ما هي EMS في نظام تخزين الطاقة البطارية؟

دليل إدارة الطاقة BESS

يمكن أن يحتوي نظام تخزين طاقة البطارية على خلايا بطارية عالية الجودة، وأجهزة كمبيوتر شخصية قادرة ومعدات حماية موثوقة، ولكنه لا يزال بحاجة إلى طريقة لتحديد وقت الشحن ومتى يتم تفريغه ومقدار الطاقة التي يجب نقلها.

هذا هو المكان الذيبيس إي إم إس، أو نظام إدارة الطاقة، يأتي.

في مشروع تخزين البطاريات التجارية أو الصناعية، يقوم نظام EMS بتنسيق تشغيل النظام وفقًا لحمل الموقع وحالة البطارية وتوليد الطاقة الشمسية وحالة الشبكة واستراتيجية التشغيل.

إذا كنت جديدًا في مجال تخزين البطاريات التجارية، فابدأ بدليلناما هو نظام تخزين الطاقة التجاري وكيف يعمل. إذا كنت تخطط بالفعل لمشروع ما، فلدينادليل تحجيم BESS التجارييشرح كيف يؤثر الحمل والكيلووات والكيلووات في الساعة على اختيار النظام.

ما هو EMS في نظام تخزين طاقة البطارية؟

يعنيEMSنظام إدارة الطاقة.

في نظام BESS، يعد نظام الإدارة البيئية هو طبقة التحكم التي تنسق تدفق الطاقة وفقًا لأهداف المشروع. قد تشمل هذه الأهداف الحد الأقصى من الحلاقة، والاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، والاحتياطي الاحتياطي، والتشغيل وقت الاستخدام، وتنسيق المولد أو مجموعة من الوظائف المتعددة.

لا يحل نظام EMS محل نظام إدارة البطارية أو نظام تحويل الطاقة. بدلا من ذلك، فإنه يعمل معهم.

هناك طريقة بسيطة لفهم العلاقة وهي:

ما هي المعلومات التي يراقبها جهاز EMS للبطارية؟

اننظام إدارة الطاقة لBESSيحتاج إلى بيانات التشغيل قبل أن يتمكن من اتخاذ قرارات التحكم. تعتمد نقاط البيانات الدقيقة على تصميم المشروع، ولكن قد يقوم النظام التجاري بمراقبة معلومات مثل:

• الطلب على تحميل المنشأة
• حالة شحن البطارية (SOC)
• شحن البطارية وطاقة التفريغ المتاحة
• حالة تشغيل أجهزة الكمبيوتر
• توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية
• استيراد وتصدير طاقة الشبكة
• توافر الشبكة
• حالة المولد، حيثما ينطبق ذلك
• حدود الطاقة التي تم تكوينها
• جداول الشحن والتفريغ
• حالة التنبيه أو الخطأ

يستخدم نظام الإدارة البيئية (EMS) هذه المعلومات لتحديد ما إذا كان يجب شحن البطارية أو تفريغها أو بقائها في وضع الخمول.

كيف يتحكم EMS في BESS؟

يعمل نظام الإدارة البيئية عادةً وفقًا لاستراتيجية التحكم المحددة للمشروع. فهو يتحقق بشكل مستمر من ظروف النظام ويقارنها بقواعد التشغيل التي تم تكوينها.

BMS مقابل PCS vs EMS: ما الفرق؟

تظهر هذه المصطلحات الثلاثة معًا في كل مشروع BESS تجاري تقريبًا، ولكنها تؤدي وظائف مختلفة.

والتمييز المفيد هو أن نظام إدارة المباني يحمي البطارية، ويقوم نظام PCS بنقل الطاقة الكهربائية، ويقوم نظام الإدارة البيئية بتنسيق كيفية استخدام النظام الكامل.

