EMS ในระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่คืออะไร?

คู่มือการจัดการพลังงาน BESS

ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่อาจมีเซลล์แบตเตอรี่คุณภาพสูง, PCS ที่มีความสามารถ และอุปกรณ์ป้องกันที่เชื่อถือได้, แต่ก็ยังต้องการวิธีการตัดสินใจว่าจะชาร์จเมื่อใด, จะคายประจุเมื่อใด และจะเคลื่อนย้ายพลังงานเท่าใด

นั่นคือที่ที่ BESS EMS, หรือระบบจัดการพลังงาน, เข้ามามีบทบาท

ในโครงการกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่เชิงพาณิชย์หรืออุตสาหกรรม, EMS จะประสานการทำงานของระบบตามภาระของสถานที่, สภาพแบตเตอรี่, การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์, สถานะกริด และกลยุทธ์การดำเนินงาน

หากคุณยังใหม่กับระบบกักเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์, เริ่มต้นด้วยคู่มือของเราเกี่ยวกับ ระบบกักเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์คืออะไรและทำงานอย่างไร. หากคุณกำลังวางแผนโครงการอยู่แล้ว, คู่มือการคำนวณขนาด BESS เชิงพาณิชย์ของเราจะอธิบายว่าภาระ, kW และ kWh ส่งผลต่อการเลือกระบบอย่างไร

EMS คืออะไรในระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่?

EMS ย่อมาจาก ระบบจัดการพลังงาน.

ใน BESS, EMS คือชั้นควบคุมที่ประสานการไหลของพลังงานตามวัตถุประสงค์ของโครงการ วัตถุประสงค์เหล่านั้นอาจรวมถึงการลดความต้องการสูงสุด (peak shaving), การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ด้วยตนเอง (solar self-consumption), การสำรองฉุกเฉิน (backup reserve), การทำงานตามช่วงเวลา (time-of-use operation), การประสานงานกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (generator coordination) หรือการผสมผสานหลายฟังก์ชัน

EMS ไม่ได้เข้ามาแทนที่ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) หรือระบบแปลงพลังงาน (PCS) แต่ทำงานร่วมกับระบบเหล่านั้น

วิธีง่ายๆ ในการทำความเข้าใจความสัมพันธ์คือ:

EMS ของแบตเตอรี่ตรวจสอบข้อมูลอะไรบ้าง?

ระบบจัดการพลังงานสำหรับ BESSต้องการข้อมูลการดำเนินงานก่อนที่จะสามารถตัดสินใจควบคุมได้ จุดข้อมูลที่แน่นอนขึ้นอยู่กับการออกแบบโครงการ, แต่ระบบเชิงพาณิชย์อาจตรวจสอบข้อมูลเช่น:

• ความต้องการภาระของโรงงาน
• สถานะการชาร์จแบตเตอรี่ (SOC)
• กำลังชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ที่มีอยู่
• สถานะการทำงานของ PCS
• การผลิต PV แสงอาทิตย์
• การนำเข้าและส่งออกพลังงานกริด
• ความพร้อมใช้งานของกริด
• สถานะเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ถ้ามี)
• ขีดจำกัดกำลังที่กำหนดค่าไว้
• ตารางการชาร์จและคายประจุ
• สถานะการแจ้งเตือนหรือข้อผิดพลาด

EMS ใช้ข้อมูลนี้เพื่อกำหนดว่าแบตเตอรี่ควรชาร์จ, คายประจุ หรืออยู่ในสถานะว่างเปล่า

EMS ควบคุม BESS อย่างไร?

โดยปกติ EMS จะทำงานตามกลยุทธ์การควบคุมที่กำหนดไว้สำหรับโครงการ ระบบจะตรวจสอบเงื่อนไขของระบบอย่างต่อเนื่องและเปรียบเทียบกับกฎการทำงานที่กำหนดค่าไว้

BMS vs PCS vs EMS: ความแตกต่างคืออะไร?

