice/cantității, control la distanță în timp real etc.
(2) Funcții de bază
Sistemul EMS de stocare a energiei are multe funcții de bază puternice, care lucrează împreună pentru a controla cu precizie pulsul de energie și pentru a asigura funcționarea stabilă și eficientă a sistemului de stocare a energiei.
Monitorizare și colectare: Prin senzori distribuiți în diferite părți cheie ale sistemului de stocare a energiei, cum ar fi senzori de tensiune, senzori de curent, senzori de temperatură etc., starea de funcționare a echipamentului de stocare a energiei este monitorizată în mod cuprinzător și în timp real și date bogate. sunt colectate informații precum tensiunea bateriei, curentul, SOC (starea de încărcare), temperatura, puterea PCS, frecvența, precum și temperatura și umiditatea mediului ambiant. Aceste date sunt ca „ochii” și „urechile” sistemului, oferind informații de primă mână pentru analiza ulterioară și luarea deciziilor.
Analiza și optimizarea datelor: Folosind tehnici și algoritmi avansati de analiză a datelor pentru a efectua extrageri și analize aprofundate a datelor masive colectate. De exemplu, analizând parametri precum curbele de încărcare și descărcare a bateriei, modificările rezistenței interne etc., se poate evalua starea de sănătate a bateriei; Stabiliți un model precis de baterie bazat pe date istorice și în timp real pentru a prezice durata de viață rămasă și degradarea performanței bateriei. În același timp, pe baza rezultatelor analizei, strategia de funcționare a sistemului de stocare a energiei este optimizată și ajustată, cum ar fi ajustarea strategiei de încărcare și descărcare, optimizarea eficienței utilizării energiei etc., pentru a îmbunătăți performanța generală și beneficiile economice ale sistemul de stocare a energiei.
Dispecerarea și controlul energiei: Dispecerare și control inteligent al energiei bazat pe cererea de energie în timp real, condițiile de încărcare a rețelei și factorii de cost. Poate aranja în mod rezonabil operațiunile de încărcare și descărcare a instalațiilor de stocare a energiei pe baza unor factori precum prognoza cererii, situația prețului energiei electrice și sarcina rețelei, realizând o utilizare eficientă și conservarea energiei. De exemplu, în perioadele de vârf de sarcină în rețeaua electrică, programarea automată a descărcării echipamentelor de stocare a energiei poate atenua presiunea asupra rețelei electrice; În perioadele de sarcină scăzută, controlați încărcarea dispozitivelor de stocare a energiei pentru a reduce costurile cu energia electrică. În plus, un control precis poate fi aplicat dispozitivelor precum invertoarele de stocare a energiei pentru a se asigura că funcționează conform strategiilor predeterminate, realizând o alocare și o programare precisă a energiei.
Detectarea defecțiunilor și protecție a siguranței: Cu capabilități clare de detectare a defecțiunilor, poate monitoriza starea de funcționare a sistemului de stocare a energiei în timp real, poate detecta și diagnostica în timp util diferite pericole potențiale de defecțiune, cum ar fi supraîncărcarea bateriei, supradescărcare, supraîncălzire, scurtcircuit, defecțiuni PCS , și condiții anormale ale altor echipamente. Odată detectată o defecțiune, sistemul va activa imediat mecanismul de protecție de securitate și va lua măsurile corespunzătoare pentru a o gestiona, cum ar fi emiterea de diverse forme de semnale de avertizare, cum ar fi alarme sonore și luminoase, notificări prin SMS, notificări push APP etc., pentru a reaminti. personalul de operare și întreținere să gestioneze defecțiunea în timp util; În același timp, va executa automat strategii de protecție a siguranței, cum ar fi controlul PCS pentru a opri încărcarea sau descărcarea, întreruperea conexiunilor de circuit ale echipamentelor defecte etc., pentru a preveni extinderea defecțiunilor, pentru a asigura funcționarea sigură și stabilă a sistem de stocare a energiei și evitarea accidentelor de siguranță.
3 Funcția sistemului de stocare a energiei EMS
(1) Sistem de alimentare
Pe stadiul vast și complex al sistemului energetic, sistemele EMS de stocare a energiei joacă un rol crucial și sunt eroii din spatele asigurării funcționării stabile a rețelei electrice.