يجب أن تعمل هذه الوظائف معًا. لا ينبغي لنظام الإدارة البيئية أن يأمر البطارية خارج حدود التشغيل التي توفرها أدوات التحكم في البطارية وتحويل الطاقة.

كيف يتعامل نظام الإدارة البيئية مع حلاقة الذروة

تعد حلاقة الذروة أحد أوضح الأمثلة على سبب حدوث ذلكC&I EMSمفيد.

لنفترض أن المصنع يريد إبقاء الطلب على الشبكة أقل من 100 كيلوواط. أثناء التشغيل العادي، يستهلك الموقع حوالي 70 إلى 90 كيلووات. وفي وقت لاحق من اليوم، تعمل عدة آلات في نفس الوقت ويرتفع الطلب إلى 135 كيلوواط.

يكتشف نظام الإدارة البيئية أن الطلب يتحرك فوق حد الشبكة المكوّن ويمكنه استدعاء البطارية لتزويد جزء من الحمل الإضافي.

عندما تنتهي فترة الذروة، يمكن لنظام EMS تقليل خرج البطارية وإعادة شحن البطارية لاحقًا وفقًا لجدول تشغيل الموقع.

النقطة المهمة هي أن نظام الإدارة البيئية لا يقوم ببساطة بتفريغ البطارية كلما ارتفع الطلب. وهي تتبع الإستراتيجية التي تم تكوينها مع الأخذ في الاعتبار أيضًا حدود SOC والنظام المتاحة.

كيف يعمل EMS مع الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتخزين البطارية

بالنسبة لمشروع تخزين الطاقة الشمسية، يمكن لنظام الإدارة البيئية تنسيق إنتاج الطاقة الكهروضوئية واستهلاك المنشأة وشحن البطاريات.

فكر في موقع يكون فيه إنتاج الطاقة الشمسية على السطح مرتفعًا في منتصف النهار ولكن الطلب على المنشأة منخفض نسبيًا. وبدلاً من تصدير أو تقليص كل الطاقة الزائدة، يمكن توجيه جزء من تلك الكهرباء إلى البطارية، اعتمادًا على تصميم المشروع.

لاحقًا، عندما ينخفض ​​إنتاج الطاقة الكهروضوئية ويظل الطلب على المنشأة مرتفعًا، يمكن لنظام الإدارة البيئية جدولة تفريغ البطارية.

يعتمد منطق التحكم الدقيق على ما إذا كان المشروع يعطي الأولوية للاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية أو إدارة الذروة أو الاحتياطي الاحتياطي أو أي هدف تشغيلي آخر.

كيف ينسق EMS تخزين البطارية والمولد

في المواقع التجارية الضعيفة أو خارج الشبكة، قد يكون نظام الإدارة البيئية أيضًا جزءًا من استراتيجية تحكم أوسع تتضمن مولدًا.

يمكن للبطارية أن تستجيب بسرعة للأحمال المتغيرة، في حين يمكن للمولد توفير طاقة طويلة الأمد عند الحاجة. يمكن للنظام المنسق استخدام كل مصدر للطاقة وفقًا لاستراتيجية تشغيل المشروع.

على سبيل المثال، قد تساعد البطارية في تجنب تشغيل المولد غير الضروري أثناء تغييرات الحمل القصيرة، بينما قد يبدأ تشغيل المولد عندما تصل SOC للبطارية إلى عتبة محددة أو عندما يكون الدعم طويل الأمد مطلوبًا.

يجب تصميم منطق البداية والتوقف الدقيق ومستويات الاحتياطي وأولويات التشغيل حول الموقع بدلاً من نسخه من قالب عام.

لماذا تعتبر حالة الشحن مهمة لنظام الإدارة البيئية

تعد بطارية SOC واحدة من أهم القيم في تشغيل EMS اليومي.

