实时数采、云边协同：EMQ 助力大型新能源储能系统智能运营

摘要

构建清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系已成为新的社会发展趋势，也是国家的核心战略。大力发展风电、光伏等新能源势在必行，但太阳能、风能等能源发电量不稳定，存在间歇性、波动性、难以预测等特性。这可能导致电力系统难以及时地吸收、利用或储存这些能源，也可能导致电力系统运行不稳定，出现过载或低负荷等问题。因此多数电力供应商都会考虑建设大型储能系统来优化管理与利用新能源。

大型新能源储能系统能够储存多余的能量，在需要时释放出来，实现能源的平衡供应。此外，大型储能系统还可调节电力系统的负载平衡，平滑负荷峰值和谷值，提供稳定的电力输出，保持电网的稳定运行和提高电力质量。另外储能系统还能用于能源调度和需求响应，通过在低峰时段储存电力并在高峰时段释放电力，平衡电力系统的供需差异，减少对传统发电设备的需求，提高能源利用效率和灵活性。

EMQ 的产品和方案能协助电力供应商智能化的运营大规模新能源电池储能系统。通过云边协同一体化的软件解决方案，帮助储能企业解决高频海量数据采集、分析、传输和存储等关键数据问题，确保能源系统的稳定和高效运行。

大型新能源电池储能系统建设和运营的挑战

• 技术挑战：大型新能源储能系统的技术要求较高，包括高密度储能设备的设计、建设和运行等方面。选择合适的储能技术、提高能量密度、实现高效的能量转换和储存是技术上的挑战。
• 高额成本：大型储能系统的建设需要高额的投资成本，包括设备采购、场地建设和安装和安全运维等方面。降低成本、提高经济性是一个长期的挑战。
• 大规模配套：大型储能系统通常需要大规模的设备和配套设施，例如大容量的电池组、电力变换设备和配电网络等。确保规模化建设和运维的可行性和稳定性是一个挑战。
• 偏远地区运维：建设大型储能系统需要占用较大的场地，这在城市等有限空间的环境中可能会面临限制。大型新能源储能系统一般建设在偏远靠近电能丰富的地方，这也给储能系统建设后的安全稳定运营和运维带来巨大挑战。
• 运营和管理：储能系统的运营和管理需要专业的团队和技术支持。保持系统的稳定运行、优化能量调度、实施维护和故障处理等都是挑战性的任务。

EMQ 大型新能源电池储能智能化运营方案架构：

为构建大型电池储能的智能化运营系统，电力供应商通常基于集装箱式的储能方法。而集装箱式储能系统不仅仅是一个简单的储能设备，而是一个复杂的系统，具有多种管理和功能模块：比如电池模组管理系统、能量管理、空调管理、消防管理和能源管理。 这种复杂性需要高效、可靠和智能的管理手段来确保系统的稳定运行。EMQ 公司的产品和方案为此提供了支持， 在数据采集、数据分析、数据传输、数据存储、以及能源系统互联上确保整个储能系统能够高效、稳定和智能地运行。

• 高频数采、边缘计算：通过 EMQ 的边缘数采和智能分析软件 NeuronEX, 可以实现大型新能源储能高频海量数据采集，电池储能系统需要快速的获取全量数据实现储能系统安全运营的快速响应，NeuronEX 可以在 100ms 时间内实现 10000+ 单集装箱储能点位的数据采集。同时，NeuronEX 提供电池储能系统建设企业边缘计算框架，可降低时延。通过 SQL 语句和函数拓展可以实现 SoC/SoH 的建模分析、电池模组一致性计算、预警告警、数据编码压缩、数据存储到边缘端实时数据库等功能。
• 系统互联：电力系统是基础的能源系统，电力系统的互联需要基于更高的安全通讯技术上实现双向的通讯，目前电力系统采用的是物理隔离的单向网闸实现系统的互联。EMQ 提供正向网闸和反向网闸的通讯方案，帮助电池储能企业在符合电力安全规范的标准下实现能源系统的互联。
• 系统整合：在储能系统里需要用到的几个系统里，能源物联系统与大数据系统、智能运营管理系统处理的数据类型、并发性、时延等要求在不同的系统要求不一样：物联系统处理高并发、低时延的流数据；大数据系统处理批量数据；智能运维系统处理结构化的业务数据。不同系统之间需要不同类型的借口实现系统的互联互通，EMQ 物联系统 EMQX 提供 HStream 流数据和实时数据库接口实现高并发数据与大数据平台数据传输并提供双向的 HTTP API 实现运营管理系统和物联系统的互联互通。

方案优势

• 高效数据采集： EMQ 能够快速采集大型新能源储能高频海量数据，确保储能系统的安全和即时响应。
• 边缘流计算： EMQ 提供边缘计算能力，能够帮助储能系统在边缘端就实现快速分析和低时延响应等关键要求，提高电池分析和故障预警效率。
• 安全互联：EMQ 确保大型新能源储能系统能够按照电力系统所要求更高的安全规范进行双向通讯，强化系统的稳定性和安全性。
• 整合降本：EMQ 方案能帮助新能源储能系统降低成本、提高经济性。通过整合能源物联系统、大数据系统、与智能运营管理系统。让能源系统产生的高并发数据能流畅接入大数据系统，提供数据驱动的能源管理与运维流程的优化。

