バッテリーエネルギー貯蔵システムにおけるEMSとは?

BESS エネルギー管理ガイド

バッテリーエネルギー貯蔵システムには、高品質のバッテリーセル、有能な PCS、信頼性の高い保護装置が搭載されていますが、それでも、いつ充電するか、いつ放電するか、どのくらいの電力を移動させるかを決定する方法が必要です。

そこで、ベスEMS、つまりエネルギー管理システムが登場します。

商用または産業用蓄電池プロジェクトでは、EMS は現場の負荷、蓄電池の状態、太陽光発電、送電網の状態、運用戦略に従ってシステムの運用を調整します。

商用バッテリーストレージを初めて使用する場合は、次のガイドから始めてください。商用エネルギー貯蔵システムとは何か、そしてそれはどのように機能するか。すでにプロジェクトを計画している場合は、市販の BESS サイズガイドでは、負荷、kW、kWh がシステムの選択にどのように影響するかを説明します。

バッテリーエネルギー貯蔵システムのEMSとは何ですか?

EMSの略ですエネルギー管理システム。

BESS では、EMS はプロジェクトの目的に従ってエネルギーの流れを調整する制御層です。これらの目標には、ピークカット、太陽光発電の自家消費、バックアップ予備、使用時間帯の運用、発電機の調整、またはいくつかの機能の組み合わせが含まれる場合があります。

EMS は、バッテリー管理システムや電力変換システムに代わるものではありません。代わりに、それはそれらと連携して機能します。

この関係を理解する簡単な方法は次のとおりです。

バッテリーEMSはどのような情報を監視しますか?

アンBESS用エネルギー管理システム制御の決定を下す前に動作データが必要です。正確なデータ ポイントはプロジェクトの設計によって異なりますが、商用システムでは次のような情報が監視される場合があります。

• 設備負荷需要
• バッテリー充電状態 (SOC)
• 利用可能なバッテリーの充電および放電電力
• PCS稼働状況
• 太陽光発電
• グリッド電力のインポートとエクスポート
• グリッドの可用性
• 発電機のステータス（該当する場合）
• 設定された電力制限
• 充電と放電のスケジュール
• アラームまたは障害ステータス

EMS はこの情報を使用して、バッテリーを充電するか、放電するか、またはアイドル状態のままにするかを決定します。

EMS はどのように BESS を制御しますか?

EMS は通常、プロジェクトに対して定義された制御戦略に従って動作します。システムの状態を継続的にチェックし、設定された動作ルールと比較します。

BMS、PCS、EMS: 違いは何ですか?

これら 3 つの用語は、ほぼすべての商用 BESS プロジェクトで一緒に使用されますが、実行する役割は異なります。

有益な違いは、BMS がバッテリーを保護し、PCS が電力を移動し、EMS がシステム全体の使用方法を調整することです。

これらの機能は連携して動作する必要があります。 EMS は、バッテリーおよび電力変換制御によって提供される動作制限を超えてバッテリーに指令を出してはなりません。

EMS によるピークシェービングの処理方法

ピークシェービングは、なぜC&I EMS便利です。

工場がグリッド需要を 100kW 未満に抑えたいと考えているとします。通常の運用中、サイトは約 70 ～ 90kW を消費します。その日の後半には、複数の機械が同時に動作し、需要が 135kW まで増加します。

EMS は、需要が設定されたグリッド制限を超えていることを検出し、バッテリーに追加負荷の一部を供給するよう要求できます。

ピークが終了すると、EMS はバッテリーの出力を減らし、その後現場の運用スケジュールに従ってバッテリーを再充電します。

重要な点は、EMS は需要が高まるたびに単純にバッテリーを放電するわけではないということです。構成された戦略に従い、利用可能な SOC とシステム制限も考慮します。

EMS が太陽光発電と蓄電池でどのように機能するか

太陽光発電と蓄電プロジェクトの場合、EMS は PV の生産、設備の消費、バッテリーの充電を調整できます。

屋上の太陽光発電は正午に高くなりますが、施設の需要は比較的低い場所を考えてみましょう。プロジェクトの設計に応じて、余剰エネルギーをすべて輸出または削減する代わりに、その電気の一部がバッテリーに送られる場合があります。

その後、太陽光発電の出力が低下し、設備の需要が依然として高い場合、EMS はバッテリーの放電をスケジュールできます。

正確な制御ロジックは、プロジェクトが太陽光の自家消費、ピーク管理、バックアップ予備、またはその他の運用目標のどれを優先するかによって異なります。

EMS が蓄電池と発電機をどのように調整するか

弱電網またはオフグリッドの商用サイトでは、EMS が発電機を含むより広範な制御戦略の一部となる場合もあります。

バッテリーは負荷の変化に迅速に対応でき、発電機は必要に応じてより長時間のエネルギーを供給できます。調整されたシステムは、プロジェクトの運用戦略に従って各電源を使用できます。

