普及可再生能源需要克服的一個難題是發(fā)電持續(xù)性，常見的可再生能源為太陽能、風(fēng)能，其發(fā)電能力受到自然天氣條件的限制，發(fā)電的波動性較大。因此，儲能便成為可再生能源中必不可少的環(huán)節(jié)，可以在能源閑置期間進(jìn)行能量儲存，而在能源需求高峰期進(jìn)行釋放，以便提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，最終降低能源成本和碳排放量。

此背景下，高效的儲能技術(shù)和安全經(jīng)濟(jì)的儲能產(chǎn)品正在飛速發(fā)展。完整的電化學(xué)儲能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、儲能變流器（PCS）以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。
今天講講儲能系統(tǒng)中大家經(jīng)常聽到的3S模塊：BMS、EMS、PCS。

電池管理系統(tǒng)BMS：擔(dān)任感知角色，主要負(fù)責(zé)電池的監(jiān)測、評估、保護(hù)以及均衡等；能量管理系統(tǒng)EMS：擔(dān)任決策角色，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和能量調(diào)度等；儲能變流器PCS：擔(dān)任執(zhí)行角色，主要功能為控制儲能電池組的充電和放電過程，進(jìn)行交直流的變換。

BMS

BatteryManagementSystem，（電池管理系統(tǒng)），BMS電池系統(tǒng)俗稱為電池保姆或電池管家，是配合監(jiān)控儲能電池狀態(tài)的設(shè)備，電芯一起組成電池系統(tǒng)?！鬊MS對電池的基本參數(shù)進(jìn)行測量，包括電壓、電流、溫度等，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命?！鬊MS需要計(jì)算分析電池的SOC（電池剩余容量）和SOH（電池健康狀態(tài)），并及時上報(bào)異常信息。

BMS系統(tǒng)大多都是三層架構(gòu)，硬件主要分成從控單元、主控單元和總控單元。

底層

從控BMU，為單體電池管理層。由電池監(jiān)控芯片及其附屬電路構(gòu)成，負(fù)責(zé)采集單體電池的各類信息，計(jì)算分析電池的SOC（電池剩余容量）和SOH（電池健康狀態(tài)），實(shí)現(xiàn)對單體電池的主動均衡，并將單體異常信息上傳給主控。

中間層

主控BCU，為電池組管理層。收集BMU上傳的各種單體電池信息，采集電池組信息。計(jì)算分析電池組的SOC和SOH。

上層

總控，為電池簇管理層。負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部的整體協(xié)調(diào)以及與EMS、PCS的外部信息交互，根據(jù)外部請求控制整個BMS系統(tǒng)的運(yùn)行過程。

EMS

Energy Management System（能量管理系統(tǒng)），是整個儲能系統(tǒng)中極為重要的核心構(gòu)件。
一方面直接負(fù)責(zé)儲能系統(tǒng)的控制策略，而控制策略則影響系統(tǒng)內(nèi)電池的衰減速率和循環(huán)壽命，從而決定儲能的經(jīng)濟(jì)性；另一方面還監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中的故障異常，起到及時快速保護(hù)設(shè)備、保障安全性的重要作用。
EMS能量管理系統(tǒng)構(gòu)成一般分為設(shè)備層、通訊層和應(yīng)用層。

1.設(shè)備層：需要能量采集變換（PCS、BMS）做支撐

2.通訊層：主要包括鏈路、協(xié)議、傳輸?shù)?/p>

3.信息層：主要包括緩存中間件、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器，其中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲，記錄實(shí)時數(shù)據(jù)和重要?dú)v史數(shù)據(jù)，并提供歷史信息查詢；

4.應(yīng)用層：表現(xiàn)形式包括APP、Web等，為管理人員提供可視化的監(jiān)控與操作界面，具體功能涵蓋能量變換決策、能源數(shù)據(jù)傳輸和采集、實(shí)時監(jiān)測控制、運(yùn)維管理分析、電能/電量可視分析、遠(yuǎn)程實(shí)時控制等。

EMS的主體功能：

①系統(tǒng)概況：展示當(dāng)前儲能系統(tǒng)的運(yùn)行概況，包括：儲能充放電量、實(shí)時功率、SOC、收益，能量圖，多功率運(yùn)行圖等，作為監(jiān)測的主頁面。

