ŘADA BESS KNOWLEDGE
Jak funguje bateriový systém ukládání energie?
Akumulační systém baterie (BESS) se nabíjí přeměnou elektřiny na stejnosměrnou energii a jejím elektrochemickým uložením v bateriových článcích. Když je potřeba energie, proces se obrátí: baterie uvolní stejnosměrný proud, systém přeměny energie (PCS) jej převede na řízený střídavý proud a systém řízení energie (EMS) koordinuje odeslání podle cílů lokality nebo sítě. V průběhu celého procesu systém správy baterií (BMS) monitoruje stav článků a vynucuje bezpečné provozní limity.
Tento jednoduchý popis skrývá koordinovanou sekvenci elektrické konverze, měření, rozhodování-a ochrany. V komerčním nebo průmyslovém projektu se baterie nerozhoduje samostatně, kdy se má nabíjet nebo vybíjet. BMS, PCS, EMS, měřiče, ochranná zařízení a místní kontrolér si neustále vyměňují limity a povely, takže elektrárna může dodávat požadovaný výkon bez překročení elektrických, tepelných nebo smluvních hranic.
Úplný návrh, dimenzování, bezpečnost a rámec zadávání zakázek naleznete v dokumentukompletní průvodce systémy pro ukládání energie z bateriípřed dokončením specifikace systému.
Na této stránce
- Princip fungování BESS za jednu minutu
- Co se stane během nabíjení BESS?
- Co se stane během vybíjení BESS?
- Jak BMS, PCS a EMS spolupracují
- AC-Coupled vs DC-Coupled BESS: How Operation Changes
- Jak se mění provozní režimy BESS podle aplikace
- BESS Účinnost, stav nabití a zdravotní stav
- Jak BESS reaguje na chyby a bezpečně se vypíná
- BESS Operational Due-Kontrolní seznam péče
- Často kladené otázky
- Závěr
Princip fungování BESS za jednu minutu
BESS funguje jako řízená obousměrná energetická vyrovnávací paměť. Měřidla měří místo a mřížku; EMS určí požadovanou akci; BMS potvrdí povolené limity baterie; PCS převádí výkon v požadovaném směru; ochranné systémy dohlížejí na proces; a SCADA zaznamenává výkon a alarmy.
Řídicí smyčka se neustále opakuje. Rychlost odezvy závisí na službě a architektuře: řídicí-řadič řízení poptávky může jednat před překročením fakturačního prahu, zatímco řídicí-podpora sítě může rychle reagovat na podmínky napětí nebo frekvence. Požadovaná odezva, přesnost a hranice měření by měly být spíše specifikovány než předpokládané.
Co se stane během nabíjení BESS?
Nabíjení začíná, když EMS nebo řídicí jednotka závodu požádá o absorpci energie. Zdrojem může být rozvodná síť, solární zařízení na místě, generátor nebo jiný AC/DC zdroj. V střídavém-systému převádí PCS střídavou elektřinu na stejnosměrnou. U stejnosměrného-spojeného solárního-plus-úložiště řídí přenos energie mezi fotovoltaickou elektrárnou, baterií a stejnosměrnou sběrnicí stejnosměrný konvertor nebo architektura sdíleného invertoru.
Sekvence nabíjení
Nabíjecí výkon není vždy konstantní. Může se zužovat blízko vysoké SOC, klesat při nízkých nebo vysokých teplotách nebo být omezena nevyvážeností článků, kapacitou PCS, zatížením transformátoru, limity importu ze závodu nebo dostupným FV. Nákupní modely by proto měly používat provozní křivku, nikoli předpokládat, že jmenovitý výkon je k dispozici při každé SOC a teplotě.
BESS Sekvence nabíjení
Co se stane během vybíjení BESS?
Během vybíjení baterie uvolňuje stejnosměrnou energii. PCS jej převádí na synchronizovaný střídavý proud pro zařízení nebo síť. EMS určuje úroveň odbavení, ale BMS neustále omezuje příkazy, aby udržely články v povolených mezích napětí, proudu, teploty a SOC.
Sekvence vybíjení
BESS může mít dostatek uložené energie, ale přesto nebude schopen dodat jmenovitý výkon, pokud teplota, SOC, DC napětí, proud baterie, jmenovitý výkon PCS, požadavky na jalový{0}}příkon nebo limity ochrany snižují dostupný výstup. Záruky napájení a energie musí uvádět jejich provozní podmínky.
