Cos'è un EMS in un sistema di accumulo di energia a batteria?

GUIDA ALLA GESTIONE DELL'ENERGIA BESS

Un sistema di accumulo dell’energia della batteria può avere celle di alta qualità, un PCS capace e dispositivi di protezione affidabili, ma ha comunque bisogno di un modo per decidere quando caricare, quando scaricare e quanta energia spostare.

È lì cheBESS EMS, o sistema di gestione dell'energia, entra in gioco.

In un progetto di stoccaggio di batterie commerciali o industriali, l'EMS coordina il funzionamento del sistema in base al carico del sito, alle condizioni della batteria, alla generazione solare, allo stato della rete e alla strategia operativa.

Se non hai esperienza con lo stoccaggio di batterie commerciali, inizia con la nostra guida sucos'è un sistema di accumulo di energia commerciale e come funziona. Se stai già pianificando un progetto, il nsguida alle taglie commerciali BESSspiega come carico, kW e kWh influiscono sulla selezione del sistema.

Che cos'è un EMS in un sistema di accumulo dell'energia della batteria?

EMS sta perSistema di gestione dell'energia.

In un BESS, l'EMS è il livello di controllo che coordina il flusso di energia secondo gli obiettivi del progetto. Tali obiettivi possono includere il peak shaving, l’autoconsumo solare, la riserva di riserva, il funzionamento in base al tempo di utilizzo, il coordinamento del generatore o una combinazione di diverse funzioni.

L'EMS non sostituisce il sistema di gestione della batteria o il sistema di conversione dell'energia. Invece, funziona con loro.

Un modo semplice per comprendere la relazione è:

Quali informazioni vengono monitorate da un sistema EMS della batteria?

UNsistema di gestione dell'energia per BESSnecessita di dati operativi prima di poter prendere decisioni di controllo. I dati esatti dipendono dalla concezione del progetto, ma un sistema commerciale può monitorare informazioni quali:

• Domanda di carico della struttura
• Stato di carica della batteria (SOC)
• Potenza disponibile per caricare e scaricare la batteria
• Stato operativo del PCS
• Generazione solare fotovoltaica
• Importazione ed esportazione di energia elettrica dalla rete
• Disponibilità della rete
• Stato del generatore, ove applicabile
• Limiti di potenza configurati
• Orari di carica e scarica
• Stato di allarme o guasto

L'EMS utilizza queste informazioni per determinare se la batteria deve caricarsi, scaricarsi o rimanere inattiva.

Come fa un EMS a controllare un BESS?

L'EMS normalmente opera secondo una strategia di controllo definita per il progetto. Controlla continuamente le condizioni del sistema e le confronta con le regole operative configurate.

BMS, PCS ed EMS: qual è la differenza?

Questi tre termini compaiono insieme in quasi tutti i progetti commerciali BESS, ma svolgono compiti diversi.

Una distinzione utile è che il BMS protegge la batteria, il PCS sposta l’energia elettrica e l’EMS coordina il modo in cui dovrebbe essere utilizzato l’intero sistema.

Queste funzioni devono lavorare insieme. Un EMS non dovrebbe comandare la batteria al di fuori dei limiti operativi forniti dalla batteria e dai controlli di conversione della potenza.

Come un EMS gestisce il Peak Shaving

Il peak shaving è uno degli esempi più chiari del perché aC&I EMSè utile.

Supponiamo che una fabbrica voglia mantenere la domanda di rete al di sotto dei 100 kW. Durante il normale funzionamento, il sito assorbe dai 70 ai 90 kW. Nel corso della giornata, diverse macchine funzionano contemporaneamente e la domanda sale a 135 kW.

L'EMS rileva che la domanda sta superando il limite di rete configurato e può richiedere alla batteria di alimentare parte del carico aggiuntivo.

Quando il picco termina, l'EMS può ridurre la potenza della batteria e successivamente ricaricare la batteria in base al programma operativo del sito.

Il punto importante è che l’EMS non scarica semplicemente la batteria ogni volta che la domanda aumenta. Segue la strategia configurata considerando anche il SOC disponibile e i limiti del sistema.

Come funziona un EMS con il solare fotovoltaico e l'accumulo di batterie

Per un progetto di accumulo solare, l’EMS può coordinare la produzione fotovoltaica, il consumo dell’impianto e la ricarica della batteria.

Consideriamo un sito in cui la produzione solare sul tetto è elevata a mezzogiorno, ma la domanda della struttura è relativamente bassa. Invece di esportare o ridurre tutta l’energia in eccesso, parte di essa può essere diretta alla batteria, a seconda del progetto.

Successivamente, quando la produzione fotovoltaica diminuisce e la domanda dell’impianto rimane elevata, l’EMS può programmare lo scaricamento della batteria.

L’esatta logica di controllo dipende dal fatto che il progetto dia priorità all’autoconsumo solare, alla gestione dei picchi, alla riserva di riserva o ad un altro obiettivo operativo.

