储能EMS是如何运行的？核心组成+关键技术全剖析！
储能EMS是如何运行的？核心组成+关键技术全剖析！
储能是电力生产过程“采-发-输-配-用-储”六大环节中一个重要的组成部分。目前市场上主流的储能方式包括物理储能和电化学储能（新型储能技术介绍与分析）。电化学储能虽然起步晚，但现在也开始进入产业规模化发展期，电池管理系统BMS和能量管理系统EMS更是其重要构成。
电化学储能系统的构成：
电化学储能系统主要由电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）、电池组、储能变流器（PCS）以及其他电气设备构成。
电化学储能系统构成示意图
电池管理系统BMS：
担任感知角色，主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等；
能量管理系统EMS：
担任决策角色，主要负责数据采集、网络监控和能量调度等；
储能变流器PCS：
担任执行角色，主要功能为控制储能电池组的充电和放电过程，进行交直流的变换。
电池管理系统（BMS）
什么是BMS？
BMS全称是Battery Management System，电池管理系统。它是配合监控储能电池状态的设备，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。一般BMS表现为一块电路板，或者一个硬件盒子。
而储能BMS是指用于管理电池储能系统的子系统，包括电池充电、放电、温度、电压等参数监测，电池剩余容量(SOC)、电池健康状态(SOH)估算以及保护措施等。
储能BMS的主要功能：
- 监测和控制电池的状态
储能BMS可以监测电池的电压、电流、温度、SOC和SOH等参数，以及其他有关电池的信息
- 防止电池过度充电或过度放电
储能BMS使用在电池充电时会对电池电压进行控制，保证电池的实时状态，同时在电池达到最大容量后停止充电
- 确保系统远程监测和报警
储能BMS可以通过网络等手段将实时数据传送到监测端，同时可以定期发送故障检测和警报信息
- 提供多种保护功能
储能BMS可以提供多种保护功能，以防止电池短路、过流等问题的发生，并保证电池组件之间的安全通信
- 控制电池的温度
电池的温度是影响电池性能和寿命的重要因素之一。储能BMS可以监测电池温度，防止温度过高或过低对电池造成损害
总之，储能BMS可以对电池储能系统进行全面的监控和控制，确保它们的安全性、稳定性和性能，从而实现储能系统的最佳效果。
此外，储能BMS还可以提高储能系统的使用寿命和可靠性，降低维护成本和操作风险，并提供更灵活、可靠的储能解决方案。
因此，储能BMS在电池储能系统中发挥着至关重要的作用。
能源管理系统（EMS）：
什么是EMS？
提到储能，首先想到的大概率就是电池，电池的好坏关系到能量转换效率、系统寿命和安全等重要方面，但储能要想作为一个系统发挥价值，其中作为“大脑”的核心构件---EMS（能源管理系统）作用同等重要。
EMS全称是Energy Management System，能源管理系统。一方面直接负责储能系统的控制策略，而控制策略则影响系统内电池的衰减速率和循环寿命，从而决定储能的经济性；另一方面还监控系统运行中的故障异常，起到及时快速保护设备、保障安全性的重要作用。
EMS系统架构：
EMS的架构主要包括以下四个层级：
- 设备层：
需要能量采集变换（PCS、BMS）做支撑；
- 通讯层：
主要包括链路、协议、传输等；
- 信息层：
主要包括缓存中间件、数据库、服务器，其中数据库系统负责数据处理和数据存储，记录实时数据和重要历史数据，并提供历史信息查询；
- 应用层：
表现形式包括APP、Web等，为管理人员提供可视化的监控与操作界面。
工商业储能EMS典型组网示意图
EMS的主体功能：
工商业储能站点容量小、数量多、分散广、运维成本要求高，无法支持本地有人值守，势必要求远程运维监控。而传统EMS被设计为单机版、本地化。
因此，传统的EMS系统无法用在工商业储能，但工商业储能EMS功能方面和传统储能EMS有相似的地方，也有差异，一般包括：
- 系统概况：
展示当前储能系统的运行概况；
- 设备监控：
按设备查看各类设备的实时运行数据，并支持设备调控；
- 运行收益：
展示储能的收益和电量信息，是业主最关心的功能；
- 故障告警：
汇总各类设备的故障告警，按时间，状态，等级等进行查询；
- 统计分析：
查询设备的历史运行数据和相关报表，同时支持数据导出；
- 能量管理：
EMS的核心功能，配置储能的策略；
- 系统管理：
包括电站基本信息，设备管理，电价时段管理，操作日志，账号管理，语言切换等功能。
传统储能运维 VS 工商业储能运维
EMS的应用场景
EMS是一套综合监控与能量管理一体化系统，可应用在电力、大工业、校园、商业楼宇、集控中心等多种场景，也可适应微电网、储能电站、新能源电站、充电站等多类型电站的能量管理和调度。
EMS行业现状
目前，中国储能EMS市场竞争激烈，多家企业在该领域展开了激烈的竞争。据统计，截至2022年底，中国储能EMS市场规模达到了100亿元人民币，其中前十家企业的市场份额占据了60%以上。
排行榜：来自储能网
总结
BMS降本增效还有很大提升空间，EMS更是未来能源管理的一个关键领域。BMS与EMS技术的突破不仅是推动电化学储能发展的重要条件，更是进一步推动可持续发展，助力我国实现2060碳中和目标的有力推手。