Jak BMS, PCS a EMS spolupracují
Podrobný rozsah vybavení a rozhraní pro zadávání zakázek vizbaterie, BMS, PCS a EMS komponentypřed dokončením matice odpovědnosti za kontroly.
|
Systém |
Rozhodnutí nebo akce |
Typická výměna informací |
|
BMS |
Chrání a dohlíží na baterii; odhady SOC/SOH; vypočítá povolené limity nabíjení a vybíjení. |
Napětí a teplota článků/stojanů, SOC, SOH, proudové limity, alarmy, stav stykače. |
|
PCS |
Převádí energii a reguluje elektrické rozhraní. |
Požadovaná hodnota výkonu, stejnosměrné napětí/proud, střídavé napětí/frekvence, jalový výkon, stav a poruchy. |
|
EMS / ovladač zařízení |
Vybírá provozní režim a optimalizuje odesílání přes cíl lokality nebo mřížky. |
Údaje z měřidel, předpovědi, tarify, cílová rezerva, příkazy sítě, dostupnost zařízení a omezení. |
|
SCADA / monitorování |
Vizualizuje, zaznamenává a sděluje stav závodu. |
Data časových{0}}řad, alarmy, události, uživatelské příkazy, zprávy a vzdálený přístup. |
Robustní návrh ovládacích prvků spíše využívá limity a permisivní prvky, než aby se spoléhal na jeden kontrolér, který porozumí každému vnitřnímu detailu. EMS požaduje provozní bod; BMS deklaruje aktuální přípustnou obálku baterie; a PCS provede příkaz pouze tehdy, když jsou všechna požadovaná blokování pravdivá. Pokud komunikace selže, každý subsystém by měl vstoupit do definovaného bezpečného stavu.
Proč na matici rozhraní záleží
- Identifikujte, které zařízení je autoritativním zdrojem pro SOC, činný výkon, jalový výkon a stav sítě.
- Definujte rychlost aktualizace, jednotky, měřítko, časová razítka, příznaky kvality a časovače ztráty komunikace-.
- Seznam všech alarmů, varování, vypnutí, resetování, nouzového zastavení a přepsání údržby.
- Dokumentujte prioritu příkazů mezi místními ovládacími prvky, EMS, utility/agregátorem a operátorským SCADA.
- Testujte abnormální stavy, nejen příkazy pro normální nabíjení a vybíjení.
AC-Coupled vs DC-Coupled BESS: How Operation Changes
Použijte srovnání spojky vsolární-plus{1}}průvodce skladováním.
|
Faktor |
AC-propojeno |
DC-spojeno |
|
Silová cesta |
Baterie využívá vyhrazený PCS a připojuje se na AC sběrnici. |
FV a baterie sdílejí architekturu DC-strany před konverzí sítě. |
|
Retrofit fit |
Často přímočaré tam, kde již existuje infrastruktura PV nebo AC infrastruktury. |
Obvykle vyžaduje užší integraci s architekturou FV střídač/DC. |
|
Nezávislé ovládání |
PV a BESS mohou často fungovat jako samostatná aktiva AC. |
Řízení fotovoltaiky a skladování jsou těsněji sladěny. |
|
Uložená-solární konverze |
PV AC lze převést zpět na stejnosměrný pro skladování a poté zpět na střídavý. |
Může snížit stupně konverze při skladování FV přímo na straně DC. |
|
Kontroly návrhu |
Střídavý rozváděč, transformátor, propojovací kapacita a ochrana. |
Okna stejnosměrného napětí, proudové cesty, limity měniče, ochrana a izolace poruch. |
|
Nejlepší volba |
Závisí na omezeních modernizace, provozní flexibilitě a připojení k síti. |
Závisí na zachycení zkrácení/oříznutí, novém{0}}designu sestavení a integrovaných ovládacích prvcích. |
AC spojka je běžně atraktivní pro dodatečné vybavení a nezávislou kontrolu majetku. Stejnosměrná vazba může být atraktivní pro nové solární-a{2}}akumulační elektrárny, kde je důležité přímé zachycování FV energie nebo stříhání. Porovnejte energetické cesty, omezení propojení, provozní režimy, udržovatelnost a ekonomiku životního cyklu pro konkrétní projekt.
Jak se mění provozní režimy BESS podle aplikace
Prahové chování při odeslání a dobití je podrobně popsáno vŠpičkový průvodce holením BESS.
Priority na{0}}úrovni zařízení jsou dále rozvíjeny vPraktický průvodce C&I BESS.