إذا كانت البطارية فارغة تقريبًا، فلن يتمكن نظام EMS من الاستمرار في طلب طاقة تفريغ عالية إلى أجل غير مسمى. وبالمثل، إذا كانت البطارية ممتلئة تقريبًا، فقد يلزم تقليل طاقة الشحن أو إيقافها.

قد يحتفظ نظام الإدارة البيئية (EMS) أيضًا بحد أدنى من احتياطي SOC للنسخ الاحتياطي.

على سبيل المثال، قد يستخدم مشروع تجاري جزءًا من البطارية لذروة الحلاقة مع الاحتفاظ بجزء آخر متاح في حالة تعطل الشبكة. تؤثر استراتيجية الاحتياطي على مقدار الطاقة المتاحة للتشغيل اليومي العادي.

جدولة EMS وتشغيل وقت الاستخدام

تعمل بعض المشاريع التجارية وفق فترات محددة للكهرباء. يمكن لنظام الإدارة البيئية (EMS) استخدام النوافذ الزمنية التي تم تكوينها لتحديد متى يكون شحن البطارية أو تفريغها مسموحًا به أو مفضلاً.

قد يتضمن الجدول البسيط الشحن خلال فترة محددة منخفضة الطلب والتفريغ خلال فترة لاحقة مرتفعة الطلب.

ومن الناحية العملية، قد تحتاج الجداول الزمنية الثابتة أيضًا إلى الاستجابة لظروف التشغيل الحقيقية. إذا تغير حمل المنشأة أو إنتاج الطاقة الشمسية أو حالة الشبكة، فقد يحتاج نظام الإدارة البيئية إلى ضبط الأمر بدلاً من اتباع جدول زمني صارم.

ما الذي تظهره لوحة تحكم EMS عادةً؟

تختلف واجهة المراقبة حسب الشركة المصنعة والمشروع، ولكن يحتاج المشغلون عادةً إلى رؤية واضحة لأهم معلومات النظام.

قد تتضمن المعلومات النموذجية ما يلي:

• بطارية شركة نفط الجنوب
• طاقة البطارية الحالية
• حالة الشحن أو التفريغ
• حالة أجهزة الكمبيوتر
• تحميل المرافق
• الطاقة الشمسية الكهروضوئية
• استيراد أو تصدير الشبكة للطاقة
• شحن وتفريغ الطاقة اليومية
• إنذار
• بيانات التشغيل التاريخية

بالنسبة لمشغل EPC أو الموقع، فإن واجهة EMS المفيدة ليست مجرد واجهة تحتوي على المزيد من الرسوم البيانية. النقطة المهمة هي ما إذا كانت معلومات التشغيل والإنذارات اللازمة للإدارة اليومية واضحة ويمكن الوصول إليها.

ما الذي يجب على المشترين التحقق منه عند تقييم نظام BESS EMS؟

عند تقييم نظام تخزين الطاقة التجاري، يجب على المشترين النظر إلى ما هو أبعد من سعة البطارية وطاقة أجهزة الكمبيوتر. يحتاج نظام التحكم أيضًا إلى أن يتناسب مع المشروع الفعلي.

1. هل يدعم نظام الإدارة البيئية استراتيجية التشغيل المطلوبة؟

تأكد مما إذا كان المشروع يتطلب حلاقة الذروة، أو إدارة الطاقة الشمسية، أو الاحتياطي الاحتياطي، أو الشحن والتفريغ المجدول، أو تنسيق المولدات أو وظائف أخرى.

2. ما هي المعدات التي يجب أن تتواصل مع نظام الإدارة البيئية؟

تحديد نظام البطارية، وأجهزة الكمبيوتر، والعدادات، والمعدات الكهروضوئية، والمولد وأي أنظمة خارجية أخرى تحتاج إلى تبادل بيانات التشغيل.

3. ما هي البيانات التي يمكن مراقبتها عن بعد؟

اسأل عن قيم التشغيل والإنذارات والسجلات التاريخية المتاحة للعميل.

