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¿Qué es un EMS en un sistema de almacenamiento de energía en baterías?
GUÍA DE GESTIÓN ENERGÉTICA BESS
Un sistema de almacenamiento de energía en batería puede tener celdas de batería de alta calidad, un PCS capaz y equipo de protección confiable, pero aún necesita una manera de decidir cuándo cargar, cuándo descargar y cuánta energía mover.
Ahí es donde elBESS EMS, o Sistema de Gestión de Energía, entra en juego.
En un proyecto de almacenamiento de baterías comercial o industrial, el EMS coordina la operación del sistema de acuerdo con la carga del sitio, el estado de la batería, la generación solar, el estado de la red y la estrategia operativa.
Si es nuevo en el almacenamiento de baterías comerciales, comience con nuestra guía sobreQué es un sistema comercial de almacenamiento de energía y cómo funciona.. Si ya estás planeando un proyecto, nuestroguía de tallas comercial BESSexplica cómo la carga, los kW y los kWh afectan la selección del sistema.
¿Qué hace un BESS EMS?
Un BESS EMS recopila datos operativos del sistema de batería y del sitio en general, aplica la estrategia energética configurada y envía comandos que determinan cuándo la batería debe cargarse, descargarse o permanecer en espera.
¿Qué es un EMS en un sistema de almacenamiento de energía en batería?
EMS significaSistema de gestión de energía.
En un BESS, el EMS es la capa de control que coordina el flujo de energía según los objetivos del proyecto. Esos objetivos pueden incluir reducción de picos, autoconsumo solar, reserva de respaldo, operación por tiempo de uso, coordinación de generadores o una combinación de varias funciones.
El EMS no reemplaza el sistema de gestión de baterías ni el sistema de conversión de energía. En cambio, funciona con ellos.
Una forma sencilla de entender la relación es:
¿Qué información monitorea un EMS de batería?
Unsistema de gestión de energía para BESSnecesita datos operativos antes de poder tomar decisiones de control. Los puntos de datos exactos dependen del diseño del proyecto, pero un sistema comercial puede monitorear información como:
- Demanda de carga de la instalación
- Estado de carga de la batería (SOC)
- Potencia de carga y descarga de batería disponible
- Estado operativo del PCS
- Generación solar fotovoltaica
- Importación y exportación de energía de la red
- Disponibilidad de red
- Estado del generador, cuando corresponda
- Límites de potencia configurados
- Horarios de carga y descarga
- Estado de alarma o fallo
El EMS utiliza esta información para determinar si la batería debe cargarse, descargarse o permanecer inactiva.
¿Cómo controla un EMS un BESS?
El SGA normalmente opera de acuerdo con una estrategia de control definida para el proyecto. Comprueba continuamente las condiciones del sistema y las compara con las reglas operativas configuradas.
El EMS recibe información sobre la carga del sitio, SOC de la batería, estado de PCS, generación solar y otros equipos conectados.
El sistema comprueba si el sitio se está acercando a un límite de demanda máxima, si hay exceso de energía solar disponible o si la batería debe mantener una reserva de respaldo.
El EMS decide si el BESS debe cargarse, descargarse, reducir la producción o permanecer en espera.
El EMS se coordina con el PCS y otros controles del sistema para implementar el comando de flujo de energía requerido.
Las condiciones cambian durante el funcionamiento real, por lo que el EMS sigue comprobando la carga, el SOC y el equipo conectado en lugar de depender de un único comando fijo.
BMS, PCS y EMS: ¿cuál es la diferencia?
Estos tres términos aparecen juntos en casi todos los proyectos comerciales de BESS, pero realizan trabajos diferentes.
| Sistema | Papel principal | Enfoque típico |
|---|---|---|
| BMS | Supervisión y protección de baterías. | Voltaje de celda, temperatura, corriente, SOC, alarmas y límites de funcionamiento de la batería |
| piezas | Conversión de energía | Conversión AC/DC, potencia de carga y potencia de descarga |
| EMS | Estrategia energética y coordinación del sistema. | Cuándo cargar o descargar, objetivos de energía, horarios y coordinación de múltiples fuentes |
Una distinción útil es que el BMS protege la batería, el PCS mueve la energía eléctrica y el EMS coordina cómo se debe utilizar el sistema completo.
Estas funciones deben trabajar juntas. Un EMS no debe controlar la batería fuera de los límites operativos proporcionados por la batería y los controles de conversión de energía.
Cómo maneja un EMS el afeitado de picos
La reducción de picos es uno de los ejemplos más claros de por qué unaC&I EMSes útil.
Supongamos que una fábrica quiere mantener la demanda de la red por debajo de los 100 kW. Durante el funcionamiento normal, el sitio consume entre 70 y 90 kW. Más tarde ese mismo día, varias máquinas funcionan al mismo tiempo y la demanda aumenta a 135 kW.
