ems逆变器



一文读懂储能BMS、EMS、PCS相互之间的关联

一文读懂储能BMS、EMS、PCS相互之间的关联

在储能系统中，电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）和储能变流器（PCS）是三个核心组成部分，它们各自承担着不同的角色，但又相互关联，共同确保储能系统的安全、高效运行。

一、BMS：感知角色

BMS担任储能系统中的感知角色，主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等。它通过对电池组的状态信息进行实时采集和分析，确保电池组在安全、高效的条件下运行。

功能：BMS能够测量电池的电压、电流、温度等基本参数，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命。同时，它还能计算分析电池的SOC（电池剩余容量）和SOH（电池健康状态），并及时上报异常信息。架构：BMS系统大多采用三层架构，包括从控单元（BMU）、主控单元（BCU）和总控单元。从控单元负责采集单体电池的信息，主控单元负责收集BMU上传的信息并进行分析，总控单元则负责系统内部的整体协调以及与EMS、PCS的外部信息交互。技术要求：储能BMS比汽车动力电池的BMS更复杂，要求更高。它管理的电池容量量级大，且需要满足更严格的并网要求。

二、EMS：决策角色

EMS是储能系统的决策中枢，充当“大脑”角色。它主要负责数据采集、网络监控和能量调度等，确保储能系统能够根据电网需求和自身状态进行最优的能量分配和调度。

构成：EMS一般分为设备层、通讯层和应用层。设备层需要能量采集变换（PCS、BMS）做支撑；通讯层负责信息的传输和协议转换；应用层则提供可视化的监控与操作界面，实现能量变换决策、实时监测控制等功能。功能：EMS能够优化运行策略和控制策略，提升储能系统运行的经济效益和改善各类技术指标。同时，它还能与电网调度等信息系统交互，参与电网调度、虚拟电厂调度等。核心要点：优化运行策略和控制策略的设计是EMS产品的核心要点和难点。需要综合考虑储能充放电特性、储能单元充放电成本、储能应用效益等因素，进行优化设计。

三、PCS：执行角色

PCS是储能系统中的执行角色，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。它是实现直流电芯与交流电网之间的双向能量传递的重要设备。

功能：PCS可以工作在整流器工作状态和逆变器工作状态。在整流器工作状态下，它将电网的交流电转换成直流电对储能系统的电芯充电；在逆变器工作状态下，它将电芯的直流电转换成交流电馈入电网。技术路线：PCS的拓扑结构与电化学储能系统的技术路线密切相关。随着新型电力电子器件的发展及性能提升，高电压、大功率PCS装置的生产及应用已成为现实。

四、相互之间的关联

在储能系统中，BMS、EMS和PCS相互关联，共同协作。

信息互动：电池组将状态信息反馈给BMS，BMS将其共享给EMS和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。协同工作：BMS确保电池组的安全运行，提供准确的状态信息；EMS根据这些信息制定最优的能量调度策略；PCS则执行这些策略，实现能量的双向传递。

五、总结

储能系统中的BMS、EMS和PCS是相互关联、相互依存的三个核心组成部分。它们各自承担着不同的角色和功能，但又紧密协作，共同确保储能系统的安全、高效运行。通过深入了解它们的工作原理和相互关系，我们可以更好地理解和应用储能技术，为能源转型和可持续发展做出贡献。

光伏逆变器与储能逆变器有什么区别？

光伏逆变器与储能逆变器在功能用途、工作模式、对电网的适应性和支撑能力、控制策略和技术复杂度、应用场景侧重等方面存在明显区别：

功能用途方面

光伏逆变器：核心功能是将光伏板产生的直流电转换为交流电，以便接入电网或供本地用电设备使用，实现光伏发电的并网或离网应用，保障光伏系统电能输出符合用电要求，侧重于光伏直流电的转化与传输。

储能逆变器：除具备直流电转交流电功能外，还能与储能设备（如电池）配合，实现电能双向转换。既可将储能设备中的直流电变为交流电输出，也能把外部输入的交流电整流为直流电充入储能设备，起到调节电能、削峰填谷、保障供电稳定性等作用，适用于应对电网波动、实现电力存储与灵活调配。

