Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) là gì?

Khi thảo luận về lưu trữ năng lượng, điều đầu tiên thường được nghĩ đến là pin. Thành phần quan trọng này gắn liền với các yếu tố thiết yếu như hiệu suất chuyển đổi năng lượng, tuổi thọ hệ thống và độ an toàn. Tuy nhiên, để khai thác tối đa tiềm năng của hệ thống lưu trữ năng lượng, "bộ não" của hệ thống - Hệ thống Quản lý Năng lượng (EMS) - cũng quan trọng không kém.

Vai trò của EMS trong lưu trữ năng lượng

Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) chịu trách nhiệm trực tiếp về chiến lược điều khiển của hệ thống lưu trữ năng lượng. Nó ảnh hưởng đến tốc độ suy giảm và tuổi thọ chu kỳ của pin, từ đó quyết định hiệu quả kinh tế của việc lưu trữ năng lượng. Ngoài ra, EMS giám sát các lỗi và bất thường trong quá trình hoạt động của hệ thống, cung cấp sự bảo vệ kịp thời và nhanh chóng cho thiết bị để đảm bảo an toàn. Nếu so sánh hệ thống lưu trữ năng lượng với cơ thể con người, EMS hoạt động như bộ não, quyết định hiệu quả hoạt động và đảm bảo các quy trình an toàn, giống như bộ não điều phối các chức năng của cơ thể và khả năng tự bảo vệ trong trường hợp khẩn cấp.

Nhu cầu khác nhau của hệ thống quản lý năng lượng (EMS) đối với nguồn cung cấp điện và lưới điện so với hệ thống lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại.

Sự phát triển ban đầu của ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng gắn liền với các ứng dụng lưu trữ quy mô lớn ở phía nguồn cung cấp điện và lưới điện. Do đó, các thiết kế hệ thống quản lý năng lượng (EMS) ban đầu được thiết kế đặc biệt cho các kịch bản này. EMS phía nguồn cung cấp điện và lưới điện thường hoạt động độc lập và cục bộ, được thiết kế cho các môi trường có yêu cầu bảo mật dữ liệu nghiêm ngặt và phụ thuộc nhiều vào hệ thống SCADA. Thiết kế này đòi hỏi phải có đội ngũ vận hành và bảo trì tại chỗ.

Tuy nhiên, các hệ thống EMS truyền thống không thể áp dụng trực tiếp cho việc lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại do nhu cầu vận hành khác biệt. Hệ thống lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại có đặc điểm là dung lượng nhỏ hơn, phân tán rộng rãi và chi phí vận hành, bảo trì cao hơn, đòi hỏi giám sát và bảo trì từ xa. Điều này yêu cầu một nền tảng vận hành và bảo trì kỹ thuật số đảm bảo tải dữ liệu lên đám mây theo thời gian thực và tận dụng tương tác giữa đám mây và thiết bị đầu cuối để quản lý hiệu quả.

Nguyên tắc thiết kế hệ thống quản lý năng lượng (EMS) cho hệ thống lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại.

1. Truy cập đầy đủ: Mặc dù có dung lượng nhỏ hơn, các hệ thống lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại vẫn cần EMS để kết nối với nhiều thiết bị khác nhau như PCS, BMS, điều hòa không khí, đồng hồ đo, cầu dao và cảm biến. EMS phải hỗ trợ nhiều giao thức để đảm bảo thu thập dữ liệu toàn diện và theo thời gian thực, điều rất quan trọng để bảo vệ hệ thống hiệu quả.

2. Tích hợp phía đám mây: Để cho phép luồng dữ liệu hai chiều giữa trạm lưu trữ năng lượng và nền tảng đám mây, hệ thống quản lý năng lượng (EMS) phải đảm bảo báo cáo dữ liệu và truyền lệnh theo thời gian thực. Do nhiều hệ thống kết nối qua mạng 4G, EMS phải xử lý các sự cố gián đoạn liên lạc một cách khéo léo, đảm bảo tính nhất quán và bảo mật dữ liệu thông qua điều khiển từ xa ở biên đám mây.

