Trojúrovňová stratégia riadenia prepojenia medzi systémom riadenia batérie (BMS), konvertorom na ukladanie energie (PCS) a systémom riadenia energie (EMS) v systéme uskladnenia energie je kľúčom k zabezpečeniu efektívnej a bezpečnej prevádzky systému.
1. Prepojenie medzi BMS a PCS: Riadenie nabíjania a vybíjania
Príklad
V typickom scenári aplikácie skladovania energie predpokladajme, že máme jednotku na skladovanie energie zloženú z viacerých lítiových batérií, z ktorých každá je pripojená k BMU (podriadená riadiaca jednotka), ktorá je zase pripojená k BCU (hlavnej riadiacej jednotke), ktorá je zase pripojený k BAU (hlavnej riadiacej jednotke).
Keď systém skladovania energie dostane pokyny na odoslanie siete, BAU určí, či povolí nabíjanie alebo vybíjanie na základe aktuálneho stavu SOC (zostatková kapacita batérie) systému a odošle príkaz do PCS.
Ak PCS zistí nadmerný prísun energie na strane siete, aktivuje režim nabíjania; Naopak, v období špičky dopytu po elektrickej energii sa PCS prepne do režimu vybíjania, aby podporil sieť.
Parameter
Maximálny nabíjací výkon:nastavte na 200 kW, aby ste zabezpečili, že sa batéria nepoškodí v dôsledku prebitia.
Maximálny vybíjací výkon:nastavený na 300 kW, aby sa splnila požiadavka na rýchlu odozvu počas špičkových hodín.
Horná a dolná hranica SOC:sa zvyčajne udržiava medzi 20 % -80 %, aby sa predišlo vplyvu hlbokého nabíjania a vybíjania na životnosť batérie.
2. Prepojenie medzi BMS a PCS: Temperature Management
Príklad
Vzhľadom na to, že teplota má významný vplyv na výkon lítiových batérií, BMS potrebuje nielen monitorovať napätie, prúd a ďalšie informácie o jednotlivých batériách, ale musí sledovať aj ich povrchovú teplotu.
Keď sa zistí, že teplota určitého batériového modulu je príliš vysoká, BMS spustí PCS, aby obmedzil rýchlosť nabíjania a vybíjania tejto časti, a dokonca pozastaví prevádzku, kým sa teplota nevráti do normálu. Okrem toho je možné teplotu aktívne znižovať aktiváciou chladiaceho systému.
Parameter
Prah vysokej teploty:Napríklad pri teplote 50 °C by sa mali pri prekročení tejto teploty prijať opatrenia na ochranu batérie.
Prah nízkej teploty:ako je 0 stupeň C, aby sa zabránilo tomu, že nízka teplota ovplyvní účinnosť chemickej reakcie.
Hodnota alarmu rozdielu teplôt:Maximálny povolený teplotný rozdiel medzi susednými batériami je nastavený na 5 stupňov C a pri prekročení bude vydané varovanie.
3. Spoločná práca BMS, PCS a EMS: optimalizácia plánovania
Príklad
EMS je zodpovedná za celkový energetický manažment a rozhodnutia o plánovaní a môže vypracovať optimálne plány nabíjania a vybíjania založené na cenách elektriny v reálnom čase, predpovediach počasia a iných faktoroch.
Napríklad zabezpečenie PCS na nabíjanie počas nočného cenového obdobia a uvoľnenie uloženej energie počas denného špičkového cenového obdobia, aby ste získali cenový rozdiel. EMS bude zároveň priebežne vyhodnocovať zdravotný stav celého systému (vrátane SOH) a podľa toho upravovať stratégie na predĺženie životnosti zariadení.
Parameter
Vrcholové holenie a údoliestratégia plnenia:Používatelia si môžu nakonfigurovať svoje vlastné šablóny cien elektriny na základe cien elektriny v miestnom čase, nastaviť nabíjací a vybíjací výkon PCS počas rôznych časových období a vytvoriť šablónu stratégie odstraňovania špičiek a vypĺňania údolí; Poskytnite funkciu konfigurácie šablón politiky na dennej a týždennej báze.
Kontrola dopytu:EMS dokáže predvídať budúce požiadavky na zaťaženie a vopred naplánovať akcie PCS, aby sa zabezpečilo, že sa neprekročí maximálny dopyt špecifikovaný v zmluve, čím sa zabráni dodatočným nákladom.
Krivka plánu:Pre špecifické scenáre aplikácií (ako sú priemyselní používatelia), EMS generuje podrobné denné alebo týždenné prevádzkové pokyny, ktoré PCS usmerňujú pri vykonávaní úloh podľa stanoveného plánu.
4. Bezpečnostný ochranný mechanizmus BMS a PCS
Príklad
Na ďalšie zvýšenie bezpečnosti systému bol medzi BMS a PCS vytvorený viacvrstvový ochranný mechanizmus. Napríklad, keď BMS zaznamená akúkoľvek abnormálnu situáciu (ako je skrat, prepätie/podpätie), okamžite upozorní PCS na zastavenie príslušnej operácie a môže spustiť núdzové odpojovacie zariadenie, ktoré preruší napájanie. Okrem toho existujú ochranné opatrenia na úrovni hardvéru, ako sú poistky a relé, aby sa vyrovnali s izoláciou porúch v extrémnych situáciách.
Parameter
Nadprúdová ochrana:nastavte na 1,5-násobok menovitého prúdu, aby ste predišli poškodeniu spôsobenému nadmerným prúdom.
