在儲能系統中，電池組將狀態信息反饋給電池管理系統BMS，BMS將其共享給能源管理系統EMS和儲能變流器PCS；EMS根據優化及調度決策將控制信息下發至PCS與BMS，控制單體電池/電池組完成充放電等。

電池管理系統BMS：擔任感知角色，主要負責電池的監測、評估、保護以及均衡等；

能量管理系統EMS：擔任決策角色，主要負責數據采集、網絡監控和能量調度等；

儲能變流器PCS：擔任執行角色，主要功能為控制儲能電池組的充電和放電過程，進行交直流的變換。

儲能系統中的信息互動架構

電池管理系統

BMS（BatteryManagementSystem，電池管理系統），BMS電池系統俗稱之為電池保姆或電池管家，是配合監控儲能電池狀態的設備。BMS和電芯一起組成電池系統。

功能

BMS擔任儲能系統中的感知角色，主要功能是監控電池儲能單元內各電池運行狀態，保障儲能單元安全運行。

BMS對電池的基本參數進行測量，包括電壓、電流、溫度等，防止電池出現過充電和過放電，延長電池的使用壽命。

BMS需要計算分析電池的SOC（電池剩余容量）和SOH（電池健康狀態），并及時上報異常信息。

BMS擔任儲能系統中的感知角色

電池柜

分層感知架構

BMS系統大多都是三層架構，硬件主要分成從控單元、主控單元和總控單元。

1）底層：從控BMU，為單體電池管理層。由電池監控芯片及其附屬電路構成，負責采集單體電池的各類信息，計算分析電池的SOC（電池剩余容量）和SOH（電池健康狀態），實現對單體電池的主動均衡，并將單體異常信息上傳給主控。

2）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。計算分析電池組的SOC和SOH。

3）上層：總控，為電池簇管理層。負責系統內部的整體協調以及與EMS、PCS的外部信息交互，根據外部請求控制整個BMS系統的運行過程。

儲能BMS系統各層功能

技術要求

儲能BMS比汽車動力電池的BMS更復雜，要求更高。

管理電池容量量級相差大。儲能BMS管理的電源達到了MWh級別，串并聯電池數量極大。

儲能BMS有更嚴格的并網要求。儲能EMS需要與電網連接，對諧波、頻率等有更高要求。而動力電池BMS一端與電池相連，另一端與整車的控制及電子系統相連接，技術要求相對更低。

儲能BMS技術要求

市場

目前BMS制造產商主要包括車廠、電池廠與專業BMS制造商。與動力電池的BMS主要由終端車廠主導不同，儲能電池的終端用戶沒有加入BMS研發與制造的需求；目前儲能BMS沒有形成領導者，根據中商情報網統計，專業電池管理系統廠商市場份額占比約為33%。

BMS對儲能系統安全、壽命、經濟的價值沒有被客戶充分認知，價值與價格不對等；另外，BMS需與電芯參數等呈對應的關系，各電池廠商模組方案不同、控制策略、保護參數、通訊協議、匯流方案等不同，現場調試工作量大，存在信息孤島問題。

儲能BMS主要參與方與市場格局

儲能BMS現狀

由基本功能向高級功能發展

1）BMS是儲能系統安全、長壽命、低成本的重要保障。

單體電池的非一致性容易帶來木桶效應，造成實際充放電深度和循環壽命減少，帶來直接經濟損失；同時容易導致電池系統安全性能的下降，直接影響運行安全。

2）目前BMS功能已經由監測、通訊、保護、顯示、存儲等基本功能向電池系統安全診斷和長壽命運維、系統經濟性指標診斷等高級功能發展。

從技術上看，主動均衡技術將成為標準，大數據、人工智能等技術被應用到電池狀態算法中；未來低端BMS供應商的生存空間將越來越小。

智慧運維、高級功能等是未來各廠商之間產生差異化競爭的核心要點。

電池管理系統BMS功能

深度結合大數據管理與云邊協同

BMS設備是構建云邊結合的儲能系統大數據平臺與深度挖掘分析功能的重要組成部分。

邊：以BMS為基礎發展云邊協同，充分發揮BMS的數據匯聚能力，在站級設備端實現電池系統實時數據的采集、分析、狀態診斷和評估，實現數據的清洗和預加工；

云：云端基于更多站端的數據，實現多維度時空數據挖掘、提煉、精加工，實現更詳細、更全面的電池運行狀態、安全狀態、儲能系統可靠性的評估，動態優化BMS運行策略及算法模型并下設至設備端，達到最佳安全和經濟性的運維模式，實現智慧運維，并為能源匯聚/分配/交易提供數據支撐，為儲能系統的價值實現提供保障。

以BMS為基礎發展云邊協同

能量管理系統

EMS（Energy Management System，能量管理系統），是儲能系統的決策中樞，充當 “大腦”角色。能量管理系統包括電網級能量管理系統和微網級能量管理系統，儲能系統中提到的EMS一般指微電網級。

構成

能量管理系統一般分為設備層、通訊層和應用層。

設備層：需要能量采集變換（PCS、BMS）做支撐；

通訊層：主要包括鏈路、協議、傳輸等；

信息層：主要包括緩存中間件、數據庫、服務器，其中數據庫系統負責數據處理和數據存儲，記錄實時數據和重要歷史數據，并提供歷史信息查詢；

應用層：表現形式包括APP、Web等，為管理人員提供可視化的監控與操作界面，具體功能涵蓋能量變換決策、能源數據傳輸和采集、實時監測控制、運維管理分析、電能/電量可視分析、遠程實時控制等。

儲能EMS基本功能

儲能EMS基本架構

優化運行策略和控制策略設計是要點

優化運行策略和控制策略的設計是EMS產品的核心要點和難點。

綜合考慮儲能充放電特性、儲能單元充放電成本、儲能應用效益，在滿足電網調度控制需求的前提下，進行優化運行策略和控制策略的設計，能夠提升儲能系統運行的經濟效益和改善各類技術指標。

電網側know-how積累形成競爭優勢

EMS產品一般作為儲能系統與更上一層信息系統交互的樞紐。

儲能系統通過EMS參與電網調度、虛擬電廠調度、“源網荷儲”互動等。

EMS產品與電網調度等密切配合，并在功能上具備一定相似性，需要公司了解電網的運行特點，深耕電網側信息化的企業具備知識know[1]how積累，能夠形成能力復用，具備一定優勢。

審核編輯：彭菁