たとえば、バッテリは、短期間の負荷変化中に不必要な発電機の動作を回避するのに役立ちますが、バッテリの SOC が定義されたしきい値に達したとき、または長期間のサポートが必要なときに発電機が起動することがあります。

正確な開始および停止ロジック、予約レベル、動作優先順位は、汎用テンプレートからコピーするのではなく、サイトに基づいて設計する必要があります。

EMS にとって充電状態が重要な理由

バッテリー SOC は、日常の EMS 運用において最も重要な値の 1 つです。

バッテリーがほぼ空の場合、EMS は高放電電力を無期限に要求し続けることができません。同様に、バッテリーが満充電に近い場合は、充電電力を減らすか停止する必要がある場合があります。

EMS は、バックアップ用の最小予備 SOC を維持することもあります。

たとえば、商用プロジェクトでは、バッテリーの一部をピークカットに使用し、電力網が故障した場合に備えて別の部分を利用できるようにする場合があります。予備戦略は、日常の通常の動作に利用できるエネルギーの量に影響します。

EMS のスケジュール設定と使用時間の操作

一部の商業プロジェクトは、計画された電力期間に従って稼働します。 EMS は、設定された時間枠を使用して、バッテリの充電または放電をいつ許可または優先するかを決定できます。

単純なスケジュールには、選択した低需要期間中に充電し、その後の高需要期間中に放電することが含まれる場合があります。

実際には、固定スケジュールは実際の動作条件に対応する必要がある場合もあります。施設の負荷、太陽光発電出力、または送電網の状態が変化した場合、EMS は厳格なスケジュールに従うのではなく、コマンドを調整する必要がある場合があります。

EMS ダッシュボードには通常何が表示されますか?

監視インターフェイスはメーカーやプロジェクトによって異なりますが、通常、オペレーターは最も重要なシステム情報を明確に把握する必要があります。

一般的な情報には次のようなものがあります。

• バッテリー残量
• 現在のバッテリー残量
• 充電または放電の状態
• PCSステータス
• 設備負荷
• 太陽光発電
• グリッドの電力のインポートまたはエクスポート
• 日々の充放電エネルギー
• アラーム
• 過去の稼働データ

EPC または現場オペレーターにとって、有用な EMS インターフェイスは、単にグラフが多いインターフェイスではありません。重要なのは、日常管理に必要な稼働情報やアラームが分かりやすくアクセスできるかどうかです。

BESS EMS を評価する際、購入者は何を確認する必要がありますか?

商用エネルギー貯蔵システムを評価する場合、購入者はバッテリー容量と PCS 電力以外にも注目する必要があります。制御システムも実際のプロジェクトに適合する必要があります。

1. EMS は必要な運用戦略をサポートしていますか?

プロジェクトにピークカット、太陽光エネルギー管理、バックアップ予備、計画充放電、発電機調整、またはその他の機能が必要かどうかを確認します。

2. EMS と通信する必要がある機器は何ですか?

バッテリー システム、PCS、メーター、PV 機器、発電機、および動作データを交換する必要があるその他の外部システムを特定します。

3. リモートで監視できるデータは何ですか?

お客様が利用できる動作値、アラーム、履歴記録を尋ねてください。

4. 動作パラメータは調整できますか?

プロジェクトでは、試運転後に電力制限、SOC 予備、充電スケジュール、またはその他の設定の変更が必要になる場合があります。どのパラメータを調整できるか、および誰がそれらを変更する権限を持っているかを明確にします。

5. 通信障害はどのように処理されますか?

実際のプロジェクトでは、異常な通信または機器の障害に対する動作を定義する必要があります。システムは、適切なフォールバック戦略なしに完全な通信に依存すべきではありません。

EMS 要件はソフトウェアではなくプロジェクトから始まる

すべての商用バッテリープロジェクトにとって正しい単一の EMS 戦略はありません。

主にデマンド制御に BESS を使用する工場には、太陽光発電、バッテリー、ディーゼル発電を組み合わせた遠隔地とは異なる要件があります。バックアップ予備が必要な施設では、主に毎日のエネルギーシフトに焦点を当てたプロジェクトとは異なる方法でバッテリーを使用する場合もあります。