Come un EMS coordina lo stoccaggio della batteria e un generatore

Nei siti commerciali con rete debole o off-grid, l’EMS può anche far parte di una strategia di controllo più ampia che coinvolge un generatore.

La batteria può rispondere rapidamente alle variazioni di carico, mentre il generatore può fornire energia di lunga durata quando richiesto. Un sistema coordinato può utilizzare ciascuna fonte di energia secondo la strategia operativa del progetto.

Ad esempio, la batteria può aiutare a evitare il funzionamento non necessario del generatore durante brevi cambiamenti di carico, mentre il generatore può avviarsi quando il SOC della batteria raggiunge una soglia definita o quando è richiesto un supporto di lunga durata.

L'esatta logica di avvio e arresto, i livelli di riserva e le priorità operative dovrebbero essere progettati in base al sito anziché copiati da un modello generico.

Perché lo stato di carica è importante per l'EMS

Il SOC della batteria è uno dei valori più importanti nel funzionamento quotidiano dell'EMS.

Se una batteria è quasi scarica, l'EMS non può continuare a richiedere un'elevata potenza di scarica indefinitamente. Allo stesso modo, se la batteria è quasi carica, potrebbe essere necessario ridurre o interrompere la potenza di ricarica.

L'EMS può anche mantenere un SOC di riserva minimo per il backup.

Ad esempio, un progetto commerciale può utilizzare parte della batteria per il peak shaving mantenendone un’altra parte disponibile nel caso in cui la rete dovesse guastarsi. La strategia di riserva influisce sulla quantità di energia disponibile per il normale funzionamento quotidiano.

Pianificazione EMS e funzionamento del tempo di utilizzo

Alcuni progetti commerciali funzionano secondo periodi di elettricità programmati. L'EMS può utilizzare finestre temporali configurate per determinare quando è consentito o preferibile caricare o scaricare la batteria.

Un programma semplice potrebbe comportare la ricarica durante un periodo selezionato a bassa richiesta e lo scarico durante un successivo periodo ad alta richiesta.

In pratica, è possibile che i programmi fissi debbano anche rispondere a condizioni operative reali. Se il carico dell’impianto, la produzione solare o lo stato della rete cambiano, l’EMS potrebbe dover modificare il comando anziché seguire un calendario rigido.

Cosa mostra solitamente un dashboard EMS?

L'interfaccia di monitoraggio varia in base al produttore e al progetto, ma gli operatori solitamente necessitano di una visione chiara delle informazioni di sistema più importanti.

Le informazioni tipiche possono includere:

• SOC della batteria
• Potenza attuale della batteria
• Stato di carica o scarica
• Stato del PC
• Carico dell'impianto
• Energia solare fotovoltaica
• Potenza di importazione o esportazione della rete
• Carica e scarica energia quotidiana
• Allarmi
• Dati operativi storici

Per un EPC o un operatore di sito, un'interfaccia EMS utile non è semplicemente quella con più grafici. Il punto importante è se le informazioni operative e gli allarmi necessari per la gestione quotidiana siano chiari e accessibili.

Cosa dovrebbero controllare gli acquirenti quando valutano un BESS EMS?

Nel valutare un sistema di accumulo di energia commerciale, gli acquirenti dovrebbero guardare oltre la capacità della batteria e la potenza del PCS. Anche il sistema di controllo deve adattarsi al progetto reale.

1. Lo SME supporta la strategia operativa richiesta?

Confermare se il progetto richiede riduzione dei picchi, gestione dell'energia solare, riserva di riserva, carica e scarica programmate, coordinamento del generatore o altre funzioni.

2. Quali apparecchiature devono comunicare con l'EMS?

Identificare il sistema batteria, il PCS, i contatori, le apparecchiature fotovoltaiche, il generatore e qualsiasi altro sistema esterno che necessita di scambiare dati operativi.

3. Quali dati possono essere monitorati da remoto?

Chiedere quali valori operativi, allarmi e registrazioni storiche sono a disposizione del cliente.

4. È possibile modificare i parametri operativi?

Il progetto potrebbe richiedere modifiche ai limiti di potenza, alla riserva SOC, ai programmi di ricarica o ad altre impostazioni dopo la messa in servizio. Chiarire quali parametri possono essere modificati e chi ha il permesso di modificarli.

5. Come vengono gestiti gli errori di comunicazione?

Un progetto reale dovrebbe aver definito il comportamento in caso di comunicazioni anomale o guasti alle apparecchiature. Il sistema non dovrebbe dipendere da una comunicazione perfetta senza un'adeguata strategia di fallback.

I requisiti EMS iniziano con il progetto, non con il software

Non esiste un’unica strategia EMS corretta per ogni progetto di batterie commerciali.

Una fabbrica che utilizza BESS principalmente per il controllo della domanda ha requisiti diversi rispetto a un sito remoto che combina la generazione di energia solare, batterie e diesel. Una struttura che necessita di una riserva di riserva può anche utilizzare la batteria in modo diverso da un progetto focalizzato principalmente sullo spostamento quotidiano dell’energia.

