儲能EMS發展現狀和技術趨勢

　　能量管理系統(EMS)是電化學儲能電站的決策中樞設備，與BMS、PCS統稱為“3S”系統，是儲能電站監控系統站控層的核心設備。EMS通過計算機、網絡和通信技術，實現對儲能電站內儲能系統、變配電系統和輔助系統等設備的信息采集、監視、控制等功能。

　　EMS在儲能電站中總造價中占比較小，約為1%-5%左右，且設備價格與項目規模相關性較弱，因此，儲能電站規模越大，EMS價格占比越小。EMS廠家仍以電力行業傳統二次設備廠家為主，例如南瑞繼保、四方、許繼、南自、長園等二次廠家，部分集成廠商和第三方獨立廠家提供EMS解決方案也是行業目前的主流方式，特別是在中小型的儲能電站。

　　不同應用場景、建設規模電化學儲能電站EMS功能差別較大，以用戶側儲能電站為例，大多用戶側儲能電站以峰谷電價差套利為主，不接受電網的調度管理，EMS可通過配置單臺服務器即可實現的監控和執行充放電策略，甚至部分項目可將EMS功能與BMS進行功能整合，實現“無EMS化”。在新能源側和電網側大中型儲能電站，EMS面臨監控數據信息量大、控制策略多樣化需求以及調度管理系統的復雜程度提高， EMS一般需具備場站設備監控、調度控制、數據轉發、電力交易等功能。

　　電化學儲能電站普遍采用少人值守的模式，部分小型儲能電站也可實現無人值守，EMS是儲能電站的“大腦”和運維人員的“眼睛”，是實現儲能電站高效運行和調控使用的關鍵。

　　監控系統一般采用分層分區的架構，EMS系統作為監控系統站控層的主要設備，一般由監控服務器、數據服務器、應用服務器、交易服務器、操作員站等組成。

　　12月1日，國標《電化學儲能電站監控系統技術規范》(GB/T42726-2023)正式實施，國標規定了電化學儲能電站監控系統數據采集、存儲處理、控制與調節、報警、事件順序記錄與事故追憶、通信等要求，結合行業發展趨勢，EMS的主要功能如下。

　　首先，電化學儲能電站數據信息量龐大，百兆瓦級電化學儲能電站數據量超過60萬，特別是儲能系統的電壓、溫度、電流等信號異常龐多，需要將數據信息送至EMS， EMS通過對BMS、PCS等設備海量數據的采集，經數據處理后實現遠程的監視。同時，EMS數據存儲設備需對海量的數據進行存儲，便于后期的統計分析，國標規定數據存儲容量不少于3個月。

　　其次，隨著電力市場的建設，中大型電化學儲能電站參與輔助服務市場或電力現貨市場，可對電網提供調峰、調頻、緊急功率支撐、平滑功率輸出等多重化的服務，EMS需具備接收調度AGC、AVC等調度控制功能，同時需具備與風電、光伏等新能源的協調互動能力。

　　最后，EMS需具備與PCS、BMS等現地層設備的快速可靠通信能力，其中大中型的儲能電站一般采用雙機雙網冗余配置，通信規約一般采用104、61850等通信規約。國標規定EMS發出控制指令到現地層設備響應時間不超過1s。

　　此外，EMS需具備報警、防誤閉鎖、自動/手動切換、對時等功能。

　　未來隨著數字化、智能化的發展趨勢，人工智能和大數據等新技術的應用，EMS將在主動安全預警、智能交易、故障信息處理等方面得到進一步提升，最終實現儲能電站的“智慧”運行。

　　作者：禾木 來源：中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會