EMS を構成する前に、以下を定義します。

• プロジェクトの主な目的
• 設備負荷プロファイル
• バッテリーとPCSのサイズ
• グリッド条件
• 太陽光発電容量
• ジェネレーターの詳細 (該当する場合)
• 必要なバックアップ予約
• 充電窓
• 電力制限
• 将来の拡張要件

したがって、システムのサイジングと EMS 戦略を一緒に検討する必要があります。プロジェクトの容量面については、「商用バッテリーエネルギー貯蔵システムのサイジングガイド。

さまざまなエネルギー管理戦略のための商用 BESS オプション

EMS は、完全な商用エネルギー貯蔵システムの一部にすぎません。バッテリー容量、PCS 電源、冷却、通信インターフェイス、運用戦略はすべてプロジェクトに適合する必要があります。

簡単な比較

最適な構成は、サイトの実際の負荷プロファイル、必要な電力、エネルギー持続時間、太陽光発電容量、発電機の配置、および制御戦略によって異なります。

を閲覧することもできますVoltertech 商用エネルギー貯蔵システムの製品群追加の C&I 構成の場合。

BESS EMS に関するよくある誤解

EMS は BMS と同じではありません

BMS はバッテリーの監視と保護に重点を置いています。 EMS は、より広い敷地内で完全なエネルギー貯蔵システムがどのように使用されるかを管理します。

EMS は追加のバッテリー容量を生成しません

制御を改善すれば、蓄えられたエネルギーの使用方法を改善できますが、ソフトウェアでは不十分なバッテリー kWh や PCS kW を置き換えることはできません。物理システムのサイズを正しく設定する必要があります。

自動化を増やすことが常に良いとは限らない

制御ロジックは、サイトの実際の運用上の問題を解決する必要があります。負荷プロファイルやプロジェクトの目的に合致しない複雑な戦略は、運用を改善するどころか困難にする可能性があります。

EMS 設定は普遍的ではありません

しきい値、スケジュール、および予約レベルはプロジェクトに基づく必要があります。異なる負荷プロファイルを持つ別のサイトから設定をコピーすると、結果が悪化する可能性があります。

よくある質問

BESS における EMS とは何ですか?

EMSとはエネルギーマネジメントシステムのことです。 BESS では、動作データと設定されたエネルギー戦略に従って、充電、放電、その他のシステム動作を調整します。

BMSとEMSの違いは何ですか?

BMS はバッテリーを監視および保護し、EMS はサイト内でエネルギー貯蔵システム全体がどのように動作するかを管理します。

すべての商用 BESS には EMS が必要ですか?

必要な制御アーキテクチャはシステムとアプリケーションによって異なります。調整されたピークカット、太陽光管理、発電機の統合、または複数の動作モードを必要とする商業プロジェクトでは、通常、適切なエネルギー管理および制御戦略が必要です。

BESS EMS はピークシェービングを制御できますか?

はい、システムがその目的のために設計されている場合には可能です。 EMS はサイトの需要を監視し、グリッドの需要が設定された制限に近づくとバッテリーの放電を要求できます。

EMS はバックアップ電源用にバッテリー容量を確保できますか?

適切に構成されたシステムは、通常の動作に利用可能なバッテリー エネルギーの別の部分を使用しながら、バックアップ用の SOC 予備を維持できます。実際の予備レベルは、プロジェクトの要件に従って定義する必要があります。

EMS は太陽光発電、バッテリー、ディーゼル発電機を調整できますか?

はい、ハイブリッド操作用に設計されたシステムでは可能です。制御アーキテクチャは、プロジェクトの動作ロジックに従って、利用可能な PV 発電、バッテリーの充電状態、グリッドの状態、施設の需要、発電機の動作を調整できます。

EMS は PCS を直接制御しますか?

正確な制御アーキテクチャはシステムによって異なります。統合された BESS では、EMS が操作コマンドを PCS およびその他のシステム制御と調整し、充電と放電がプロジェクト戦略と機器の制限に従うようにします。

EMS はバッテリー容量を運用戦略に変える

バッテリー容量は、利用可能なエネルギー量を示します。 PCS パワーは、そのエネルギーがどれだけ速く移動できるかを示します。 EMS は、実際のサイトの運用中にシステムがこれらの機能をどのように使用するかを決定します。

商業および産業プロジェクトの場合、これは、需要を目標以下に維持すること、利用可能な太陽エネルギーを貯蔵すること、バックアップ予備を維持すること、発電機を調整すること、または 1 つの制御戦略内で複数の目標を組み合わせることを意味します。

したがって、優れた EMS 構成は、優れた BESS 設計と同じこと、つまりプロジェクト、負荷プロファイル、および必要な動作結果を明確に理解することから始まります。