Vysvětlení komponent BESS: Baterie, BMS, PCS, EMS a rovnováha systému

 

Pro nákupní týmy není nejdůležitější otázkou pouze to, zda jsou přítomny jednotlivé komponenty. Jde o to, zda hodnocení, rozhraní, kontrolní autorita, důkazy o testech a záruky zůstávají konzistentní v celém provozním rozsahu. Slabé místo na jednom rozhraní-napětí baterie oproti rozsahu PCS, limity BMS oproti příkazům EMS nebo chlazení krytu versus teplota místa-může omezit celý systém.

Začněte skompletní průvodce systémy pro ukládání energie z bateriípro nadřazený rámec pokrývající design, aplikace, bezpečnost a pořizování.

Pokud nejprve potřebujete provozní sekvenci, přečtěte si jijak funguje bateriový systém ukládání energieabyste viděli, jak se BMS, PCS a EMS koordinují během nabíjení a vybíjení.

Architektura komponent BESS na první pohled

Podívejte se, jak jsou tyto součásti zabaleny pro weby vPraktický průvodce C&I BESS.

 

1. Bateriové články, moduly a stojany

Články jsou nejmenší elektrochemické jednotky. Výrobci kombinují buňky do modulů, moduly do balíčků nebo zásobníků a tyto sestavy do stojanů nebo skříní. Sériová připojení zvyšují napětí; paralelní připojení zvyšují proudovou a energetickou kapacitu. Mechanické a elektrické uspořádání ovlivňuje poruchový proud, provozuschopnost, tepelné chování a riziko šíření.

Co specifikovat

• Chemie, formát buňky, sledovatelnost dodavatele a výrobní kontroly kvality.
• Jmenovitá a využitelná energie při definovaných SOC, teplotě, výkonu a podmínkách začátku/konce--životnosti.
• Okno stejnosměrného napětí, maximální nepřetržitý a krátkodobě{0}}trvající proud, C-rychlost a křivky snížení.
• Předpoklady cyklického a kalendářního{0}}stárnutí, limity propustnosti a strategie rozšiřování.
• Izolace modulu/rozvaděče, pojistky, stykače, servisní vůle a způsob výměny.

2. Systém správy baterie (BMS)

BMS měří napětí, teplotu a proud článku a modulu; odhaduje stav nabití a zdravotní stav; řídí vyvážení; vypočítá povolené limity nabíjení a vybíjení; ovládá stykače; zaznamenává události; a sděluje stav baterie PCS a EMS. BMS je vícevrstvý systém než jedna senzorová deska, často obsahující modul, rack a hlavní řadiče.

Otázky týkající se rozhraní BMS

• Které zařízení je směrodatným zdrojem pro SOC, SOH, přípustný výkon a poruchový stav?
• Jak často jsou limity aktualizovány a co se stane, když dojde ke zpoždění nebo ztrátě komunikace?
• Které alarmy způsobují snížení výkonu, řízené vypnutí nebo okamžitou izolaci?
• Jak jsou spravovány záznamy událostí, verze firmwaru, vzdálený přístup a kybernetická bezpečnost?
• Může BMS podporovat stojany různého věku-po rozšíření nebo výměně?

3. Systém přeměny energie (PCS)

Rozhraní FV a skladovacích zařízení jsou mapována vsolární-plus{1}}průvodce skladováním.

PCS je obousměrný elektrický most mezi stejnosměrnou sběrnicí baterie a střídavým systémem. Během nabíjení převádí AC na DC; při vybíjení přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý. V závislosti na konstrukci také řídí jalový výkon, účiník, harmonické složky, rychlost náběhu, napěťovou/frekvenční odezvu, ochranu proti-ostrovům a průjezdu-.

Kontroly výběru PCS

• Rozsah stejnosměrného napětí přes minimální/maximální SOC, teplotu a degradaci.
• Trvalý výkon a výkon při přetížení při okolní teplotě a výšce místa.
• Křivka účinnosti-nejen maximální účinnost{1}}a spotřeba v pohotovostním režimu.
• Schopnost jalového{0}}výkonu a zda snižuje dostupný činný výkon.
• Funkce kódu sítě-, kompatibilita transformátoru, harmonické a-příspěvek ke zkratu.
• Schopnost vytváření-sítě versus mřížka{1}}pro zálohování nebo použití mikrosítě.

U projektů, které si aktivně vyměňují energii s utilitou, zkontrolujtegrid-připojené bateriové úložištěa potvrdit všechny funkce sítě prostřednictvím příslušné studie propojení a provozních testů.

4. Systém energetického managementu (EMS) a regulátor závodu

Příklad skutečného prahu-odeslání je uveden vŠpičkový průvodce holením BESS.

EMS převádí obchodní nebo gridové cíle na dispečerské příkazy. Může monitorovat zatížení a výrobu, předpovídat špičky, spravovat rezervu SOC, reagovat na tarify nebo signály trhu, koordinovat generátory a FV a odesílat nastavené hodnoty do PCS. Ve větších projektech může řídicí jednotka závodu zpracovat požadavky na rychlý bod--připojení, zatímco EMS provádí pomalejší optimalizaci.

Požadavky na nákup EMS

• Provozní režimy, pravidla priority a řešení konfliktů pro naskládané případy použití.
• Zdroje měření, předpovědní vstupy a doba odezvy řízení.
• Protokoly, dostupnost API, historie, synchronizace času a vlastnictví dat.
• Místní provoz při ztrátě cloudu nebo WAN a definované bezpečné záložní stavy.
• Uživatelské role, ověřování, protokoly auditu, záplatování a povinnosti vzdálené{0}}podpory.