El EMS detecta que la demanda está superando el límite de red configurado y puede recurrir a la batería para suministrar parte de la carga adicional.
EJEMPLO SIMPLE DE REDUCCIÓN DE PICO
Carga de la instalación de 135 kW − Límite de red de 100 kW = Soporte BESS de 35 kW
Cuando termina el pico, el EMS puede reducir la producción de la batería y luego recargarla de acuerdo con el cronograma operativo del sitio.
El punto importante es que el EMS no se limita a descargar la batería cuando aumenta la demanda. Sigue la estrategia configurada y al mismo tiempo considera el SOC disponible y los límites del sistema.
Cómo funciona un EMS con energía solar fotovoltaica y almacenamiento en batería
Para un proyecto de energía solar más almacenamiento, el EMS puede coordinar la producción fotovoltaica, el consumo de las instalaciones y la carga de baterías.
Considere un sitio donde la producción solar en los tejados es alta al mediodía pero la demanda de las instalaciones es relativamente baja. En lugar de exportar o reducir todo el exceso de energía, parte de esa electricidad puede dirigirse a la batería, según el diseño del proyecto.
Más adelante, cuando la producción fotovoltaica cae y la demanda de las instalaciones sigue siendo alta, el EMS puede programar la descarga de la batería.
La lógica de control exacta depende de si el proyecto prioriza el autoconsumo solar, la gestión de picos, la reserva de respaldo u otro objetivo operativo.
Cómo coordina un EMS el almacenamiento de la batería y un generador
En sitios comerciales con red débil o fuera de la red, el EMS también puede ser parte de una estrategia de control más amplia que involucre un generador.
La batería puede responder rápidamente a los cambios de carga, mientras que el generador puede proporcionar energía de mayor duración cuando sea necesario. Un sistema coordinado puede utilizar cada fuente de energía de acuerdo con la estrategia operativa del proyecto.
Por ejemplo, la batería puede ayudar a evitar el funcionamiento innecesario del generador durante cambios cortos de carga, mientras que el generador puede arrancar cuando el SOC de la batería alcanza un umbral definido o cuando se requiere soporte de mayor duración.
La lógica exacta de inicio y parada, los niveles de reserva y las prioridades operativas deben diseñarse en torno al sitio en lugar de copiarse de una plantilla genérica.
Por qué el estado de carga es importante para el EMS
El SOC de la batería es uno de los valores más importantes en el funcionamiento diario del EMS.
Si una batería está casi agotada, el EMS no puede seguir solicitando alta potencia de descarga indefinidamente. Del mismo modo, si la batería está casi llena, es posible que sea necesario reducir o detener la carga.
El EMS también puede mantener un SOC de reserva mínimo como respaldo.
Por ejemplo, un proyecto comercial puede utilizar parte de la batería para reducir los picos y mantener otra parte disponible en caso de que falle la red. La estrategia de reserva afecta la cantidad de energía disponible para el funcionamiento diario normal.
Programación de EMS y operación de tiempo de uso
Algunos proyectos comerciales operan según períodos de electricidad programados. El EMS puede utilizar ventanas de tiempo configuradas para determinar cuándo se permite o se prefiere la carga o descarga de la batería.
Un cronograma simple podría implicar cargar durante un período seleccionado de baja demanda y descargar durante un período posterior de alta demanda.
En la práctica, es posible que los programas fijos también deban responder a las condiciones operativas reales. Si la carga de la instalación, la producción solar o el estado de la red cambian, es posible que el EMS deba ajustar el comando en lugar de seguir un cronograma rígido.
¿Qué suele mostrar un panel de EMS?
La interfaz de monitoreo varía según el fabricante y el proyecto, pero los operadores generalmente necesitan una vista clara de la información más importante del sistema.
La información típica puede incluir:
- SOC de batería
- Energía actual de la batería
- Estado de carga o descarga
- estado del PCS
- Carga de la instalación
- Energía solar fotovoltaica
- Importación o exportación de energía de la red
- Energía de carga y descarga diaria.
- Alarmas
- Datos históricos de operación
Para un EPC o un operador de sitio, una interfaz EMS útil no es simplemente una con más gráficos. Lo importante es si la información operativa y las alarmas necesarias para la gestión diaria son claras y accesibles.
¿Qué deben comprobar los compradores al evaluar un BESS EMS?
Al evaluar un sistema de almacenamiento de energía comercial, los compradores deben mirar más allá de la capacidad de la batería y la potencia del PCS. El sistema de control también debe adaptarse al proyecto real.
1. ¿El SGA respalda la estrategia operativa requerida?
