Shandong Energy Storage Society
完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统( BMS)、能量管理系统( EMS )、储能变流器( PCS )以及其他电气设备构成。
在储能系统中,电池组将状态信息反馈给电池管理系统BMS,BMS将其共享给能源管理系统EMS和储能变流器PCS;EMS根据优化及调度决策将控制信息下发至PCS与BMS,控制单体电池/电池组完成充放电等。
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。
1、BMS( 电池管理系统 )
BMS( BatteryManagementSystem,电池管理系统),俗称电池保姆或电池管家,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。
BMS电池管理系统单元包括BMS电池管理系统、控制模组、显示模组、无线通信模组、电气设备、用于为电气设备供电的电池组以及用于采集电池组的电池信息的采集模组。
电池管理系统(BMS),可对电池系统进行安全、可靠、高效的管理。系统通过采集电池模块数据,上传监控平台,通过三级故障保护系统以及对外置主回路继电器的控制,实现对电芯的过欠压、温度过高过低、充放电过流等保护。
2、EMS(能量管理系统 )
EMS(Energy Management System )又称能量管理系统,是现代电网调度自动化系统(含硬、软件)总称。其主要功能由基础功能和应用功能两个部分组成。基础功能包括:计算机、操作系统和EMS支撑系统。应用功能包括:数据采集与监视(SCADA)、自动发电控制(AGC)与计划、网络应用分析三部分。
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。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作人体,那么EMS则是人的大脑心智。
3、PCS( 双向逆变器)
储能变流器PCS(Power Conversion System)又称双向储能逆变器,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。变流器除主电路(分别为整流电路、逆变电路、交流变换电路和直流变换电路)外,还需有控制功率开关元件通断的触发电路(或称驱动电路)和实现对电能调节、控制的控制电路。
储能变流器的工作原理是交、直流侧可控的四象限运行的变流装置,实现对电能的交直流双向转换。该原理就是通过微网监控指令进行恒功率或恒流控制,给电池充电或放电,同时亚滑风电、太阳能等波动性电源的输出。
PCS的主要功能包括过欠压、过载、过流、短路、过温等的保护、具备孤岛检测能力进行模式切换、实现对上级控制系统及能量交换机的通信功能、并网-离网平滑切换控制等。
(参考文章:《BMS、EMS和PCS:电化学储能系统中不可或缺的三个部分》Lei Nikki)