工商业储能 EMS 方案 适配新型电力系统管控系统探析

　　摘要：随着“碳达峰、碳中和"战略深入推进，储能作为新能源消纳与电网调峰调频的核心支撑，已成为能源转型的关键抓手。然而，储能项目在运营中面临充放电控制精度低、梯次利用效率不足、运维成本高企、收益模式单一、与源网荷协同不畅等现实痛点，严重制约了其商业价值与可持续发展。储能容量、储能效率、设备适配性、建设成本和经济成本，已成为储能系统选型过程中的重点考量要素。本文在系统梳理常用储能系统性能与适用环境的基础上，聚焦储能能量管理系统这一核心技术环节，以安科瑞电气股份有限公司的储能能量管理系统为案例，分析其在数据采集与监控、智能策略控制、多能协同调度等方面的技术架构与应用实践，探讨EMS在提升储能系统安全性、经济性与运行效率中的关键作用，为工商业储能及微电网场景下的系统选型与优化提供参考。

　　关键词：储能能量管理系统；EMS；工商业储能；微电网；多能互补

　　引言

　　在各类复杂多样的使用场景中，由于实际需求的侧重点各有不同，不同用户对储能系统的性能选择也存在差异。储能系统的选型需要综合考量储能容量、储能效率、适配的储能设备及经济成本等要素。目前，针对储能技术的研究领域非常广泛，并且在诸多方面取得了令人瞩目的成果。然而，当将储能技术应用于实际场景并与社会效益相结合时，涉及的相关人员往往并非专业从事储能系统研究的专家。因此，针对不同使用场景的需求与哪些储能系统更贴合、能够实现更高的能量使用率，同时又具备经济适用性，这些问题需要一套更为系统、通俗易懂的多方位性能普及方案。

　　当前研究虽成果丰硕，但面向非专业用户的适配性指导仍然不足。各类储能系统因技术原理差异呈现独特的性能优势与局限性。例如，抽水蓄能具备大容量、长时储能特性，但受地理条件制约；电化学储能响应快速，却存在成本与寿命瓶颈-。当单一储能技术难以全面满足多元需求时，可以通过构建多能互补储能系统，将物理储能、电化学储能与氢储能等技术有机耦合。然而，无论是单一储能还是混合储能，其效能的充分发挥都离不开一套高效、智能的能量管理系统。

　　储能能量管理系统（EMS）作为储能系统的“大脑"，负责对储能系统的充放电过程进行控制和管理，实现能源的利用和系统的稳定运行。随着各省市峰谷价差持续拉大，部分省市可实现两充两放，工商业储能经济性日益凸显，而作为储能设备“大脑"的EMS也成为其中关键的一环，市场需求逐年增加。在此背景下，本文以安科瑞电气股份有限公司的储能能量管理系统为研究对象，系统分析其技术架构、核心功能与应用实践，为储能系统的选型与优化提供参考。

　　1、EMS在不同储能场景中的应用

　　（一）工商业储能场景

　　工商业储能是用户侧储能最主要的应用场景之一，当前主要应用场景包括峰谷套利、需（容）量管理、应急备电、动态增容及需求侧响应。在这一场景中，EMS的核心价值体现在三个层面：一是执行削峰填谷策略，在电价低谷时段充电、高峰时段放电，实现峰谷价差套利；二是通过实时监控负荷，实施需量控制，避免需量电费超标；三是实现防逆流保护，防止储能系统反送电对电网产生冲击。

　　安科瑞Acrel-2000ES在工商业储能场景中已形成成熟应用。该系统通过直采或通讯管理单元接入储能柜内部各类设备，支持Modbus、IEC101/104、CDT等多种通信协议，可根据设定的计划曲线智能控制充放电。在收益管理方面，系统支持生成充放电量、收益分析、设备运行状态等多维度报表，帮助用户直观评估储能投资回报。

　　（二）微电网与零碳园区场景

　　在微电网及零碳园区场景中，储能系统的角色更加多元，需要与光伏、风电、充电桩等多种分布式能源协同运行。安科瑞EMS3.0作为零碳园区的“智慧大脑"，实现了“源‑网‑荷‑储‑充"全链路集成与智能化管理。系统支持多能互补，包括光伏、风电、储能、充电桩等，并内置碳足迹追踪功能，可依据ISO14064标准生成碳排放报告。

　　从技术实现来看，Acrel-2000MG微电网能量管理系统能够对微电网内所有负荷基于历史数据进行大数据分析，预测负荷功率曲线，并根据光伏与负荷功率预测结果，结合分时电价、电网交互功率、储能状态及约束条件，以降低用电成本为目标建立经济调度模型，采用深度学习算法解析微电网运行功率计划。这种“预测+优化+控制"的技术路线，使微电网能够在大电网供电、分布式发电和储能放电之间实现动态平衡。

2、储能能量管理系统的技术架构

　　能量管理系统在硬件架构上通常由数据采集单元、处理单元和通信网络三大部分组成。数据采集单元由各类传感器构成，用于采集储能系统中电池组的电压、电流、温度，以及电网的电压、频率、功率等参数；处理单元采用高性能的工业计算机或嵌入式控制器，接收实时数据并根据预设算法进行分析处理；通信网络则负责各单元之间的数据传输，包括以太网、RS485等有线通信方式。

　　在软件架构方面，储能EMS主要包括数据处理层、能量管理策略层和用户界面层。数据处理层对采集到的原始数据进行滤波与异常检测，提高数据质量；能量管理策略层根据系统的运行目标制定相应的控制策略；用户界面层则为用户提供直观的操作界面与系统监测功能。