通过以上优势，EMQ 的方案针对性地解决了大型新能源电池储能系统在技术、成本、规模、空间和运营管理上的多重挑战。

相关产品

NeuronEX

NeuronEX 是一款面向工业和能源领域的设备数据采集和边缘智能分析的软件，主要部署在储能现场，作为电池储能能源系统的连接网关，以及边缘流计算。其提供了以下特性：

• 多样的连接性：NeuronEX 提供多协议接入能力，目前具备电力系统常使用的 IEC/104、IEC/61850、Modbus/RTU、Modbus/TCP、DLT 645 等协议的接入能力。提供企业内 MES、WMS 等各系统多数据源的集成对接；NeuronEX 同时支持数据流的双向打通，既可实现数采，也支持控制指令下发到设备。
• 网闸穿透：支持反向网闸穿透，提供 MQTT 转文件/文件转 MQTT 服务。
• 灵活部署：NeuronEX 具有极低的内存占用，在 x86、ARM、RISC-V 等低配置架构设备上运行表现出色。此外，它还支持类似 Docker 的容器化部署，能够与 K8s 环境中的其他容器共同运行。
• 数据处理：NeuronEX 包含100+内置函数，支持数据过滤、数据操作、设备控制以及数据持久化，将数据存储于时序数据库中。
• 算法集成：支持将 C/python/go 等语言的算法集成到 NeuronEX，支持工业机理模型、机器和深度学习等模型在边端的实时推理，输出告警及智能决策。
• 边缘到云：通过 MQTT、SparkplugB 等协议，NeuronEX 将工业数据推送汇聚到云平台，NeuronEX 与云平台之间的双向数据流，形成云边数据协同及控制协同，利用平台侧大数据存储及分析能力，放大NeuronEX使用价值。

HStream Platform

HStream Platform 是一个一站式流数据平台。作为物联系统和大数据平台数据传输的缓冲池，平台提供了最简便的方法实现摄取、存储、处理和分发海量数据流。HStream 平台提供以下关键功能：

• 规模化摄取和存储数据流：实现从各种数据源产生的大量数据进行实时摄取。可将数百万规模的数据流可靠地存储在专门设计的分布式流数据存储集群中。
• 随时重放和消费数据流：通过订阅消息队列中的主题实时消费数据流，数据流可以被高效持久话，并可以随时回放和消费数据流。
• 流数据处理：通过内置数据处理函数，使用 SQL 语法进行数据过滤、转换、聚合，甚至连接多个数据流。
• 通过物化视图实现实时分析：通过从持续更新的数据流创建的物化视图，能够通过使用标准 SQL 语句进行简单的查询操作，从而获得实时数据洞察力。
• 丰富的上下游数据集成：内置多种上下游数据系统的无缝集成，包括 Kafka，MySQL，Postgresql，MongoDB 等，并提供可扩展的数据系统对接能力。

EMQX Enterprise

EMQX Enterprise (以下简称 EMQX) 是一个强大的企业级物联网消息平台，专为大规模部署和物联网应用中的高可靠性而设计。在储能场景中，EMQX 能成为大型新能源电池储能系统互联的枢纽，通过以下能力为用户带来收益：

• 高可靠性和可扩展性：EMQX 采用分布式架构，具有高可用性和可扩展性，可以处理大规模并发消息传输。它支持水平扩展，以适应不断增长的物联网设备和数据流量，确保系统稳定性。
• 丰富的协议支持：除了 MQTT 协议外，EMQX 还支持多种消息传输协议。它允许开发人员扩展以支持各种私有协议，以满足其应用需求。
• 网闸穿透：EMQX 支持正向网闸穿透能力，支持储能电力系统不同的安全区之间的数据单向传输。
• 数据集成：EMQX 与各种数据存储服务、消息队列、云平台和应用无缝集成。它可以连接到云服务，实现远程数据传输和基于云的分析。
• 安全和认证：EMQX 提供强大的安全功能，包括 TLS/SSL 加密传输、客户端认证和访问控制。它支持多种认证方法，如用户名/密码、X.509 证书和 OAuth，确保物联网通信的安全性。
• 规则引擎和数据处理：EMQX 具有灵活的规则引擎，可以基于设备数据进行实时数据处理和转发。它支持数据过滤、转换、聚合和持久化等操作，帮助用户根据业务需求进行分析和决策。
• 可视化监控和管理：EMQX 提供直观的可视化监控和管理界面，允许用户实时监控物联网设备和消息传输。用户可以查看连接状态、消息流量和其他指标，还可以进行设备管理、故障排除和系统配置操作。