一、前言
能源管理系統(tǒng)（簡稱EMS，Energy Management System）是儲能系統(tǒng)的能量調(diào)度、管理中心，通過與BMS（電池管理系統(tǒng)）、PCS（雙向儲能變流器）、光伏逆變器、回路電量表、可管理負載設(shè)備（充電樁等）、外圍設(shè)備（空調(diào)、消防）實時通訊，收集通訊子站的重要數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的采集、分析、處理，經(jīng)過內(nèi)部程序邏輯運算，控制整個儲能系統(tǒng)有序穩(wěn)健運行。
E80能源管理系統(tǒng)是矩形科技針對新能源、儲能行業(yè)定制的一款高性價比、多功能能源管理產(chǎn)品，其依托“極簡工業(yè)”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺打造而成。具備強大的數(shù)據(jù)處理能力，兼容多種通訊協(xié)議，能快速和市面上的BMS、PCS、光伏逆變器、充電樁、電表等進行數(shù)據(jù)對接。
二、系統(tǒng)構(gòu)架
整個能源管理系統(tǒng)以E80為核心，通過RS485、現(xiàn)場I/O、以太網(wǎng)、CAN、4G等多種連接方式監(jiān)控整個儲能系統(tǒng)。
三、系統(tǒng)硬件
E80能源管理系統(tǒng)為產(chǎn)品交付型系統(tǒng)，體積小、安裝方式簡單明了，可安裝于配電柜內(nèi)，也可直接掛壁安裝。
E80外型圖
E80安裝示意圖
此外，該系統(tǒng)也能根據(jù)不同的應(yīng)用需求選擇不同的配置，具體配置如下表所示：
四、系統(tǒng)軟件
主要軟件有微信小程序、WEB端頁面、本地觸摸屏等
4.1.手機微信小程序
4.2.WEB端顯示
4.3.本地觸摸屏顯示
五、系統(tǒng)功能
5.1.數(shù)據(jù)采集處理
E80能源管理系統(tǒng)通過多種通訊（以太網(wǎng)、RS485、CAN等）方式實時、準(zhǔn)確、全面采集PCS，BMS，電量表，空調(diào)，消防，負載等單元的重要數(shù)據(jù)。
對采集回來的數(shù)據(jù)結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置數(shù)據(jù)和控制邏輯進行變換、運算處理，生成顯示數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、報警信息、遙控指令。
5.2.數(shù)據(jù)存儲和展示
數(shù)據(jù)存儲在云端服務(wù)器、本地觸摸屏、本地PC，存儲的信息包含遙測數(shù)據(jù)、遙信數(shù)據(jù)、報警信息、操作記錄、事件等。
實時數(shù)據(jù)可通過人機界面、手機端、WEB端展示儲能系統(tǒng)的整體運行狀態(tài)與電氣參數(shù)，包括但不限于電壓、電流、功率、開關(guān)狀態(tài)、系統(tǒng)報警狀態(tài)等。提供形象直觀的圖形化監(jiān)視和操作界面，可根據(jù)用戶的需求對人機界面與操作進行調(diào)整和優(yōu)化。
歷史數(shù)據(jù)支持本地工具查詢，網(wǎng)絡(luò)查詢，EXCEL報表導(dǎo)出。
5.3.控制策略
控制策略可定制，可根據(jù)客戶的使用場景和要求定制運行策略，根據(jù)客戶對策略的描述和說明，我方深化流程圖，并經(jīng)過客戶確認(rèn)后由就地監(jiān)控及運營管理系統(tǒng)軟件實現(xiàn)。
控制策略采用模塊化設(shè)計，單一策略的投運與切除不影響其他策略的運行。常用策略有：
運行策略：運行模式（手動/自動）切換，系統(tǒng)能量調(diào)度（交流調(diào)度、直流調(diào)度、支路調(diào)度）方式確定，系統(tǒng)啟停控制。
削峰填谷策略：支持設(shè)置全天谷、峰、平時間段時間、調(diào)度方式及充放電功率，實現(xiàn)谷、平期充電，峰期放電，收獲電價差。