Confirme si el proyecto requiere reducción de picos, gestión de energía solar, reserva de respaldo, carga y descarga programada, coordinación de generadores u otras funciones.
2. ¿Qué equipo debe comunicarse con el EMS?
Identifique el sistema de baterías, PCS, medidores, equipos fotovoltaicos, generador y cualquier otro sistema externo que necesite intercambiar datos operativos.
3. ¿Qué datos se pueden monitorear de forma remota?
Pregunte qué valores de operación, alarmas y registros históricos están disponibles para el cliente.
4. ¿Se pueden ajustar los parámetros operativos?
Es posible que el proyecto necesite cambios en los límites de energía, la reserva de SOC, los programas de carga u otras configuraciones después de la puesta en servicio. Aclare qué parámetros se pueden ajustar y quién tiene permiso para cambiarlos.
5. ¿Cómo se manejan las fallas de comunicación?
Un proyecto real debería tener un comportamiento definido para comunicaciones anormales o fallas en el equipo. El sistema no debería depender de una comunicación perfecta sin una estrategia alternativa adecuada.
Los requisitos de EMS comienzan con el proyecto, no con el software
No existe una única estrategia de EMS que sea correcta para todos los proyectos de baterías comerciales.
Una fábrica que utiliza BESS principalmente para el control de la demanda tiene requisitos diferentes a los de un sitio remoto que combina generación solar, de baterías y diésel. Una instalación que necesita una reserva de respaldo también puede utilizar su batería de manera diferente a un proyecto centrado principalmente en el cambio de energía diario.
Antes de configurar el EMS, defina:
- Objetivo principal del proyecto
- Perfil de carga de la instalación
- Tamaño de batería y PCS
- Condiciones de la red
- Capacidad solar fotovoltaica
- Detalles del generador, si corresponde
- Reserva de respaldo requerida
- Ventanas de carga
- Límites de potencia
- Requisitos de expansión futura
Por lo tanto, el tamaño del sistema y la estrategia del SGA deben considerarse juntos. Para conocer la capacidad del proyecto, consulte nuestraGuía para dimensionar un sistema comercial de almacenamiento de energía en batería..
Opciones comerciales de BESS para diferentes estrategias de gestión de energía
El EMS es sólo una parte del sistema completo de almacenamiento de energía comercial. La capacidad de la batería, la alimentación del PCS, la refrigeración, las interfaces de comunicación y la estrategia operativa deben coincidir con el proyecto.
Este sistema LiFePO4 de 215 kWh está diseñado para proyectos en los que la energía solar fotovoltaica, el almacenamiento en baterías, la energía eléctrica y la generación diésel pueden necesitar operar dentro de una arquitectura energética coordinada.
- Capacidad de la batería LiFePO4 de 215 kWh
- Potencia nominal de 100 kW conectada a la red y fuera de la red
- Refrigeración líquida
- Soporte de entrada fotovoltaica
- Conexión del generador diésel
- Comunicación LAN, RS485 y CAN
Es especialmente relevante para proyectos donde el EMS o una estrategia de control más amplia necesita coordinar varias fuentes de energía en lugar de gestionar la carga y descarga de la batería de forma aislada.
Ver ESS híbrido de 215 kWh / 100 kWEste gabinete de baterías comercial de 233 kWh es adecuado para aplicaciones diarias de gestión de energía C&I, como gestión de demanda máxima, carga y descarga programada, cambio de carga y autoconsumo solar mejorado.
- Capacidad de la batería LiFePO4 de 233 kWh
- Potencia nominal de 100 kW
- Refrigeración líquida
- Tensión nominal de la batería de 832 V.
- Comunicación LAN, RS485 y CAN
- Adecuado para proyectos de uno o varios gabinetes
Para sitios que utilizan horarios de uso o ciclos diarios regulares, la estrategia EMS puede coordinar cuándo se carga y descarga la batería según la demanda de carga, los períodos tarifarios y la energía solar disponible.
Ver BESS comercial de 233kWh / 100kWEl sistema de 261 kWh combina una mayor capacidad de energía con una potencia nominal de 125 kW para sitios comerciales e industriales con mayores requisitos de carga instantánea.
- Capacidad de la batería LiFePO4 de 261 kWh
- Potencia nominal de 125 kW
- Refrigeración líquida
- Relación energía-potencia nominal aproximada de 2,1 horas
- Comunicación LAN, RS485 y CAN
- Adecuado para aplicaciones C&I de mayor demanda
Puede considerarse para aplicaciones como la gestión de cargas máximas industriales, el desplazamiento de energía solar y sitios comerciales de mayor potencia donde el EMS necesita gestionar tanto la demanda de energía significativa como la energía almacenada.