②設(shè)備監(jiān)控：按設(shè)備查看各類設(shè)備，包括不限于PCS、BMS、空調(diào)、電表、智能斷路器、消防主機(jī)、各類傳感器等實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)，并支持設(shè)備調(diào)控。

③運(yùn)行收益：展示儲能的收益和電量信息，是業(yè)主最關(guān)心的功能。

④故障告警：匯總各類設(shè)備的故障告警，按時間，狀態(tài)，等級等進(jìn)行查詢。

⑤統(tǒng)計(jì)分析：查詢設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和相關(guān)報(bào)表，同時支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出。

⑥能量管理：EMS的核心功能，配置儲能的策略，包括手動和自動等模式，滿足調(diào)試，檢修，日常運(yùn)行，保養(yǎng)等場景需求。

PCS

儲能變流器PCS，又稱雙向儲能逆變器，是儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)中間實(shí)現(xiàn)電能雙向流動的核心部件，用作控制電池的充電和放電過程，進(jìn)行交直流的變換。

PCS組成及特點(diǎn)：PCS由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、PCB板（印刷電路板）、電線電纜等硬件組成，其主要功能包括平抑功率、信息交互、保護(hù)等，PCS決定了輸出電能質(zhì)量和動態(tài)特性，也很大程度影響電池的使用壽命。

PCS應(yīng)用場景

1）儲能電站PCS的功率一般大于10MW，選取級聯(lián)型多電平拓?fù)洌捎肐GBT模塊設(shè)計(jì)，一般N個交流器安裝到集裝箱內(nèi)部，支持多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，需變壓器升壓接入電網(wǎng)。

2）集中式PCS的功率在250KW以上，當(dāng)前多采用兩電平拓?fù)?，同樣采用IGBT模塊化設(shè)計(jì)，使用功率器件較少，單機(jī)功率可達(dá)MW級，對系統(tǒng)可靠性要求較高。

3）工商業(yè)PCS的功率一般在250KW以下，當(dāng)前多采用三電平拓?fù)洌c分布式光伏相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用，還可利用電網(wǎng)峰谷差價(jià)獲利。

4）家庭戶用PCS的功率在10KW以下，與戶用光伏相結(jié)合，作為應(yīng)急電源、電費(fèi)管理等，對安全規(guī)范、噪聲等要求較高。隨著儲能市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大，儲能系統(tǒng)PCS設(shè)備不再是簡單的轉(zhuǎn)換設(shè)備，而是要求具備更高的集成能力。未來，儲能系統(tǒng)PCS將越來越傾向于集成設(shè)備，通過軟件的開發(fā)、升級、優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)的智能化控制、安全性能保障等，從而實(shí)現(xiàn)儲能技術(shù)在電網(wǎng)中的更好應(yīng)用。

總的來說，在儲能系統(tǒng)中，電池組將狀態(tài)信息反饋給電池管理系統(tǒng)BMS，BMS將其共享給能源管理系統(tǒng)EMS和儲能變流器PCS;EMS根據(jù)優(yōu)化及調(diào)度決策將控制信息下發(fā)至PCS與BMS，控制單體電池/電池組完成充放電等。3S之間相互通訊、互相收集信息反饋狀態(tài)，保證整個儲能系統(tǒng)按照制定的策略高效、準(zhǔn)確、安全的運(yùn)行。

大秦?cái)?shù)能DH200Y產(chǎn)品，將BMS、EMS二合一，省去BMS和EMS通信過程，執(zhí)行策略更高效、執(zhí)行結(jié)果更準(zhǔn)確，徹底避免通信故障。

在國家大力推行“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的友好政策和產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展的雙重推動下，儲能大規(guī)模市場已經(jīng)悄然而至。

隨著市場規(guī)模的擴(kuò)大，儲能領(lǐng)域也日益多元化，家庭儲能、大型電力儲能和工商業(yè)儲能等領(lǐng)域各具特色，相互之間可以互為補(bǔ)充。因此，新型儲能建設(shè)前景非常廣闊，而電化學(xué)儲能則是其中增長最快、發(fā)展最為穩(wěn)定的領(lǐng)域之一，未來有望得到更廣泛的應(yīng)用和推廣。