Стратегия трехуровневого управления связью между системой управления батареями (BMS), преобразователем накопления энергии (PCS) и системой управления энергопотреблением (EMS) в системе хранения энергии является ключом к обеспечению эффективной и безопасной работы системы.
1. Связь между BMS и PCS: управление зарядкой и разрядкой
Пример
Предположим, что в типичном сценарии применения аккумулирования энергии у нас есть блок хранения энергии, состоящий из нескольких литиевых батарей, каждая из которых подключена к BMU (ведомому блоку управления), который, в свою очередь, подключен к BCU (главному блоку управления), который, в свою очередь, подключен к BAU (главному блоку управления).
Когда система хранения энергии получает инструкции по диспетчеризации сети, BAU определит, разрешить ли зарядку или разрядку, на основе текущего состояния SOC (остаточной емкости батареи) системы, и отправит команду в PCS.
Если PCS обнаруживает чрезмерное потребление энергии со стороны сети, она активирует режим зарядки; Напротив, в периоды пикового спроса на электроэнергию PCS переключается в режим разрядки для поддержки сети.
Параметр
Максимальная мощность зарядки:установите мощность 200 кВт, чтобы гарантировать, что батарея не будет повреждена из-за перезарядки.
Максимальная мощность разряда:установлена на 300 кВт, чтобы удовлетворить потребность в быстром реагировании в часы пик.
Верхний и нижний пределы SOC:обычно поддерживается на уровне 20 % -80 %, чтобы избежать влияния глубокой зарядки и разрядки на срок службы батареи.
2. Связь между BMS и PCS: управление температурой
Пример
Учитывая, что температура оказывает существенное влияние на производительность литиевых батарей, BMS необходимо не только контролировать напряжение, ток и другую информацию отдельных батарей, но также необходимо контролировать температуру их поверхности.
Как только температура определенного аккумуляторного модуля оказывается слишком высокой, BMS запускает PCS для ограничения скорости зарядки и разрядки этой части и даже приостанавливает работу до тех пор, пока температура не вернется к норме. Кроме того, температуру можно активно снижать, активируя систему охлаждения.
Параметр
Высокий температурный порог:Например, 50 градусов Цельсия, следует принять меры для защиты аккумулятора при превышении этой температуры.
Порог низкой температуры:например, 0 градус Цельсия, чтобы низкая температура не влияла на эффективность химической реакции.
Значение сигнала тревоги разницы температур:Максимально допустимая разница температур между соседними батареями установлена на уровне 5 градусов Цельсия, и в случае превышения будет выдано предупреждение.
3. Совместная работа BMS, PCS и EMS: оптимизация планирования.
Пример
EMS отвечает за общее управление энергопотреблением и планирование, а также может разрабатывать оптимальные планы зарядки и разрядки на основе цен на электроэнергию в реальном времени, прогнозов погоды и других факторов.
Например, организация PCS для зарядки в период низких цен в ночное время и высвобождения накопленной энергии в период пиковых цен в дневное время, чтобы получить разницу в цене. В то же время EMS будет постоянно оценивать состояние работоспособности всей системы (включая SOH) и соответствующим образом корректировать стратегии для продления срока службы оборудования.
Параметр
Пиковое бритье и долинастратегия заполнения:Пользователи могут настраивать свои собственные шаблоны цен на электроэнергию на основе цен на электроэнергию в местное время, устанавливать мощность зарядки и разрядки PCS в разные периоды времени, а также формировать шаблон стратегии снижения пиков и заполнения впадин; Предоставить функцию настройки шаблонов политик на ежедневной и еженедельной основе.
Контроль спроса:EMS может прогнозировать будущую потребность в нагрузке и заранее планировать действия PCS, чтобы гарантировать, что максимальная потребность, указанная в контракте, не будет превышена, тем самым избегая дополнительных затрат.
Плановая кривая:Для конкретных сценариев применения (например, для промышленных пользователей) EMS генерирует подробные ежедневные или еженедельные инструкции по работе, помогающие PCS выполнять задачи в соответствии с установленным графиком.
4. Механизм защиты BMS и PCS.
Пример
Для дальнейшего повышения безопасности системы между BMS и PCS установлен многоуровневый механизм защиты. Например, когда BMS обнаруживает любую ненормальную ситуацию (например, короткое замыкание, повышенное/пониженное напряжение), она немедленно уведомляет PCS о необходимости остановить соответствующую операцию и может активировать устройство аварийного отключения, отключающее электропитание. Кроме того, существуют меры защиты на аппаратном уровне, такие как предохранители и реле, позволяющие локализовать неисправность в экстремальных ситуациях.