Prima di configurare l'EMS, definire:

• Obiettivo principale del progetto
• Profilo di carico della struttura
• Dimensioni della batteria e del PC
• Condizioni della rete
• Capacità solare fotovoltaica
• Dettagli del generatore, se applicabile
• Riserva di riserva richiesta
• Finestre di ricarica
• Limiti di potenza
• Requisiti di espansione futura

Il dimensionamento del sistema e la strategia EMS dovrebbero pertanto essere considerati insieme. Per il lato capacità del progetto, vedere il nostroguida al dimensionamento di un sistema di accumulo di energia a batteria commerciale.

Opzioni BESS commerciali per diverse strategie di gestione energetica

L’EMS è solo una parte del sistema completo di accumulo dell’energia commerciale. La capacità della batteria, l'alimentazione del PCS, il raffreddamento, le interfacce di comunicazione e la strategia operativa devono tutti corrispondere al progetto.

Confronto rapido

La configurazione più adatta dipende dal profilo di carico effettivo del sito, dalla potenza richiesta, dalla durata dell'energia, dalla capacità solare, dalla disposizione del generatore e dalla strategia di controllo.

Puoi anche sfogliare ilGamma di sistemi di accumulo di energia commerciale Voltertechper ulteriori configurazioni C&I.

Malintesi comuni su BESS EMS

Un EMS non è la stessa cosa di un BMS

Il BMS si concentra sulla supervisione e protezione delle batterie. L'EMS gestisce il modo in cui viene utilizzato l'intero sistema di accumulo dell'energia all'interno del sito più ampio.

Un EMS non crea ulteriore capacità della batteria

Un migliore controllo può migliorare il modo in cui viene utilizzata l’energia immagazzinata, ma il software non può sostituire i kWh della batteria o i kW PCS insufficienti. Il sistema fisico deve ancora essere dimensionato correttamente.

Una maggiore automazione non è sempre migliore

La logica di controllo dovrebbe risolvere l'effettivo problema operativo del sito. Una strategia complicata che non corrisponde al profilo di carico o all’obiettivo del progetto può rendere l’operazione più difficile anziché migliore.

Le impostazioni EMS non sono universali

Le soglie, i programmi e i livelli di riserva dovrebbero essere basati sul progetto. La copia delle impostazioni da un altro sito con un profilo di carico diverso può portare a scarsi risultati.

Domande frequenti

Cosa significa EMS in un BESS?

EMS significa Sistema di Gestione dell'Energia. In un BESS coordina il caricamento, lo scaricamento e altri comportamenti del sistema in base ai dati operativi e alla strategia energetica configurata.

Qual è la differenza tra BMS ed EMS?

Il BMS monitora e protegge la batteria, mentre l'EMS gestisce il funzionamento dell'intero sistema di accumulo dell'energia all'interno del sito.

Ogni BESS commerciale ha bisogno di un EMS?

L'architettura di controllo richiesta dipende dal sistema e dall'applicazione. I progetti commerciali che necessitano di peak shaving coordinato, gestione solare, integrazione di generatori o modalità operative multiple richiedono normalmente un’appropriata strategia di gestione e controllo dell’energia.

Un BESS EMS può controllare il peak shaving?

Sì, quando il sistema è progettato per tale scopo. L'EMS può monitorare la domanda del sito e richiedere lo scaricamento della batteria quando la domanda della rete si avvicina a un limite configurato.

L'EMS può riservare la capacità della batteria per l'alimentazione di backup?

Un sistema configurato correttamente può mantenere una riserva SOC per il backup mentre utilizza un'altra porzione di energia disponibile della batteria per il normale funzionamento. Il livello effettivo della riserva dovrebbe essere definito in base ai requisiti del progetto.

Un EMS può coordinare l’energia solare, la batteria e un generatore diesel?

Sì, in un sistema progettato per il funzionamento ibrido. L'architettura di controllo può coordinare la produzione fotovoltaica disponibile, lo stato di carica della batteria, le condizioni della rete, la domanda dell'impianto e il funzionamento del generatore secondo la logica operativa del progetto.

Un EMS controlla direttamente il PCS?

L'esatta architettura di controllo varia in base al sistema. In un BESS integrato, l'EMS coordina i comandi operativi con il PCS e altri controlli di sistema in modo che la carica e lo scarico seguano la strategia del progetto e i limiti delle apparecchiature.

L'EMS trasforma la capacità della batteria in una strategia operativa

La capacità della batteria indica quanta energia è disponibile. La potenza PCS ti dice quanto velocemente quell'energia può muoversi. L'EMS determina come il sistema dovrebbe utilizzare tali funzionalità durante il funzionamento del sito reale.

Per i progetti commerciali e industriali, ciò può significare mantenere la domanda al di sotto di un obiettivo, immagazzinare l’energia solare disponibile, mantenere una riserva di riserva, coordinare un generatore o combinare diversi obiettivi all’interno di un’unica strategia di controllo.

Una buona configurazione EMS inizia quindi con la stessa cosa di una buona progettazione BESS: una chiara comprensione del progetto, del profilo di carico e del risultato operativo richiesto.