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。設備生產(chǎn)，方案設計，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)關注的焦點和重點。
今天，我們希望通過分享EMS產(chǎn)品設計的創(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、多設備協(xié)同控制與全生命周期管理，確保復雜組件高效聯(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準柜場景來分析，在標準設計方案中，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備數(shù)據(jù)及業(yè)務保護聯(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、安全保障與精細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控制器應在毫秒級別內(nèi)觸發(fā)本地應急保護策略，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：主控制器故障會導致整個系統(tǒng)停運；主柜、從柜的生產(chǎn)流程不標準，生產(chǎn)效率受限；且不同廠商設備集成難度大，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.完全標準化的整柜設計，從而支持標準化整柜生產(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。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)化設計和批量生產(chǎn)，EMS采用分布式控制器設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設計：保障儲能系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的關鍵
簡捷物聯(lián)始終致力于從系統(tǒng)長遠穩(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)絡不穩(wěn)定或通信中斷的情況下，各柜內(nèi)控制器仍能準確獲取關鍵電表功率數(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)并嘗試自動修復小故障。當主控制器發(fā)生異常時，柜內(nèi)控制器可以自動切換到自治模式，臨時接管部分關鍵任務，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)的設計壽命通常在15-20年，長期運維成本是客戶關注的重點。通過引入智能化設計，如自診斷、自修復與智能容錯功能，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備的使用壽命，降低長期運維成本。
簡捷物聯(lián)的技術方案不僅顯著提升了儲能系統(tǒng)的可靠性和抗風險能力，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。在當前的行業(yè)生態(tài)中，技術創(chuàng)新、標準制定和服務質(zhì)量提升是推動行業(yè)邁向更高層次的關鍵。
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！
