1 Sistema EMS de armazenamento de energia
Na era atual de transformação energética, a tecnologia de armazenamento de energia tornou-se uma força fundamental que impulsiona a transição energética. Dentre os diversos componentes dos sistemas de armazenamento de energia, o Sistema de Gerenciamento de Energia (EMS) é como um “super mordomo” controlando silenciosamente o funcionamento de todo o sistema de armazenamento de energia, garantindo seu funcionamento seguro, eficiente e estável.
Talvez você esteja curioso, como esse sistema EMS de armazenamento de energia exerce sua “mágica”? Simplificando, ele alcança principalmente a utilização eficiente de energia e o gerenciamento inteligente por meio de monitoramento em tempo real, controle preciso e programação otimizada de dispositivos de armazenamento de energia. Desde a coleta de tensão, corrente, temperatura e outros dados de baterias de armazenamento de energia, até organizar o tempo de carga e descarga e a potência dos equipamentos de armazenamento de energia razoavelmente de acordo com a demanda da rede elétrica e as flutuações nos preços da eletricidade, para garantir a operação segura e estável do sistema de armazenamento de energia, cada elo não pode ser separado do planejamento cuidadoso e da execução precisa do sistema EMS de armazenamento de energia.
2 Como funciona o sistema EMS?
(1) Composição do sistema
A arquitetura do sistema EMS de armazenamento de energia é como um edifício sofisticado, com cada andar desempenhando um papel indispensável no apoio ao funcionamento eficiente de todo o sistema.
Camada de equipamentos: É a parte fundamental de suporte de todo o sistema, contando principalmente com equipamentos de captação e transformação de energia como PCS (conversor de armazenamento de energia) e BMS (sistema de gerenciamento de baterias). O PCS é responsável pela conversão e controle da energia elétrica, garantindo que a bateria de armazenamento de energia possa ser carregada e descarregada com segurança e eficiência; O BMS é como um guardião leal, sempre protegendo a saúde da bateria, medindo e monitorando com precisão os principais parâmetros, como tensão, corrente, temperatura, etc., para evitar sobrecarga, descarga excessiva e prolongar a vida útil da bateria.
Camada de comunicação: realiza a importante missão de transmissão de informações, incluindo elementos-chave como links, protocolos e transmissão. É como o "sistema nervoso" do sistema, garantindo que os dados coletados pela camada do dispositivo possam ser transmitidos com precisão e rapidez para a camada de informação, ao mesmo tempo que emite instruções de controle em tempo hábil da camada de informação para a camada do dispositivo, garantindo suavidade e fluxo desobstruído de informações em todo o sistema.
Camada de informação: composta principalmente por middleware de cache, banco de dados, servidor, etc. Entre eles, o sistema de banco de dados é como um enorme “data warehouse”, responsável por processar e armazenar grandes quantidades de dados, não apenas registrando dados em tempo real, mas também armazenando dados históricos importantes, fornecendo uma base sólida para análises e consultas de dados subsequentes.
Camada de aplicação: É a interface para interação direta entre o sistema e o pessoal de gestão, geralmente na forma de aplicativos, web, etc. Fornece uma plataforma visual de monitoramento e operação para o pessoal de gestão, permitindo-lhes compreender intuitivamente o status operacional do sistema de armazenamento de energia e controlar e gerenciar remotamente o sistema através desta plataforma. Funções específicas incluem tomada de decisões de conversão de energia, transmissão e coleta de dados de energia, monitoramento e controle em tempo real, análise de gerenciamento de operação e manutenção, análise visual de eletricidade/quantidade, controle remoto em tempo real, etc.
(2) Funções principais
O sistema EMS de armazenamento de energia possui muitas funções principais poderosas, que trabalham juntas para controlar com precisão o pulso de energia e garantir a operação estável e eficiente do sistema de armazenamento de energia.
Monitoramento e coleta: Através de sensores distribuídos em diversas partes-chave do sistema de armazenamento de energia, como sensores de tensão, sensores de corrente, sensores de temperatura, etc., o status operacional do equipamento de armazenamento de energia é monitorado de forma abrangente e em tempo real, e dados ricos são coletadas informações como tensão da bateria, corrente, SOC (estado de carga), temperatura, potência do PCS, frequência, bem como temperatura e umidade ambiental. Esses dados são como os “olhos” e os “ouvidos” do sistema, fornecendo informações em primeira mão para posterior análise e tomada de decisão.
