Π-EMS能源管理系统

一、    概述

  能源管理系统（简称EMS，Energy Management System）是储能系统的能量调度、管理中心，通过与BMS（电池管理系统）、PCS（双向储能变流器）、回路电量表、可管理负载设备（充电桩等）、外围设备（空调、消防）实时通讯，收集所有通讯子站的重要数据，通过对数据的采集、处理、分析，经过内部程序逻辑运算，控制整个储能系统有序、稳健运行。

Π-EMS-4G是矩形科技针对储能行业定制的一款高性价比、多功能能源管理系统控制器，依托“极简工业”工业互联网平台打造的一款产品化交互的系统，具备强大的数据处理能力，兼容多种通讯协议，能快速和市面上的BMS、PCS进行数据对接，定制化开发，免现场服务。

二、    系统构架

   整个能源管理系统以Π-EMS控制器为核心，通过RS485、现场I/O、以太网、CAN、4G等多种连接方式监控整个储能系统。

三、    系统功能

3.1.数据采集处理

EMS系统通过多种通讯（以太网、RS485、CAN等）方式实时、准确、全面采集PCS，BMS，电量表，空调，消防，负载等单元的重要数据。

对采集回来的数据结合系统内部设置数据和控制逻辑进行变换、运算处理，生成显示数据、统计数据、报警信息、遥控指令。

3.2.数据存储和展示

数据存储在云端服务器、本地触摸屏、本地PC，存储的信息包含遥测数据、遥信数据、报警信息、操作记录、事件等。

实时数据可通过人机界面、手机端、WEB端展示储能系统的整体运行状态与电气参数，包括但不限于电压、电流、功率、开关状态、系统报警状态等。提供形象直观的图形化监视和操作界面，可根据用户的需求对人机界面与操作进行调整和优化。

历史数据支持本地工具查询，网络查询，EXCEL报表导出。

3.3.控制策略

控制策略可定制，可根据客户的使用场景和要求定制运行策略，根据客户对策略的描述和说明，我方深化流程图，并经过客户确认后由就地监控及运营管理系统软件实现。

控制策略采用模块化设计，单一策略的投运与切除不影响其他策略的运行。常用策略有：

l  运行策略：运行模式（手动/自动）切换，系统能量调度（交流调度、直流调度、支路调度）方式确定，系统启停控制。

l  削峰填谷策略：支持设置全天谷、峰、平时间段时间、调度方式及充放电功率，实现谷、平期充电，峰期放电，收获电价差。

l  需量控制策略：监测变压器低压侧电量信息，设置变压器申报容量，储能系统运行时结合低压侧功率，变压器输出功率超限时，实时平滑调整储能系统的输出功率，切换充放电模式，按需补偿。保证变压器的负荷低于申报容量的同时最大限度的满足储能系统的经济运行。

l  防逆流控制策略：在低压侧有光伏、风力等发电单元，以及在储能系统正常流程放电时，负载功率不足以消耗发电单元和储能系统的输出电量时会造成变压器逆流，逆流不仅会造成电量的损失还会对电网造成冲击。储能系统运行时会跟踪低压侧功率，变压器负荷过小时，实时平滑调整储能系统的输出功率，切换充放电模式，保证供需平衡。保证变压器不逆流的同时最大限度的满足储能系统的经济运行。

l  电池性能研究策略：电池做出厂测试时需要对电池进行充放电测试，储能系统可提供多段多模式充放电运行策略，一个充放电周期分节点运行，可设置充放电模式（恒功率或恒压）及模式切换节点功率和电压，系统在达到设置电池功率或电压节点时跳转至下一个节点，电池整个充放电过程各数据曲线可叠加查看对比。

l  电池维护策略：为保证电池寿命，需定期对电池进行一次深度充放电循环，系统支持一键自动电池维护和定时电池维护。

l  备用电源策略：当系统要作为备用电源使用时，只需设置备用SOC值，系统在正常流程放电时会控制电池最低SOC大于备用SOC值，保证系统进入备用电源运行策略时供电能力。

l  运行环境控制策略：系统实时监测电池环境的温度，温度过高时启动空调，温度满足电池环境温度时关闭空调，在保证电池运行环境温度的同时节约空调的电量消耗。

3.4.系统保护

系统安全性和稳定性是系统运行的重中之重，为保证系统的安全稳定运行，EMS做出多种保护措施。

l  消防系统接入：当消防系统报警输入时，储能系统马上停机控制。

l  BMS动作前保护：为保证系统的稳定性，EMS系统会在BMS动作保护前对电池进行保护，保护阈值设置低于BMS，在单体/总压过压保护前提前结束充电，单体/总压过放保护前提前结束放电。

l  读取故障：EMS读取到BMS和PCS的各种故障信息，分为预警、轻故障、重故障和危急故障。所有故障信息可通过本地、手机小程序及WEB端进行保存查询，重故障和危急故障时，EMS系统控制储能电站停机。

3.5.远程调试

矩形Π-EMS能源管理系统支持远程调试功能，我方技术人员可随时随地通过远程的方式对EMS系统进行程序调试和维护，可大大节约调试和维护、升级成本，标准化图纸接线，免现场服务，使系统具备极高的性价比。

3.6.第三方系统数据互通

矩形Π-EMS能源管理系统具备极大开放性，支持多个环节进行数据共享。

l  RS485数据共享：可通过RS485接口MODBUS-RTU协议格式将数据传送给第三方系统。

l  以太网数据共享：可通过以太网MODBUS-TCP协议格式将数据传送给第三方系统。

l  云端数据共享：第三方系统可通过矩形科技“极简工业”平台JOSN接口格式获取数据。

l  IEC304规约数据上报：系统可添加IEC104协议上传功能，将储能电站运行数据根据运营商或第三方平台的传输格式汇报。

3.7.运维管理

Π-EMS具备多种运维管理手段，方便业主对储能电站的运营监管。

l  远程监控：Π-EMS采用平台部署的方式，具备微信小程序和WEB电脑监控功能，用户对储能电站的监管不受时间和空间的限制，随时随地都可查询储能电站的“一举一动”。

l  权限控制：系统具备多种权限划分，可以是仅仅查看的监视员，可以是可操作的操作员，可以是工程管理的用户管理员，可以是具备工程编辑的工程师。可根据不同角色分配不同权限，且任何角色对系统操作时都会留下痕迹。

l  统计分析：系统具备对储能电站数据统计分析功能，能计算出日、月、年系统充电量、放电量，可计算储能电站运营经济效益等。

四、     系统特色

4.1.模块化

矩形科技Π-EMS能源管理系统采用模块化设计，一套EMS系统控制一套PCS及下连接的电池系统，对于大的储能系统可采用分布式的控制方式。依据实际场景接入EMS能源管理系统套数。

4.2.统一平台

矩形科技所有的EMS系统统一接入至矩形科技“极简工业”平台，同一个项目下可添加多个分布式EMS能源管理系统，方便对分散性系统统一管理。

4.3.独特高效算法

高效的储能优化算法，适用于任何电池，电池的任何生命周期，各种应用场景。独特的控制方式可以保证系统高效、稳定运行。

4.3.系统产品化

矩形科技Π-EMS系统具备真正意义上的产品化系统，完全不需厂家现场服务支持，标准化、模块化的产品及程序大大减少前期的开发周期，远程调试功能让厂家工程师可随时随地对远程的系统进行调试、排故和升级，客户无需支付现场服务费和差旅费，系统具备极大的性价比。

五、     相关应用场景

六、     展示界面

6.1.手机微信小程序

6.2.WEB端显示

6.3.本地触摸屏显示

详情请关注微信公众号：矩形科技项目部