O que é um EMS em um sistema de armazenamento de energia de bateria?

GUIA DE GESTÃO DE ENERGIA BESS

Um sistema de armazenamento de energia em bateria pode ter células de bateria de alta qualidade, um PCS capaz e equipamentos de proteção confiáveis, mas ainda precisa de uma maneira de decidir quando carregar, quando descarregar e quanta energia mover.

É aí que entra o BESS EMS, ou Sistema de Gestão de Energia.

Em um projeto comercial ou industrial de armazenamento em bateria, o EMS coordena a operação do sistema de acordo com a carga do local, a condição da bateria, a geração solar, o status da rede e a estratégia operacional.

Se você é novo em armazenamento em bateria comercial, comece com nosso guia sobre o que é um sistema de armazenamento de energia comercial e como ele funciona. Se você já está planejando um projeto, nosso guia de dimensionamento de BESS comercial explica como a carga, kW e kWh afetam a seleção do sistema.

O que é um EMS em um Sistema de Armazenamento de Energia em Bateria?

EMS significa Sistema de Gestão de Energia.

Em um BESS, o EMS é a camada de controle que coordena o fluxo de energia de acordo com os objetivos do projeto. Esses objetivos podem incluir redução de pico, autoconsumo solar, reserva de backup, operação de tempo de uso, coordenação de gerador ou uma combinação de várias funções.

O EMS não substitui o sistema de gerenciamento de bateria ou o sistema de conversão de energia. Em vez disso, ele trabalha com eles.

Uma maneira simples de entender a relação é:

Que informações um EMS de bateria monitora?

Um sistema de gestão de energia para BESS precisa de dados operacionais antes de poder tomar decisões de controle. Os pontos de dados exatos dependem do projeto, mas um sistema comercial pode monitorar informações como:

• Demanda de carga da instalação
• Estado de carga da bateria (SOC)
• Potência de carga e descarga da bateria disponível
• Status operacional do PCS
• Geração solar fotovoltaica
• Importação e exportação de energia da rede
• Disponibilidade da rede
• Status do gerador, quando aplicável
• Limites de potência configurados
• Cronogramas de carga e descarga
• Status de alarme ou falha

O EMS usa essas informações para determinar se a bateria deve carregar, descarregar ou permanecer ociosa.

Como um EMS controla um BESS?

O EMS normalmente opera de acordo com uma estratégia de controle definida para o projeto. Ele verifica continuamente as condições do sistema e as compara com as regras operacionais configuradas.

BMS vs PCS vs EMS: Qual é a diferença?

Esses três termos aparecem juntos em quase todos os projetos BESS comerciais, mas eles executam trabalhos diferentes.

Uma distinção útil é que o BMS protege a bateria, o PCS move a energia elétrica e o EMS coordena como o sistema completo deve ser usado.

Essas funções devem trabalhar juntas. Um EMS não deve comandar a bateria fora dos limites operacionais fornecidos pelos controles de bateria e conversão de energia.

Como um EMS lida com a redução de pico

A redução de pico é um dos exemplos mais claros de por que um EMS C&I é útil.

Suponha que uma fábrica queira manter a demanda da rede abaixo de 100kW. Durante a operação normal, o local consome cerca de 70 a 90kW. Mais tarde no dia, várias máquinas operam ao mesmo tempo e a demanda sobe para 135kW.

O EMS detecta que a demanda está subindo acima do limite configurado da rede e pode acionar a bateria para suprir parte da carga adicional.

Quando o pico termina, o EMS pode reduzir a saída da bateria e, posteriormente, recarregar a bateria de acordo com o cronograma operacional do local.

O ponto importante é que o EMS não descarrega simplesmente a bateria sempre que a demanda aumenta. Ele segue a estratégia configurada, considerando também o SOC disponível e os limites do sistema.

Como um EMS funciona com energia solar fotovoltaica e armazenamento em bateria

Para um projeto solar com armazenamento, o EMS pode coordenar a produção fotovoltaica, o consumo da instalação e o carregamento da bateria.

Considere um local onde a produção solar no telhado é alta ao meio-dia, mas a demanda da instalação é relativamente baixa. Em vez de exportar ou limitar toda a energia excedente, parte dessa eletricidade pode ser direcionada para a bateria, dependendo do projeto.

Mais tarde, quando a produção fotovoltaica diminui e a demanda da instalação permanece alta, o EMS pode agendar a descarga da bateria.

A lógica de controle exata depende se o projeto prioriza o autoconsumo solar, o gerenciamento de pico, a reserva de backup ou outro objetivo operacional.