Análise e otimização de dados: Utilizando técnicas e algoritmos avançados de análise de dados para conduzir mineração e análise aprofundada dos enormes dados coletados. Por exemplo, analisando parâmetros como curvas de carga e descarga da bateria, alterações na resistência interna, etc., o estado de saúde da bateria pode ser avaliado; Estabeleça um modelo de bateria preciso com base em dados históricos e em tempo real para prever a vida útil restante e a degradação do desempenho da bateria. Ao mesmo tempo, com base nos resultados da análise, a estratégia de operação do sistema de armazenamento de energia é otimizada e ajustada, como ajustar a estratégia de carga e descarga, otimizar a eficiência da utilização de energia, etc., para melhorar o desempenho geral e os benefícios económicos do o sistema de armazenamento de energia.
Despacho e controle de energia: Despacho e controle inteligente de energia com base na demanda de energia em tempo real, condições de carga da rede e fatores de custo. Pode organizar razoavelmente as operações de carga e descarga de instalações de armazenamento de energia com base em factores como a previsão da procura, a situação do preço da electricidade e a carga da rede, conseguindo uma utilização eficiente e conservação da energia. Por exemplo, durante períodos de pico de carga na rede elétrica, o agendamento automático da descarga do equipamento de armazenamento de energia pode aliviar a pressão na rede elétrica; Durante períodos de baixa carga, controle o carregamento dos dispositivos de armazenamento de energia para reduzir os custos de eletricidade. Além disso, o controle preciso pode ser aplicado a dispositivos como inversores de armazenamento de energia para garantir que operem de acordo com estratégias predeterminadas, conseguindo alocação e programação precisas de energia.
Detecção de falhas e proteção de segurança: Com recursos precisos de detecção de falhas, ele pode monitorar o status de operação do sistema de armazenamento de energia em tempo real, detectar e diagnosticar oportunamente vários riscos potenciais de falhas, como sobrecarga da bateria, descarga excessiva, superaquecimento, curto-circuito, falhas de PCS e condições anormais de outros equipamentos. Assim que uma falha for detectada, o sistema ativará imediatamente o mecanismo de proteção de segurança e tomará as medidas correspondentes para lidar com ela, como emitir várias formas de sinais de alerta, como alarmes sonoros e luminosos, notificações por SMS, notificações push de APP, etc., para lembrar pessoal de operação e manutenção para lidar com a falha em tempo hábil; Ao mesmo tempo, executará automaticamente estratégias de proteção de segurança, como controlar o PCS para interromper a carga ou descarga, cortar as conexões do circuito de equipamentos defeituosos, etc., para evitar a expansão de falhas, garantir a operação segura e estável do sistema de armazenamento de energia e evitar acidentes de segurança.
3 Função do sistema EMS de armazenamento de energia
(1) Sistema de energia
No vasto e complexo estágio do sistema de energia, os sistemas EMS de armazenamento de energia desempenham um papel crucial e são os heróis por trás da garantia da operação estável da rede elétrica.
Redução de picos e preenchimento de vales: Com o rápido desenvolvimento da economia social, o fosso entre as cargas eléctricas de pico e de vale está a aumentar, o que representa um enorme desafio para o equilíbrio entre a oferta e a procura da rede eléctrica. O sistema EMS de armazenamento de energia utiliza estratégias de controle precisas para comandar dispositivos de armazenamento de energia para carregar em grandes quantidades durante períodos de baixo consumo de eletricidade, armazenando o excesso de energia elétrica; Durante os períodos de pico de consumo de eletricidade, os dispositivos de armazenamento de energia são rapidamente despachados para descarregar e fornecer suporte de energia adicional à rede. Isto é como construir um "reservatório de energia elétrica" na rede elétrica, aliviando efetivamente a pressão do fornecimento de energia durante os horários de pico, achatando a carga de pico de eletricidade, preenchendo a lacuna de eletricidade durante os períodos baixos, melhorando significativamente a confiabilidade e a estabilidade do fornecimento de energia em a rede eléctrica, reduzindo o risco de cortes de energia causados por flutuações de carga e garantindo que os residentes e as empresas possam continuar a utilizar a electricidade de forma estável.