工作模式方面

光伏逆变器：通常按照光伏电池板的发电情况，跟随日照强度等因素实时将直流电转换输出交流电，工作模式侧重于对光伏电能的即时转换处理，围绕光伏发电的高效、稳定输出运行，有并网型、离网型以及混合型等不同模式，以适配不同光伏应用场景。

储能逆变器：需要依据电网状态、储能设备的电量情况以及负载用电需求等多种条件灵活切换工作模式。例如，电网停电时快速切换到离网供电模式，依靠储能设备为关键负载供电；电网电价低谷时段将交流电整流充入储能设备，高峰时段把储能设备的直流电转为交流电输出使用，工作模式更为复杂且灵活多变。

对电网的适应性和支撑能力方面

光伏逆变器：并网应用时，主要关注将光伏电能顺利、高效并入电网，满足电网对电能质量、功率因数等方面的基本接入要求。部分先进产品虽具备一定无功功率调节等功能辅助电网，但整体对电网的支撑能力相对有限，多为单向电能输出角色。

储能逆变器：可通过充放电控制，主动参与电网的频率调节、电压支撑等，对电网适应性更强。在电网出现故障、波动等情况时，能凭借储能系统提供应急电力，维持电网稳定运行，起到电网“稳定器”的作用，双向电能交互能力使其在电网侧应用价值更高。

控制策略和技术复杂度方面

光伏逆变器：控制重点在于最大功率点跟踪（MPPT），确保光伏电池板时刻在最大功率输出状态下工作，转换效率的优化也是关键控制点，技术研发和应用主要围绕这几个方面展开，技术复杂度主要聚焦在光伏电能的高效转换环节。

储能逆变器：不仅要考虑转换效率、MPPT等，还需要复杂的能量管理系统（EMS）来协调储能设备和逆变器之间的充放电控制，精准判断电网、负载以及储能的实时状态并进行合理的电能调配，技术复杂度更高，涉及电力电子技术、电池管理技术以及智能控制策略等多领域的综合应用。

应用场景侧重方面

光伏逆变器：广泛应用于各类光伏发电项目，无论是大型集中式光伏电站，还是分布式屋顶光伏发电系统等，只要涉及将光伏产生的直流电转变为交流电供使用或并网的情况，都会用到光伏逆变器，更侧重于太阳能的发电利用环节。

储能逆变器：更多应用在对电力供应稳定性、电能质量要求较高以及需要进行电力存储调节的场景，像一些对停电敏感的工业场所、医院、数据中心等备用电源系统，还有参与电网调峰调频的储能电站等，更强调电能的存储与灵活调配保障供电质量。

如何搞定不上网光伏项目的余电困扰

解决“不上网光伏项目”余电困扰的核心思路是：通过加装储能系统、优化系统设计、智能防逆流控制及拓展用电场景等方式，实现余电的高效消纳与动态管理，提升系统经济性与安全性。 具体方案如下：

加装储能系统，动态调节余电储能系统是解决余电问题的最直接方式。通过储能逆变器与电池系统协同工作，可将白天富余电量存储，在用电高峰或夜间释放使用，实现能源错峰利用。例如，汇珏科技集团的家用与工商业储能逆变器系统支持直流/交流耦合接入，结合高性能磷酸铁锂电池和BMS控制系统，构建一体化储能方案。其核心优势包括：

高转换效率：系统转换效率达98%，减少能量损耗；

智能追踪与扩容：支持MPPT追踪、多路并联扩容，适应不同规模项目；

远程监控与联动：通过RS485、WiFi等协议与防逆流控制器或EMS平台联动，实现智能化管理。储能系统的应用不仅提升了系统自给率，还通过峰谷电价差增加了用户收益。

优化系统规模与功率设计在项目初期科学评估用电需求，合理设计光伏系统容量，使发电曲线与负荷曲线匹配，从源头减少余电。例如：

错峰配置容量：根据办公、工业园区等场景的用电高峰时段，调整光伏阵列容量，避免中午余电过剩；

选择高动态响应逆变器：搭配如汇珏逆变器等具备广适用电压范围的产品，提升发电效率，同时预留接口为未来扩容或储能接入留出空间。此方案通过精准设计降低余电产生概率，适用于新建项目或改造场景。

