Strategija kontrole povezivanja na tri nivoa između sistema upravljanja baterijama (BMS), pretvarača za skladištenje energije (PCS) i sistema upravljanja energijom (EMS) u sistemu skladištenja energije je ključ za osiguranje efikasnog i sigurnog rada sistema.
1. Veza između BMS-a i PCS-a: Upravljanje punjenjem i pražnjenjem
Primjer
U tipičnom scenariju primjene za pohranu energije, pretpostavimo da imamo jedinicu za pohranu energije koja se sastoji od više litijumskih baterija, od kojih je svaka povezana na BMU (slavenu kontrolnu jedinicu), koja je zauzvrat povezana s BCU (glavnom kontrolnom jedinicom), koja je zauzvrat spojen na BAU (glavnu kontrolnu jedinicu).
Kada sistem za skladištenje energije primi uputstva za dispečersku mrežu, BAU će odrediti da li će dozvoliti punjenje ili pražnjenje na osnovu trenutnog statusa SOC (preostali kapacitet baterije) sistema i poslati naredbu PCS-u.
Ako PCS otkrije prekomjeran unos energije na strani mreže, aktivirat će način punjenja; Naprotiv, tokom perioda najveće potražnje za električnom energijom, PCS se prebacuje u režim pražnjenja 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:postavljeno na 300 kW kako bi se zadovoljila potražnja za brzim odgovorom tokom vršnih sati.
SOC gornje i donje granice:obično se održava između 20% -80% kako bi se izbjegao utjecaj dubokog punjenja i pražnjenja na vijek trajanja baterije.
2. Veza između BMS-a i PCS-a: Upravljanje temperaturom
Primjer
S obzirom da temperatura ima značajan uticaj na performanse litijumskih baterija, BMS ne samo da treba da prati napon, struju i druge informacije pojedinačnih baterija, već treba da prati i temperaturu njihove površine.
Kada 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 u normalu. Osim toga, temperatura se može aktivno smanjiti aktiviranjem sistema hlađenja.
Parametar
Prag visoke temperature:Na primjer, 50 stepeni C, treba poduzeti mjere za zaštitu baterije kada se ova temperatura prekorači.
Prag niske temperature:kao što je 0 stepen C, kako bi se spriječilo da niska temperatura utiče na efikasnost hemijske reakcije.
Alarmna vrijednost temperaturne razlike:Maksimalna dozvoljena temperaturna razlika između susednih baterija je postavljena na 5 stepeni C, a ako se prekorači, biće izdato upozorenje.
3. Kolaborativni rad BMS, PCS i EMS: optimizacija rasporeda
Primjer
EMS je odgovoran za cjelokupno upravljanje energijom i odluke o rasporedu, te može razviti optimalne planove punjenja i pražnjenja na osnovu cijena električne energije u realnom vremenu, vremenske prognoze i drugih faktora.
Na primjer, organiziranje PCS-a za punjenje tokom noćnog perioda cijene u dolini i oslobađanje uskladištene energije tokom perioda dnevne vršne cijene kako bi se zaradila razlika u cijeni. Istovremeno, EMS će kontinuirano procjenjivati zdravstveno stanje cijelog sistema (uključujući SOH) i prilagođavati strategije u skladu s tim kako bi produžio vijek trajanja opreme.
Parametar
Peak brijanje i dolinastrategija punjenja:Korisnici mogu da konfigurišu sopstvene šablone cena električne energije zasnovane na lokalnim cenama električne energije u vremenu korišćenja, da podese snagu punjenja i pražnjenja PCS-a u različitim vremenskim periodima i formiraju šablon strategije za brijanje vrhova i popunjavanje doline; Omogućite funkciju konfiguriranja predložaka politike na dnevnoj i sedmičnoj bazi.
Kontrola potražnje:EMS može predvidjeti buduću potražnju za opterećenjem i unaprijed planirati PCS akcije kako bi osigurao da maksimalna potražnja navedena u ugovoru nije prekoračena, čime se izbjegavaju dodatni troškovi.
Plan kriva:Za specifične scenarije aplikacija (kao što su industrijski korisnici), EMS generiše detaljne dnevne ili nedeljne operativne smernice kako bi usmeravao PCS u izvršavanju zadataka prema utvrđenom rasporedu.
4. Sigurnosni zaštitni mehanizam BMS i PCS
Primjer
Kako bi se dodatno poboljšala sigurnost sistema, uspostavljen je višeslojni zaštitni mehanizam između BMS-a i PCS-a. Na primjer, kada BMS otkrije bilo kakvu nenormalnu situaciju (kao što je kratki spoj, prenapon/podnapon), odmah će obavijestiti PCS da zaustavi relevantnu operaciju i može pokrenuti uređaj za isključivanje u nuždi kako bi prekinuo napajanje. Osim toga, postoje zaštitne mjere na nivou hardvera kao što su osigurači i releji za rješavanje izolacije kvara u ekstremnim situacijama.
Parametar
Zaštita od prekomjerne struje:postavite na 1,5 puta veću od nazivne struje kako biste spriječili oštećenje uzrokovano prekomjernom strujom.
