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EMS能量管理系统介绍

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EMS能量管理系统

1引言

1.2.1项目名称

名称：EMS能量管理系统

研发设备：

1、监控主机

2、EMSMaster

3、EMSSlave

1.2.4用户

1）直接用户

项目完成后的直接用户为微网电站。

2）潜在用户

海岛、政府办公大楼、小区建筑型等是其潜在用户，也可以应用于其它
储能微网项目、或并网项目。

1.2.5同其他系统或其他机构基本的相互来往关系

随着电子技术和计算机技术，特别是电力电子技术的飞速发展，以及各类型蓄
电池的成本减低和普及，微网、储能电站会有一个越来越大的市场。

在微网系统中，为了协调各个发电设备，需要有一个功能调度设备完成功率分
配工作。

本系统带有RS485接口，可以满足与远程监控系统接口，可实现太阳能光伏发
电系统的无人值守。
1.2.6与其他监控系统通信

通信协议：MODBUSRTU

物理接口:RS-485

1.3定义

EMS能量管理系统：微网中负责管理各种发电设备、负载设备的功能调度、管
理设备。

EMS上位机：

EMSMaster：

EMSSlave：

2.可行性研究的前提

2.1要求

2.1.1功能要求

随着全球范围内能源紧缺和环境保护问题的日益突出，可再生能源的利用引
起广泛的重视。大规模太阳能光伏微网发电系统是充分利用太阳能的一种有效方
式之一，微网系统中发电调度是系统中最核心的装置之一，直接关系到电网的稳定
和太阳能的利用和转换效率，一直是人们关注和研究的热点问题之一。

能量管理单元是根据收集到的各个发电设备运行状态数据、负载的用电数据，
做出合适的判断，管理、控制各设备正常运行、保证电网稳定的装置。将光伏、
风电和柴油发电相结合，以获得间歇性太阳能和风能资源发电的最大化利用，同
时保证能够提供持续的高质量电能供应。另外，系统运行费用以及对环境的污染
均降低了。光伏阵列、蓄电池、风电机组、负荷、柴油发电机组是这个系统中的
主要部分，如何能保证能量在这几部分中合理的分配以达到整个系统的稳定运行
是建设永兴岛微电网需要解决的一个关键问题。能量管理系统就是要解决光/风/
柴/储/负荷之间的配合问题，使得系统能够协调运行，既保证可再生能源的充分
利用、降低柴油消耗、保护环境。

对EMS能量管理单元功能的基本要求

＞稳定电网：

1.协调发电、用电设备，稳定电网。
2.统计用电数据。
3.记录、显示电网状态。

＞控制功能：

1.接收上级指令，并作出对应动作。
2.控制各个发电设备的运行。
3.管理部分负载。

＞控制器显示、通信功能：

1.自带显示界面，显示各种状态、参数。

2.RS485通信接口与上位机通信。

3.1.2技术要求

1、产品安全稳定，成本低。

2、在现有成熟技术的基础上进行创新，开发出具有高性能的，容量扩展容

易的新产品，借鉴国内外同行同类产品的成熟技术，吸收国内同仁先进的算

法和编程技巧。

3、产品应符合相关国家或行业标准。

3系统设计

3.1系统整体结构

综合分析国内外的情况，能量管理系统上位机采用工控机作为硬件平台。工控
机具有较强的抗干扰能力、外部扩展口种类多，而且开发相平台是与普通计算机
相同，这样开发相对方便。
系统框图：

电网

3.2具体功能要求

3.2.1EMS上位机具体功能要求

1、显示

实时显示电网运行的数据、状态。如电网频率、电压、电流、发电功率、
用电功率、有功、无功等。

实时显示网络中设备运行状态。发电设备状态数据、用电设备状态数据、

PCS电池充放电状态及容量等。

查询显示各设备运行记录；显示数据库中记录设备的运行数据曲线、工作
状态曲线等。根据曲线对电网、设备进行分析，从而制定出更好的控制策略和
方法。

2、控制

控制网络中设备的启动、停止。手动控制一个或多个设备停止工作，从

而可以进行检修工作。手动控制PCS对电池进行充放电，电池活化处理以及

接收上级指令或通过编辑好的控制过程，向EMS系统发送控制指令，满足
调度的要求。

3、记录

记录电网运行数据、状态，可以远传到远程监控中心，以便将来进行电网运行
状态分析时使用。

记录网络中各个设备运行状态数据、运行状态。可以远传到远程监控中心
进行查询、显示和分析。

记录控制命令执行过程，记录远端下发的控制指令，记录向EMS系统下发
的控制指令。可以通过网络将数据远传到监控中心或分析设备中，以便将来进
行电网运行状态分析时使用。

4、数据输入

编辑系统网络结构。通过界面操作配置系统网络图，设备链接示意图，自
动产生网络对应的数据库。

设备设备配置数据。通过界面操作配置系统中各个设备、Slave设备的配
置数据，