Strategia de control al legăturii pe trei niveluri între sistemul de management al bateriei (BMS), convertorul de stocare a energiei (PCS) și sistemul de management al energiei (EMS) în sistemul de stocare a energiei este cheia pentru asigurarea funcționării eficiente și sigure a sistemului.
1. Legătura dintre BMS și PCS: managementul încărcării și descărcării
Exemplu
Într-un scenariu tipic de aplicație de stocare a energiei, să presupunem că avem o unitate de stocare a energiei compusă din mai multe baterii cu litiu, fiecare conectată la un BMU (unitate de control slave), care la rândul său este conectat la un BCU (unitate de control master), care la rândul său este conectat la un BAU (unitate principală de control).
Când sistemul de stocare a energiei primește instrucțiuni de expediere la rețea, BAU va determina dacă permite încărcarea sau descărcarea pe baza stării curente SOC (capacitatea rămasă a bateriei) a sistemului și va trimite comanda către PCS.
Dacă PCS detectează o intrare excesivă de energie pe partea rețelei, va activa modul de încărcare; Dimpotrivă, în perioadele de vârf de cerere de energie electrică, PCS trece în modul de descărcare pentru a susține rețeaua.
Parametru
Putere maximă de încărcare:setați la 200 kW pentru a vă asigura că bateria nu va fi deteriorată din cauza supraîncărcării.
Puterea maximă de descărcare:setați la 300 kW pentru a satisface cererea de răspuns rapid în orele de vârf.
Limitele superioare și inferioare ale SOC:de obicei, menținută între 20% -80% pentru a evita impactul încărcării și descărcării profunde asupra duratei de viață a bateriei.
2. Legătura dintre BMS și PCS: Managementul temperaturii
Exemplu
Având în vedere că temperatura are un impact semnificativ asupra performanței bateriilor cu litiu, BMS nu trebuie doar să monitorizeze tensiunea, curentul și alte informații ale bateriilor individuale, dar trebuie și să monitorizeze temperatura suprafeței acestora.
Odată ce temperatura unui anumit modul de baterie este considerată a fi prea mare, BMS declanșează PCS să limiteze rata de încărcare și descărcare a acelei piese și chiar suspendă funcționarea până când temperatura revine la normal. În plus, temperatura poate fi redusă activ prin activarea sistemului de răcire.
Parametru
Prag de temperatură ridicată:De exemplu, la 50 de grade C, trebuie luate măsuri pentru a proteja bateria atunci când această temperatură este depășită.
Prag de temperatură scăzută:cum ar fi 0 grade C, pentru a preveni ca temperatura scăzută să afecteze eficiența reacției chimice.
Valoarea alarmei de diferență de temperatură:Diferența maximă admisă de temperatură între bateriile adiacente este setată la 5 grade C, iar dacă este depășită va fi emis un avertisment.
3. Lucru în colaborare a BMS, PCS și EMS: optimizarea programării
Exemplu
EMS este responsabil pentru managementul general al energiei și deciziile de programare și poate dezvolta planuri optime de încărcare și descărcare bazate pe prețurile energiei electrice în timp real, prognozele meteo și alți factori.
De exemplu, aranjarea PCS pentru încărcare în timpul perioadei de preț de vale pe timp de noapte și eliberarea energiei stocate în timpul perioadei de preț de vârf în timpul zilei pentru a câștiga diferența de preț. În același timp, EMS va evalua în mod continuu starea de sănătate a întregului sistem (inclusiv SOH) și va ajusta strategiile în consecință pentru a prelungi durata de viață a echipamentului.
Parametru
Vârful bărbierit și valestrategie de umplere:Utilizatorii își pot configura propriile șabloane de prețuri la energie electrică pe baza prețurilor la energie electrică la ora locală de utilizare, pot stabili puterea de încărcare și descărcare a PCS în diferite perioade de timp și pot forma un șablon de strategie de barbierit și umplere a văii; Furnizați funcția de configurare a șabloanelor de politică zilnic și săptămânal.
Controlul cererii:EMS poate anticipa cererea de încărcare viitoare și poate planifica acțiunile PCS în avans pentru a se asigura că cererea maximă specificată în contract nu este depășită, evitând astfel costurile suplimentare.
curba planului:Pentru scenarii de aplicații specifice (cum ar fi utilizatorii industriali), EMS generează ghiduri detaliate de operare zilnică sau săptămânală pentru a ghida PCS în executarea sarcinilor conform programului stabilit.
4. Mecanismul de protecție a securității BMS și PCS
Exemplu
Pentru a spori și mai mult securitatea sistemului, a fost stabilit un mecanism de protecție multistrat între BMS și PCS. De exemplu, atunci când BMS detectează orice situație anormală (cum ar fi scurtcircuit, supratensiune/subtensiune), va anunța imediat PCS să oprească operațiunea relevantă și poate declanșa un dispozitiv de deconectare de urgență pentru a întrerupe alimentarea cu energie. În plus, există măsuri de protecție la nivel hardware, cum ar fi siguranțe și relee, pentru a face față izolarii defecțiunilor în situații extreme.
Parametru
Protectie la supracurent:setați la 1,5 ori curentul nominal pentru a preveni deteriorarea cauzată de curentul excesiv.