|
Aplikace |
Spoušť |
Kontrolní cíl |
Hlavní provozní omezení |
|
Špičkové holení |
Poptávka po zařízení se blíží prahové hodnotě. |
Výboj před a během špičky; dobít bez vytvoření dalšího vrcholu. |
Přesnost předpovědi, dostupné SOC a trvání špičky. |
|
Čas-použití-posunutí |
Plánovaná tarifní období nebo optimalizovaný cenový signál. |
Nízké nabití, vysoké vybití. |
Cenové rozpětí po ztrátách a degradaci. |
|
Solární vlastní spotřeba- |
PV překračuje limit poptávky na místě nebo exportu. |
Absorbujte přebytečnou FV a vybijte ji později. |
Předpověď FV, exportní limit a rezerva baterie. |
|
Zálohování / ostrovování |
Výpadek sítě nebo plánovaný přenos. |
Udržujte kritické zátěže a koordinujte ostrovní zdroje. |
Schopnost vytváření mřížky-, logika přenosu, kroky načítání a rezerva. |
|
Podpora mřížky |
Kmitočet, napětí nebo externí dispečerský signál. |
Poskytujte přesnou aktivní/reaktivní odezvu. |
Schvalování propojení, telemetrie, dostupnost a správa SOC. |
Pro aplikace pro řízení poplatků-na vyžádání si přečtětešpičkový holicí bateriový systéma ověřte konfiguraci podle profilu zatížení zařízení.
Projekty vyžadující aktivní interakci s nástrojem mohou kontrolovat SINELINKúložiště baterie připojené k mřížce-řešení jako výchozí bod pro technickou diskusi.
BESS Účinnost, stav nabití a zdravotní stav
Aplikujte tyto provozní koncepty pomocíPrůvodce velikostí BESSpřed výběrem kapacity baterie nebo PCS.
Stav nabití (SOC)
SOC odhaduje zbývající náboj vzhledem k definované použitelné nebo nominální referenci. Neměří se přímo jako napětí; BMS to odhaduje z integrace proudu, chování napětí, teploty a modelů článků. Přesnost se může posunout, takže strategie řízení může zahrnovat podmínky rekalibrace.
zdravotní stav (SOH)
SOH popisuje stav baterie vzhledem k dohodnuté referenci, často s využitím dostupné kapacity, odporu nebo výkonu. Protože dodavatelé mohou vypočítat SOH odlišně, smlouvy by se měly spoléhat na definovaný test kapacity nebo výkonu spíše než na nevysvětlené procento z řídicího panelu.
Efektivita zpáteční{0}}cesty
Efektivita zpáteční{0}}cesty se rovná dodané energii dělené energií použitou k nabíjení během definovaného cyklu a hranice měření. Hodnota DC-pouze baterie není srovnatelná s hodnotou AC systému, která zahrnuje PCS, transformátor a pomocné zátěže. Účinnost se také mění s výkonem, teplotou a dobou pohotovostního režimu.
Degradace
Kalendářní stárnutí nastává s časem; cyklické stárnutí výsledky používání. Oba jsou ovlivněny teplotou, SOC, hloubkou vybití, rychlostí a konstrukcí článku. EMS může vyměnit krátkodobé-výnosy za dlouhodobé-degradace omezením SOC, výkonu nebo propustnosti. Projektové modely by měly využívat zaručený pracovní cyklus a transparentní předpoklad rozšíření.
Jak BESS reaguje na chyby a bezpečně se vypíná
Abnormální stavy a kontroly životního cyklu jsou zahrnuty vBezpečnostní průvodce BESS.
Jmenovité hodnoty kabelů a koncová rozhraní jsou součástí ochranné cesty; poradit se sPrůvodce výběrem kabelu BESSpři definování proudových, poruchových a instalačních limitů.
Ochrana BESS by neměla záviset pouze na odeslání softwaru. Elektrické a bezpečnostní vrstvy detekují abnormální proud, napětí, izolaci, teplotu, kouř, plyn nebo stav zařízení a izolují ovlivněnou úroveň. Přesná odezva závisí na architektuře a analýze rizik, ale typickou sekvencí je snížení výkonu, otevření stykačů nebo jističů, izolace poruchy, zachování požadovaných funkcí detekce/ventilace, spuštění alarmů a zabránění neoprávněnému restartu.
- Úroveň článku/modulu: monitorování napětí a teploty, vyvažování a ochranné limity.
- Úroveň stojanu: stykače, pojistky, snímání proudu, monitorování izolace a místní ovládání.
- Úroveň PCS/AC: nadproud, abnormalita sítě, ochrana proti-ostrovům a ochrana proti přerušovači.
- Úroveň systému: nouzové zastavení, detekce požáru/plynu, logika ventilace, řízení přístupu a alarmy SCADA.
- Provozní úroveň: uzamčení/označení, nouzový plán, poškozené{0}}ovládací prvky zařízení a řízený návrat do provozu.
UL 9540A je testovací metoda tepelného -neutečeného ohně-; není univerzálním tvrzením, že každá instalace je bezpečná. Projektové týmy musí potvrdit testovanou konfiguraci, certifikaci zařízení, přijaté kódy, podmínky instalace a požadavky AHJ.
BESS Operational Due-Kontrolní seznam péče
- Úplný{0}}výtokový diagram výkonu a hranice měření pro každou zaručenou hodnotu.
- Limity napětí/proudu baterie vůči provoznímu rozsahu PCS napříč SOC a teplotou.