智能防逆流控制，动态调整输出搭载智能防逆流控制系统的逆变器可实时监测电网与负载状态，动态调节发电功率，避免余电倒灌电网引发安全问题。例如：

实时限功率与防逆流：汇珏逆变器全系支持智能限载功能，即使电网不允许并网，也能通过匹配负载变化安全运行；

远程监控与策略配置：通过APP实现远程运维，用户可灵活调整发电策略，提升运维效率。此方案适用于电网接入受限或对安全性要求高的场景，确保系统稳定运行。

拓展用电场景，提高能量消纳能力通过增加电力消纳设备，将余电用于其他负载，例如：

配置电动汽车充电桩：利用余电为车辆充电，降低对电网的依赖；

接入制冷制热设备或景观照明：在光伏发电高峰期启动高耗能设备，直接消耗余电；

EMS能量管理系统调度：汇珏逆变器配套的EMS系统支持多路负载控制与分时调度，根据用电曲线自动调节设备运行时段，提升能源利用效率。此方案通过多元化用电场景，将余电转化为实际生产力，适用于工商业或大型园区项目。

总结：“自发自用，余电不上网”模式对系统集成与调度能力提出更高要求，核心解决方案需围绕逆变器性能展开。汇珏科技集团凭借20余年技术积累，推出涵盖储能逆变器、智能防逆流控制及EMS管理系统的多场景解决方案，为分布式光伏项目提供安全、高效、可扩展的技术支撑。若面临余电处理难题或项目设计需求，可访问官网（www.hj-ess.com）获取更多方案细节。

Eos Energy Enterprises公司与FlexGen Power Systems公司携手开发锌电池储能系统

Eos Energy Enterprises公司与FlexGen Power Systems公司携手开发的锌电池储能系统相关情况如下：

一、合作开发内容

双方签署联合开发协议（JDA），使用Eos公司生产的锌电池和FlexGen公司的能源管理系统（EMS）开发完全集成的储能解决方案。该方案整合了Eos公司的Z3锌电池储能系统、逆变器、变压器，以及FlexGen公司开发的Hybrid OS能源管理系统。

二、Eos公司相关动态

资金支持与产能规划

获得美国能源部贷款计划办公室（LPO）首笔6830万美元贷款，用于扩建宾夕法尼亚州Mon Valley Work电池储能项目。

LPO提供的3.035亿美元资金覆盖“美国制造锌能源项目”（AMAZE）约80%成本。

计划到2027年通过自动化生产线实现年产8GWh锌电池目标。

项目订单与产品特性

从独立发电商IEP公司获得400MWh电池储能系统订单，用于加利福尼亚州圣迭戈县海军陆战队彭德尔顿基地的Haybarn Energy Reliability Centre项目。

该项目采用Z3 Cube电池构建，产品具有不易燃特性，且无需部署冷却系统。

市场表现与供应链

今年第三季度收入低于去年同期，但近期市场活动可能带来积极影响。

收入变化归因于解决了Z3 Cube电池相关的供应链问题，构建可靠的美国国内供应链有望提升利润。

三、FlexGen公司相关动态

项目部署经验

今年4月与独立发电运营商Arclight公司及其子公司Infinigen Renewables公司合作，在波多黎各部署太阳能+储能项目，配套电池储能系统采用Hybrid OS能源管理系统管理。

供应链合作

2023年11月与电池制造商海辰储能公司签署25GWh电池供应和EMS双向采购协议，成为2023年电池供应商与储能系统集成商之间规模最大的采购协议之一。

电池储能系统的组成部分

电池储能系统主要由电池组、电池管理系统（BMS）、电力转换系统（PCS）、控制系统（EMS）和辅助设备五部分组成，各部分功能及协作逻辑如下：

电池组作为储能系统的核心，由多个电池单元通过串联或并联方式连接而成，具体结构取决于系统对电压和容量的需求。其核心功能是储存电能，并在需要时通过放电释放能量。电池单元的选型（如锂离子、铅酸、液流电池等）直接影响系统的能量密度、寿命和成本。例如，锂离子电池因高能量密度和长循环寿命被广泛应用于电网级储能，而铅酸电池则多用于低成本、短周期的场景。