Regulação de frequência: A estabilidade de frequência da rede elétrica é um dos principais indicadores para o funcionamento normal do sistema de energia. Quando o sistema de energia está sujeito a mudanças repentinas de carga, falhas em equipamentos de geração de energia ou impactos intermitentes de nova geração de energia, a frequência da rede está sujeita a flutuações. O sistema EMS de armazenamento de energia, com sua capacidade de resposta rápida e tecnologia de controle precisa, pode monitorar mudanças na frequência da rede em tempo real e instruir rapidamente o equipamento de armazenamento de energia para ajustar a potência de carga e descarga, injetando ou absorvendo energia ativa na rede em tempo hábil. para manter a estabilidade da frequência da rede. Esta função de regulação de frequência rápida e precisa é como instalar um "estabilizador" na rede elétrica, garantindo efetivamente a operação segura e estável do sistema de energia, evitando danos ao equipamento e cortes de energia em grande escala causados por anomalias de frequência, e fornecendo uma garantia sólida para o fornecimento confiável de energia do sistema de energia.
Fonte de alimentação de backup: No caso de falhas repentinas ou cortes de energia na rede elétrica, o sistema EMS de armazenamento de energia pode alternar rapidamente os modos de trabalho, usando equipamento de armazenamento de energia como fonte de energia de backup para fornecer fornecimento de energia contínuo e estável para cargas críticas. Esta é, sem dúvida, uma “pílula de segurança” para locais como hospitais, data centers e centros de transporte que exigem confiabilidade de energia extremamente alta. Por exemplo, durante o processo cirúrgico no hospital, se houver uma queda repentina de energia, o sistema EMS de armazenamento de energia pode ser ativado instantaneamente para garantir o funcionamento normal de equipamentos importantes, como equipamentos cirúrgicos e sistemas de suporte à vida, evitando ameaças ao paciente. segurança de vidas causada por quedas de energia; Nos data centers, os sistemas EMS de armazenamento de energia podem garantir a operação contínua dos servidores, evitar a perda de dados e manter a operação normal das empresas. O sistema EMS de armazenamento de energia, como fonte de energia de reserva com resposta rápida e capacidades de fornecimento de energia fiáveis, desempenha um papel insubstituível em momentos críticos, garantindo eficazmente o normal funcionamento da sociedade e a segurança da vida e dos bens das pessoas.
(2) Energia renovável
Na onda de desenvolvimento florescente das energias renováveis, os sistemas EMS de armazenamento de energia tornaram-se uma ponte fundamental que liga as energias renováveis e a rede eléctrica, resolvendo eficazmente os problemas intermitentes e instáveis da produção de energias renováveis e proporcionando um forte apoio à integração e à integração em grande escala. utilização eficiente de energia limpa.
Potência de saída suave: A geração de energia de fontes de energia renováveis, como a energia solar e eólica, é muito afetada pelas condições naturais e tem intermitência e volatilidade óbvias. Esta característica instável de geração de energia representa muitos desafios para a operação segura e estável da rede elétrica, como flutuações de tensão, instabilidade de frequência, etc. O sistema EMS de armazenamento de energia pode ajustar com rapidez e precisão o processo de carga e descarga de equipamentos de armazenamento de energia monitorando a potência de saída de equipamentos de geração de energia renovável em tempo real e combinando algoritmos de previsão avançados e estratégias de controle inteligentes para "reduzir picos e preencher vales" e suavizar a geração de energia de energia renovável. Quando há excesso de energia de geração de energia renovável, o sistema EMS de armazenamento de energia armazena o excesso de eletricidade em dispositivos de armazenamento de energia; Quando a geração de energia é insuficiente, o agendamento oportuno da descarga do equipamento de armazenamento de energia pode complementar a lacuna de energia, reduzindo efetivamente a amplitude de flutuação da geração de energia, tornando a potência de saída mais estável e confiável, melhorando a qualidade da energia da geração de energia renovável, reduzindo o impacto na rede eléctrica e criando condições favoráveis para a ligação à rede em grande escala de energias renováveis.
Promoção do consumo: Devido à instabilidade da geração de energia renovável, pode haver excesso de geração de energia durante determinados períodos que não pode ser consumida em tempo hábil, levando a fenômenos como “redução da energia eólica” e “redução da energia solar”, resultando em energia desperdício. O sistema EMS de armazenamento de energia otimiza e programa o comportamento de carga e descarga do equipamento de armazenamento de energia e pode organizar razoavelmente o modo de funcionamento do equipamento de armazenamento de energia em diferentes períodos de tempo com base na demanda de carga da rede elétrica, flutuações no preço da eletricidade e energia renovável previsões de geração. Armazena o excesso de eletricidade de energia renovável e libera-a na rede elétrica no momento apropriado, conseguindo a "transferência espaço-temporal" e configuração otimizada da eletricidade de energia renovável. Isto não só melhora efectivamente a taxa de utilização das energias renováveis, reduz o desperdício de energia, mas também proporciona um fornecimento de energia mais estável e fiável para a rede eléctrica, promove o desenvolvimento coordenado e complementar das energias renováveis e da energia tradicional, promove a transformação e modernização de estrutura energética, acelera a proporção de energia limpa no sistema energético e faz contribuições positivas para atingir o pico de carbono e as metas de neutralidade de carbono.