Zaštita od prenapona/podnapona:Postavite gornju i donju granicu kako biste osigurali da je baterija uvijek u sigurnom radnom dometu.
Zaštita od kratkog spoja:U slučaju kratkog spoja, brzo isključite strujni krug kako biste osigurali sigurnost osoblja i imovine.
Integracija BMS (Battery Management System) i PCS (Energy Storage Converter) sa drugim inteligentnim uređajima jedan je od ključnih koraka u izgradnji inteligentnog i efikasnog sistema za skladištenje energije. Ova integracija nije ograničena na veze na hardverskom nivou, već što je još važnije, omogućava razmjenu informacija i kolaborativni rad na softverskom nivou radi optimizacije cjelokupnog procesa upravljanja energijom.
Uobičajene metode integracije i njihove karakteristike:
1. Duboka integracija sa EMS-om (Energy Management System)
Razmjena podataka:BMS je odgovoran za prikupljanje različitih radnih parametara baterije, kao što su napon, struja, temperatura, SOC (preostalo punjenje), SOH (zdravstveni status), itd., i prenošenje ovih informacija u EMS. Istovremeno, EMS će takođe poslati uputstva BMS-u nakon donošenja odluka na osnovu faktora kao što su uslovi električne mreže i potrebe korisnika.
Formulacija strategije:Na osnovu podataka iz BMS-a, EMS može preciznije predvidjeti trend promjene stanja baterije, a time i bolje planirati planove punjenja i pražnjenja. Na primjer, organiziranje naplate kada su cijene električne energije niske i oslobađanje uskladištene energije u vršnim satima kako bi se zaradila razlika u cijeni. Pored toga, EMS optimizuje dugoročne strategije planiranja energije analizom istorijskih podataka kako bi osigurao maksimalnu ekonomsku korist sistema.
2. Integracija sistema za automatizaciju pametnih kuća i zgrada
Dvosmjerna komunikacija:Moderne platforme za pametne kuće obično podržavaju više protokola, što omogućava da se BMS/PCS lako integriše u njih. Na ovaj način korisnici mogu daljinski pratiti rad sistema za skladištenje energije putem mobilnih aplikacija ili drugih terminalnih uređaja, te prilagođavati postavke prema ličnim preferencijama. Na primjer, postavljanje maksimalne izlazne snage u određenom vremenskom periodu ili odabir prioriteta korištenja električne energije koju sam proizvela u odnosu na napajanje iz mreže.
Kontrola veze:Pored jednostavnih funkcija nadzora, pametni kućni sistemi takođe mogu postići kontrolu veze sa BMS/PCS. Na primjer, kada niko nije otkriven kod kuće, automatski ulazi u način štednje energije kako bi se smanjila nepotrebna potrošnja energije; Prije nego što se članovi porodice vrate kući, uključite uređaje velike snage kao što je klima uređaj kako biste osigurali ugodno okruženje za život.
3. Uloga u mikromrežama
Koordinacija iz više izvora:U tipičnom mikromrežnom okruženju, pored uređaja za skladištenje energije, postoje i različiti distribuirani izvori energije kao što su solarni paneli i vetroturbine. U ovom trenutku, BMS/PCS ne samo da treba da razmotri svoj radni status, već i da efikasno koordiniše i sarađuje sa drugim izvorima energije kako bi zajednički održao ravnotežu ponude i potražnje unutar mikromreže. Na primjer, kada postoji višak električne energije proizvedene fotonaponskim nizovima, PCS odlučuje da skladišti višak energije umjesto da ga direktno vraća u glavnu mrežu.
Mogućnost rada na otoku:Za mikromreže sa mogućnošću rada na ostrvima, uloga BMS/PCS je posebno istaknuta. Jednom isključeni iz vanjske električne mreže, oni moraju brzo preuzeti zadatke raspodjele opterećenja kako bi osigurali da to ne utiče na kontinuirano napajanje važnih objekata. Ovo zahtijeva da BMS/PCS ima visoku stabilnost i pouzdanost, te da može u kratkom vremenskom periodu da se prebaci sa mreže povezane u off grid mod.
4. Podrška za cloud platforme i analizu velikih podataka
Računarstvo u oblaku:Sa razvojem tehnologije računarstva u oblaku, sve više preduzeća koristi cloud platforme za obradu podataka velikih razmera i obuku modela. Za sisteme za skladištenje energije, ovo znači otpremanje lokalno prikupljenih podataka na servere u oblaku, korišćenje moćnih računarskih resursa za iskopavanje i analizu ogromnih količina informacija i dobijanje preciznijih operativnih preporuka.
Optimizacija vođena umjetnom inteligencijom:Korištenje algoritama umjetne inteligencije, posebno machine metode učenja, da se identifikuju potencijalni obrasci iz velike količine istorijskih zapisa i daju smernice za buduće operacije. Na primjer, predviđanje vremenskih prilika u narednih nekoliko dana i vršenje odgovarajućih priprema unaprijed; Ili automatski prilagodite strategiju punjenja i pražnjenja zasnovanu na navikama korisnika električne energije, poboljšavajući korisničko iskustvo uz istovremeno smanjenje troškova.