ทั้งสามคำนี้ปรากฏร่วมกันในโครงการ BESS เชิงพาณิชย์เกือบทั้งหมด, แต่ทำหน้าที่แตกต่างกัน

ข้อแตกต่างที่ชัดเจนคือ BMS ปกป้องแบตเตอรี่, PCS เคลื่อนย้ายพลังงานไฟฟ้า, และ EMS ประสานงานว่าระบบทั้งหมดควรถูกใช้งานอย่างไร

ฟังก์ชันเหล่านี้ต้องทำงานร่วมกัน EMS ไม่ควรกำหนดคำสั่งให้แบตเตอรี่เกินขีดจำกัดการทำงานที่กำหนดโดยการควบคุมแบตเตอรี่และการแปลงพลังงาน

EMS จัดการกับการลดความต้องการสูงสุดอย่างไร

การลดความต้องการสูงสุด (Peak shaving) เป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดว่าทำไม C&I EMS จึงมีประโยชน์

สมมติว่าโรงงานต้องการให้ความต้องการจากกริดต่ำกว่า 100kW ในระหว่างการทำงานปกติ, สถานที่ดึงพลังงานประมาณ 70 ถึง 90kW ต่อมาในวันนั้น, เครื่องจักรหลายเครื่องทำงานพร้อมกันและมีความต้องการเพิ่มขึ้นเป็น 135kW

EMS ตรวจจับว่าความต้องการกำลังจะเกินขีดจำกัดกริดที่กำหนดค่าไว้ และสามารถเรียกใช้แบตเตอรี่เพื่อรองรับส่วนหนึ่งของภาระเพิ่มเติมได้

เมื่อช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุดสิ้นสุดลง, EMS สามารถลดกำลังการผลิตของแบตเตอรี่และชาร์จแบตเตอรี่ในภายหลังตามตารางการทำงานของสถานที่

ประเด็นสำคัญคือ EMS ไม่ได้เพียงแค่คายประจุแบตเตอรี่เมื่อความต้องการเพิ่มขึ้น แต่จะทำตามกลยุทธ์ที่กำหนดค่าไว้พร้อมทั้งพิจารณา SOC ที่มีอยู่และขีดจำกัดของระบบ

EMS ทำงานร่วมกับ Solar PV และระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่อย่างไร

สำหรับโครงการ Solar-plus-storage, EMS สามารถประสานการผลิต PV, การใช้พลังงานของโรงงาน และการชาร์จแบตเตอรี่

พิจารณาสถานที่ที่มีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาค่อนข้างสูงในช่วงกลางวัน แต่ความต้องการของโรงงานค่อนข้างต่ำ แทนที่จะส่งออกหรือลดทอนพลังงานส่วนเกินทั้งหมด, พลังงานบางส่วนอาจถูกส่งไปยังแบตเตอรี่, ขึ้นอยู่กับการออกแบบโครงการ

ต่อมา, เมื่อการผลิต PV ลดลงและความต้องการของโรงงานยังคงสูง, EMS สามารถกำหนดตารางเวลาการคายประจุแบตเตอรี่ได้

ตรรกะการควบคุมที่แน่นอนขึ้นอยู่กับว่าโครงการให้ความสำคัญกับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ด้วยตนเอง, การจัดการความต้องการสูงสุด, การสำรองฉุกเฉิน หรือวัตถุประสงค์การดำเนินงานอื่นใด

EMS ประสานงานระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างไร

ในสถานที่เชิงพาณิชย์ที่มีกริดอ่อนแอหรือนอกกริด, EMS อาจเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์การควบคุมที่กว้างขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

แบตเตอรี่สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงภาระได้อย่างรวดเร็ว, ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถให้พลังงานระยะยาวเมื่อจำเป็น ระบบที่ประสานงานกันสามารถใช้แหล่งพลังงานแต่ละแหล่งตามกลยุทธ์การดำเนินงานของโครงการ

ตัวอย่างเช่น, แบตเตอรี่อาจช่วยหลีกเลี่ยงการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยไม่จำเป็นระหว่างการเปลี่ยนแปลงภาระสั้นๆ, ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจเริ่มทำงานเมื่อ SOC ของแบตเตอรี่ถึงเกณฑ์ที่กำหนด หรือเมื่อต้องการการสนับสนุนระยะยาว

ตรรกะการเริ่มและหยุดที่แน่นอน, ระดับการสำรอง และลำดับความสำคัญในการดำเนินงานควรได้รับการออกแบบตามสถานที่นั้นๆ แทนที่จะคัดลอกมาจากเทมเพลตทั่วไป

เหตุใดสถานะการชาร์จ (SOC) จึงมีความสำคัญต่อ EMS

SOC ของแบตเตอรี่เป็นหนึ่งในค่าที่สำคัญที่สุดในการดำเนินงาน EMS ในแต่ละวัน

หากแบตเตอรี่เกือบจะหมด, EMS ไม่สามารถขอให้คายประจุกำลังสูงต่อไปได้เรื่อยๆ ในทำนองเดียวกัน, หากแบตเตอรี่เกือบเต็ม, กำลังชาร์จอาจต้องลดลงหรือหยุดลง

