Was ist ein Energiemanagementsystem (EMS)?

Wenn man über Energiespeicherung spricht, denkt man in der Regel zuerst an die Batterie. Diese zentrale Komponente ist mit wesentlichen Faktoren wie Energieumwandlungseffizienz, Systemlebensdauer und Sicherheit verbunden. Um jedoch das volle Potenzial eines Energiespeichersystems auszuschöpfen, ist das „Gehirn“ des Systems – das Energiemanagementsystem (EMS) – ebenso entscheidend.

Die Rolle von Energiemanagementsystemen bei der Energiespeicherung

Das Energiemanagementsystem (EMS) ist direkt für die Steuerungsstrategie des Energiespeichersystems verantwortlich. Es beeinflusst die Kapazitätsabnahme und die Lebensdauer der Batterien und bestimmt somit die Wirtschaftlichkeit der Energiespeicherung. Darüber hinaus überwacht das EMS Fehler und Anomalien während des Systembetriebs und gewährleistet durch rechtzeitiges und schnelles Eingreifen den Schutz der Anlagen, um die Sicherheit zu gewährleisten. Vergleicht man Energiespeichersysteme mit dem menschlichen Körper, so fungiert das EMS als dessen Gehirn: Es bestimmt die Betriebseffizienz und stellt Sicherheitsprotokolle sicher, ähnlich wie das Gehirn Körperfunktionen und Selbstschutzmaßnahmen in Notfällen koordiniert.

Unterschiedliche Anforderungen an Energiemanagementsysteme für Stromversorgung und Netzseite im Vergleich zu industrieller und kommerzieller Energiespeicherung

Der anfängliche Aufstieg der Energiespeicherbranche war eng mit großflächigen Speicheranwendungen im Bereich der Stromversorgung und des Stromnetzes verbunden. Daher waren frühe Energiemanagementsysteme (EMS) speziell auf diese Szenarien zugeschnitten. Stromversorgungs- und netzseitige EMS waren oft autark und lokal implementiert und für Umgebungen mit hohen Anforderungen an die Datensicherheit und starker Abhängigkeit von SCADA-Systemen konzipiert. Diese Bauweise erforderte ein lokales Betriebs- und Wartungsteam vor Ort.

Herkömmliche Energiemanagementsysteme (EMS) sind aufgrund der spezifischen Betriebsanforderungen nicht direkt auf industrielle und kommerzielle Energiespeicher übertragbar. Diese Systeme zeichnen sich durch geringere Kapazitäten, eine weite Verteilung und höhere Betriebs- und Wartungskosten aus, was eine Fernüberwachung und -wartung erforderlich macht. Hierfür wird eine digitale Betriebs- und Wartungsplattform benötigt, die Echtzeit-Datenübertragungen in die Cloud ermöglicht und die Interaktion zwischen Cloud und Edge für ein effizientes Management nutzt.

Konstruktionsprinzipien von Energiespeichersystemen für industrielle und kommerzielle Anwendungen

1. Vollständiger Zugriff: Trotz ihrer geringeren Kapazitäten benötigen industrielle und gewerbliche Energiespeichersysteme ein Energiemanagementsystem (EMS), das mit verschiedenen Geräten wie Stromverteilungssystemen (PCS), Gebäudeleitsystemen (BMS), Klimaanlagen, Zählern, Leistungsschaltern und Sensoren verbunden ist. Das EMS muss mehrere Protokolle unterstützen, um eine umfassende Datenerfassung in Echtzeit zu gewährleisten, die für einen effektiven Systemschutz unerlässlich ist.

2. Cloud-Integration: Um einen bidirektionalen Datenfluss zwischen Energiespeicher und Cloud-Plattform zu ermöglichen, muss das Energiemanagementsystem (EMS) Echtzeit-Datenmeldung und Befehlsübertragung gewährleisten. Da viele Systeme über 4G verbunden sind, muss das EMS Kommunikationsunterbrechungen problemlos abfangen und Datenkonsistenz und -sicherheit durch Cloud-basierte Fernsteuerung sicherstellen.