3. Mở rộng tính linh hoạt: Dung lượng lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại rất đa dạng, đòi hỏi hệ thống quản lý năng lượng (EMS) phải có khả năng mở rộng linh hoạt. EMS cần đáp ứng được số lượng tủ lưu trữ năng lượng khác nhau, cho phép triển khai dự án nhanh chóng và sẵn sàng vận hành.

4. Trí tuệ chiến lược: Các ứng dụng chính của hệ thống lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại bao gồm giảm tải đỉnh, kiểm soát nhu cầu và bảo vệ chống dòng chảy ngược. Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) phải điều chỉnh chiến lược một cách linh hoạt dựa trên dữ liệu thời gian thực, kết hợp các yếu tố như dự báo năng lượng mặt trời và biến động tải để tối ưu hóa hiệu quả kinh tế và giảm sự xuống cấp của pin.

Chức năng chính của EMS

Các chức năng của hệ thống quản lý năng lượng (EMS) trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại bao gồm:

Tổng quan hệ thống: Hiển thị dữ liệu hoạt động hiện tại, bao gồm dung lượng lưu trữ năng lượng, công suất thời gian thực, trạng thái sạc (SOC), doanh thu và biểu đồ năng lượng.

Giám sát thiết bị: Cung cấp dữ liệu thời gian thực cho các thiết bị như PCS, BMS, điều hòa không khí, đồng hồ đo và cảm biến, hỗ trợ điều chỉnh thiết bị.

Doanh thu hoạt động: Nêu bật doanh thu và khoản tiết kiệm điện năng, một mối quan tâm chính đối với các chủ sở hữu hệ thống.

Cảnh báo lỗi: Tóm tắt và cho phép truy vấn các cảnh báo lỗi của thiết bị.

Phân tích thống kê: Cung cấp dữ liệu hoạt động trong quá khứ và khả năng tạo báo cáo với chức năng xuất dữ liệu.

Quản lý năng lượng: Cấu hình các chiến lược lưu trữ năng lượng để đáp ứng các nhu cầu vận hành khác nhau.

Quản lý hệ thống: Quản lý các thông tin cơ bản về nhà máy điện, thiết bị, giá điện, nhật ký, tài khoản và cài đặt ngôn ngữ.

Kim tự tháp đánh giá EMS

Khi lựa chọn EMS, điều cần thiết là phải đánh giá nó dựa trên mô hình kim tự tháp:

Tầng dưới: Sự ổn định

Nền tảng của EMS bao gồm phần cứng và phần mềm ổn định. Điều này đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong các điều kiện môi trường khác nhau và khả năng liên lạc mạnh mẽ.

Trình độ trung cấp: Tốc độ

Khả năng truy cập hướng nam hiệu quả, quản lý thiết bị nhanh chóng và điều khiển từ xa an toàn theo thời gian thực là rất quan trọng cho việc gỡ lỗi, bảo trì và vận hành hàng ngày hiệu quả.

Cấp độ cao hơn: Trí thông minh

Trí tuệ nhân tạo tiên tiến và các thuật toán là cốt lõi của các chiến lược EMS thông minh. Các hệ thống này cần phải thích ứng và phát triển, cung cấp khả năng bảo trì dự đoán, đánh giá rủi ro và tích hợp liền mạch với các tài sản khác như năng lượng gió, năng lượng mặt trời và trạm sạc.

Bằng cách tập trung vào các cấp độ này, người dùng có thể đảm bảo lựa chọn được một hệ thống quản lý năng lượng (EMS) mang lại sự ổn định, hiệu quả và thông minh, những yếu tố quan trọng để tối đa hóa lợi ích của hệ thống lưu trữ năng lượng của họ.

Phần kết luận

Hiểu rõ vai trò và yêu cầu của hệ thống quản lý năng lượng (EMS) trong các kịch bản lưu trữ năng lượng khác nhau là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất và an toàn. Cho dù là các ứng dụng lưới điện quy mô lớn hay các thiết lập công nghiệp và thương mại nhỏ hơn, một hệ thống EMS được thiết kế tốt là điều cần thiết để khai thác tối đa tiềm năng của hệ thống lưu trữ năng lượng.