EMS อาจรักษาระดับ SOC สำรองขั้นต่ำไว้สำหรับการสำรองฉุกเฉินด้วย

ตัวอย่างเช่น, โครงการเชิงพาณิชย์อาจใช้ส่วนหนึ่งของแบตเตอรี่สำหรับการลดความต้องการสูงสุด ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งยังคงพร้อมใช้งานในกรณีที่กริดล้มเหลว กลยุทธ์การสำรองส่งผลต่อปริมาณพลังงานที่มีให้สำหรับการดำเนินงานประจำวันปกติ

การตั้งเวลา EMS และการทำงานตามช่วงเวลา

โครงการเชิงพาณิชย์บางโครงการทำงานตามช่วงเวลาที่กำหนดไว้ EMS สามารถใช้หน้าต่างเวลาที่กำหนดค่าไว้เพื่อกำหนดว่าเมื่อใดอนุญาตหรือต้องการให้ชาร์จหรือคายประจุแบตเตอรี่

ตารางเวลาอย่างง่ายอาจเกี่ยวข้องกับการชาร์จในช่วงเวลาที่มีความต้องการต่ำที่เลือก และการคายประจุในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงในภายหลัง

ในทางปฏิบัติ, ตารางเวลาคงที่อาจต้องตอบสนองต่อเงื่อนไขการทำงานจริงด้วย หากภาระของโรงงาน, การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ หรือสถานะกริดเปลี่ยนแปลง, EMS อาจต้องปรับคำสั่งแทนที่จะทำตามตารางเวลาที่เข้มงวด

แดชบอร์ด EMS โดยทั่วไปแสดงอะไรบ้าง?

อินเทอร์เฟซการตรวจสอบแตกต่างกันไปตามผู้ผลิตและโครงการ, แต่ผู้ปฏิบัติงานมักต้องการมุมมองที่ชัดเจนของข้อมูลระบบที่สำคัญที่สุด

ข้อมูลทั่วไปอาจรวมถึง:

• SOC ของแบตเตอรี่
• กำลังแบตเตอรี่ปัจจุบัน
• สถานะการชาร์จหรือคายประจุ
• สถานะ PCS
• ภาระของโรงงาน
• กำลัง PV แสงอาทิตย์
• กำลังนำเข้าหรือส่งออกกริด
• พลังงานที่ชาร์จและคายประจุรายวัน
• การแจ้งเตือน
• ข้อมูลการดำเนินงานย้อนหลัง

สำหรับ EPC หรือผู้ปฏิบัติงานสถานที่, อินเทอร์เฟซ EMS ที่มีประโยชน์ไม่ใช่แค่ที่มีกราฟมากขึ้น ประเด็นสำคัญคือข้อมูลการดำเนินงานและการแจ้งเตือนที่จำเป็นสำหรับการจัดการประจำวันมีความชัดเจนและเข้าถึงได้หรือไม่

ผู้ซื้อควรตรวจสอบอะไรบ้างเมื่อประเมิน BESS EMS?

เมื่อประเมินระบบกักเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์, ผู้ซื้อควรมองข้ามความจุแบตเตอรี่และกำลัง PCS ระบบควบคุมก็ต้องเหมาะสมกับโครงการจริงด้วย

1. EMS รองรับกลยุทธ์การดำเนินงานที่จำเป็นหรือไม่?

ยืนยันว่าโครงการต้องการการลดความต้องการสูงสุด, การจัดการพลังงานแสงอาทิตย์, การสำรองฉุกเฉิน, การชาร์จและคายประจุตามตารางเวลา, การประสานงานกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือฟังก์ชันอื่นๆ หรือไม่

2. อุปกรณ์ใดบ้างที่ต้องสื่อสารกับ EMS?

ระบุระบบแบตเตอรี่, PCS, มิเตอร์, อุปกรณ์ PV, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และระบบภายนอกอื่นๆ ที่ต้องแลกเปลี่ยนข้อมูลการดำเนินงาน

3. สามารถตรวจสอบข้อมูลใดได้จากระยะไกล?

สอบถามว่าค่าการดำเนินงาน, การแจ้งเตือน และบันทึกย้อนหลังใดบ้างที่ลูกค้าสามารถเข้าถึงได้

4. สามารถปรับพารามิเตอร์การดำเนินงานได้หรือไม่?