Como um EMS coordena o armazenamento em bateria e um gerador

Em locais comerciais com rede fraca ou fora da rede, o EMS também pode fazer parte de uma estratégia de controle mais ampla envolvendo um gerador.

A bateria pode responder rapidamente a cargas variáveis, enquanto o gerador pode fornecer energia de maior duração quando necessário. Um sistema coordenado pode usar cada fonte de energia de acordo com a estratégia operacional do projeto.

Por exemplo, a bateria pode ajudar a evitar a operação desnecessária do gerador durante curtas mudanças de carga, enquanto o gerador pode iniciar quando o SOC da bateria atinge um limite definido ou quando é necessário suporte de maior duração.

A lógica exata de partida e parada, os níveis de reserva e as prioridades operacionais devem ser projetados em torno do local, em vez de serem copiados de um modelo genérico.

Por que o Estado de Carga é importante para o EMS

O SOC da bateria é um dos valores mais importantes na operação diária do EMS.

Se uma bateria estiver quase vazia, o EMS não poderá continuar solicitando alta potência de descarga indefinidamente. Da mesma forma, se a bateria estiver quase cheia, a potência de carga pode precisar ser reduzida ou interrompida.

O EMS também pode manter um SOC de reserva mínimo para backup.

Por exemplo, um projeto comercial pode usar parte da bateria para redução de pico, mantendo outra porção disponível caso a rede falhe. A estratégia de reserva afeta quanta energia está disponível para a operação diária normal.

Agendamento do EMS e Operação de Tempo de Uso

Alguns projetos comerciais operam de acordo com períodos de eletricidade agendados. O EMS pode usar janelas de tempo configuradas para determinar quando o carregamento ou descarregamento da bateria é permitido ou preferido.

Um cronograma simples pode envolver carregar durante um período selecionado de baixa demanda e descarregar durante um período posterior de alta demanda.

Na prática, cronogramas fixos também podem precisar responder às condições operacionais reais. Se a carga da instalação, a produção solar ou o status da rede mudarem, o EMS pode precisar ajustar o comando em vez de seguir um cronograma rígido.

O que um painel EMS geralmente mostra?

A interface de monitoramento varia por fabricante e projeto, mas os operadores geralmente precisam de uma visão clara das informações mais importantes do sistema.

As informações típicas podem incluir:

• SOC da bateria
• Potência atual da bateria
• Status de carga ou descarga
• Status do PCS
• Carga da instalação
• Potência solar fotovoltaica
• Potência de importação ou exportação da rede
• Energia diária de carga e descarga
• Alarmes
• Dados operacionais históricos

Para um EPC ou operador de local, uma interface EMS útil não é simplesmente uma com mais gráficos. O ponto importante é se as informações operacionais e os alarmes necessários para o gerenciamento diário são claros e acessíveis.

O que os compradores devem verificar ao avaliar um EMS BESS?

Ao avaliar um sistema de armazenamento de energia comercial, os compradores devem olhar além da capacidade da bateria e da potência do PCS. O sistema de controle também precisa se adequar ao projeto real.

1. O EMS suporta a Estratégia Operacional Necessária?

Confirme se o projeto requer redução de pico, gerenciamento de energia solar, reserva de backup, carregamento e descarregamento agendados, coordenação de gerador ou outras funções.

2. Com quais equipamentos o EMS deve se comunicar?

Identifique o sistema de bateria, PCS, medidores, equipamentos fotovoltaicos, gerador e quaisquer outros sistemas externos que precisem trocar dados operacionais.

3. Quais dados podem ser monitorados remotamente?

Pergunte quais valores operacionais, alarmes e registros históricos estão disponíveis para o cliente.

4. Os parâmetros operacionais podem ser ajustados?

O projeto pode precisar de alterações nos limites de potência, reserva de SOC, cronogramas de carregamento ou outras configurações após a comissionamento. Esclareça quais parâmetros podem ser ajustados e quem tem permissão para alterá-los.

5. Como as falhas de comunicação são tratadas?

Um projeto real deve ter um comportamento definido para comunicação anormal ou falhas de equipamento. O sistema não deve depender de comunicação perfeita sem uma estratégia de fallback adequada.

Os Requisitos do EMS Começam com o Projeto, Não com o Software

Não existe uma única estratégia de EMS que seja correta para todos os projetos de bateria comercial.

Uma fábrica que usa BESS principalmente para controle de demanda tem requisitos diferentes de um local remoto que combina geração solar, bateria e diesel. Uma instalação que precisa de reserva de backup também pode usar sua bateria de forma diferente de um projeto focado principalmente em deslocamento de energia diário.