需量控制策略：監(jiān)測變壓器低壓側(cè)電量信息，設(shè)置變壓器申報容量，儲能系統(tǒng)運行時結(jié)合低壓側(cè)功率，變壓器輸出功率超限時，實時平滑調(diào)整儲能系統(tǒng)的輸出功率，切換充放電模式，按需補償。保證變壓器的負荷低于申報容量的同時滿足儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。
逆流控制策略：在低壓側(cè)有光伏、風(fēng)力等發(fā)電單元，以及在儲能系統(tǒng)正常流程放電時，負載功率不足以消耗發(fā)電單元和儲能系統(tǒng)的輸出電量時會造成變壓器逆流，逆流不僅會造成電量的損失還會對電網(wǎng)造成沖擊。儲能系統(tǒng)運行時會跟蹤低壓側(cè)功率，變壓器負荷過小時，實時平滑調(diào)整儲能系統(tǒng)的輸出功率，切換充放電模式，保證供需平衡。保證變壓器不逆流的同時滿足儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。
電池性能研究策略：電池做出廠測試時需要對電池進行充放電測試，儲能系統(tǒng)可提供多段多模式充放電運行策略，一個充放電周期分節(jié)點運行，可設(shè)置充放電模式（恒功率或恒流）及模式切換節(jié)點功率和電壓，系統(tǒng)在達到設(shè)置電池功率或電壓節(jié)點時跳轉(zhuǎn)至下一個節(jié)點，電池整個充放電過程各數(shù)據(jù)曲線可疊加查看對比。
電池維護策略：為保證電池壽命，需定期對電池進行一次深度充放電循環(huán)，系統(tǒng)支持一鍵自動電池維護和定時電池維護。
備用電源策略：當(dāng)系統(tǒng)要作為備用電源使用時，只需設(shè)置備用SOC值，系統(tǒng)在正常流程放電時會控制電池最低SOC大于備用SOC值，保證系統(tǒng)進入備用電源運行策略時供電能力。
運行環(huán)境控制策略：系統(tǒng)實時監(jiān)測電池環(huán)境的溫度，溫度過高時啟動空調(diào)，溫度滿足電池環(huán)境溫度時關(guān)閉空調(diào)，在保證電池運行環(huán)境溫度的同時節(jié)約空調(diào)的電量消耗。
5.4.系統(tǒng)保護
系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性是系統(tǒng)運行的關(guān)鍵，為保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，E80能源管理系統(tǒng)做出多種保護措施。
消防系統(tǒng)接入：當(dāng)系統(tǒng)警輸入時，儲能系統(tǒng)馬上停機控制。
BMS動作前保護：為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，EMS系統(tǒng)會在BMS動作保護前對電池進行保護，保護閾值設(shè)置低于BMS，在單體/總壓過壓保護前提前結(jié)束充電，單體/總壓過放保護前提前結(jié)束放電。
讀取故障：EMS讀取到BMS和PCS的各種故障信息，分為預(yù)警、輕故障、重故障和危急故障。所有故障信息可通過本地、手機小程序及WEB端進行保存查詢，重故障和危急故障時，EMS系統(tǒng)控制儲能電站停機。
5.5.遠程調(diào)試
E80能源管理系統(tǒng)支持遠程調(diào)試功能，我方技術(shù)人員可隨時隨地通過遠程的方式對能源管理系統(tǒng)進行程序調(diào)試和維護，可大大節(jié)約調(diào)試和維護、升級成本，標(biāo)準(zhǔn)化圖紙接線，免現(xiàn)場服務(wù)，使系統(tǒng)具備極高的性價比。
5.6.第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通
E80能源管理系統(tǒng)具備極大開放性，支持多個環(huán)節(jié)進行數(shù)據(jù)共享。
RS485數(shù)據(jù)共享：可通過RS485接口MODBUS-RTU協(xié)議格式將數(shù)據(jù)傳送給第三方系統(tǒng)。
以太網(wǎng)數(shù)據(jù)共享：可通過以太網(wǎng)MODBUS-TCP協(xié)議格式將數(shù)據(jù)傳送給第三方系統(tǒng)。