Rafinarea vârfurilor și umplerea văii: Odată cu dezvoltarea rapidă a economiei sociale, decalajul dintre sarcinile electrice de vârf și de vale crește, ceea ce reprezintă o provocare uriașă pentru echilibrul dintre cerere și ofertă a rețelei electrice. Sistemul EMS de stocare a energiei folosește strategii precise de control pentru a comanda dispozitivelor de stocare a energiei să se încarce în cantități mari în perioadele de consum redus de energie electrică, stocând excesul de energie electrică; În perioadele de consum de energie electrică de vârf, dispozitivele de stocare a energiei sunt expediate rapid pentru a se descărca și oferă suport suplimentar de energie rețelei. Acest lucru este ca și cum a construi un „rezervor de energie electrică” în rețeaua electrică, eliberând efectiv presiunea sursei de alimentare în timpul orelor de vârf, aplatizarea sarcinii de vârf a energiei electrice, umplerea golului de energie electrică în perioadele scăzute, îmbunătățind considerabil fiabilitatea și stabilitatea sursei de energie în rețeaua electrică, reducând riscul întreruperilor de curent cauzate de fluctuațiile de sarcină și asigurând că rezidenții și întreprinderile pot continua să utilizeze electricitatea în mod stabil.
Reglarea frecvenței: stabilitatea frecvenței rețelei electrice este unul dintre indicatorii cheie pentru funcționarea normală a sistemului de alimentare. Atunci când sistemul de alimentare este supus unor schimbări bruște de sarcină, defecțiuni ale echipamentelor de generare a energiei sau impacturi intermitente ale noii generari de energie, frecvența rețelei este predispusă la fluctuații. Sistemul EMS de stocare a energiei, cu capacitatea sa de răspuns rapid și tehnologia de control precisă, poate monitoriza modificările frecvenței rețelei în timp real și poate instrui rapid echipamentele de stocare a energiei să ajusteze puterea de încărcare și descărcare, injectând sau absorbind puterea activă în rețea în timp util. pentru a menține stabilitatea frecvenței rețelei. Această funcție rapidă și precisă de reglare a frecvenței este ca și instalarea unui „stabilizator” pe rețeaua de alimentare, asigurând eficient funcționarea sigură și stabilă a sistemului de alimentare, evitând deteriorarea echipamentelor și întreruperile de curent pe scară largă cauzate de anomalii de frecvență și oferind o garanție solidă. pentru alimentarea fiabilă a sistemului de alimentare.
Alimentare de rezervă: În cazul unor defecțiuni bruște sau întreruperi de curent în rețeaua electrică, sistemul de stocare a energiei EMS poate comuta rapid modurile de lucru, folosind echipamente de stocare a energiei ca sursă de alimentare de rezervă pentru a furniza o alimentare continuă și stabilă pentru sarcini critice. Aceasta este, fără îndoială, o „pilula de reasigurare” pentru locuri precum spitale, centre de date și hub-uri de transport care necesită o fiabilitate extrem de ridicată a puterii. De exemplu, în timpul procesului chirurgical din spital, dacă are loc o întrerupere bruscă de curent, sistemul EMS de stocare a energiei poate fi activat instantaneu pentru a asigura funcționarea normală a echipamentelor cheie, cum ar fi echipamentele chirurgicale și sistemele de susținere a vieții, evitând amenințările la adresa pacientului. siguranța vieții cauzată de pene de curent; În centrele de date, sistemele EMS de stocare a energiei pot asigura funcționarea continuă a serverelor, pot preveni pierderea de date și pot menține funcționarea normală a întreprinderilor. Sistemul EMS de stocare a energiei, ca sursă de alimentare de rezervă cu răspuns rapid și capabilități de alimentare fiabile, joacă un rol de neînlocuit în momentele critice, asigurând în mod eficient funcționarea normală a societății și siguranța vieții și proprietății oamenilor.