Ochrana proti prepätiu/podpätiu:Nastavte hornú a dolnú hranicu, aby ste zabezpečili, že batéria bude vždy v bezpečnom prevádzkovom rozsahu.
Ochrana proti skratu:V prípade skratu rýchlo prerušte obvod, aby ste zaistili bezpečnosť personálu a majetku.
Integrácia BMS (Battery Management System) a PCS (Energy Storage Converter) s ďalšími inteligentnými zariadeniami je jedným z kľúčových krokov pri budovaní inteligentného a efektívneho systému na ukladanie energie. Táto integrácia nie je obmedzená na pripojenia na úrovni hardvéru, ale čo je dôležitejšie, umožňuje zdieľanie informácií a spoluprácu na úrovni softvéru s cieľom optimalizovať celý proces energetického manažmentu.
Bežné integračné metódy a ich vlastnosti:
1. Hlboká integrácia s EMS (Energy Management System)
Výmena údajov:BMS je zodpovedný za zhromažďovanie rôznych prevádzkových parametrov batérie, ako je napätie, prúd, teplota, SOC (zostávajúce nabitie), SOH (zdravotný stav) atď., a odosielanie týchto informácií do EMS. EMS zároveň pošle pokyny do BMS po tom, čo urobí rozhodnutia založené na faktoroch, ako sú podmienky elektrickej siete a potreby používateľov.
Formulácia stratégie:Na základe údajov z BMS môže EMS presnejšie predpovedať trend zmien stavu batérie, a tým lepšie plánovať plány nabíjania a vybíjania. Napríklad dohodnutím nabíjania, keď sú ceny elektriny nízke, a uvoľnením uloženej energie počas špičky, aby ste dosiahli cenový rozdiel. Okrem toho EMS optimalizuje dlhodobé stratégie energetického plánovania analýzou historických údajov, aby sa zabezpečili maximálne ekonomické výhody systému.
2. Integrácia systémov inteligentnej domácnosti a automatizácie budov
Obojsmerná komunikácia:Moderné inteligentné domáce platformy zvyčajne podporujú viacero protokolov, čo umožňuje BMS/PCS do nich jednoducho integrovať. Používatelia tak môžu na diaľku sledovať prevádzku systému skladovania energie prostredníctvom mobilných aplikácií alebo iných koncových zariadení a upravovať nastavenia podľa osobných preferencií. Napríklad nastavenie maximálneho výkonu v určitom časovom období alebo uprednostnenie použitia vlastnej výroby elektriny pred napájaním zo siete.
Ovládanie spojenia:Okrem jednoduchých monitorovacích funkcií môžu systémy inteligentnej domácnosti dosiahnuť aj riadenie prepojenia s BMS/PCS. Napríklad, keď nie je nikto detekovaný doma, automaticky prejde do režimu úspory energie, aby sa znížila zbytočná spotreba energie; Predtým, ako sa členovia rodiny vrátia domov, zapnite vysokovýkonné spotrebiče, ako je klimatizácia, aby ste zabezpečili pohodlné životné prostredie.
3. Úloha v mikromriežkach
Koordinácia viacerých zdrojov:V typickom prostredí mikrosietí sú okrem zariadení na ukladanie energie aj rôzne distribuované zdroje energie, ako sú solárne panely a veterné turbíny. V tomto bode BMS/PCS nielenže potrebuje zvážiť svoj vlastný pracovný stav, ale musí tiež efektívne koordinovať a spolupracovať s ostatnými zdrojmi energie, aby spoločne udržiavali rovnováhu medzi ponukou a dopytom v rámci mikrosiete. Napríklad, keď je prebytok elektriny generovanej fotovoltaickými poľami, PCS sa rozhodne prebytočnú energiu skladovať namiesto priameho dodávania späť do hlavnej siete.
Schopnosť ostrovnej prevádzky:Pre mikrosiete so schopnosťou ostrovnej prevádzky je úloha BMS/PCS obzvlášť významná. Po odpojení od externej elektrickej siete musia rýchlo prevziať úlohy distribúcie záťaže, aby sa zabezpečilo, že nebude ovplyvnené nepretržité napájanie dôležitých zariadení. To si vyžaduje, aby mal BMS/PCS vysokú stabilitu a spoľahlivosť a aby bolo možné v krátkom čase prepnúť z režimu pripojenia k sieti do režimu mimo siete.
4. Podpora cloudových platforiem a analýza veľkých dát
Cloud computing:S rozvojom technológie cloud computingu čoraz viac podnikov využíva cloudové platformy na rozsiahle spracovanie údajov a školenia modelov. Pre systémy na ukladanie energie to znamená nahrávanie lokálne zhromaždených údajov na cloudové servery, využívanie výkonných výpočtových zdrojov na ťažbu a analýzu obrovského množstva informácií a získavanie presnejších prevádzkových odporúčaní.
Optimalizácia riadená AI:Využitie algoritmov umelej inteligencie, najmä mmetódy strojového učenia, identifikovať potenciálne vzory z veľkého množstva historických záznamov a poskytnúť návod pre budúce operácie. Napríklad predpovedanie poveternostných podmienok v najbližších dňoch a vykonanie zodpovedajúcich príprav vopred; Alebo automaticky upravte stratégiu nabíjania a vybíjania na základe zvyklostí používateľa pri spotrebe elektrickej energie, čím sa zlepší používateľská skúsenosť a zároveň sa znížia náklady.