　　安科瑞电气股份有限公司深耕电力监控领域十余年，针对储能系统“设备杂、场景散、诉求多"的行业痛点，构建了覆盖监测计量、安全防护、通讯控制、能量管理全环节的完整产品生态。其储能能量管理系统以“云‑管‑边‑端"架构为核心，通过硬件产品与软件平台协同，实现储能系统的安全、有效与经济运行。

　　在核心产品层面，安科瑞推出了面向不同应用场景的多层次EMS产品矩阵。Acrel-2000ES储能能量管理系统专门针对工商业储能柜、储能集装箱研发，具有储能监控与管理功能，涵盖了储能系统设备（PCS、BMS、电表、消防、空调等）的详细信息，实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能，在高级应用上支持能量调度，具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。Acrel-2000MG微电网能量管理系统则能够对微电网的源、网、荷、储能系统、充电负荷进行实时监控、诊断告警、全景分析、有序管理和高级控制，满足微电网运行安全分析智能化、调整控制前瞻化、全景分析动态化的需求。此外，ANet-ESCU储能控制单元作为适用于储能一体柜的EMS装置，可用于磷酸铁锂电池、全钒液流电池等储能本体，快速对接BMS、PCS、电量计量、动力环境、消防等系统，实现数据的统一采集与存储，具备监视控制、能量协调、联动保护、经济优化增效等功能。

　　3、Acrel-2000ES储能柜能量管理系统

　　3.1系统概述

　　安科瑞储能能量管理系统Acrel-2000ES，专门针对工商业储能柜、储能集装箱研发的一款储能EMS，具有储能监控与管理功能,涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息,实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能。在*级应用上支持能量调度,具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

　　3.2系统结构

　　Acrel-2000ES，可通过直采或者通过通讯管理或串口服务器将储能柜或者储能集装箱内部的设备接入系统。系统结构如下：

3.3系统功能

　　3.3.1实时监测

　　系统人机界面友好，能够显示储能柜的运行状态，实时监测PCS、BMS以及环境参数信息，如电参量、温度、湿度等。实时显示有关故障、告警、收益等信息。

　　3.3.2设备监控系统能够实时监测PCS、BMS、电表、空调、消防、除湿机等设备的运行状态及运行模式。

　　PCS监控：满足储能变流器的参数与限值设置；运行模式设置；实现储能变流器交直流侧电压、电流、功率及充放电量参数的采集与展示；实现PCS通讯状态、启停状态、开关状态、异常告警等状态监测。

　　BMS监控：满足电池管理系统的参数与限值设置；实现储能电池的电芯、电池簇的温度、电压、电流的监测；实现电池充放电状态、电压、电流及温度异常状态的告警。

　　空调监控：满足环境温度的监测，可根据设置的阈值进行空调温度的联动调节，并实时监测空调的运行状态及温湿度数据，以曲线形式进行展示。

　　UPS监控：满足UPS的运行状态及相关电参量监测。

　　3.3.3曲线报表

　　系统能够对PCS充放电功率曲线、SOC变换曲线、及电压、电流、温度等历史曲线的查询与展示。

3.3.4策略配置

　　满足储能系统设备参数的配置、电价参数与时段的设置、控制策略的选择。目前支持的控制策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制等。

3.3.5实时报警

　　储能能量管理系统具有实时告警功能，系统能够对储能充放电越限、温度越限、设备故障或通信故障等事件发出告警。

3.3.6事件查询统计

　　储能能量管理系统能够对遥信变位，温湿度、电压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

3.3.7遥控操作

　　可以通过每个设备下面的红色按钮对PCS、风机、除湿机、空调控制器、照明等设备进行相应的控制，但是当设备未通信上时，控制按钮会显示无效状态。

3.3.8用户权限管理

　　储能能量管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

4、相关平台部署硬件选型清单

　　5、结语

　　虽然可再生能源在电力系统中的应用能够在为社会提供大量电能的同时还能缓解环境污染和资源短缺的问题，不过由于可再生能源的应用稳定性相对较低，因此要采用虚拟电厂来提高电网供电的稳定性。其中储能技术作为虚拟电厂应用的重要技术之一，随着现代技术的不断发展和变革，新技术的应用以及储能技术在发电产业当中的普及，让储能技术必将进一步发挥虚拟电厂以及可再生能源发电的优势，以确保可再生能源发电能设备够更加安全、稳定地运行。

　　参考文献：

　　[1] 王忠，王振峰，李永强，等 . 储能技术在新型电力系统中的应用发展研究[J]. 科技与创新，2025（13）：95-97.

　　[2] 顾运 . 新型电力系统下的储能技术发展分析[J]. 能源与节能，2025（6）：20-22.

　　[3] 王艳，鞠浩 . 新型电力系统下的储能技术应用[J]. 能源新观察，2025（5）：41-42.

　　[4] 杨昕然，魏东升，韩丽丽，等 . 储能技术在新型电力系统中的应用[J]. 集成电路应用，2025，42（1）：168-169.

　　[5] 曹建 . 基于新型电力系统的储能技术分析[J]. 现代工业经济和信息化，2024，14（12）：276-279.

　　[6] 李建林，康靖悦，辛迪熙. 新型电力系统储能技术应用研究[J].分布式能源，2024，9（6）：1-8.

　　[7] 代宇涵，刘春，周朋，等 . “双碳 "背景下电力系统储能技术 的应用与研究进展[J]. 储能科学与技术，2024，13（8）： 2772-2774.

　　[8]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.