Az energiatároló rendszerben az akkumulátor-kezelő rendszer (BMS), az energiatároló átalakító (PCS) és az energiagazdálkodási rendszer (EMS) közötti háromszintű kapcsolatvezérlési stratégia a kulcsa a rendszer hatékony és biztonságos működésének.
1. Kapcsolódás a BMS és a PCS között: Töltés- és kisütés-kezelés
Példa
Egy tipikus energiatároló alkalmazási forgatókönyvben tegyük fel, hogy több lítium akkumulátorból álló energiatároló egységünk van, amelyek mindegyike egy BMU-hoz (szolga vezérlőegységhez) csatlakozik, amely viszont egy BCU-hoz (fővezérlő egység) csatlakozik, ami viszont csatlakozik egy BAU-hoz (fővezérlő egység).
Amikor az energiatároló rendszer hálózati küldési utasításokat kap, a BAU meghatározza, hogy engedélyezi-e a töltést vagy a kisütést a rendszer aktuális SOC (az akkumulátor maradék kapacitása) állapota alapján, és elküldi a parancsot a PCS-nek.
Ha a PCS túlzott energiabevitelt észlel a hálózat oldalán, aktiválja a töltési módot; Éppen ellenkezőleg, a villamosenergia-igény csúcsidőszakában a PCS kisülési módba kapcsol, hogy támogassa a hálózatot.
Paraméter
Maximális töltési teljesítmény:állítsa 200 kW-ra, hogy az akkumulátor ne sérüljön túltöltés miatt.
Maximális kisülési teljesítmény:300 kW-ra állítva, hogy kielégítse a csúcsidőben történő gyors reagálás iránti igényt.
SOC felső és alsó határok:általában 20% -80% között tartják, hogy elkerülje a mélytöltés és a kisütés hatását az akkumulátor élettartamára.
2. Kapcsolódás a BMS és a PCS között: Hőmérséklet-kezelés
Példa
Tekintettel arra, hogy a hőmérséklet jelentős hatással van a lítium akkumulátorok teljesítményére, a BMS-nek nem csak az egyes akkumulátorok feszültségét, áramát és egyéb információit kell figyelnie, hanem a felületi hőmérsékletüket is.
Ha egy bizonyos akkumulátormodul hőmérsékletét túl magasnak találja, a BMS elindítja a PCS-t, hogy korlátozza az adott alkatrész töltési és kisütési sebességét, és még a működést is felfüggeszti, amíg a hőmérséklet vissza nem tér a normál értékre. Ezenkívül a hőmérséklet aktívan csökkenthető a hűtőrendszer aktiválásával.
Paraméter
Magas hőmérsékleti küszöb:Például 50 °C-on intézkedéseket kell tenni az akkumulátor védelmére, ha ezt a hőmérsékletet túllépik.
Alacsony hőmérsékleti küszöb:például 0 C fok, hogy az alacsony hőmérséklet ne befolyásolja a kémiai reakció hatékonyságát.
Hőmérséklet-különbség riasztási értéke:A szomszédos akkumulátorok közötti maximális megengedett hőmérsékletkülönbség 5°C-ra van állítva, és ha túllépi, figyelmeztetést ad ki.
3. BMS, PCS és EMS együttműködésben végzett munkája: ütemezés optimalizálása
Példa
Az EMS felelős az átfogó energiagazdálkodási és ütemezési döntésekért, és optimális töltési és ürítési terveket tud kidolgozni a valós idejű áramárak, időjárás-előrejelzések és egyéb tényezők alapján.
Például a PCS-ek töltése az éjszakai völgyi áridőszakban, és a tárolt energia felszabadítása a nappali csúcsidőszakban az árkülönbözet megszerzése érdekében. Ugyanakkor az EMS folyamatosan értékeli a teljes rendszer egészségi állapotát (beleértve az SOH-t is), és ennek megfelelően módosítja a stratégiákat a berendezések élettartamának meghosszabbítása érdekében.
Paraméter
Csúcs borotválkozás és völgytöltési stratégia:A felhasználók konfigurálhatják saját villamosenergia-ársablonjaikat a helyi villamosenergia-árak felhasználási idejének alapján, beállíthatják a PCS töltési és kisütési teljesítményét különböző időszakokra, valamint csúcsborotválkozási és völgytöltési stratégiai sablont alkothatnak; Biztosítsa a házirend-sablonok napi és heti konfigurálását.
Igényszabályozás:Az EMS képes előre jelezni a jövőbeli terhelési igényeket, és előre megtervezni a PCS-intézkedéseket annak érdekében, hogy ne lépje túl a szerződésben meghatározott maximális igényt, elkerülve ezzel a többletköltségeket.
Terv görbe:Speciális alkalmazási forgatókönyvekhez (például ipari felhasználókhoz) az EMS részletes napi vagy heti működési irányelveket állít elő, amelyek útmutatást nyújtanak a PCS-nek a feladatok meghatározott ütemezés szerinti végrehajtásában.
4. BMS és PCS biztonsági védelmi mechanizmusa
Példa
A rendszer biztonságának további fokozása érdekében többrétegű védelmi mechanizmust hoztak létre a BMS és a PCS között. Például, ha a BMS bármilyen rendellenes helyzetet észlel (például rövidzárlat, túlfeszültség/alacsony feszültség), azonnal értesíti a PCS-t, hogy állítsa le a megfelelő műveletet, és elindíthat egy vészleválasztó eszközt az áramellátás megszakításához. Ezen kívül vannak hardver szintű védelmi intézkedések, például biztosítékok és relék, hogy megbirkózzanak a hibaleválasztással extrém helyzetekben.
