中國儲能網(wǎng)訊：近年來，我國儲能行業(yè)迎來了快速發(fā)展的黃金階段。2024年工商業(yè)儲能市場規(guī)模繼續(xù)擴大，國家及地方政策密集出臺，為行業(yè)提供了強有力的頂層設(shè)計支撐。然而，市場的快速擴張也帶來了市場競爭的逐步升級。設(shè)備生產(chǎn)，方案設(shè)計，產(chǎn)品銷售，行業(yè)內(nèi)的競爭日趨激烈。
這種競爭趨勢促使行業(yè)不斷反思和優(yōu)化，尤其體現(xiàn)在工商業(yè)儲能的核心環(huán)節(jié)能量管理系統(tǒng)（EMS）的設(shè)計上。如何保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和長期運行效率，實現(xiàn)成本優(yōu)化，成為了行業(yè)關(guān)注的焦點和重點。
今天，我們希望通過分享EMS產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)新與優(yōu)化，幫助客戶和行業(yè)同仁更好地了解儲能行業(yè)發(fā)展的本質(zhì)，選擇高質(zhì)量、可持續(xù)的產(chǎn)品解決方案。
EMS設(shè)計的創(chuàng)新：如何實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性與成本優(yōu)化的平衡
儲能系統(tǒng)作為一個復(fù)雜的多組件協(xié)同工作系統(tǒng)，EMS是其核心。EMS通過實時優(yōu)化調(diào)度、多設(shè)備協(xié)同控制與全生命周期管理，確保復(fù)雜組件高效聯(lián)動，實現(xiàn)能源利用效率最大化與系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
我們以最常見的工商儲標(biāo)準(zhǔn)柜場景來分析，在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方案中，每個儲能柜通常配備一個EMS控制器，柜外通過主EMS控制器進行總控，形成主從模式。
圖：主從模式示意圖
在傳統(tǒng)主從模式中，有一種只有總控制器，柜內(nèi)沒有控制器的簡化方案。由于每個從柜只能將數(shù)據(jù)透傳到主柜的EMS上，并受到主柜EMS的統(tǒng)一調(diào)控，這給柜內(nèi)的安全、穩(wěn)定運行帶來極大的隱患。
基于電力系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)的安規(guī)以及穩(wěn)定性考慮，柜內(nèi)控制器存在不可替代性。每柜配置EMS控制器，每個控制器管理本柜的設(shè)備數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)保護聯(lián)動邏輯，同時柜與柜之間通過算法保障一致性，降低主柜的的控制器壓力，增強了單柜的系統(tǒng)穩(wěn)定性，在多柜一起運行的場景中也更加可靠。不依賴主柜的設(shè)計避免了最核心的主柜單點故障的問題。這種分布式控制器設(shè)計未來將成為主流。
柜內(nèi)控制器賦能儲能系統(tǒng)具備邊緣計算能力，在快速響應(yīng)、安全保障與精細(xì)化管理方面具有獨特的優(yōu)勢。儲能系統(tǒng)的運行環(huán)境復(fù)雜，需要根據(jù)實時工況快速進行調(diào)整。
邊緣計算能力能夠有效應(yīng)對緊急故障，避免系統(tǒng)級的連鎖失效，確保系統(tǒng)的安全運行。當(dāng)儲能柜內(nèi)出現(xiàn)異常（如消防事故、水浸告警、溫度超限等），柜內(nèi)EMS控制器應(yīng)在毫秒級別內(nèi)觸發(fā)本地應(yīng)急保護策略，切斷故障環(huán)節(jié)，保障其他組件的安全。未來，邊緣計算在AI的賦能下，會有更多的應(yīng)用場景。
主柜、從柜均含EMS控制器的主從模式也存在一些局限性，例如：主控制器故障會導(dǎo)致整個系統(tǒng)停運；主柜、從柜的生產(chǎn)流程不標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)效率受限；且不同廠商設(shè)備集成難度大，互操作性差； 單柜容量難以精確匹配需求，可能造成資源冗余或容量不足的情況發(fā)生。
在分布式控制器設(shè)計中，每個儲能柜配備獨立的EMS控制器，每個柜子都是獨立柜，能夠充分解決主從模式遇到的難題。
1.每柜均配置控制器，即使其中某個柜的控制器發(fā)生故障，其他柜也能繼續(xù)正常運行，能夠有效避免單點故障問題，大大提升了系統(tǒng)的整體可靠性。
2.完全標(biāo)準(zhǔn)化的整柜設(shè)計，從而支持標(biāo)準(zhǔn)化整柜生產(chǎn)，生產(chǎn)周期大幅降低，從而降低生產(chǎn)和實施成本，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