(2) Energie regenerabilă
În valul de dezvoltare în plină expansiune a energiei regenerabile, sistemele EMS de stocare a energiei au devenit o punte cheie care conectează energia regenerabilă și rețeaua electrică, rezolvând în mod eficient problemele intermitente și instabile ale generării de energie regenerabilă și oferind un sprijin puternic pentru integrarea pe scară largă și utilizarea eficientă a energiei curate.
Putere de ieșire lină: generarea de energie a surselor de energie regenerabilă, cum ar fi energia solară și eoliană, este afectată în mare măsură de condițiile naturale și are intermitență și volatilitate evidente. Această caracteristică instabilă de generare a energiei ridică multe provocări pentru funcționarea sigură și stabilă a rețelei electrice, cum ar fi fluctuațiile de tensiune, instabilitatea frecvenței etc. Sistemul EMS de stocare a energiei poate regla rapid și precis procesul de încărcare și descărcare a echipamentelor de stocare a energiei prin monitorizare. puterea de ieșire a echipamentelor de generare a energiei regenerabile în timp real și combinând algoritmi avansați de predicție și strategii de control inteligente pentru a „ravii vârful și umplerea văii” și a netezi generarea de energie din surse regenerabile. Când există un exces de putere de generare a energiei regenerabile, sistemul de stocare a energiei EMS stochează excesul de electricitate în dispozitivele de stocare a energiei; Când generarea de energie este insuficientă, programarea în timp util a descărcării echipamentelor de stocare a energiei poate suplimenta decalajul de putere, reducând efectiv amplitudinea de fluctuație a generării de energie, făcând puterea de ieșire mai stabilă și mai fiabilă, îmbunătățind calitatea energiei generatoare de energie regenerabilă, reducând impactul. pe rețeaua electrică și crearea condițiilor favorabile pentru conectarea la scară largă la rețea de energie regenerabilă.
Promovarea consumului: Din cauza instabilității producerii de energie regenerabilă, poate exista o generare de energie în exces în anumite perioade care nu poate fi consumată în timp util, ducând la fenomene precum „reducerea energiei eoliene” și „reducerea energiei solare”, având ca rezultat energia deşeuri. Sistemul EMS de stocare a energiei optimizează și programează comportamentul de încărcare și descărcare al echipamentelor de stocare a energiei și poate aranja în mod rezonabil modul de lucru al echipamentului de stocare a energiei la diferite perioade de timp, pe baza cererii de sarcină a rețelei electrice, a fluctuațiilor prețului energiei electrice și a energiei regenerabile. previziuni de generație. Stochează excesul de energie electrică din surse regenerabile și o eliberează în rețeaua electrică la momentul potrivit, realizând „transferul spațiotemporal” și configurarea optimizată a energiei electrice din surse regenerabile. Acest lucru nu numai că îmbunătățește eficient rata de utilizare a energiei regenerabile, reduce risipa de energie, dar oferă și o sursă de energie mai stabilă și mai fiabilă pentru rețeaua electrică, promovează dezvoltarea coordonată și complementară a energiei regenerabile și a energiei tradiționale, promovează transformarea și modernizarea structura energetică, accelerează proporția de energie curată în sistemul energetic și aduce contribuții pozitive la atingerea obiectivelor de vârf de carbon și neutralitate a emisiilor de carbon.
(3) Industrial și comercial
În domeniile industrial și comercial, sistemele EMS de stocare a energiei au devenit un asistent puternic pentru întreprinderi pentru a economisi energie, a crește eficiența și a îmbunătăți nivelurile de management al energiei, aducând beneficii economice și sociale semnificative întreprinderilor.