4. هل يمكن تعديل معلمات التشغيل؟

قد يحتاج المشروع إلى تغييرات في حدود الطاقة أو احتياطي SOC أو جداول الشحن أو الإعدادات الأخرى بعد التشغيل. وضح المعلمات التي يمكن تعديلها ومن لديه الإذن بتغييرها.

5. كيف يتم التعامل مع فشل الاتصالات؟

يجب أن يكون للمشروع الحقيقي سلوك محدد للاتصالات غير الطبيعية أو أخطاء المعدات. لا ينبغي للنظام أن يعتمد على التواصل المثالي دون وجود استراتيجية احتياطية مناسبة.

تبدأ متطلبات EMS بالمشروع، وليس بالبرنامج

لا توجد استراتيجية EMS واحدة صحيحة لكل مشروع بطارية تجاري.

المصنع الذي يستخدم نظام BESS بشكل أساسي للتحكم في الطلب له متطلبات مختلفة عن موقع بعيد يجمع بين توليد الطاقة الشمسية والبطاريات والديزل. يمكن أيضًا للمنشأة التي تحتاج إلى احتياطي احتياطي أن تستخدم بطاريتها بشكل مختلف عن المشروع الذي يركز بشكل أساسي على تحويل الطاقة اليومي.

قبل تكوين EMS، حدد:

• الهدف الرئيسي للمشروع
• ملف تعريف تحميل المنشأة
• حجم البطارية وأجهزة الكمبيوتر
• ظروف الشبكة
• قدرة الطاقة الشمسية الكهروضوئية
• تفاصيل المولد، إن وجدت
• الاحتياطي الاحتياطي المطلوب
• نوافذ الشحن
• حدود الطاقة
• متطلبات التوسع المستقبلية

ولذلك ينبغي النظر في حجم النظام واستراتيجية EMS معًا. بالنسبة لجانب القدرة للمشروع، راجع موقعنادليل لتحجيم نظام تخزين طاقة البطارية التجارية.

خيارات BESS التجارية لاستراتيجيات إدارة الطاقة المختلفة

يعد نظام الإدارة البيئية جزءًا واحدًا فقط من نظام تخزين الطاقة التجاري الكامل. يجب أن تتوافق سعة البطارية وطاقة أجهزة الكمبيوتر الشخصية والتبريد وواجهات الاتصال واستراتيجية التشغيل مع المشروع.

مقارنة سريعة

يعتمد التكوين الأكثر ملاءمة على ملف تعريف الحمل الفعلي للموقع، والطاقة المطلوبة، ومدة الطاقة، والقدرة الشمسية، وترتيب المولدات واستراتيجية التحكم.

يمكنك أيضًا تصفحمجموعة أنظمة تخزين الطاقة التجارية من فولتيرتيكلتكوينات C&I الإضافية.

سوء الفهم الشائع حول BESS EMS

نظام الإدارة البيئية ليس هو نفسه نظام إدارة المباني

يركز BMS على الإشراف على البطارية وحمايتها. يدير نظام الإدارة البيئية كيفية استخدام نظام تخزين الطاقة الكامل داخل الموقع الأوسع.

لا يقوم EMS بإنشاء سعة بطارية إضافية

يمكن أن يؤدي التحكم الأفضل إلى تحسين كيفية استخدام الطاقة المخزنة، ولكن لا يمكن للبرنامج أن يحل محل البطارية غير الكافية كيلووات ساعة أو كيلووات PCS. لا يزال يتعين تحديد حجم النظام المادي بشكل صحيح.

المزيد من الأتمتة ليست دائمًا أفضل

يجب أن يحل منطق التحكم مشكلة التشغيل الفعلية للموقع. إن الإستراتيجية المعقدة التي لا تتطابق مع ملف تعريف التحميل أو هدف المشروع يمكن أن تجعل العملية أكثر صعوبة وليس أفضل.