3.每個控制器按單柜容量管理最小化的儲能單元，使得系統(tǒng)總?cè)萘康囊?guī)劃和調(diào)整更加靈活和精準(zhǔn)。用戶可以根據(jù)實際需求增減儲能柜的數(shù)量而不需要額外的配置，并且不需要考慮多并柜時同一控制器管理不同規(guī)模容量并柜情況下的性能冗余等問題。
通過優(yōu)化設(shè)計和批量生產(chǎn)，EMS采用分布式控制器設(shè)計能夠有效降低單柜的成本，提高儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟性。
值得一提的是，EMS控制器的成本在整個儲能系統(tǒng)中占比通常只有3-5%，但作為儲能系統(tǒng)的大腦，其性能和功能直接決定了儲能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。因此，在EMS設(shè)計上的投入，能夠為儲能系統(tǒng)和客戶帶來更高的長期回報。
高可靠EMS設(shè)計：保障儲能系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵
簡捷物聯(lián)始終致力于從系統(tǒng)長遠(yuǎn)穩(wěn)定性的角度出發(fā)，為客戶提供高質(zhì)量的能源管理解決方案。我們認(rèn)為邊緣（即柜內(nèi)）的自治能力極具重要性——基于分布式控制器的設(shè)計原理，簡捷物聯(lián)在業(yè)內(nèi)首創(chuàng)專利對等模式，并采用電表雙接機制，形成真對等模式。
圖：簡捷物聯(lián)專利對等模式示意圖
電表雙接機制指的是為了提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，我們建議電表雙接至多臺EMS控制器，確保系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或通信中斷的情況下，各柜內(nèi)控制器仍能準(zhǔn)確獲取關(guān)鍵電表功率數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)持續(xù)正確的功率分配策略。
簡捷物聯(lián)也支持常見的主從模式，并在此基礎(chǔ)上做了許多智能化改進，形成了獨有的智能主從模式，以滿足不同客戶的需求。
EMS控制器內(nèi)置智能診斷算法，能夠?qū)崟r檢測自身狀態(tài)并嘗試自動修復(fù)小故障。當(dāng)主控制器發(fā)生異常時，柜內(nèi)控制器可以自動切換到自治模式，臨時接管部分關(guān)鍵任務(wù)，同時進行從機間自協(xié)商進行功率自動分配，保障系統(tǒng)的連續(xù)性運行。智能的容錯算法可以支持根據(jù)診斷情況決定故障影響范圍，從而決策是否要做切斷或是其他更柔性的處理方式，讓系統(tǒng)在非致命的故障下仍然可以在上報故障后"帶病"運行。
儲能系統(tǒng)的設(shè)計壽命通常在15-20年，長期運維成本是客戶關(guān)注的重點。通過引入智能化設(shè)計，如自診斷、自修復(fù)與智能容錯功能，EMS控制器能夠?qū)崟r檢測自身狀態(tài)，甚至嘗試自動修復(fù)小故障。這在減少了人工排查的時間和成本的同時還能有效延長設(shè)備的使用壽命，降低長期運維成本。
簡捷物聯(lián)的技術(shù)方案不僅顯著提升了儲能系統(tǒng)的可靠性和抗風(fēng)險能力，還有效降低了長期運維成本，讓客戶在全生命周期內(nèi)獲得更高的投資回報。
儲能行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展：全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同努力
儲能行業(yè)的健康發(fā)展需要全產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力。在當(dāng)前的行業(yè)生態(tài)中，技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)制定和服務(wù)質(zhì)量提升是推動行業(yè)邁向更高層次的關(guān)鍵。
簡捷物聯(lián)始終致力于為工商業(yè)儲能提供高質(zhì)量的能源管理解決方案。我們相信，只有堅持技術(shù)創(chuàng)新，專注于產(chǎn)品質(zhì)量和用戶價值，才能在未來的儲能市場中占據(jù)一席地位。
簡捷物聯(lián)愿與廣大客戶和合作伙伴攜手，共同推動儲能產(chǎn)業(yè)走向高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展的道路！