Arbitraj în valea de vârf: multe regiuni au implementat politici de tarifare a energiei electrice în timpul utilizării, ceea ce a dus la diferențe semnificative în prețurile la energie electrică în diferite perioade de timp. Utilizatorii industriali și comerciali au, de obicei, încărcături mari de energie electrică, iar utilizarea lor de energie electrică este relativ concentrată în orele de vârf, ceea ce duce la costuri mai mari ale energiei electrice. Sistemul EMS de stocare a energiei, prin analiza aprofundată a politicilor de preț al energiei electrice și predicția precisă a încărcăturii de energie electrică a întreprinderii, poate controla automat încărcarea echipamentelor de stocare a energiei în perioadele de preț scăzut al energiei electrice și poate stoca energie electrică la preț scăzut; În perioada de vârf a prețurilor la energie electrică, dispozitivele de stocare a energiei sunt expediate pentru a descărca și a satisface o parte din cererea de energie electrică a întreprinderilor, realizând astfel arbitrajul diferențelor de preț de energie electrică din valea de vârf. Această strategie de arbitraj pe valea de vârf reduce efectiv costurile cu energie electrică ale întreprinderilor și îmbunătățește beneficiile economice ale acestora. De exemplu, după instalarea unui sistem EMS de stocare a energiei, o anumită fabrică și-a redus cheltuielile lunare cu electricitatea cu 20% prin operațiuni rezonabile de arbitraj de vârf, reducând foarte mult presiunea costurilor de operare a întreprinderii și sporind competitivitatea acesteia pe piață.
Managementul cererii: Cererea de energie electrică a unei întreprinderi este unul dintre factorii importanți în calcularea facturilor de energie electrică, iar depășirea cererii contractate poate duce la facturi de energie cu cerere mare. Sistemul EMS de stocare a energiei poate optimiza și controla sarcina de energie electrică a întreprinderilor prin monitorizarea consumului lor de energie în timp real și combinând algoritmi avansați de analiză și predicție a datelor. În perioadele de vârf de consum de energie electrică, când consumul de energie electrică al unei companii se apropie sau depășește cererea contractată, sistemul EMS de stocare a energiei programează rapid descărcarea echipamentelor de stocare a energiei, reduce o parte din sarcina de energie electrică și evită ca societatea să plătească facturi mari de energie electrică din cauza excesivă. cerere; În același timp, în perioadele de consum redus de energie electrică, este necesar să se organizeze în mod rezonabil încărcarea echipamentelor de stocare a energiei, să se reumple rezervele de energie și să se pregătească pentru următorul vârf de cerere. Prin această strategie precisă de gestionare a cererii, întreprinderile pot controla eficient cererea de energie electrică, pot reduce costurile cu energie electrică, pot îmbunătăți eficiența utilizării energiei și pot obține un management mai rafinat al energiei.
Putere de rezervă de urgență: Pentru întreprinderile industriale și comerciale, întreruperile bruște de curent pot duce la consecințe grave, cum ar fi întreruperea producției, deteriorarea echipamentelor și obstrucționarea activităților comerciale, provocând pierderi economice uriașe întreprinderii. Sistemul EMS de stocare a energiei are o funcție completă de alimentare de rezervă de urgență. Când rețeaua electrică se defectează și pierde puterea, poate trece automat la modul de alimentare de urgență într-o clipă, folosind echipamente de stocare a energiei pentru a oferi suport continuu și stabil de energie pentru echipamentele cheie și procesele de producție ale întreprinderii, asigurând că producția de bază și activitățile de exploatare ale întreprinderii pot continua, precum și reducerea pierderilor economice și stagnarea producției cauzate de întreruperile de curent. De exemplu, în unele companii de producție electronică, întreruperile de curent pot duce la casarea produselor electronice procesate pe linia de producție. Cu toate acestea, funcția de rezervă de urgență a sistemului EMS de stocare a energiei poate evita în mod eficient această situație, asigurând continuitatea producției și calitatea produsului a întreprinderii și oferind o garanție de încredere a puterii pentru dezvoltarea stabilă a întreprinderii.
4 Dezvoltarea Sistemului EMS de stocare a energiei
(1) Privind înapoi la progresul tehnologic, istoria dezvoltării sistemului EMS de stocare a energiei sa concentrat în principal pe colectarea și monitorizarea simplă a datelor. Mai târziu, s-a dezvoltat într-un EMS de rețea inteligentă cu analiză în timp real a rețelei, optimizare, control colaborativ și alte funcții. Acum a devenit un EMS de rețea inteligentă colaborativă, care poate integra și utiliza diverse resurse distribuite. În prezent, descoperirile sale tehnologice se reflectă în principal în aplicarea integrată a algoritmilor inteligenți, care pot optimiza strategiile de încărcare și descărcare a dispozitivelor de stocare a energiei pe baza diferiților factori. În același timp, vizualizarea sistemului și interfața prietenoasă cu utilizatorul se îmbunătățesc constant, oferind interfețe grafice și instrumente de vizualizare pentru a facilita operarea utilizatorului. În viitor, sistemul va continua să-și aprofundeze inteligența și să se integreze mai strâns cu alte sisteme. De exemplu, va realiza un management și un control mai eficient al dispozitivelor de stocare a energiei prin tehnologii precum Internetul obiectelor, big data și cloud computing, precum și o integrare profundă cu concepte emergente, cum ar fi centralele electrice virtuale.
