储能系统的“神经中枢”

能源阿阳 2023年2月23日浏览：1563 收藏：1

 
 一、从概念来看EMS和BMS哪里不一样 

 
 EMS是储能的能源管理系统，它一般是指针对锂电池储能电站推出的调控一体化能量管理系统，实现了实时监控、诊断预警、全景分析、高级控制功能，满足运行监视全面化、安全分析智能化、全景分析动态化的需求，保证储能电站安全、可靠、稳定运行。 

 
 EMS（Energy Management System，能量管理系统），是储能系统的决策中枢，充当 “整个神经系统”的角色。能量管理系统包括电网级能量管理系统和微网级能量管理系统，储能系统中提到的EMS一般指微电网级。 

 
 BMS是Battery Management System的缩写，意思为电池管理系统。BMS作为电池管理的决策系统，我把它比喻为储能系统的大脑，EMS一般作为储能系统与更上一层（如电网）信息系统交互的枢纽。EMS能源管理系统适用于储能站、微电网、新能源储能一体化等类型项目的系统监控、功率控制及能量管理的监控系统，实现对储能电站BMS和PCS的集中监控，统一操作、维护、检修和管理，实现故障的快速切除、在负荷高峰时缓解电网压力、降低电网运行成本、提高经济效益。 

 
 储能系统通过BMS参与对储能电池的决策与管理，BMS担任储能系统中的感知角色，主要功能是监控电池储能单元内各电池运行状态，保障储能单元安全运行。储能系统通过EMS参与电网 调度、虚拟电厂调度、“源网荷储”互动等。一个管储能系统的“内政”，一个管储能系统的“外交”。 

 
 二、EMS的架构和BMS的架构不同 

 
 EMS的架构主要包括设备层、通讯层、信息层和应用层。（1）设备层：需要能量采集变换（PCS、BMS）做支撑；（2）通讯层：主要包括链路、协议、传输等；（3）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；（4）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，具体功能涵盖能量变换决策、能源数据传输和采集、实时监测控制、运维管理分析、电能/电量可视分析、远程实时控制等。如下图： 

 
 BMS系统大多都是三层架构，硬件主要分成从控单元、主控单元和总控单元。 

 
 （1）底层：从控BMU，为单体电池管理层。由电池监控芯片及其附属电路构成，负责采集单体电池的各类信息，计算分析电池的SOC（电池剩余容量）和SOH（电池健康状态），实现对单体电池的主动均衡，并将单体异常信息上传给主控； 

 
 （2）中间层：主控BCU，为电池组管理层。收集BMU上传的各种单体电池信息，采集电池组信息。计算分析电池组的SOC和SOH； 

 
 （3）上层：总控，为电池簇管理层。负责系统内部的整体协调以及与EMS、PCS的外部信息交互，根据外部请求控制整个BMS系统的运行过程。如下图： 

 
 三、EMS和BMS的功能不同 

 
 （一）EMS的功能 

 
 1、系统总控。主要通过一是进行实时数据采集和监控，包括储能站关键运行信息：包括电站额定功率、电站额定容量、电站PCS运行台数以及根据储能电站上送的运行数据，分析系统运行状态，挖掘或抽取有用的信息，如储能系统 SOC、SOH、储能充放电效率等；二是地图显示储能站的地理位置；三是展示近期的历史数据：今日和昨日削峰电量、本月、本周、昨日、24小时的充放电有功功率曲线。 

 
 2、监视与控制。一是显示当前储能站的充放电情况，以及相关关键数据情况；二是对储能电站下多个储能单元的事故汇总，可通过点击光字牌查看详细；三是对计划控制中储能电站的显示数据，包括充放电实时曲线、日中计划曲线、日内超短期曲线。 

 
 3、日前计划。一是充放电计划维护：此页面对用户的展示内容包括储能站的充放电计划、新能源预测信息曲线及储能充放电信息曲线。用户在“充放电计划维护”一栏可以新增、修改、删除储能站的充放电计划。可以通过充一放、两充两放或一充两放等模式进行削峰填谷、新能源消纳、削峰填谷兼顾新能源消纳、应急保电的控制策略；二是历史计划查询：通过日期选择查询相应时间段的调度计划值或系统自动生成的储能充放电计划值。 

 
 4、报警查询。用户可通过报警界面能够对历史报警信息进行查询并导出。准确轻松地进行历史报警信息的寻找，无需每次通过系统进行查找。 

 
 （二）BMS的功能 

 
 BMS担任储能系统中的感知角色，主要功能是监控电池储能单元内各电池运行状态，保障储能单元安全运行。 
 BMS对电池的基本参数进行测量，包括电压、电流、温度等，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命。BMS需要计算分析电池的SOC（电池剩余容量）和SOH（电池健康状态），并及时上报异常信息。 

 
 BMS是储能系统安全、长寿命、低成本的重要保障。目前BMS功能已经由监测、通讯、保护、显示、存储等基本功能向电池系统安全诊断和长寿命运维、系统经济性指标诊断等高级功能发展。特别是BMS设备是构建云边结合的储能系统大数据平台与深度挖掘分析功能的重要组成部分。 

 
 1、边。以BMS为基础发展云边协同，充分发挥BMS的数据汇聚能力，在站级设备端实现电池系统实时数据的采集、分析、状态诊断和评估，实现数据的清洗和预加工。 

 
 2、云。云端基于更多站端的数据，实现多维度时空数据挖掘、提炼、精加工，实现更详细、更全面的电池运行状态、安全状态、储能系统可靠性的评估，动态优化BMS运行策略及算法模型并下设至设备端，达到最佳安全和经济性的运维模式，实现智慧运维，并为能源汇聚/分配/交易提供数据支撑，为储能系统的价值实现提供保障。 