โครงการอาจต้องการการเปลี่ยนแปลงขีดจำกัดกำลัง, การสำรอง SOC, ตารางการชาร์จ หรือการตั้งค่าอื่นๆ หลังจากการทดสอบการใช้งาน ชี้แจงว่าพารามิเตอร์ใดบ้างที่สามารถปรับเปลี่ยนได้และใครมีสิทธิ์เปลี่ยนแปลง

5. จัดการกับความล้มเหลวในการสื่อสารอย่างไร?

โครงการจริงควรมีพฤติกรรมที่กำหนดไว้สำหรับความผิดปกติในการสื่อสารหรือข้อผิดพลาดของอุปกรณ์ ระบบไม่ควรพึ่งพาการสื่อสารที่สมบูรณ์แบบโดยไม่มีกลยุทธ์สำรองที่เหมาะสม

ข้อกำหนด EMS เริ่มต้นจากโครงการ ไม่ใช่ซอฟต์แวร์

ไม่มีกลยุทธ์ EMS เดียวที่ถูกต้องสำหรับทุกโครงการแบตเตอรี่เชิงพาณิชย์

โรงงานที่ใช้ BESS เป็นหลักสำหรับการควบคุมความต้องการมีความต้องการที่แตกต่างจากสถานที่ห่างไกลที่รวมพลังงานแสงอาทิตย์, แบตเตอรี่ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล โรงงานที่ต้องการการสำรองฉุกเฉินอาจใช้แบตเตอรี่แตกต่างจากโครงการที่เน้นการเปลี่ยนถ่ายพลังงานรายวันเป็นหลัก

ก่อนกำหนดค่า EMS, ให้กำหนด:

• วัตถุประสงค์หลักของโครงการ
• โปรไฟล์ภาระของโรงงาน
• ขนาดแบตเตอรี่และ PCS
• เงื่อนไขกริด
• กำลังการผลิต PV แสงอาทิตย์
• รายละเอียดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ถ้ามี)
• การสำรองฉุกเฉินที่ต้องการ
• หน้าต่างการชาร์จ
• ขีดจำกัดกำลัง
• ความต้องการการขยายตัวในอนาคต

ดังนั้น การคำนวณขนาดระบบและกลยุทธ์ EMS ควรพิจารณาร่วมกัน สำหรับด้านความจุของโครงการ, โปรดดู คู่มือการคำนวณขนาดระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่เชิงพาณิชย์.

ตัวเลือก BESS เชิงพาณิชย์สำหรับกลยุทธ์การจัดการพลังงานที่แตกต่างกัน

EMS เป็นเพียงส่วนหนึ่งของระบบกักเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์ที่สมบูรณ์ ความจุแบตเตอรี่, กำลัง PCS, ระบบระบายความร้อน, อินเทอร์เฟซการสื่อสาร และกลยุทธ์การดำเนินงาน ทั้งหมดต้องตรงกับโครงการ

การเปรียบเทียบอย่างรวดเร็ว

การกำหนดค่าที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับโปรไฟล์ภาระจริงของสถานที่, กำลังที่ต้องการ, ระยะเวลาพลังงาน, กำลังการผลิตแสงอาทิตย์, การจัดวางเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และกลยุทธ์การควบคุม

คุณยังสามารถเรียกดู กลุ่มผลิตภัณฑ์ระบบกักเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์ Voltertechสำหรับการกำหนดค่า C&I เพิ่มเติม

ความเข้าใจผิดทั่วไปเกี่ยวกับ BESS EMS

EMS ไม่เหมือนกับ BMS

BMS มุ่งเน้นไปที่การกำกับดูแลและการป้องกันแบตเตอรี่ EMS จัดการว่าระบบกักเก็บพลังงานทั้งหมดถูกใช้งานอย่างไรภายในสถานที่ที่กว้างขึ้น

EMS ไม่ได้สร้างความจุแบตเตอรี่เพิ่มเติม

การควบคุมที่ดีขึ้นสามารถปรับปรุงวิธีการใช้พลังงานที่เก็บไว้ได้, แต่ซอฟต์แวร์ไม่สามารถทดแทน kWh ของแบตเตอรี่หรือ kW ของ PCS ที่ไม่เพียงพอได้ ระบบทางกายภาพยังคงต้องคำนวณขนาดให้ถูกต้อง

ระบบอัตโนมัติที่มากขึ้นไม่จำเป็นต้องดีเสมอไป

ตรรกะการควบคุมควรแก้ปัญหาการดำเนินงานจริงของสถานที่ กลยุทธ์ที่ซับซ้อนซึ่งไม่ตรงกับโปรไฟล์ภาระหรือวัตถุประสงค์ของโครงการอาจทำให้การดำเนินงานยากขึ้นแทนที่จะดีขึ้น

การตั้งค่า EMS ไม่ได้เป็นสากล

เกณฑ์, ตารางเวลา และระดับการสำรองควรมีพื้นฐานมาจากโครงการ การคัดลอกการตั้งค่าจากสถานที่อื่นที่มีโปรไฟล์ภาระแตกต่างกันอาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไม่ดี

คำถามที่พบบ่อย

EMS หมายถึงอะไรใน BESS?

