Strategija kontrole povezivanja na tri razine između sustava za upravljanje baterijama (BMS), pretvarača za pohranu energije (PCS) i sustava za upravljanje energijom (EMS) u sustavu za pohranu energije ključna je za osiguranje učinkovitog i sigurnog rada sustava.
1. Veza između BMS-a i PCS-a: Upravljanje punjenjem i pražnjenjem
Primjer
U tipičnom scenariju aplikacije za pohranu energije, pretpostavimo da imamo jedinicu za pohranu energije sastavljenu od više litijevih baterija, od kojih je svaka spojena na BMU (slave control unit), koja je pak spojena na BCU (master control unit), koja je pak spojen na BAU (glavnu upravljačku jedinicu).
Kada sustav za pohranu energije primi upute za slanje mreže, BAU će odrediti hoće li dopustiti punjenje ili pražnjenje na temelju trenutnog SOC (preostalog kapaciteta baterije) statusa sustava i poslati naredbu PCS-u.
Ako PCS otkrije prekomjerni unos energije na strani mreže, aktivirat će način punjenja; Naprotiv, tijekom razdoblja najveće potražnje za električnom energijom, PCS se prebacuje u način rada za pražnjenje kako bi podržao mrežu.
Parametar
Maksimalna snaga punjenja:postavite na 200kW kako biste osigurali da se baterija neće oštetiti zbog prekomjernog punjenja.
Maksimalna snaga pražnjenja:postavljen na 300kW kako bi se zadovoljila potreba za brzim odgovorom tijekom vršnih sati.
SOC gornje i donje granice:obično se održava između 20% -80% kako bi se izbjegao utjecaj dubokog punjenja i pražnjenja na trajanje baterije.
2. Veza između BMS-a i PCS-a: upravljanje temperaturom
Primjer
Uzimajući u obzir da temperatura ima značajan utjecaj na performanse litijevih baterija, BMS ne samo da treba pratiti napon, struju i druge podatke pojedinačnih baterija, već također treba pratiti temperaturu njihove površine.
Nakon što se utvrdi da je temperatura određenog baterijskog modula previsoka, BMS pokreće PCS da ograniči brzinu punjenja i pražnjenja tog dijela, pa čak i obustavlja rad dok se temperatura ne vrati na normalu. Dodatno, temperatura se može aktivno smanjiti aktiviranjem rashladnog sustava.
Parametar
Prag visoke temperature:Na primjer, 50 stupnjeva C, treba poduzeti mjere za zaštitu baterije kada se ta temperatura prekorači.
Prag niske temperature:kao što je 0 stupnjeva C, kako bi se spriječilo da niske temperature utječu na učinkovitost kemijske reakcije.
Vrijednost alarma temperaturne razlike:Maksimalna dopuštena temperaturna razlika između susjednih baterija postavljena je na 5 stupnjeva C, au slučaju prekoračenja bit će izdano upozorenje.
3. Zajednički rad BMS-a, PCS-a i EMS-a: optimiziranje rasporeda
Primjer
EMS je odgovoran za cjelokupno upravljanje energijom i odluke o rasporedu te može razviti optimalne planove punjenja i pražnjenja na temelju cijena električne energije u stvarnom vremenu, vremenskih prognoza i drugih čimbenika.
Na primjer, organiziranje PCS-a za punjenje tijekom noćnog razdoblja niske cijene i oslobađanje pohranjene energije tijekom dnevnog razdoblja najveće cijene kako bi se zaradila razlika u cijeni. Istodobno, EMS će kontinuirano procjenjivati zdravstveno stanje cijelog sustava (uključujući SOH) i sukladno tome prilagođavati strategije za produljenje životnog vijeka opreme.
Parametar
Peak brijanje i dolinastrategija punjenja:Korisnici mogu konfigurirati svoje vlastite predloške cijena električne energije na temelju lokalnog vremena korištenja cijena električne energije, postaviti snagu punjenja i pražnjenja PCS-a tijekom različitih vremenskih razdoblja i formirati predložak strategije za brijanje vršnog opterećenja i dolinu punjenja; Osigurajte funkciju konfiguriranja predložaka pravila na dnevnoj i tjednoj bazi.
Kontrola potražnje:EMS može predvidjeti buduću potražnju za opterećenjem i unaprijed planirati radnje PCS-a kako bi se osiguralo da maksimalna potražnja navedena u ugovoru ne bude premašena, čime se izbjegavaju dodatni troškovi.
Plan krivulje:Za specifične scenarije primjene (kao što su industrijski korisnici), EMS generira detaljne dnevne ili tjedne operativne smjernice koje usmjeravaju PCS u izvršavanju zadataka prema utvrđenom rasporedu.
4. Sigurnosni zaštitni mehanizam BMS-a i PCS-a
Primjer
Kako bi se dodatno poboljšala sigurnost sustava, uspostavljen je višeslojni zaštitni mehanizam između BMS-a i PCS-a. Na primjer, kada BMS otkrije bilo kakvu neuobičajenu situaciju (kao što je kratki spoj, prenapon/podnapon), odmah će obavijestiti PCS da prekine relevantnu operaciju i može pokrenuti uređaj za isključivanje u nuždi da prekine napajanje. Osim toga, postoje zaštitne mjere na hardverskoj razini kao što su osigurači i releji za rješavanje izolacije greške u ekstremnim situacijama.
