Пояснення компонентів BESS: батарея, BMS, PCS, EMS і баланс системи

 

Для груп із закупівель найважливішим питанням є не просто наявність кожного компонента. Це залежить від того, чи рейтинги, інтерфейси, повноваження контролю, докази випробувань і гарантії залишаються узгодженими в повній робочій зоні. Слабкість одного інтерфейсу-напруга батареї порівняно з діапазоном PCS, обмеження BMS порівняно з командами EMS або охолодження корпусу порівняно з температурою на місці-можуть обмежити роботу всієї системи.

Почніть зповний посібник із систем накопичення енергії акумуляторадля батьківської структури, що охоплює дизайн, програми, безпеку та закупівлі.

Якщо вам спочатку потрібна послідовність дій, прочитайтеяк працює система накопичення енергії акумуляторащоб побачити, як BMS, PCS і EMS координуються під час заряджання та розряджання.

Архітектура компонентів BESS з першого погляду

Подивіться, як ці компоненти упаковані для сайтів уПрактичний посібник C&I BESS.

 

1. Акумуляторні елементи, модулі та стійки

Клітини є найменшими електрохімічними одиницями. Виробники комбінують комірки в модулі, модулі в пакети або лотки, а ці вузли в стелажі або шафи. Послідовне з'єднання підвищує напругу; паралельні з'єднання збільшують струм і енергетичну здатність. Механічне та електричне розташування впливає на струм пошкодження, придатність до експлуатації, термічну поведінку та ризик розповсюдження.

Що вказати

• Хімічний склад, формат комірок, відстеження постачальників і контроль якості виробництва.
• Номінальна та корисна енергія за визначених SOC, температури, потужності й умов початку--життєвого циклу.
• Вікно напруги постійного струму, максимальний безперервний і короткочасний-струм, C-криві швидкості та зниження номінальних характеристик.
• Припущення щодо-старіння циклу та календаря, обмеження пропускної здатності та стратегія збільшення.
• Ізоляція модуля/стійки, запобіжники, контактори, зазори для обслуговування та спосіб заміни.

2. Система керування батареєю (BMS)

BMS вимірює напругу, температуру та струм осередків і модулів; оцінює стан заряду та здоров'я; керує балансуванням; розраховує допустимі межі заряду та розряду; керує контакторами; записує події; і повідомляє стан батареї в PCS і EMS. BMS — це багатошарова система, а не одна сенсорна плата, яка часто включає модуль, стійку та головний контролер.

Запитання щодо інтерфейсу BMS

• Який пристрій є офіційним джерелом для SOC, SOH, допустимої потужності та стану несправності?
• Як часто оновлюються ліміти та що відбувається, якщо зв’язок затримується або втрачається?
• Які сигнали тривоги викликають зниження номінальних характеристик, контрольоване відключення чи негайну ізоляцію?
• Як керуються записами подій, версіями мікропрограм, віддаленим доступом і кібербезпекою?
• Чи може BMS підтримувати змішані{0}}вікові стелажі після збільшення чи заміни?

3. Система перетворення потужності (PCS)

Інтерфейси фотоелектричного та накопичувального обладнання відображаються всонячна-плюс-посібник із зберігання.

PCS — це двонаправлений електричний міст між шиною постійного струму акумулятора та системою змінного струму. Під час зарядки він перетворює змінний струм на постійний; під час розряду він перетворює постійний струм в змінний. Залежно від конструкції, він також керує реактивною потужністю, коефіцієнтом потужності, гармоніками, швидкістю наростання, напругою/частотною характеристикою, анти-островом і-прохідністю через{3}}замикання.

Перевірки вибору PCS

• Діапазон напруги постійного струму в межах мінімального/максимального SOC, температури та деградації.
• Безперервна потужність і потужність від перевантаження за температури навколишнього середовища та висоти на місці.
• Крива ефективності-не лише пікова ефективність-і споживання в режимі очікування.
• Можливість-реактивної потужності та чи зменшує вона доступну активну потужність.
• Функції коду-мережі, сумісність трансформаторів, гармоніки та внесок-короткого замикання.
• Можливість-відповідати сітці проти-формування сітки для резервного копіювання або використання мікросітки.

Для проектів, які активно обмінюються електроенергією з комунальним підприємством, перегляньтенакопичувач-підключеного до мережі акумулятораі підтвердити всі функції мережі шляхом відповідного дослідження взаємозв’язку та польових випробувань.

4. Система енергоменеджменту (EMS) і контролер установки

Приклад справжньої порогової-відправки наведено вПосібник з гоління BESS peak.

EMS перетворює бізнес-цілі або цілі мережі в команди відправки. Він може контролювати навантаження та генерацію, прогнозувати піки, керувати резервом SOC, реагувати на тарифи чи ринкові сигнали, координувати генератори та PV та надсилати задані значення до PCS. У великих проектах контролер установки може обробляти вимоги до швидкої точки--підключення, тоді як EMS виконує повільнішу оптимізацію.

Вимоги до закупівель EMS

• Режими роботи, правила пріоритету та вирішення конфліктів для сценаріїв використання в стеку.
• Джерела вимірювання, вхідні дані прогнозу та час реакції контролю.
• Протоколи, доступність API, історія, синхронізація часу та право власності на дані.
• Локальна робота під час втрати хмари або глобальної мережі та визначені безпечні резервні стани.
• Ролі користувачів, автентифікація, журнали аудиту, виправлення та зобов’язання щодо віддаленої-підтримки.