EMS หมายถึงระบบจัดการพลังงาน ใน BESS, มันจะประสานการชาร์จ, การคายประจุ และพฤติกรรมระบบอื่นๆ ตามข้อมูลการดำเนินงานและกลยุทธ์พลังงานที่กำหนดค่าไว้

ความแตกต่างระหว่าง BMS และ EMS คืออะไร?

BMS ตรวจสอบและป้องกันแบตเตอรี่, ในขณะที่ EMS จัดการว่าระบบกักเก็บพลังงานโดยรวมควรทำงานอย่างไรภายในสถานที่

BESS เชิงพาณิชย์ทุกเครื่องต้องการ EMS หรือไม่?

สถาปัตยกรรมควบคุมที่จำเป็นขึ้นอยู่กับระบบและการใช้งาน โครงการเชิงพาณิชย์ที่ต้องการการลดความต้องการสูงสุดที่ประสานงานกัน, การจัดการพลังงานแสงอาทิตย์, การรวมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือโหมดการทำงานหลายโหมด มักต้องการกลยุทธ์การจัดการพลังงานและการควบคุมที่เหมาะสม

BESS EMS สามารถควบคุมการลดความต้องการสูงสุดได้หรือไม่?

ได้, เมื่อระบบได้รับการออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์นั้น EMS สามารถตรวจสอบความต้องการของสถานที่และขอให้คายประจุแบตเตอรี่เมื่อความต้องการกริดเข้าใกล้ขีดจำกัดที่กำหนดค่าไว้

EMS สามารถสำรองความจุแบตเตอรี่ไว้สำหรับการสำรองพลังงานได้หรือไม่?

ระบบที่กำหนดค่าอย่างถูกต้องสามารถรักษาระดับ SOC สำรองไว้สำหรับการสำรอง ในขณะที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่ส่วนอื่นที่มีอยู่สำหรับการดำเนินงานปกติ ระดับการสำรองจริงควรถูกกำหนดตามข้อกำหนดของโครงการ

EMS สามารถประสานงานเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์, แบตเตอรี่ และดีเซลได้หรือไม่?

ได้, ในระบบที่ออกแบบมาสำหรับการทำงานแบบไฮบริด สถาปัตยกรรมควบคุมสามารถประสานการผลิต PV ที่มีอยู่, สถานะการชาร์จแบตเตอรี่, เงื่อนไขกริด, ความต้องการของโรงงาน และการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตามตรรกะการดำเนินงานของโครงการ

EMS ควบคุม PCS โดยตรงหรือไม่?

สถาปัตยกรรมควบคุมที่แน่นอนแตกต่างกันไปตามระบบ ใน BESS แบบบูรณาการ, EMS จะประสานคำสั่งการดำเนินงานกับ PCS และการควบคุมระบบอื่นๆ เพื่อให้การชาร์จและการคายประจุเป็นไปตามกลยุทธ์โครงการและขีดจำกัดอุปกรณ์

EMS เปลี่ยนความจุแบตเตอรี่ให้เป็นกลยุทธ์การดำเนินงาน

ความจุแบตเตอรี่บอกคุณว่ามีพลังงานเท่าใด PCS power บอกคุณว่าพลังงานนั้นสามารถเคลื่อนย้ายได้เร็วแค่ไหน EMS กำหนดว่าระบบควรใช้ความสามารถเหล่านั้นอย่างไรระหว่างการดำเนินงานจริงของสถานที่

สำหรับโครงการเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม, สิ่งนี้อาจหมายถึงการรักษาความต้องการให้อยู่ต่ำกว่าเป้าหมาย, การเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่, การรักษาการสำรองฉุกเฉิน, การประสานงานกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือการผสมผสานหลายวัตถุประสงค์ภายในกลยุทธ์การควบคุมเดียว

ดังนั้น การกำหนดค่า EMS ที่ดีจึงเริ่มต้นด้วยสิ่งเดียวกับการออกแบบ BESS ที่ดี: ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับโครงการ, โปรไฟล์ภาระ และผลลัพธ์การดำเนินงานที่ต้องการ