Parametar
Prekostrujna zaštita:postavite na 1,5 puta veću od nazivne struje kako biste spriječili oštećenja uzrokovana prekomjernom strujom.
Zaštita od prenapona/podnapona:Postavite gornje i donje granice kako biste osigurali da je baterija uvijek unutar sigurnog radnog raspona.
Zaštita od kratkog spoja:U slučaju kratkog spoja, brzo prekinite strujni krug kako biste osigurali sigurnost osoblja i imovine.
Integracija BMS (Battery Management System) i PCS (Energy Storage Converter) s drugim inteligentnim uređajima jedan je od ključnih koraka u izgradnji inteligentnog i učinkovitog sustava za pohranu energije. Ova integracija nije ograničena na veze na razini hardvera, već što je još važnije, omogućuje dijeljenje informacija i zajednički rad na razini softvera kako bi se optimizirao cjelokupni proces upravljanja energijom.
Uobičajene metode integracije i njihove karakteristike:
1. Duboka integracija s EMS-om (Sustav upravljanja energijom)
Razmjena podataka:BMS je odgovoran za prikupljanje različitih radnih parametara baterije, kao što su napon, struja, temperatura, SOC (preostala napunjenost), SOH (zdravstveno stanje), itd., i prijenos tih informacija EMS-u. U isto vrijeme, EMS će također poslati upute BMS-u nakon donošenja odluka na temelju čimbenika kao što su uvjeti električne mreže i potrebe korisnika.
Formulacija strategije:Na temelju podataka iz BMS-a, EMS može točnije predvidjeti trend promjena stanja baterije, čime bolje planirati planove punjenja i pražnjenja. Na primjer, organiziranje punjenja kada su cijene električne energije niske i oslobađanje pohranjene energije tijekom vršnih sati kako bi se zaradila razlika u cijeni. Osim toga, EMS optimizira dugoročne strategije energetskog rasporeda analizom povijesnih podataka kako bi se osigurale maksimalne ekonomske koristi sustava.
2. Integracija sustava pametne kuće i automatizacije zgrada
Dvosmjerna komunikacija:Moderne pametne kućne platforme obično podržavaju višestruke protokole, omogućujući BMS/PCS da se lako integriraju u njih. Na ovaj način korisnici mogu daljinski pratiti rad sustava za pohranu energije putem mobilnih aplikacija ili drugih terminalnih uređaja te prilagođavati postavke prema osobnim preferencijama. Na primjer, postavljanje maksimalne izlazne snage unutar određenog vremenskog razdoblja ili odabir davanja prioriteta korištenju vlastite električne energije u odnosu na mrežno napajanje.
Kontrola povezivanja:Uz jednostavne funkcije nadzora, sustavi pametne kuće također mogu postići kontrolu povezivanja s BMS/PCS. Na primjer, kada se nitko ne otkrije kod kuće, automatski ulazi u način rada za uštedu energije kako bi se smanjila nepotrebna potrošnja energije; Prije nego se članovi obitelji vrate kući, uključite uređaje velike snage kao što je klima uređaj kako biste osigurali ugodno životno okruženje.
3. Uloga u mikromrežama
Koordinacija više izvora:U tipičnom mikromrežnom okruženju, osim uređaja za pohranu energije, postoje i različiti distribuirani izvori energije kao što su solarni paneli i vjetroturbine. U ovom trenutku BMS/PCS ne samo da treba uzeti u obzir svoj radni status, već također treba učinkovito koordinirati i surađivati s drugim izvorima energije kako bi zajednički održali ravnotežu ponude i potražnje unutar mikromreže. Na primjer, kada postoji višak električne energije koju generiraju fotonaponski nizovi, PCS odlučuje pohraniti višak energije umjesto da ga izravno vraća natrag u glavnu mrežu.
Otočna operativna sposobnost:Za mikromreže s mogućnošću otočnog rada, uloga BMS/PCS je posebno istaknuta. Nakon što se isključe iz vanjske elektroenergetske mreže, moraju brzo preuzeti zadatke raspodjele opterećenja kako bi osigurali da kontinuirano napajanje važnih objekata ne bude ugroženo. To zahtijeva da BMS/PCS ima visoku stabilnost i pouzdanost, te da se može prebaciti iz načina rada priključenog na mrežu u način rada izvan mreže u kratkom vremenskom razdoblju.
4. Podrška za platforme u oblaku i analizu velikih podataka
Računalstvo u oblaku:S razvojem tehnologije računalstva u oblaku, sve više poduzeća koristi platforme u oblaku za obradu podataka velikih razmjera i obuku modela. Za sustave za pohranu energije to znači učitavanje lokalno prikupljenih podataka na poslužitelje u oblaku, korištenje moćnih računalnih resursa za rudarenje i analizu ogromnih količina informacija i dobivanje preciznijih operativnih preporuka.
Optimizacija vođena umjetnom inteligencijom:Korištenje algoritama umjetne inteligencije, posebno machine metode učenja, za prepoznavanje potencijalnih obrazaca iz velike količine povijesnih zapisa i pružanje smjernica za buduće operacije. Na primjer, predviđanje vremenskih uvjeta u sljedećih nekoliko dana i odgovarajuće pripreme unaprijed; Ili automatski prilagodite strategiju punjenja i pražnjenja na temelju korisničkih navika korištenja električne energije, poboljšavajući korisničko iskustvo uz istovremeno smanjenje troškova.