Ver BESS industrial de 261kWh / 125kWComparación rápida
| Configuración | Energía de la batería | Potencia nominal | Enfoque en la gestión de la energía |
|---|---|---|---|
| 215kWh/100kW | 215 kWh | 100kW | Coordinación híbrida fotovoltaica, baterías, red y diésel |
| 233kWh / 100kW | 233kWh | 100kW | Gestión de picos, operación por tiempo de uso y autoconsumo solar |
| 261kWh / 125kW | 261 kWh | 125kW | Gestión de carga industrial de mayor potencia y cambio de energía. |
La configuración más adecuada depende del perfil de carga real del sitio, la potencia requerida, la duración de la energía, la capacidad solar, la disposición del generador y la estrategia de control.
También puedes navegar por elGama de sistemas de almacenamiento de energía comercial Voltertechpara configuraciones C&I adicionales.
Malentendidos comunes sobre BESS EMS
Un EMS no es lo mismo que un BMS
El BMS se centra en la supervisión y protección de la batería. El EMS gestiona cómo se utiliza todo el sistema de almacenamiento de energía dentro del sitio más amplio.
Un EMS no crea capacidad adicional de la batería
Un mejor control puede mejorar la forma en que se utiliza la energía almacenada, pero el software no puede reemplazar los kWh o los kW PCS insuficientes de la batería. El sistema físico aún debe dimensionarse correctamente.
Más automatización no siempre es mejor
La lógica de control debería resolver el problema operativo real del sitio. Una estrategia complicada que no coincide con el perfil de carga o el objetivo del proyecto puede dificultar la operación en lugar de mejorarla.
La configuración de EMS no es universal
Los umbrales, cronogramas y niveles de reserva deben basarse en el proyecto. Copiar la configuración de otro sitio con un perfil de carga diferente puede generar malos resultados.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa EMS en un BESS?
EMS significa Sistema de Gestión de Energía. En un BESS, coordina la carga, descarga y otros comportamientos del sistema de acuerdo con los datos operativos y la estrategia energética configurada.
¿Cuál es la diferencia entre BMS y EMS?
El BMS monitorea y protege la batería, mientras que el EMS administra cómo debe funcionar el sistema general de almacenamiento de energía dentro del sitio.
¿Todo BESS comercial necesita un EMS?
La arquitectura de control requerida depende del sistema y la aplicación. Los proyectos comerciales que necesitan reducción coordinada de picos, gestión solar, integración de generadores o múltiples modos de funcionamiento normalmente requieren una estrategia de control y gestión de energía adecuada.
¿Puede un BESS EMS controlar el afeitado pico?
Sí, cuando el sistema esté diseñado para tal fin. El EMS puede monitorear la demanda del sitio y solicitar la descarga de la batería cuando la demanda de la red se acerca a un límite configurado.
¿Puede el EMS reservar capacidad de la batería para energía de respaldo?
Un sistema configurado correctamente puede mantener una reserva de SOC como respaldo mientras utiliza otra porción de la energía disponible de la batería para el funcionamiento normal. El nivel de reserva real debe definirse de acuerdo con los requisitos del proyecto.
¿Puede un EMS coordinar un generador solar, de batería y diésel?
Sí, en un sistema diseñado para funcionamiento híbrido. La arquitectura de control puede coordinar la generación fotovoltaica disponible, el estado de carga de la batería, las condiciones de la red, la demanda de las instalaciones y el funcionamiento del generador de acuerdo con la lógica operativa del proyecto.
¿Un EMS controla el PCS directamente?
La arquitectura de control exacta varía según el sistema. En un BESS integrado, el EMS coordina los comandos operativos con el PCS y otros controles del sistema para que la carga y descarga sigan la estrategia del proyecto y los límites del equipo.
El EMS convierte la capacidad de la batería en una estrategia operativa
La capacidad de la batería le indica cuánta energía hay disponible. El poder PCS le indica qué tan rápido puede moverse esa energía. El EMS determina cómo el sistema debe utilizar esas capacidades durante la operación real del sitio.
Para proyectos comerciales e industriales, esto puede significar mantener la demanda por debajo de un objetivo, almacenar la energía solar disponible, mantener una reserva de respaldo, coordinar un generador o combinar varios objetivos dentro de una estrategia de control.
Por lo tanto, una buena configuración de EMS comienza con lo mismo que un buen diseño de BESS: una comprensión clara del proyecto, el perfil de carga y el resultado operativo requerido.
Envíe a Voltertech su perfil de carga, demanda máxima, tiempo de respaldo requerido, capacidad solar fotovoltaica, condiciones de la red e información del generador, si corresponde. Podemos revisar los requisitos del sistema y discutir una configuración y una estrategia operativa de almacenamiento de energía comercial adecuada.
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