5. Термічний менеджмент

Керування температурою підтримує клітини та силову електроніку в межах заданих температур і обмежує коливання температури. Системи з-повітряним охолодженням можуть запропонувати простіше обслуговування, тоді як рідинне охолодження може підтримувати точніший контроль температури та вищу щільність упаковки. При виборі слід враховувати конструкцію навколишнього середовища, вологість, пил, корозію, резервування, допоміжну енергію, шум, виявлення витоків і ремонтопридатність-не лише метод охолодження.

Для суворих кліматичних умов або високої-щільності розташування оцініть aпромислова акумуляторна шафа-з рідинним охолодженнямпід час перевірки резервування -контура охолодження, паразитного навантаження та можливості обслуговування.

6. Електричний захист і розподіл постійного/змінного струму

Для визначення розміру провідника та вхідних даних про закупівлю перейдіть доПосібник з вибору кабелю BESSохоплює напругу, струм, падіння напруги, стійкість до несправностей та умови встановлення.

Захисне обладнання виявляє та усуває несправності. Архітектура може включати запобіжники комірки/стійки, контактори, роз’єднувачі постійного струму, контроль ізоляції, захист від перенапруги, вимикачі змінного струму, захисні реле, системи заземлення та схеми аварійної-зупинки. Координаційні дослідження повинні враховувати несправність батареї та PCS, внесок трансформатора та мережу місця.

• Визначте межі ізоляції для модуля, стійки, PCS, трансформатора та точки підключення.
• Координуйте порогові значення та час спрацьовування, щоб найменша практично пошкоджена ділянка була ізольована.
• Оцініть вимоги до удару,-спалаху дуги, накопиченої-енергії та блокування/маркування.
• Перевірте номінали напруги, струму, температури та короткого-замикання кабелю постійного струму та шин.

7. Пожежні, газові та аварійні системи

Повний ланцюжок доказів безпеки описано вКерівництво з безпеки BESS.

Архітектура безпеки може включати аналітику осередків, виявлення диму/тепла/вимкнення-газу, вентиляцію, скидання тиску, розділення, придушення пожежі чи інші засоби пом’якшення, аварійне живлення та інтерфейси реагування. Вимоги залежать від хімічного складу, корпусу, енергетичної потужності, доказів випробувань, застосовних кодів і уповноваженого органу. Пристрій придушення або сертифікат не є повною безпекою.

8. Інтерфейс трансформатора, розподільного пристрою та мережі

Трансформатор узгоджує напругу PCS з напругою об'єкта або комунальної мережі. Розподільні пристрої, захисні реле та лічильники прибутку або роботи встановлюють межу підключення. Перевірки конструкції включають коефіцієнт напруги, векторну групу, імпеданс, втрати, гармоніки, заземлення, роботу короткого-замикання, координацію захисту, допоміжне джерело живлення та вимоги до комунальних мереж.

Для промислових об’єктів потужністю -мегават, aпромислові ESS середньої{0}}напругиможе спростити інтерфейс мережі за умови детального захисту та перевірки утиліт.

9. SCADA, комунікації та кібербезпека

SCADA забезпечує видимість, сигналізацію, тренди та команди нагляду. Комунікації підключають BMS, PCS, EMS, лічильники, реле та зовнішню утиліту або агрегатор. Команди проекту повинні визначити версії протоколів, відображення сигналів, швидкість оновлення, синхронізацію часу, сегментацію мережі, віддалений доступ, право власності на облікові дані, журналювання та обов’язки життєвого циклу програмного забезпечення.

10. Допоміжні системи та огородження

До допоміжних пристроїв належать насоси або вентилятори систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря, обігрівачі, елементи керування живленням, освітлення, виявлення, вентиляція, комунікаційне обладнання та іноді резервне живлення. Їх споживання зменшує чисту доставлену енергію, тому його слід вимірювати або моделювати. Корпус повинен відповідати вимогам екологічності, корозії, дренажу, конденсації, шуму, транспортування, підйому, доступу, виходу та технічного обслуговування.

Як перевірити сумісність компонентів

Після перевірки інтерфейсів використовуйтеКерівництво BESS щодо розмірівщоб узгодити енергію батареї, обмеження струму, потужність PCS і ефективність наприкінці-життя.

Перелік закупівель компонентів BESS

• Визначте повну межу системи та названого постачальника для кожної підсистеми.
• Запитуйте контрольовані таблиці даних, сертифікати та повні звіти про випробування, пов’язані з точними моделями.
• Потрібна матриця інтерфейсу акумулятор–PCS–EMS і затверджені версії мікропрограми.
• Вкажіть потужність, корисну енергію, ефективність і допоміжні засоби на загальній межі вимірювання.
• Узгодьте гарантії на компоненти та систему з робочим циклом проекту та засобами правового захисту.
• Включіть перевірки FAT, приймання сайту, ємності, робочого-режиму та-реагування на несправності.
• Підтвердьте запасні частини, сумісність заміни, підтримку програмного забезпечення та відповідь служби.
• Розширення плану, поводження з-пошкодженим обладнанням та-обов’язки наприкінці-життя.

FAQ

Висновок

Продуктивність BESS визначається як інтерфейсами між компонентами, так і самими компонентами. Надійний проект узгоджує робочу зону батареї, обмеження BMS, можливості PCS, цілі EMS, тепловий дизайн, захист, докази безпеки та мережевий інтерфейс під одну тестову специфікацію та модель відповідальності за життєвий цикл.