(2) Concentrarea pe piață a sistemelor EMS de stocare a energiei este relativ mare, majoritatea producătorilor principali fiind producători tradiționali de echipamente secundare din industria energetică, cum ar fi Nanrui Jibao, Sifang, Xuji etc. Unii producători integrați și producători independenți terți. ocupa o anumita cota de piata. Aceste întreprinderi majore au fiecare avantaje în cercetarea și dezvoltarea tehnologiei, calitatea produsului, cota de piață și alte aspecte. De exemplu, Changyuan Shenrui are putere tehnologică evidentă și avantaje de piață în integrarea sistemelor de stocare a energiei, EMS și alte domenii, iar volumul de acces la un singur sistem de management al energiei EMS continuă să atingă noi cote maxime; Fiind o întreprindere EMS de stocare a energiei terță parte, platforma software Yantai Delian poate fi configurată și aplicată în mod flexibil la mai multe proiecte de stocare a energiei la scară largă. Odată cu dezvoltarea pieței, concurența între întreprinderi va deveni mai intensă și, de asemenea, va încuraja toate părțile să consolideze cooperarea, să promoveze în comun inovația tehnologică și dezvoltarea industriei, cum ar fi cercetarea și dezvoltarea colaborativă între întreprinderile din amonte și din aval, cooperarea de integrare a sistemelor între diferiți producători etc., pentru a obține avantaje complementare și pentru a spori competitivitatea și cota de piață a întregii industrii.
5 Perspective de viitor ale sistemului EMS de stocare a energiei
Importanța sistemului EMS de stocare a energiei ca tehnologie cheie în domeniul stocării energiei este de la sine înțeles. Este ca un erou din culise, care protejează în tăcere funcționarea stabilă și eficientă a sistemului energetic, cu aplicații extinse și importante în domeniile sistemelor energetice, energiei regenerabile, precum și în sectoarele industriale și comerciale. Odată cu progresul continuu al tehnologiei, sistemele EMS de stocare a energiei sunt în mod constant actualizate și îmbunătățite, demonstrând perspective enorme de aplicare.
În viitor, sistemele EMS de stocare a energiei se vor dezvolta către o mai bună inteligență, integrare și standardizare. Pe de o parte, cu ajutorul tehnologiilor de ultimă oră, cum ar fi Internetul lucrurilor, big data și inteligența artificială, sistemul va avea capacități mai puternice de analiză a datelor și de luare a deciziilor, permițând un management rafinat și un control precis al dispozitivelor de stocare a energiei. , îmbunătățind în continuare eficiența utilizării energiei și performanța sistemului. Pe de altă parte, integrarea sa profundă cu industriile emergente, cum ar fi centralele electrice virtuale, va oferi un sprijin mai puternic pentru flexibilitatea și fiabilitatea sistemelor energetice, extinzând limitele aplicațiilor și spațiul de piață al sistemelor EMS de stocare a energiei.
În ceea ce privește structura pieței, deși concentrarea actuală a pieței este relativ ridicată, odată cu dezvoltarea industriei, concurența va deveni din ce în ce mai acerbă, ceea ce va încuraja, de asemenea, întreprinderile să consolideze cooperarea, să formeze avantaje complementare și să promoveze împreună inovarea în stocarea energiei EMS. tehnologia sistemului și progresul industriei.
Sistemele EMS de stocare a energiei joacă un rol crucial în tranziția energetică și dezvoltarea durabilă, având un potențial enorm de creștere viitoare.