(3) Industrial e Comercial
Nos campos industrial e comercial, os sistemas EMS de armazenamento de energia tornaram-se um poderoso assistente para as empresas pouparem energia, aumentarem a eficiência e melhorarem os níveis de gestão de energia, trazendo benefícios económicos e sociais significativos para as empresas.
Arbitragem no pico do vale: Muitas regiões implementaram políticas de preços de eletricidade durante o uso, resultando em diferenças significativas nos preços da eletricidade durante diferentes períodos de tempo. Os utilizadores industriais e comerciais têm normalmente cargas elevadas de eletricidade e o seu consumo de eletricidade é relativamente concentrado durante as horas de ponta, resultando em custos de eletricidade mais elevados. O sistema EMS de armazenamento de energia, através de uma análise aprofundada das políticas de preços de eletricidade e da previsão precisa da carga de eletricidade da empresa, pode controlar automaticamente o carregamento do equipamento de armazenamento de energia durante períodos de baixo preço da eletricidade e armazenar eletricidade a baixo preço; Durante os picos dos preços da electricidade, os dispositivos de armazenamento de energia são enviados para descarregar e satisfazer parte da procura de electricidade das empresas, conseguindo assim a arbitragem das diferenças de preços da electricidade nos picos dos vales. Esta estratégia de arbitragem no pico do vale reduz eficazmente os custos de electricidade das empresas e melhora os seus benefícios económicos. Por exemplo, depois de instalar um sistema EMS de armazenamento de energia, uma determinada fábrica reduziu as suas despesas mensais de electricidade em 20% através de operações razoáveis de arbitragem de pico, reduzindo grandemente a pressão dos custos operacionais da empresa e aumentando a sua competitividade no mercado.
Gestão da demanda: A demanda de energia elétrica de um empreendimento é um dos fatores importantes no cálculo das contas de energia elétrica, e ultrapassar a demanda contratada pode gerar alta demanda nas contas de energia elétrica. O sistema EMS de armazenamento de energia pode otimizar e controlar a carga elétrica das empresas monitorando seu consumo de energia em tempo real e combinando análise avançada de dados e algoritmos de previsão. Durante os períodos de pico de consumo de energia elétrica, quando o consumo de eletricidade de uma empresa se aproxima ou excede a demanda contratada, o sistema EMS de armazenamento de energia programa rapidamente a descarga do equipamento de armazenamento de energia, reduz parte da carga de eletricidade e evita que a empresa pague altas contas de eletricidade devido ao excesso demanda; Ao mesmo tempo, durante períodos de baixo consumo de eletricidade, é necessário organizar o carregamento razoável dos equipamentos de armazenamento de energia, reabastecer as reservas de energia e preparar-se para o próximo pico de demanda. Através desta estratégia precisa de gestão da procura, as empresas podem controlar eficazmente a procura de electricidade, reduzir os custos de electricidade, melhorar a eficiência da utilização de energia e alcançar uma gestão de energia mais refinada.
Energia de reserva de emergência: Para empresas industriais e comerciais, cortes repentinos de energia podem levar a consequências graves, como interrupção da produção, danos a equipamentos e obstrução de atividades comerciais, causando enormes perdas econômicas para a empresa. O sistema EMS de armazenamento de energia possui uma função completa de energia de reserva de emergência. Quando a rede elétrica falha e perde energia, ela pode mudar automaticamente para o modo de fornecimento de energia de emergência em um instante, usando equipamentos de armazenamento de energia para fornecer suporte de energia contínuo e estável para os principais equipamentos e processos de produção da empresa, garantindo que a produção básica e as atividades operacionais da empresa podem continuar, reduzindo as perdas econômicas e a estagnação da produção causada por cortes de energia. Por exemplo, em algumas empresas de fabrico de produtos eletrónicos, os cortes de energia podem levar ao desmantelamento de produtos eletrónicos processados na linha de produção. No entanto, a função de backup de emergência do sistema EMS de armazenamento de energia pode efetivamente evitar esta situação, garantindo a continuidade da produção e a qualidade do produto da empresa, e fornecendo garantia de energia confiável para o desenvolvimento estável da empresa.
