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PCS/BMS/EMS!工商业储能必须了解的三大专业术语!

发布时间:2024-04-15 09:51:25

很多想要入局储能行业的客户,对于储能系统还并不了解,甚至于一些储能行业的从业者也无法很好地阐述什么是PCS、BMS、EMS,今天就带大家简明扼要的聊一聊。


首先,想要了解储能,就要基本明白储能系统到底是怎样的。


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从整个储能行业的产业链可以看到,储能系统是以电池为核心的综合能源控制系统,其中主要包括电芯、EMS(能量管理系统)、BMS(电池管理系统)、PCS(双向变流器)等多个部分,电芯是整个储能系统的大头,占比约67%。


其次就是PCS占比10%、BMS占比9%,EMS占比相对较小约2%,而这三个行业专业术语也是也让很多不怎么接触储能的人一脸懵,其实弄清楚这三个术语,基本上对于储能系统掌握了一大半。


下面简单的介绍一下PCS、BMS和EMS。


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PCS(双向变流器)

PCS又称储能变流器,讲白了就是储能的逆变器,是储能系统与电网中间实现电能双向流动的核心部件,用作控制电池的充电和放电过程,进行交直流的变换。在电池储能系统中成本约占比15%-20%,是电池储能系统的关键核心环节。


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储能变流器由功率、控制、保护、监控等软硬件组成,其主要功能包括平抑功率、信息交互、保护等,PCS决定了输出电能质量和动态特性,也很大程度影响电池的使用寿命。

众所周知,光伏逆变器主要作用就是直流电变交流电,而储能PCS也是进行直交流电变换,从光伏市场的发展趋势来看,未来储能市场PCS未来也将会有巨大的竞争市场。

当下,国内工商业储能PCS的主流厂家也不算少了,而大部分都是之前做光伏逆变器的厂家开始进军储能逆变器市场。根据CNESA中关村储能产业技术联盟最新数据,2023年国内市场中,储能PCS出货量排名前十的中国储能PCS提供商,依次为:科华数能、上能电气、索英电气、盛弘股份、汇川技术、许继、株洲中车时代电气、南瑞继保、英博电气和禾望电气。


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目前业内电池储能系统主要采取集中式PCS,多组电池并联将引起电池簇之间的不均衡;组串式PCS可以实现簇级管理,提升系统寿命,提高全寿命周期放电容量,组串式PCS规模化应用趋势已见雏形。


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BMS(电池管理系统)

BMS是Battery Management System的简称,即电池管理系统,指用于管理电池储能系统的子系统,包括电池充电、放电、电压等参数监测、SOC(State of Charge)、SOH(State of Health)估算以及保护措施等。 


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1、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。


2、SOC(State of Charge)均衡

电池组使用期间,经常会出现电池SOC不平衡的情况,使得电池组的性能下降甚至导致电池故障。储能BMS可以通过电池均衡技术来解决这个问题,即通过控制电池之间的放电和充电,使所有电池单体的SOC保持一致。均衡时取决于电池的能量是耗散了还是在电池间转移了,又可以分为被动均衡和主动均衡两种模式。


3、防止电池过度充电或过度放电

电池过度充电或过度放电是电池组件容易出现的问题,过多和过少的充放电都会使电池组元件受到损害。对电池进行过度放电和过度充电可能会导致电池组件容量减少,甚至使其无法使用。因此,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。


4、确保系统远程监测和报警

储能BMS可以通过无线网络等手段进行数据传输,将实时数据传送到监测端,同时可以根据系统的设定,定期发送故障检测和警报信息。储能BMS还支持灵活的报告和分析工具,可以生成电池及系统的历史数据和事件记录,以支持数据监视和故障诊断。


5、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。同时,它也可以检测并处理单元故障、单点失效等事故。


6、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,并采取有效的措施来控制电池温度,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。


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根据CESA(中国化学与物理电源行业协会储能应用分会)最新数据,2023中国新型储能BMS企业TOP5分别为:高特电子、协能科技、科工电子、高泰昊能、亿纬储能。



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EMS(能量管理系统)


EMS又称能量管理系统,虽然在整个储能系统中占比并不是很大,但是却是整个储能系统中极为重要的核心构件。


EMS(能量管理系统)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。如果说将储能系统比做人体,那么EMS则是人的大脑心智。大脑心智决定一个人从事什么工作,也决定人体合理的劳作休息,和发生意外时的自我保护。


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源网侧储能运维 VS 工商业储能运维

值得注意的是,由于场景不同,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:


1、系统概况:展示当前储能系统的运行概况,包括:储能充放电量、实时功率、SOC、收益,能量图,多功率运行图等,作为监测的主页面。


2、设备监控:按设备查看各类设备,包括不限于PCS、BMS、空调、电表、智能断路器、消防主机、各类传感器等实时运行数据,并支持设备调控。


3、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。


4、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。


5、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。


6、能量管理:EMS的核心功能,配置储能的策略,包括手动和自动等模式,满足调试,检修,日常运行,保养等场景需求。


7、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。


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