- Normální, pohotovostní, černý{0}}start, ostrovní provoz, obnova a nouzové provozní sekvence podle potřeby.
- Seznam signálů BMS–PCS–EMS, priorita příkazů a chování při ztrátě komunikace-.
- Pomocná spotřeba při nabíjení, vybíjení, pohotovostním režimu a extrémních okolních podmínkách.
- Testy kapacity, účinnosti a odezvy ve FAT/SAT a kritéria konečného přijetí.
- Vlastnictví alarmů, ovládání vzdáleného{0}}přístupu, odpovědnosti za aktualizaci softwaru a{1}}uchovávání dat událostí.
- Záruční předpoklady pro teplotu, okno SOC, propustnost, rychlost C-a dostupnost.
Potřebujete namapovat provozní režimy BESS na váš profil zatížení nebo požadavky na síť? Pošlete SINELINK svou aplikaci, cílovou kW/kWh, síťové napětí, podmínky na místě a preferovanou architekturu systému.
Pro mainstreamovou vysokonapěťovou integraci-C&I si přečtěte1000V vysokonapěťový-bateriový systémplatformu a potvrďte její operační okno proti vybranému PCS.
Místa s vysokou okolní teplotou nebo požadavky na husté balení mohou hodnotit akapalinou-chlazená průmyslová bateriová skříňpři potvrzování redundance chlazení a potřeb servisu.
Často kladené otázky
Uchovává BESS střídavý nebo stejnosměrný proud?
Bateriové články ukládají energii elektrochemicky a dodávají stejnosměrnou elektrickou energii. PCS převádí mezi bateriovým stejnosměrným a střídavým systémem používaným většinou zařízení a sítí.
Může BESS nabíjet a vybíjet současně?
Jeden řetězec baterií se normálně nenabíjí a nevybíjí současně. Na úrovni závodu mohou různé řetězce nebo subsystémy fungovat odlišně, ale ovládání musí zabránit nechtěnému cirkulačnímu výkonu a respektovat architekturu.
Co řídí, když se BESS nabíjí nebo vybíjí?
EMS nebo řídicí jednotka závodu aplikuje plány, tarify, prognózy, limity místa nebo příkazy sítě. BMS a PCS pak omezují nebo odmítají příkazy, které nespadají do bezpečných podmínek zařízení.
Co se stane, když BESS dosáhne 100% SOC?
BMS snižuje nebo zastavuje povolené nabíjení, když se články blíží k horní hranici. Mnoho projektů funguje pod absolutním maximálním SOC, aby se zachovala rezerva, životnost nebo bezpečnostní rezerva.
Může BESS-připojený k síti fungovat při výpadku proudu?
Pouze v případě, že PCS, ochrana a ovládací prvky jsou navrženy pro ostrovní provoz nebo operace vytváření sítě{0}}a web má schválený systém řízení přenosu, uzemnění a{1}}zátěže.
Proč se mění dostupný výkon BESS?
Dostupný výkon může být omezen SOC, teplotou článku, stejnosměrným napětím, povoleným proudem, teplotou PCS, jalovým{0}}výkonem, pomocnými zařízeními, poruchami nebo podmínkami sítě.
Jaký je rozdíl mezi EMS a SCADA?
EMS činí nebo koordinuje rozhodnutí o odeslání. SCADA primárně poskytuje dohledové řízení, vizualizaci, alarmy a historická data, ačkoli hranice produktů se mohou překrývat.
Jak se měří účinnost BESS?
Změřte energii vstupující a odcházející přes stejnou definovanou hranici a cyklus. Uveďte, zda obrázek zahrnuje PCS, transformátor, HVAC a další příslušenství.
Co se stane, když dojde ke ztrátě komunikace BMS?
Definované bezpečné chování může zahrnovat udržování konzervativního limitu, náběh na nulu nebo vypnutí po uplynutí časového limitu. Přesné pořadí by mělo být specifikováno a otestováno.
Jak BESS podporuje špičkové holení?
Řídicí jednotka monitoruje import na místo a vybíjení dříve, než poptávka překročí cíl. Naplánuje také dobíjení pro zachování SOC bez vytvoření nového vrcholu.
Plánujete projekt komerčního nebo průmyslového bateriového úložiště? Sdílejte svůj profil zatížení, případ použití, cílovou dobu trvání, připojení k síti a trh s dodržováním předpisů.
Závěr
BESS pracuje spíše prostřednictvím nepřetržité koordinace než pomocí jednoduchého příkazu zapnutí/vypnutí baterie. EMS definuje cíl, BMS chrání baterii, PCS řídí konverzi energie a ochranné a monitorovací systémy ověřují každý provozní stav. Projektové týmy, které definují tato rozhraní, limity a hranice měření včas, mají lepší pozici k získání předvídatelného výkonu, bezpečného provozu a vymahatelných záruk.