5. Tepelné hospodářství

Tepelný management udržuje články a výkonovou elektroniku v rámci specifikovaných teplot a omezuje kolísání teplot. Vzduchem-chlazené systémy mohou nabízet jednodušší služby, zatímco chlazení kapalinou může podporovat přísnější kontrolu teploty a vyšší hustotu balení. Výběr by měl zohledňovat okolní design, vlhkost, prašnost, korozi, redundanci, pomocnou energii, hluk, detekci netěsností a udržovatelnost,-nikoli samotnou metodu chlazení.

Pro náročná klima nebo rozvržení s vysokou{0}}hustotou vyhodnoťte akapalinou-chlazená průmyslová bateriová skříňpři kontrole redundance chladicí-smyčky, parazitní zátěže a schopnosti služby.

6. Elektrická ochrana a DC/AC rozvod

Pro dimenzování vodičů a zadávání vstupů pokračujte naPrůvodce výběrem kabelu BESSpokrývající napětí, proud, pokles napětí, odolnost proti poruchám a podmínky instalace.

Ochranné zařízení detekuje a izoluje poruchy. Architektura může zahrnovat pojistky článků/rozvaděčů, stykače, DC odpojovače, monitorování izolace, přepěťovou ochranu, AC jističe, ochranná relé, uzemňovací systémy a obvody nouzového{1}}vypnutí. Koordinační studie musí vzít v úvahu chování baterie a poruchy PCS, příspěvek transformátoru a síť lokality.

• Definujte hranice izolace pro modul, rack, PCS, transformátor a bod připojení.
• Koordinujte prahové hodnoty a načasování vypnutí tak, aby byla izolována nejmenší praktická poruchová sekce.
• Vyhodnoťte požadavky na otřes,-obloukový záblesk, uloženou-energii a požadavky na uzamčení/označení.
• Potvrďte jmenovité napětí, proud, teplotu a zkrat-kabelu a přípojnice.

7. Požární, plynové a havarijní systémy

Kompletní řetězec bezpečnostních důkazů je pokrytBezpečnostní průvodce BESS.

Bezpečnostní architektura může zahrnovat analýzu buněk, detekci kouře/tepla/vypnutého-plynu, ventilaci, snížení tlaku, separaci, potlačení požáru nebo jiné zmírnění, nouzové napájení a rozhraní zásahových jednotek. Požadavky závisí na chemii, krytu, energetické kapacitě, důkazech o zkouškách, použitelných předpisech a příslušném orgánu. Odrušovací zařízení nebo certifikát nejsou úplným bezpečnostním případem.

8. Rozhraní transformátoru, rozváděče a sítě

Transformátor přizpůsobuje napětí PCS síti objektu nebo inženýrské síti. Spínací zařízení, ochranná relé a měřiče příjmů nebo provozu vytvářejí hranici připojení. Kontroly návrhu zahrnují napěťový poměr, vektorovou skupinu, impedanci, ztráty, harmonické, uzemnění, zkrat-, koordinaci ochrany, pomocné napájení a požadavky na rozvodnou síť.

Pro průmyslové areály v-megawattovém měřítku, astřední-napěťový průmyslový EZSmůže zjednodušit rozhraní sítě s výhradou podrobné ochrany a kontroly užitné hodnoty.

9. SCADA, komunikace a kybernetická bezpečnost

SCADA poskytuje viditelnost, alarmy, trendy a kontrolní příkazy. Komunikace propojuje BMS, PCS, EMS, měřiče, relé a externí obslužný program nebo agregátor. Projektové týmy by měly definovat verze protokolů, mapování signálů, rychlost aktualizace, synchronizaci času, segmentaci sítě, vzdálený přístup, vlastnictví pověření, protokolování a odpovědnosti za životní cyklus softwaru.

10. Pomocné systémy a kryt

Pomocná zařízení zahrnují čerpadla nebo ventilátory HVAC, ohřívače, řídí napájení, osvětlení, detekci, ventilaci, komunikační zařízení a někdy záložní napájení. Jejich spotřeba snižuje čistou dodanou energii a měla by být měřena nebo modelována. Skříň se musí zabývat hodnocením prostředí, korozí, odvodněním, kondenzací, hlukem, přepravou, zvedáním, přístupem, únikem a údržbou.

Jak ověřit kompatibilitu komponent

Po kontrole rozhraní použijtePrůvodce velikostí BESSsladit energii baterie, aktuální limity, výkon PCS a výkon na konci{0}}-životnosti.

Kontrolní seznam pro nákup komponent BESS

• Definujte úplnou hranici systému a pojmenovaného dodavatele pro každý subsystém.
• Vyžádejte si kontrolované datové listy, certifikáty a kompletní zkušební zprávy vázané na přesné modely.
• Vyžaduje matici rozhraní baterie–PCS–EMS a schválené verze firmwaru.
• Specifikujte výkon, použitelnou energii, účinnost a pomocná zařízení na společné hranici měření.
• Srovnejte záruky na komponenty a systémy s pracovním cyklem projektu a nápravami.
• Zahrňte testy FAT, akceptace webu, kapacity, provozního-režimu a{1}}reakce na poruchy.
• Potvrďte náhradní díly, kompatibilitu výměny, softwarovou podporu a servisní reakci.
• Naplánujte si rozšiřování, odpovědnost za poškození-zařízení a konec{1}}-života.

FAQ

Závěr

Výkon BESS je určen jak rozhraními mezi komponenty, tak komponentami samotnými. Správný projekt sladí provozní obálku baterie, limity BMS, schopnosti PCS, cíle EMS, tepelný design, ochranu, bezpečnostní důkazy a síťové rozhraní do jedné testovatelné specifikace a modelu odpovědnosti za životní cyklus.