电池管理系统（BMS）负责电池组的监控、管理与保护，具体功能包括：

状态监测：实时采集电池的电压、电流、温度等参数，评估健康状态（SOH）和剩余电量（SOC）。

温度控制：通过散热或加热装置维持电池工作在最佳温度范围（通常20-40℃），避免高温加速老化或低温导致性能下降。

充放电保护：防止过充、过放、过流或短路，延长电池寿命。

均衡管理：通过主动或被动均衡技术消除电池单元间的容量差异，避免“木桶效应”降低整体性能。BMS的可靠性直接影响电池组的安全性和使用寿命，是储能系统稳定运行的关键。

电力转换系统（PCS）实现电能形式的双向转换，核心设备包括逆变器和变压器：

逆变器：将电池组输出的直流电（DC）转换为交流电（AC），供电网或负载使用；在充电时，将交流电转换为直流电为电池充电。

变压器：调整电压等级以匹配电网或负载需求，同时提供电气隔离，保障安全。PCS需具备高效率（通常>95%）、低谐波失真和快速响应能力（毫秒级），以适应电网调频、调峰等场景的需求。

控制系统（EMS）作为储能系统的“大脑”，负责全局优化与调度，功能包括：

能量管理：根据电网需求、电价信号或用户指令，制定电池充放电策略，实现经济运行（如峰谷套利）。

运行监控：实时监测各子系统状态，故障时触发保护机制（如停机或隔离）。

协调控制：与电网调度系统交互，参与辅助服务（如调频、备用容量），提升系统灵活性。EMS需具备强大的计算能力和通信接口，以支持复杂场景下的实时决策。

辅助设备保障系统安全与可靠运行，主要包括：

冷却系统：通过风冷、液冷或相变材料等方式散热，防止电池过热。

电池支架：固定电池组，提供机械支撑和抗震保护。

安全保护系统：包括消防装置（如气体灭火）、防爆阀和应急断电装置，应对火灾、泄漏等极端情况。辅助设备的设计需考虑环境适应性（如湿度、粉尘）和长期维护成本。

系统协作逻辑：用户或电网需求通过EMS转化为控制指令，BMS根据指令调整电池充放电状态，PCS实现电能转换，辅助设备保障运行环境安全。例如，在电网调峰场景中，EMS检测到用电低谷时，指挥PCS将交流电转换为直流电为电池充电；高峰时则反向操作，释放储存的电能。各子系统通过高速通信协议（如CAN、Modbus）实现数据交互，确保协同效率。

设计考量因素：需综合评估应用场景（如家庭储能、工业园区或电网级）、能量需求（容量与功率）、性能要求（效率、响应速度）和可靠性（冗余设计、故障率），以优化成本与性能的平衡。例如，家庭储能系统可能更注重体积和成本，而电网级系统则强调寿命和安全性。

户用储能系统市场概览、应用场景及市场竞争情况

户用储能系统市场正处于快速增长阶段，主要应用于家庭自发自用电力场景，核心驱动因素包括政策支持、电价上涨及光伏成本下降，欧洲为全球最大市场，竞争格局以国内外厂商共同参与为主。具体内容如下：