Protecție la supratensiune/subtensiune:Setați limitele superioare și respectiv inferioare pentru a vă asigura că bateria se află întotdeauna într-un interval de funcționare sigur.
Protectie la scurtcircuit:În cazul unui scurtcircuit, întrerupeți rapid circuitul pentru a asigura siguranța personalului și a proprietății.
Integrarea BMS (Battery Management System) și PCS (Energy Storage Converter) cu alte dispozitive inteligente este unul dintre pașii cheie în construirea unui sistem inteligent și eficient de stocare a energiei. Această integrare nu se limitează la conexiunile la nivel hardware, dar, mai important, permite schimbul de informații și lucrul colaborativ la nivel de software pentru a optimiza întregul proces de management al energiei.
Metode comune de integrare și caracteristicile acestora:
1. Integrare profundă cu EMS (Energy Management System)
Schimb de date:BMS este responsabil de colectarea diferiților parametri de funcționare ai bateriei, cum ar fi tensiunea, curentul, temperatura, SOC (încărcarea rămasă), SOH (starea de sănătate), etc. și transmiterea acestor informații către EMS. În același timp, EMS va trimite, de asemenea, instrucțiuni către BMS după ce a luat decizii bazate pe factori precum condițiile rețelei electrice și nevoile utilizatorilor.
Formularea strategiei:Pe baza datelor de la BMS, EMS poate prezice mai precis tendința modificărilor stării bateriei, planificând astfel mai bine planurile de încărcare și descărcare. De exemplu, aranjarea încărcării atunci când prețurile la energie electrică sunt scăzute și eliberarea energiei stocate în orele de vârf pentru a câștiga o diferență de preț. În plus, EMS optimizează strategiile de programare a energiei pe termen lung prin analiza datelor istorice pentru a asigura beneficii economice maxime ale sistemului.
2. Integrarea caselor inteligente și a sistemelor de automatizare a clădirilor
Comunicare bidirecțională:Platformele moderne de casă inteligentă acceptă de obicei mai multe protocoale, permițând BMS/PCS să se integreze cu ușurință în ele. În acest fel, utilizatorii pot monitoriza de la distanță funcționarea sistemului de stocare a energiei prin aplicații mobile sau alte dispozitive terminale și pot ajusta setările în funcție de preferințele personale. De exemplu, setarea puterii maxime de ieșire într-o anumită perioadă de timp sau alegerea de a acorda prioritate utilizării energiei electrice autogenerate față de alimentarea de la rețea.
Controlul legăturii:Pe lângă funcțiile simple de monitorizare, sistemele de casă inteligentă pot realiza și controlul conexiunii cu BMS/PCS. De exemplu, atunci când nimeni nu este detectat acasă, acesta intră automat în modul de economisire a energiei pentru a reduce consumul de energie inutil; Înainte ca membrii familiei să se întoarcă acasă, porniți aparatele de mare putere, cum ar fi aerul condiționat, pentru a asigura un mediu de viață confortabil.
3. Rolul în microrețele
Coordonare multi-surse:Într-un mediu tipic de microrețea, pe lângă dispozitivele de stocare a energiei, există și diverse surse de energie distribuită, cum ar fi panourile solare și turbinele eoliene. În acest moment, BMS/PCS nu numai că trebuie să își ia în considerare propria stare de funcționare, ci și să coordoneze și să coopereze eficient cu alte surse de energie pentru a menține în comun echilibrul cerere-oferta în microrețea. De exemplu, atunci când există un exces de energie electrică generată de rețele fotovoltaice, PCS alege să stocheze excesul de energie în loc să o alimenteze direct înapoi la rețeaua principală.
Capacitate de operare pe insulă:Pentru microrețele cu capacitate de funcționare pe insulă, rolul BMS/PCS este deosebit de important. Odată deconectați de la rețeaua electrică externă, aceștia trebuie să preia rapid sarcinile de distribuție a sarcinii pentru a se asigura că alimentarea continuă cu energie electrică a instalațiilor importante nu este afectată. Acest lucru necesită ca BMS/PCS să aibă stabilitate și fiabilitate ridicate și să poată trece de la modul conectat la rețea la modul off-grid într-o perioadă scurtă de timp.
4. Suport pentru platforme cloud și analiză de date mari
Cloud calcul:Odată cu dezvoltarea tehnologiei cloud computing, tot mai multe întreprinderi folosesc platforme cloud pentru procesarea datelor la scară largă și formarea modelelor. Pentru sistemele de stocare a energiei, aceasta înseamnă încărcarea datelor colectate local pe serverele cloud, utilizarea resurselor de calcul puternice pentru a extrage și analiza cantități masive de informații și obținerea de recomandări operaționale mai rafinate.
Optimizare bazată pe inteligență artificială:Folosind algoritmi de inteligență artificială, în special mmetode de învățare automată, pentru a identifica potențiale modele dintr-o cantitate mare de înregistrări istorice și pentru a oferi îndrumări pentru operațiuni viitoare. De exemplu, prezicerea condițiilor meteo în următoarele câteva zile și pregătirile corespunzătoare din timp; Sau ajustați automat strategia de încărcare și descărcare pe baza obiceiurilor de utilizare a energiei electrice ale utilizatorului, îmbunătățind experiența utilizatorului, reducând în același timp costurile.