4 Desenvolvimento de Sistema EMS de Armazenamento de Energia
(1) Olhando para trás, para o progresso tecnológico, a história do desenvolvimento do sistema EMS de armazenamento de energia centrou-se principalmente na simples recolha e monitorização de dados. Mais tarde, tornou-se um EMS de rede inteligente com análise de rede em tempo real, otimização, controle colaborativo e outras funções. Agora se tornou um EMS de rede inteligente colaborativa de carga de rede de origem, que pode integrar e utilizar vários recursos distribuídos. Actualmente, os seus avanços tecnológicos reflectem-se principalmente na aplicação integrada de algoritmos inteligentes, que podem optimizar as estratégias de carga e descarga de dispositivos de armazenamento de energia com base em vários factores. Ao mesmo tempo, a visualização e a interface amigável do sistema estão em constante aprimoramento, proporcionando interfaces gráficas e ferramentas de visualização para facilitar a operação do usuário. No futuro, o sistema continuará a aprofundar a sua inteligência e a integrar-se mais estreitamente com outros sistemas. Por exemplo, conseguirá uma gestão e controlo mais eficientes dos dispositivos de armazenamento de energia através de tecnologias como a Internet das Coisas, big data e computação em nuvem, bem como uma integração profunda com conceitos emergentes, como centrais eléctricas virtuais.
(2) A concentração do mercado de sistemas EMS de armazenamento de energia é relativamente alta, com a maioria dos principais fabricantes sendo fabricantes tradicionais de equipamentos secundários na indústria de energia, como Nanrui Jibao, Sifang, Xuji, etc. ocupar uma determinada fatia de mercado. Cada uma dessas grandes empresas tem vantagens em pesquisa e desenvolvimento tecnológico, qualidade do produto, participação de mercado e outros aspectos. Por exemplo, Changyuan Shenrui tem força tecnológica óbvia e vantagens de mercado na integração de sistemas de armazenamento de energia, EMS e outros campos, e seu volume de acesso à estação única do sistema de gerenciamento de energia EMS continua a atingir novos máximos; Como uma empresa terceirizada de EMS de armazenamento de energia, a plataforma de software da Yantai Delian pode ser configurada de maneira flexível e aplicada a vários projetos de armazenamento de energia em grande escala. Com o desenvolvimento do mercado, a concorrência entre as empresas tornar-se-á mais intensa e também incentivará todas as partes a reforçar a cooperação, a promover conjuntamente a inovação tecnológica e o desenvolvimento da indústria, tais como a investigação e desenvolvimento colaborativos entre empresas a montante e a jusante, a cooperação na integração de sistemas entre diferentes fabricantes, etc., a fim de obter vantagens complementares e aumentar a competitividade e a participação de mercado de toda a indústria.
5 Perspectivas futuras do sistema EMS de armazenamento de energia
A importância do sistema EMS de armazenamento de energia como uma tecnologia chave no campo do armazenamento de energia é evidente. É como um herói dos bastidores, salvaguardando silenciosamente o funcionamento estável e eficiente do sistema energético, com aplicações extensas e importantes nos domínios dos sistemas de energia, energias renováveis, bem como nos sectores industrial e comercial. Com o avanço contínuo da tecnologia, os sistemas EMS de armazenamento de energia estão sendo constantemente atualizados e melhorados, demonstrando enormes perspectivas de aplicação.
No futuro, os sistemas EMS de armazenamento de energia evoluirão no sentido de uma maior inteligência, integração e padronização. Por um lado, com a ajuda de tecnologias de ponta, como a Internet das Coisas, big data e inteligência artificial, o sistema terá capacidades mais fortes de análise de dados e de tomada de decisão, permitindo uma gestão refinada e um controlo preciso dos dispositivos de armazenamento de energia. , melhorando ainda mais a eficiência da utilização de energia e o desempenho do sistema. Por outro lado, a sua profunda integração com indústrias emergentes, como as centrais eléctricas virtuais, proporcionará um apoio mais forte à flexibilidade e fiabilidade dos sistemas energéticos, expandindo os limites de aplicação e o espaço de mercado dos sistemas EMS de armazenamento de energia.
Em termos de estrutura de mercado, embora a actual concentração do mercado seja relativamente elevada, com o desenvolvimento da indústria, a concorrência tornar-se-á cada vez mais acirrada, o que também incentivará as empresas a reforçar a cooperação, a criar vantagens complementares e a promover conjuntamente a inovação do armazenamento de energia EMS tecnologia do sistema e o progresso da indústria.
Os sistemas EMS de armazenamento de energia desempenham um papel crucial na transição energética e no desenvolvimento sustentável, com enorme potencial para crescimento futuro.