新能源知识库(105)什么是 日本JEMS平台
日本 JEMS(Japan Energy Management System)平台是日本电力市场的重要运营和调度核心,与它进行数据对接是储能系统参与日本电力市场、提供辅助服务的关键。
下面我将从对接必要性、技术要求、核心协议、安全规范、实施步骤等方面为你梳理要点。
为了让你快速了解整体框架,我首先用一个表格概括与JEMS平台数据对接的核心方面:
对接层面 | 关键内容 | 备注/常见标准 |
主要目的 | 参与电力市场交易、提供辅助服务(调频、备用等)、执行调度指令、满足监管要求 | 是储能系统融入日本电网,实现价值的关键 |
典型通信协议 | JEMA协议 (日本电计器工业会制定)、IEC 61850 (国际通用)、IEC 60870-5-104 (远动通信)、Modbus (设备层) | 协议选择需与JEMS运营方(如OCCTO)确认;IEC 61850和IEC 104的应用日益增多 |
关键数据内容(上行) | 储能系统实时状态(SOC、SOH)、充放电功率、可调节容量、并网点电压/频率、故障信号、计量电量(分时) | 数据需高可靠性、低延迟 |
关键指令(下行) | 功率设定值(充/放电)、启停命令、运行模式切换、参数整定值(如频率死区) | 指令需具备安全认证和抗干扰能力 |
安全与合规 | 遵循日本电气事业法、JIS标准、网络安全指南;数据加密;设备认证(如JIS C 4411-4413光伏逆变器相关,可能参考) | 安全性是强制要求,通常需通过日本本地认证 |
主要挑战 | 协议差异、语言本地化(日文文档/界面)、严格的响应时间和可用率要求(如99.9%)、复杂的市场规则理解、高标准的网络安全认证 | 建议与熟悉日本市场的本地合作伙伴或系统集成商协作 |
一、为何需与JEMS对接:价值与要求
将储能系统接入JEMS平台,意味着其正式成为日本电力系统的可调度资源,从而可以:
参与电力市场:包括现货市场(日前、日内)和辅助服务市场(如调频、备用容量),通过执行JEMS下发的调度指令获取电费收益或服务补偿。
执行自动发电控制(AGC):响应JEMS的实时功率指令,通常要求秒级或毫秒级响应,以帮助电网维持频率稳定。
满足合规与监管:日本对并网发电设备(包括储能)有严格的报送数据和接受调度的要求,与JEMS成功对接是合规运营的前提。
二、对接的技术层面:协议与数据
1.通信协议
虽然JEMS可能有其特定要求,但国际标准在日本的应用也越来越多:
JEMA Protocol:日本电计器工业会制定的标准,在传统电力领域应用广泛。需确认JEMS侧支持的特定版本和规约细节。
IEC 61850:这是国际通用的变电站自动化通信标准,采用MMS(制造报文规范) 和GOOSE(通用面向对象的变电站事件) 进行模型化和快速通信,在日本智能电网和新型电力设备中的应用日益增多。
IEC 60870-5-104 (IEC 104):用于网络远程控制的经典远动协议,常用于传输“四遥”信息(遥测、遥信、遥控、遥调),是许多能源管理系统与上级调度中心通信的常见方式。
Modbus TCP/RTU:可能在设备层(如与PCS、BMS内部)使用,但与JEMS通信通常需要更高级的协议。
数据内容
上行数据(储能系统→JEMS)
实时运行数据:有功/无功功率、电压、电流、频率、SOC(荷电状态)、SOH(健康状态)、充放电状态、可调容量/功率上/下限。
状态与告警信息:并网/离网状态、设备故障信号、保护动作信号、通信状态。
计量数据:分时电能数据(发电量、用电量),通常需符合JIS C 1210等电能计量标准。
下行指令(JEMS→储能系统):
功率设定值:最核心的指令,要求储能系统以特定功率充电或放电。
启停控制:远程启动或停止运行。
模式切换:如切换于恒功率模式、调频模式等。
参数整定:下发频率调节死区、功率变化率限制等参数。
三、安全与合规性考量
与JEMS对接,安全和合规是重中之重,需密切关注:
遵循日本法规与标准:
电气事业法及相关政令、省令是根本大法。
JIS标准:如可能涉及JIS C 4411-4413(光伏逆变器相关,部分要求可参考用于储能变流器PCS)、JIS C 1210(电能计量)等。
网络安全指南:日本经济产业省(METI)发布的《电力基础设施网络安全指南》等文件,对能源系统的网络安全提出严格要求,包括访问控制、加密、日志审计、漏洞管理等。
数据安全:与JEMS之间的所有通信数据应进行加密(如TLS/SSL),防止数据篡改和窃取。
设备认证:储能系统中的关键设备(如PCS)可能需要通过日本本地认证,确保其符合日本技术标准和安全要求。
四、对接实施建议与步骤
1.前期确认与准备
明确要求:与JEMS的运营方(如OCCTO:电力广域的运航机关)或当地电力公司确认具体的通信协议、数据点表、性能指标(如响应时间、可用率)、测试认证流程。
技术评估:评估现有储能EMS系统是否支持所需协议和数据点。若不支持,需进行硬件升级或软件开发。
选择合作伙伴:强烈建议与熟悉日本电力市场规则、JEMS接口标准和网络安全要求的本地系统集成商或解决方案提供商合作。他们能提供关键的技术支持和合规性指导。
2.系统开发与调试
协议开发:根据JEMS要求的协议和点表,开发或配置通信网关、驱动。
数据映射:将储能系统内部数据(从BMS、PCS采集)准确映射到JEMS要求的数据点。
控制逻辑实现:在EMS中开发能够可靠接收、解析并执行JEMS指令的控制逻辑,同时确保与本地控制策略(如削峰填谷)无冲突。
模拟测试:在实验室环境中搭建测试平台,使用协议仿真软件模拟JEMS进行闭环测试,验证数据上报和指令执行的正确性、实时性和可靠性。
3.现场联调与认证
现场接入:在取得许可后,实际接入JEMS测试环境或正式环境。
联调测试:与JEMS运营方协同进行端到端的全面测试,包括通信建立、数据采集、指令下发、性能考核(如AGC响应测试)等。
认证与验收:通过所有测试后,取得JEMS运营方的接入认证,标志着储能系统正式具备参与市场交易的资格。
五、未来趋势与挑战
标准化与互操作性:随着日本可再生能源和储能的发展,推动更开放、标准的接口(如基于IEC 61850)以降低集成复杂度是趋势。
网络安全:要求将持续提升,需关注零信任架构、主动防御等新技术的应用。
市场规则演化:日本电力市场规则在不断调整,需持续关注其变化以及对数据交互的新要求。
总结与提醒
与日本JEMS平台成功数据对接是一项系统性工程,技术实现只是基础,更深层次的是对日本电力市场规则、技术标准、网络安全和合规要求的深刻理解与满足。
最重要的一点:在项目启动前,务必与JEMS运营方(如OCCTO)或您合作的日本本地集成商确认所有技术要求细节,这是项目成功的首要前提。