Antes de configurar o EMS, defina:

• Objetivo principal do projeto
• Perfil de carga da instalação
• Tamanho da bateria e do PCS
• Condições da rede
• Capacidade solar fotovoltaica
• Detalhes do gerador, se aplicável
• Reserva de backup necessária
• Janelas de carregamento
• Limites de potência
• Requisitos de expansão futura

O dimensionamento do sistema e a estratégia do EMS devem, portanto, ser considerados em conjunto. Para o lado da capacidade do projeto, consulte nosso guia para dimensionamento de um sistema de armazenamento de energia em bateria comercial.

Opções BESS Comerciais para Diferentes Estratégias de Gestão de Energia

O EMS é apenas uma parte do sistema completo de armazenamento de energia comercial. A capacidade da bateria, a potência do PCS, o resfriamento, as interfaces de comunicação e a estratégia operacional precisam corresponder ao projeto.

Comparação Rápida

A configuração mais adequada depende do perfil de carga real do local, da potência necessária, da duração da energia, da capacidade solar, do arranjo do gerador e da estratégia de controle.

Você também pode navegar pela gama de Sistemas de Armazenamento de Energia Comercial Voltertech para configurações C&I adicionais.

Mal-entendidos Comuns sobre EMS BESS

Um EMS Não é o Mesmo que um BMS

O BMS foca na supervisão e proteção da bateria. O EMS gerencia como o sistema de armazenamento de energia completo é usado dentro do local mais amplo.

Um EMS Não Cria Capacidade Adicional de Bateria

Um melhor controle pode melhorar como a energia armazenada é usada, mas o software não pode substituir kWh de bateria ou kW de PCS insuficientes. O sistema físico ainda precisa ser dimensionado corretamente.

Mais Automação Nem Sempre é Melhor

A lógica de controle deve resolver o problema operacional real do local. Uma estratégia complicada que não corresponde ao perfil de carga ou ao objetivo do projeto pode tornar a operação mais difícil em vez de melhor.

As Configurações do EMS Não São Universais

Limiares, cronogramas e níveis de reserva devem ser baseados no projeto. Copiar configurações de outro local com um perfil de carga diferente pode levar a resultados ruins.

Perguntas Frequentes

O que significa EMS em um BESS?

EMS significa Sistema de Gestão de Energia. Em um BESS, ele coordena o carregamento, descarregamento e outros comportamentos do sistema de acordo com os dados operacionais e a estratégia de energia configurada.

Qual é a diferença entre BMS e EMS?

O BMS monitora e protege a bateria, enquanto o EMS gerencia como o sistema de armazenamento de energia geral deve operar dentro do local.

Todo BESS comercial precisa de um EMS?

A arquitetura de controle necessária depende do sistema e da aplicação. Projetos comerciais que precisam de redução de pico coordenada, gerenciamento solar, integração de gerador ou múltiplos modos operacionais normalmente requerem uma estratégia de gerenciamento e controle de energia apropriada.

Um EMS BESS pode controlar a redução de pico?

Sim, quando o sistema é projetado para esse fim. O EMS pode monitorar a demanda do local e solicitar a descarga da bateria quando a demanda da rede se aproxima de um limite configurado.

O EMS pode reservar capacidade de bateria para energia de backup?

Um sistema devidamente configurado pode manter uma reserva de SOC para backup, enquanto usa outra porção da energia disponível da bateria para operação normal. O nível de reserva real deve ser definido de acordo com os requisitos do projeto.

Um EMS pode coordenar um gerador solar, de bateria e a diesel?

Sim, em um sistema projetado para operação híbrida. A arquitetura de controle pode coordenar a geração fotovoltaica disponível, o estado de carga da bateria, as condições da rede, a demanda da instalação e a operação do gerador de acordo com a lógica operacional do projeto.

Um EMS controla o PCS diretamente?

A arquitetura de controle exata varia por sistema. Em um BESS integrado, o EMS coordena os comandos operacionais com o PCS e outros controles do sistema para que o carregamento e o descarregamento sigam a estratégia do projeto e os limites do equipamento.

O EMS Transforma Capacidade de Bateria em uma Estratégia Operacional

A capacidade da bateria informa quanta energia está disponível. A potência do PCS informa com que rapidez essa energia pode se mover. O EMS determina como o sistema deve usar essas capacidades durante a operação real do local.

Para projetos comerciais e industriais, isso pode significar manter a demanda abaixo de uma meta, armazenar energia solar disponível, manter reserva de backup, coordenar um gerador ou combinar vários objetivos dentro de uma estratégia de controle.

Uma boa configuração de EMS, portanto, começa com a mesma coisa que um bom projeto de BESS: um entendimento claro do projeto, do perfil de carga e do resultado operacional necessário.