إعدادات EMS ليست عالمية

وينبغي أن تستند العتبات والجداول الزمنية ومستويات الاحتياطي إلى المشروع. يمكن أن يؤدي نسخ الإعدادات من موقع آخر بملف تعريف تحميل مختلف إلى نتائج سيئة.

الأسئلة المتداولة

ماذا يعني EMS في BESS؟

يعنيEMS نظام إدارة الطاقة. في BESS، يقوم بتنسيق الشحن والتفريغ وسلوك النظام الآخر وفقًا لبيانات التشغيل واستراتيجية الطاقة التي تم تكوينها.

ما هو الفرق بين BMS وEMS؟

يقوم نظام إدارة المباني (BMS) بمراقبة البطارية وحمايتها، بينما يقوم نظام إدارة المباني (EMS) بإدارة كيفية عمل نظام تخزين الطاقة الإجمالي داخل الموقع.

هل يحتاج كل BESS تجاري إلى EMS؟

تعتمد بنية التحكم المطلوبة على النظام والتطبيق. تتطلب المشاريع التجارية التي تحتاج إلى تنسيق منسق لقص الذروة أو إدارة الطاقة الشمسية أو تكامل المولدات أو أوضاع التشغيل المتعددة، عادةً استراتيجية مناسبة لإدارة الطاقة والتحكم فيها.

هل يستطيع نظام BESS EMS التحكم في ذروة الحلاقة؟

نعم، عندما يكون النظام مصمماً لهذا الغرض. يمكن لنظام EMS مراقبة طلب الموقع وطلب تفريغ البطارية عندما يقترب طلب الشبكة من الحد الذي تم تكوينه.

هل يستطيع نظام EMS حجز سعة البطارية للطاقة الاحتياطية؟

يمكن للنظام الذي تم تكوينه بشكل صحيح الاحتفاظ باحتياطي SOC للنسخ الاحتياطي أثناء استخدام جزء آخر من طاقة البطارية المتوفرة للتشغيل العادي. وينبغي تحديد مستوى الاحتياطي الفعلي وفقاً لمتطلبات المشروع.

هل يستطيع نظام الإدارة البيئية تنسيق الطاقة الشمسية والبطارية ومولد الديزل؟

نعم، في نظام مصمم للتشغيل الهجين. يمكن لهندسة التحكم تنسيق توليد الطاقة الكهروضوئية المتاحة وحالة شحن البطارية وظروف الشبكة وطلب المنشأة وتشغيل المولد وفقًا لمنطق تشغيل المشروع.

هل يتحكم نظام EMS في أجهزة الكمبيوتر مباشرة؟

تختلف بنية التحكم الدقيقة حسب النظام. في نظام BESS المتكامل، يقوم نظام الإدارة البيئية بتنسيق أوامر التشغيل مع أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التحكم الأخرى في النظام بحيث يتبع الشحن والتفريغ استراتيجية المشروع وحدود المعدات.

يقوم نظام EMS بتحويل سعة البطارية إلى استراتيجية تشغيل

تخبرك سعة البطارية بمقدار الطاقة المتوفرة. تخبرك قوة PCS بمدى سرعة تحرك تلك الطاقة. يحدد نظام الإدارة البيئية (EMS) كيفية استخدام النظام لهذه القدرات أثناء تشغيل الموقع الحقيقي.

بالنسبة للمشاريع التجارية والصناعية، قد يعني ذلك إبقاء الطلب أقل من الهدف، أو تخزين الطاقة الشمسية المتاحة، أو الاحتفاظ باحتياطي احتياطي، أو تنسيق مولد أو الجمع بين عدة أهداف ضمن استراتيجية تحكم واحدة.

وبالتالي فإن التكوين الجيد لـ EMS يبدأ بنفس الشيء مثل التصميم الجيد لـ BESS: فهم واضح للمشروع وملف تعريف التحميل ونتيجة التشغيل المطلوبة.