一、户用储能系统市场概览系统构成：户用储能系统由储能逆变器、储能电池及其他电气设备组成。储能逆变器包含储能变流器（PCS）与能量管理系统（EMS），是系统的控制中心，负责信息处理、控制策略制定及交直流变换功能；储能电池包含电池模组（电芯）与电池管理系统（BMS），其中BMS技术壁垒较高，核心功能为监测及控制电池充放电过程，确保安全使用。储能逆变器通过CAN接口与BMS通讯，获取电池状态信息并下发控制指令。市场规模：全球户用储能市场以海外为主，欧洲、美国、澳大利亚等能源价格高、居民电价高的地区为主要市场。2021年全球新增户用储能装机规模为1.91GW，按电池容量统计为4.36GWh；预计2022年全球装机规模达15GWh，出货量达24GWh，2025年装机规模将达50GW，电池容量规模达122GWh，出货量达196GWh。欧洲是全球最大市场，2020年累计装机1.8GWh，2021年新增投运2.8GWh，德国累计安装43万套，占比最高；2022年欧洲户用储能装机高速增长，德国成为全球最大市场，意大利、英国等国装机规模加速增长，预计2022年、2023年欧洲装机规模分别达10GWh、23GWh。二、户用储能系统应用场景电力系统应用场景：储能技术应用于发电侧、电网侧及用电侧。发电侧用于可再生能源发电厂及传统电站，改善发电特性、平抑波动、提高发电质量及安全水平，辅助传统电站动态运行；电网侧用于电力辅助服务，通过调频、调幅保障电网稳定运行；用电侧主要应用于家庭户用储能及工商业储能。户用储能经济性应用：随着海外居民电价上涨及光伏、储能设备价格下降，光伏储能配套实现电力自发自用模式的经济性增强。户用储能系统可降低家庭用电成本，提高用电稳定性；小型工商业储能系统通过削峰填谷、降低容量电价等模式减少电费支出，提高用电经济性及稳定性。政策与市场驱动应用：欧盟通过“CEP计划”（2019年）及“REPowerEU”（2022年）支持户用储能发展，加速光伏系统建设，推动欧洲户用储能市场快速增长。居民高电价带来的能耗负担进一步促进市场增长。三、户用储能市场竞争情况应用场景分类竞争：储能应用场景分为电源侧、电网侧及用户侧。电源侧储能用于平滑新能源出力波动，应用规模最广；电网侧储能提供系统备用、延缓输变电设备阻塞等，是重要应用；用户侧储能用于提高电能质量、参与需求侧响应，市场规模高速增长。户用储能系统特点与竞争：

特点：户用储能系统应用于住宅及小型工商业场景，具有储能逆变器功率较低、储能电池容量较小且用户配置方案多样化的特点。用户可根据家庭负载数量、能耗大小选择经济组合方式。

竞争格局：

市场规模：以海外市场为主，欧洲为全球最大市场。2021年全球户用储能装机规模达4.36GWh，预计2021-2025年持续快速增长。

市场参与者：核心设备包括储能逆变器、储能电池，参与者包括电池厂商（如派能科技）及逆变器厂商（如固德威、阳光电源、古瑞瓦特、锦浪科技等国内厂商，以及SMA、SolarEdge等国外厂商）。

市场占有率：2021年派能科技户用储能电池市场占有率为14%；固德威户用储能逆变器出货量达6.08万台，市场占有率9.8%，估算整体市场规模约62万台；艾罗能源户用储能电池出货量177MWh，市场占有率约4.1%，逆变器出货量约2.23万台，市场占有率约3.6%。

ems是什么电气设备

在电气领域，EMS通常指储能管理系统（Energy Management System），是一种用于优化能源存储和分配的核心控制平台。

1. 核心功能定位

储能管理系统（EMS）的核心功能是实时监控、智能调度与策略优化。它通过集成传感器、数据分析算法和自动化控制模块，实现对储能设备（如电池组）的充放电管理、系统效率提升以及电网需求响应，从而平衡能源供需关系。

2. 典型应用场景

理解核心功能后，其落地场景可归纳为两类：

•工商业储能：例如工厂、园区等场景中，EMS通过峰谷电价差套利、负载调节降低用电成本。

•新能源并网：配合光伏、风电等间歇性能源，EMS可平抑波动并提升电网稳定性，如为风光电站配置储能调频系统。

3. 技术实现路径

当前主流EMS系统普遍遵循三层架构：

感知层（电池电压/温度采集）、传输层（CAN/RS485通信）、决策层（动态调度算法）。例如获奖的永福数能EMS系统，便采用深度学习算法预测负荷曲线，动态调整储能策略。

4. 行业发展趋势

随着虚拟电厂（VPP）模式兴起，EMS正向多能协同管理演进。新一代系统可同时整合光伏逆变器、储能变流器（PCS）、充电桩等设备，通过边缘计算实现毫秒级响应，支撑构建更灵活的智慧能源网络。

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