储能EMS发展现状和技术趋势

　　能量管理系统(EMS)是电化学储能电站的决策中枢设备，与BMS、PCS统称为“3S”系统，是储能电站监控系统站控层的核心设备。EMS通过计算机、网络和通信技术，实现对储能电站内储能系统、变配电系统和辅助系统等设备的信息采集、监视、控制等功能。

　　EMS在储能电站中总造价中占比较小，约为1%-5%左右，且设备价格与项目规模相关性较弱，因此，储能电站规模越大，EMS价格占比越小。EMS厂家仍以电力行业传统二次设备厂家为主，例如南瑞继保、四方、许继、南自、长园等二次厂家，部分集成厂商和第三方独立厂家提供EMS解决方案也是行业目前的主流方式，特别是在中小型的储能电站。

　　不同应用场景、建设规模电化学储能电站EMS功能差别较大，以用户侧储能电站为例，大多用户侧储能电站以峰谷电价差套利为主，不接受电网的调度管理，EMS可通过配置单台服务器即可实现的监控和执行充放电策略，甚至部分项目可将EMS功能与BMS进行功能整合，实现“无EMS化”。在新能源侧和电网侧大中型储能电站，EMS面临监控数据信息量大、控制策略多样化需求以及调度管理系统的复杂程度提高， EMS一般需具备场站设备监控、调度控制、数据转发、电力交易等功能。

　　电化学储能电站普遍采用少人值守的模式，部分小型储能电站也可实现无人值守，EMS是储能电站的“大脑”和运维人员的“眼睛”，是实现储能电站高效运行和调控使用的关键。

　　监控系统一般采用分层分区的架构，EMS系统作为监控系统站控层的主要设备，一般由监控服务器、数据服务器、应用服务器、交易服务器、操作员站等组成。

　　12月1日，国标《电化学储能电站监控系统技术规范》(GB/T42726-2023)正式实施，国标规定了电化学储能电站监控系统数据采集、存储处理、控制与调节、报警、事件顺序记录与事故追忆、通信等要求，结合行业发展趋势，EMS的主要功能如下。

　　首先，电化学储能电站数据信息量庞大，百兆瓦级电化学储能电站数据量超过60万，特别是储能系统的电压、温度、电流等信号异常庞多，需要将数据信息送至EMS， EMS通过对BMS、PCS等设备海量数据的采集，经数据处理后实现远程的监视。同时，EMS数据存储设备需对海量的数据进行存储，便于后期的统计分析，国标规定数据存储容量不少于3个月。

　　其次，随着电力市场的建设，中大型电化学储能电站参与辅助服务市场或电力现货市场，可对电网提供调峰、调频、紧急功率支撑、平滑功率输出等多重化的服务，EMS需具备接收调度AGC、AVC等调度控制功能，同时需具备与风电、光伏等新能源的协调互动能力。

　　最后，EMS需具备与PCS、BMS等现地层设备的快速可靠通信能力，其中大中型的储能电站一般采用双机双网冗余配置，通信规约一般采用104、61850等通信规约。国标规定EMS发出控制指令到现地层设备响应时间不超过1s。

　　此外，EMS需具备报警、防误闭锁、自动/手动切换、对时等功能。

　　未来随着数字化、智能化的发展趋势，人工智能和大数据等新技术的应用，EMS将在主动安全预警、智能交易、故障信息处理等方面得到进一步提升，最终实现储能电站的“智慧”运行。

　　作者：禾木 来源：中国化学与物理电源行业协会储能应用分会