Параметр
Защита от перегрузки по току:установите ток, в 1,5 раза превышающий номинальный, чтобы предотвратить повреждение, вызванное чрезмерным током.
Защита от повышенного/пониженного напряжения:Установите верхний и нижний пределы соответственно, чтобы батарея всегда находилась в безопасном рабочем диапазоне.
Защита от короткого замыкания:В случае короткого замыкания быстро отключите цепь, чтобы обеспечить безопасность персонала и имущества.
Интеграция BMS (системы управления батареями) и PCS (преобразователя энергии) с другими интеллектуальными устройствами является одним из ключевых шагов в создании интеллектуальной и эффективной системы хранения энергии. Эта интеграция не ограничивается соединениями на аппаратном уровне, но, что более важно, она обеспечивает обмен информацией и совместную работу на уровне программного обеспечения для оптимизации всего процесса управления энергопотреблением.
Распространенные методы интеграции и их характеристики:
1. Глубокая интеграция с EMS (системой управления энергопотреблением).
Обмен данными:BMS отвечает за сбор различных рабочих параметров аккумулятора, таких как напряжение, ток, температура, SOC (остаточный заряд), SOH (состояние работоспособности) и т. д., и передачу этой информации в EMS. В то же время EMS также отправит инструкции в BMS после принятия решений на основе таких факторов, как состояние электросети и потребности пользователей.
Формулировка стратегии:Основываясь на данных BMS, EMS может более точно прогнозировать тенденцию изменения состояния батареи, тем самым лучше планируя планы зарядки и разрядки. Например, организация зарядки при низких ценах на электроэнергию и высвобождение накопленной энергии в часы пик для получения разницы в цене. Кроме того, EMS оптимизирует долгосрочные стратегии планирования энергопотребления, анализируя исторические данные, чтобы обеспечить максимальную экономическую выгоду от системы.
2. Интеграция умного дома и систем автоматизации зданий.
Двунаправленная связь:Современные платформы умного дома обычно поддерживают несколько протоколов, что позволяет легко интегрировать BMS/PCS в них. Таким образом, пользователи могут удаленно контролировать работу системы накопления энергии через мобильные приложения или другие терминальные устройства и корректировать настройки в соответствии с личными предпочтениями. Например, установка максимальной выходной мощности в течение определенного периода времени или выбор приоритета использования электроэнергии, вырабатываемой собственными силами, а не электросети.
Контроль связи:В дополнение к простым функциям мониторинга системы «умный дом» также могут обеспечивать управление связью с BMS/PCS. Например, когда дома никого не обнаружено, он автоматически переходит в режим энергосбережения, чтобы снизить ненужное энергопотребление; Прежде чем члены семьи вернутся домой, включите мощные приборы, такие как кондиционер, чтобы обеспечить комфортные условия проживания.
3. Роль в микросетях
Координация нескольких источников:В типичной микросети, помимо устройств хранения энергии, имеются также различные распределенные источники энергии, такие как солнечные панели и ветряные турбины. На этом этапе BMS/PCS необходимо не только учитывать свое собственное рабочее состояние, но также эффективно координировать и сотрудничать с другими источниками энергии для совместного поддержания баланса спроса и предложения внутри микросети. Например, при избытке электроэнергии, вырабатываемой фотоэлектрическими батареями, PCS предпочитает хранить избыточную энергию вместо того, чтобы напрямую возвращать ее в основную сеть.
Возможность работы на острове:Для микросетей с возможностью автономной работы роль BMS/PCS особенно заметна. После отключения от внешней электросети они должны быстро взять на себя задачи по распределению нагрузки, чтобы обеспечить бесперебойное электроснабжение важных объектов. Для этого требуется, чтобы BMS/PCS обладали высокой стабильностью и надежностью и могли переключаться из режима подключения к сети в режим отключения от сети за короткий период времени.
4. Поддержка облачных платформ и анализа больших данных.
Облачные вычисления:С развитием технологий облачных вычислений все больше и больше предприятий используют облачные платформы для крупномасштабной обработки данных и обучения моделей. Для систем хранения энергии это означает загрузку локально собранных данных на облачные серверы, использование мощных вычислительных ресурсов для сбора и анализа огромных объемов информации, а также получение более точных эксплуатационных рекомендаций.
Оптимизация на основе искусственного интеллекта:Использование алгоритмов искусственного интеллекта, особенно миспользовать методы обучения, чтобы выявлять потенциальные закономерности из большого количества исторических записей и предоставлять рекомендации для будущих операций. Например, спрогнозировать погодные условия на ближайшие дни и заранее подготовиться к этому; Или автоматически корректируйте стратегию зарядки и разрядки в зависимости от привычек пользователя в использовании электроэнергии, улучшая удобство использования и одновременно сокращая затраты.