3. Erweiterte Flexibilität: Die Speicherkapazitäten industrieller und kommerzieller Energiespeicher variieren stark, weshalb Energiemanagementsysteme (EMS) mit flexiblen Erweiterungsmöglichkeiten erforderlich sind. EMS sollten eine variable Anzahl von Energiespeicherschränken unterstützen, um eine schnelle Projektumsetzung und Betriebsbereitschaft zu gewährleisten.

4. Strategische Intelligenz: Zu den Hauptanwendungen industrieller und kommerzieller Energiespeicher gehören Lastspitzenkappung, Bedarfssteuerung und Rückflussschutz. Energiemanagementsysteme (EMS) müssen Strategien dynamisch auf Basis von Echtzeitdaten anpassen und Faktoren wie Photovoltaik-Prognosen und Lastschwankungen berücksichtigen, um die Wirtschaftlichkeit zu optimieren und die Batteriealterung zu reduzieren.

Hauptfunktionen des Rettungsdienstes

Zu den Funktionen von Energiemanagementsystemen für industrielle und kommerzielle Energiespeicher gehören:

Systemübersicht: Zeigt aktuelle Betriebsdaten an, darunter Energiespeicherkapazität, Echtzeit-Leistung, SOC, Einnahmen und Energiediagramme.

Geräteüberwachung: Liefert Echtzeitdaten für Geräte wie PCS, BMS, Klimaanlagen, Zähler und Sensoren und unterstützt so die Geräteregelung.

Betriebseinnahmen: Zeigt die Einnahmen und Stromeinsparungen auf, ein wichtiges Anliegen für Systembetreiber.

Fehleralarm: Fasst Gerätefehleralarme zusammen und ermöglicht deren Abfrage.

Statistische Analyse: Bietet historische Betriebsdaten und Berichtserstellung mit Exportfunktion.

Energiemanagement: Konfiguriert Energiespeicherstrategien zur Erfüllung verschiedener betrieblicher Anforderungen.

Systemverwaltung: Verwaltet grundlegende Kraftwerksinformationen, Ausrüstung, Strompreise, Protokolle, Konten und Spracheinstellungen.

EMS-Evaluierungspyramide

Bei der Auswahl eines EMS-Anbieters ist es unerlässlich, diesen anhand eines Pyramidenmodells zu bewerten:

Untere Ebene: Stabilität

Die Grundlage von EMS bilden stabile Hardware und Software. Dies gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb unter verschiedenen Umgebungsbedingungen und eine robuste Kommunikation.

Mittleres Niveau: Geschwindigkeit

Ein effizienter Zugriff in Richtung Süden, eine schnelle Geräteverwaltung und eine sichere Echtzeit-Fernsteuerung sind entscheidend für effektives Debugging, Wartung und den täglichen Betrieb.

Höhere Ebene: Intelligenz

Fortschrittliche KI und Algorithmen bilden den Kern intelligenter EMS-Strategien. Diese Systeme sollten sich anpassen und weiterentwickeln, um vorausschauende Wartung und Risikobewertung zu ermöglichen und sich nahtlos in andere Anlagen wie Wind-, Solar- und Ladestationen zu integrieren.

Durch die Fokussierung auf diese Ebenen können die Anwender sicherstellen, dass sie ein Energiemanagementsystem auswählen, das Stabilität, Effizienz und Intelligenz bietet – entscheidende Faktoren für die Maximierung der Vorteile ihrer Energiespeichersysteme.

Abschluss

Das Verständnis der Rolle und der Anforderungen von Energiemanagementsystemen (EMS) in verschiedenen Energiespeicherszenarien ist entscheidend für die Optimierung von Leistung und Sicherheit. Ob für großflächige Netzanwendungen oder kleinere Industrie- und Gewerbeanlagen – ein gut konzipiertes EMS ist unerlässlich, um das volle Potenzial von Energiespeichersystemen auszuschöpfen.