Paraméter
Túláram védelem:állítsa a névleges áram 1,5-szeresére, hogy elkerülje a túlzott áram okozta károkat.
Túlfeszültség/kisfeszültség védelem:Állítsa be a felső és alsó határértékeket, hogy az akkumulátor mindig biztonságos működési tartományon belül legyen.
Rövidzárlat elleni védelem:Rövidzárlat esetén gyorsan szakítsa meg az áramkört a személyzet és a vagyon biztonsága érdekében.
A BMS (Battery Management System) és a PCS (Energy Storage Converter) más intelligens eszközökkel való integrációja az egyik legfontosabb lépés az intelligens és hatékony energiatároló rendszer felépítésében. Ez az integráció nem korlátozódik a hardver szintű kapcsolatokra, hanem ami még fontosabb, lehetővé teszi az információmegosztást és a szoftverszintű együttműködést a teljes energiagazdálkodási folyamat optimalizálása érdekében.
Általános integrációs módszerek és jellemzőik:
1. Mély integráció az EMS-sel (Energy Management System)
Adatcsere:A BMS feladata az akkumulátor különféle működési paramétereinek összegyűjtése, mint például a feszültség, áramerősség, hőmérséklet, SOC (fennmaradó töltés), SOH (egészségügyi állapot) stb., és ezen információk továbbítása az EMS-hez. Ugyanakkor az EMS utasításokat is küld a BMS-nek, miután olyan tényezők alapján hozott döntéseket, mint például az elektromos hálózat állapota és a felhasználói igények.
Stratégia megfogalmazás:A BMS adatai alapján az EMS pontosabban tudja megjósolni az akkumulátor állapotváltozásának trendjét, ezáltal jobban megtervezi a töltési és lemerülési terveket. Például a töltés megszervezése, amikor az áram alacsony ára, és a tárolt energia felszabadítása csúcsidőben, hogy árkülönbséget szerezzen. Ezenkívül az EMS a múltbeli adatok elemzésével optimalizálja a hosszú távú energiaütemezési stratégiákat, hogy biztosítsa a rendszer maximális gazdasági előnyeit.
2. Intelligens otthon és épületautomatizálási rendszerek integrációja
Kétirányú kommunikáció:A modern intelligens otthoni platformok általában több protokollt is támogatnak, így a BMS/PCS könnyen integrálható hozzájuk. Ily módon a felhasználók mobilalkalmazásokon vagy más végberendezéseken keresztül távolról felügyelhetik az energiatároló rendszer működését, és személyes preferenciáik szerint módosíthatják a beállításokat. Például a maximális kimenő teljesítmény beállítása egy adott időtartamon belül, vagy úgy dönt, hogy előnyben részesíti a saját előállítású villamos energia használatát a hálózati tápellátással szemben.
Kapcsolódási vezérlés:Az egyszerű felügyeleti funkciókon túl az intelligens otthoni rendszerek BMS/PCS-vel is képesek összekapcsolni. Például, ha senkit sem észlelnek otthon, automatikusan energiatakarékos üzemmódba lép, hogy csökkentse a felesleges energiafogyasztást; Mielőtt a családtagok hazatérnének, kapcsolja be a nagy teljesítményű készülékeket, például a légkondicionálást a kényelmes életkörülmények biztosítása érdekében.
3. Szerep a mikrorácsokban
Több forrású koordináció:Egy tipikus mikrogrid környezetben az energiatároló eszközök mellett különféle elosztott áramforrások is léteznek, mint például napelemek és szélturbinák. Ezen a ponton a BMS/PCS-nek nem csak saját működési állapotát kell figyelembe vennie, hanem hatékonyan kell koordinálnia és együtt kell működnie más áramforrásokkal, hogy közösen fenntartsa a kereslet-kínálat egyensúlyát a mikrohálózaton belül. Például, ha a fotovoltaikus tömbök többlet villamos energiát termelnek, a PCS úgy dönt, hogy tárolja a felesleges energiát, ahelyett, hogy közvetlenül visszatáplálná a főhálózatba.
Szigeti működési képesség:A szigetüzemi képességgel rendelkező mikrogrideknél a BMS/PCS szerepe különösen kiemelkedő. A külső áramhálózatról való leválasztás után gyorsan át kell venniük a terheléselosztási feladatokat, hogy a fontos létesítmények folyamatos áramellátását ne érintse. Ez megköveteli, hogy a BMS/PCS nagy stabilitással és megbízhatósággal rendelkezzen, és rövid időn belül át tudjon váltani a hálózatra csatlakoztatott hálózatról off-grid módba.
4. Felhőplatformok és nagy adatelemzés támogatása
Felhő számítástechnika:A számítási felhő technológia fejlődésével egyre több vállalkozás használ felhőplatformokat nagyszabású adatfeldolgozásra és modellképzésre. Az energiatároló rendszerek esetében ez azt jelenti, hogy helyben gyűjtött adatokat kell feltölteni a felhőszerverekre, nagy teljesítményű számítási erőforrásokat kell felhasználni hatalmas mennyiségű információ bányászására és elemzésére, valamint finomabb működési ajánlások megszerzését.
AI vezérelt optimalizálás:Mesterséges intelligencia algoritmusok felhasználása, különösen a machine tanulási módszerek, a lehetséges minták azonosítására nagy mennyiségű történelmi feljegyzésből, és útmutatást adnak a jövőbeli műveletekhez. Például a következő napok időjárási körülményeinek előrejelzése és a megfelelő előzetes előkészületek megtétele; Vagy automatikusan állítsa be a töltési és kisütési stratégiát a felhasználó áramhasználati szokásai alapján, javítva a felhasználói élményt, miközben a költségeket is csökkenti.