導(dǎo)言：在我國(guó)新型電力系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，可再生能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模逐年攀升。然而，光伏和風(fēng)力發(fā)電等新能源波動(dòng)性、間歇性的特點(diǎn)給電網(wǎng)的穩(wěn)定供電帶來(lái)了挑戰(zhàn)。為了促進(jìn)新能源發(fā)電的消納并確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行，儲(chǔ)能成為至關(guān)重要的一環(huán)。

1.    客戶(hù)應(yīng)用需求

分布式儲(chǔ)能技術(shù)在工商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，在平滑可再生能源的輸出，削峰填谷，平衡電網(wǎng)負(fù)荷，提高能源利用效率，降低能源消耗方面發(fā)揮了重要作用。深圳某能源科技公司需在某地建設(shè)光伏配儲(chǔ)項(xiàng)目即100KW/200KWh配套儲(chǔ)能系統(tǒng)。其中EMS系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，承擔(dān)著設(shè)備監(jiān)控，能源管理，故障告警等重要功能，需實(shí)現(xiàn)云邊一體的效果，即保障邊端數(shù)據(jù)無(wú)損實(shí)時(shí)的上報(bào)到云平臺(tái)，云平臺(tái)的指令能安全實(shí)時(shí)地傳遞給邊端。

項(xiàng)目需求：

• 響應(yīng)需求側(cè)：提升電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)度能力，響應(yīng)用電需求，提升用電友好性。
• 電站上層應(yīng)用：根據(jù)電站的收益、運(yùn)營(yíng)情況，實(shí)時(shí)調(diào)整削峰填谷、需量控制、防逆流等電站策略，讓電站收益最大化。
• 系統(tǒng)管理需求：智能化管理工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，如電量監(jiān)控、故障預(yù)警、遠(yuǎn)程控制等，以便企業(yè)實(shí)時(shí)了解儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行有效的管理和維護(hù)。
• 離網(wǎng)供電：儲(chǔ)能系統(tǒng)在大電網(wǎng)故障時(shí)可支持系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行，提高新能源利用率，保障重要負(fù)荷的不間斷供電。

EMS控制器需求：

• EMS系統(tǒng)需要對(duì)接的多種設(shè)備：PCS、BMS、空調(diào)、電表、智能斷路器、消防主機(jī)、各類(lèi)傳感器，指示燈等等，要求工控機(jī)多路串口，包括CAN Bus、RS485、10路以上DIO等。
• 為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能站端和云平臺(tái)的數(shù)據(jù)雙向流動(dòng)，EMS系統(tǒng)需具有穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接和傳輸，要求工控機(jī)支持多路千兆網(wǎng)口，且設(shè)備支持無(wú)線傳輸。
• 儲(chǔ)能設(shè)備一般部署在復(fù)雜環(huán)境，為保證EMS系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下可以7*24小時(shí)穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行，要求工控機(jī)適用于嚴(yán)苛的使用環(huán)境，且能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。

2.    研華方案

面向上述需求，研華提供貫穿了“端-邊-云”的“軟+硬”完整解決方案。其中，基于NXP I.MX 8M PLUS平臺(tái)EPC-R5710工控機(jī)作為EMS控制器，一方面直接負(fù)責(zé)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略，另一方面還監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中的故障異常，起到及時(shí)快速保護(hù)設(shè)備、保障安全性的重要作用。

硬件方案：NXP I.MX 8M PLUS 工控機(jī)

• 型號(hào)：EPC-R5710
• 板材：外殼采用鈑金件，上蓋采用鋁擠件，整機(jī)為無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)。有較高的防磁、防塵、抗振能力，可在-40~70℃環(huán)境穩(wěn)定運(yùn)行，適應(yīng)惡劣工作環(huán)境。機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，為210 x 120 x 63（mm）設(shè)計(jì)。
• 串口豐富：可擴(kuò)展5路千兆網(wǎng)口，1路光口，1路CAN FD，支持多路DIO以及RS485串口擴(kuò)展，可連接豐富外接設(shè)備。
• 外設(shè)擴(kuò)展：支持M.2擴(kuò)展，可同時(shí)接入WiFi、4/5G、SSD擴(kuò)展，并且已適配AI加速卡可擴(kuò)展算力至28 TOPS。

軟件方案：

• 兼容性強(qiáng)：已適配豐富的操作系統(tǒng)版本，包括Yocto、Ubuntu等等；
• 定制AIM-Linux：研華提供能源定制Linux操作系統(tǒng)能幫助客戶(hù)高效部署，實(shí)時(shí)云端管理設(shè)備狀態(tài)，且能處理萬(wàn)級(jí)點(diǎn)位的數(shù)據(jù)采集。此外，系統(tǒng)涵蓋了災(zāi)難恢復(fù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、無(wú)人值守等多種功能保障儲(chǔ)能系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)偏遠(yuǎn)部署的大型儲(chǔ)能柜、分散部署到每家每戶(hù)的戶(hù)用儲(chǔ)能單元和遍布路上交通網(wǎng)的電動(dòng)車(chē)充換電站三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的提供穩(wěn)定邊緣軟件+長(zhǎng)期便捷運(yùn)維+后續(xù)敏捷開(kāi)發(fā)即時(shí)自動(dòng)化操控的完整云邊協(xié)同方案。
• iEMS智慧能源解決方案：依托數(shù)字化技術(shù)，提供企業(yè)節(jié)能減碳駕駛艙、碳資產(chǎn)管理、能源管理、暖通空調(diào)能效管理、空壓機(jī)能效管理、電力管理等能力，協(xié)助企業(yè)改善能源使用、提升能源效率、深挖節(jié)能潛力、輔助碳交易，以數(shù)字化驅(qū)動(dòng)低碳化，賦能企業(yè)節(jié)能減排，邁向低碳之路。

EPC-R5710產(chǎn)品特點(diǎn)

• NXP i.MX8M Plus SoC，自帶2.3 Tops算力
• 可支持5*千兆LAN， 1*WAN;
• 支持1*CAN FD, 多路RS-485以及GPIO
• 可以支持WiFi/4G/5G，可擴(kuò)展低功耗26TOPS算力AI模組
• 支持-40~+70°C工作溫度，適應(yīng)復(fù)雜工作環(huán)境