云端數(shù)據(jù)共享：第三方系統(tǒng)可通過 “極簡工業(yè)”平臺JOSN接口格式獲取數(shù)據(jù)。
IEC304規(guī)約數(shù)據(jù)上報：系統(tǒng)可添加IEC104協(xié)議上傳功能，將儲能電站運行數(shù)據(jù)根據(jù)運營商或第三方平臺的傳輸格式匯報。
5.7.運維管理
E80能源管理系統(tǒng)具備多種運維管理手段，方便業(yè)主對儲能電站的運營監(jiān)管。
遠程監(jiān)控：E80能源管理系統(tǒng)采用平臺部署的方式，具備微信小程序和WEB電腦監(jiān)控功能，用戶對儲能電站的監(jiān)管不受時間和空間的限制，隨時隨地都可查詢儲能電站的“一舉一動”。
權(quán)限控制：系統(tǒng)具備多種權(quán)限劃分，可以是僅僅查看的監(jiān)視員，可以是可操作的操作員，可以是工程管理的用戶管理員，可以是具備工程編輯的工程師。可根據(jù)不同角色分配不同權(quán)限，且任何角色對系統(tǒng)操作時都會留下痕跡。
統(tǒng)計分析：系統(tǒng)具備對儲能電站數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，能計算出日、月、年系統(tǒng)充電量、放電量，可計算儲能電站運營經(jīng)濟效益等。
六、系統(tǒng)特色
6.1.模塊化
E80能源管理系統(tǒng)采用模塊化產(chǎn)品設(shè)計，一套E80系統(tǒng)控制一套PCS及下連接的電池系統(tǒng)，對于大的儲能系統(tǒng)可采用分布式的控制方式。依據(jù)實際場景接入E80能源管理系統(tǒng)套數(shù)。
6.2.統(tǒng)一平臺
所有的E80能源管理系統(tǒng)統(tǒng)一接入至 “極簡工業(yè)”平臺，同一個項目下可添加多個分布式E80能源管理系統(tǒng)，方便對分散性系統(tǒng)統(tǒng)一管理。
6.3.獨特高效算法
高效的儲能優(yōu)化算法，適用于任何電池，電池的任何生命周期，各種應(yīng)用場景。獨特的控制方式可以保證系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運行。
6.4.系統(tǒng)產(chǎn)品化
E80能源管理系統(tǒng)具備真正意義上的產(chǎn)品化系統(tǒng)，完全不需廠家現(xiàn)場服務(wù)支持，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的產(chǎn)品及程序大大減少前期的開發(fā)周期，遠程調(diào)試功能讓廠家工程師可隨時隨地對遠程的系統(tǒng)進行調(diào)試、排故和升級，客戶無需支付現(xiàn)場服務(wù)費和差旅費，系統(tǒng)具備極大的性價比。
七、相關(guān)應(yīng)用場景
7.1.儲能電站
E80能源管理系統(tǒng)可多模式運行，對谷峰電價差異較大的廠區(qū)起到削峰填谷，用戶增容的作用，同時可以對部分重要負荷提供備用電源，同時可以響應(yīng)上級電力單位的需求。
應(yīng)用場景：工業(yè)園區(qū)、數(shù)據(jù)中心、通訊基站、港口口岸、醫(yī)院、商場等
7.2.光儲充一體車棚
E80能源管理系統(tǒng)內(nèi)部運行策略可穩(wěn)定光伏發(fā)電的輸出；緩解充電高峰時充電樁大電流充電對區(qū)域電站的沖擊；通過峰谷差價，給充電站帶來可觀的收益。
應(yīng)用場景：各類充電站
7.3.微網(wǎng)系統(tǒng)
E80能源管理系統(tǒng)管理整個微網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電各個環(huán)節(jié)穩(wěn)定高效運行，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、長期運行。
應(yīng)用場景：示范基地、島嶼、偏遠山區(qū)等供電不穩(wěn)定的區(qū)域。
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