SERIJA ZNANJA BESS
Kako deluje sistem za shranjevanje energije v baterijah?
Sistem za shranjevanje energije v baterijah (BESS) se polni tako, da pretvori električno energijo v enosmerno energijo in jo elektrokemično shrani v baterijskih celicah. Ko je potrebna energija, se proces obrne: baterija sprosti enosmerno napajanje, sistem za pretvorbo energije (PCS) ga pretvori v nadzorovano izmenično napajanje, sistem za upravljanje energije (EMS) pa koordinira odpremo glede na lokacijo ali cilje omrežja. Med celotnim procesom sistem za upravljanje baterije (BMS) spremlja stanje celice in uveljavlja varne omejitve delovanja.
Ta preprost opis skriva usklajeno zaporedje električne pretvorbe, meritev,-odločanja in zaščite. V komercialnem ali industrijskem projektu se baterija ne odloča neodvisno, kdaj naj se napolni ali izprazni. BMS, PCS, EMS, števci, zaščitne naprave in krmilnik lokacije si nenehno izmenjujejo omejitve in ukaze, tako da lahko obrat zagotovi zahtevano moč brez prekoračitve električnih, toplotnih ali pogodbenih meja.
Za celotno zasnovo, velikost, varnost in okvir nabave preberitepopoln vodnik po sistemih za shranjevanje energije v baterijahpreden dokončate specifikacijo sistema.
Na tej strani
- BESS princip delovanja v eni minuti
- Kaj se zgodi med polnjenjem BESS?
- Kaj se zgodi med praznjenjem BESS?
- Kako BMS, PCS in EMS delujejo skupaj
- AC-Coupled proti DC-Coupled BESS: Kako se spreminja delovanje
- Kako se načini delovanja BESS spreminjajo glede na aplikacijo
- Učinkovitost BESS, stanje napolnjenosti in zdravstveno stanje
- Kako se BESS odzove na napake in se varno zaustavi
- Kontrolni seznam operativne-skrbnosti BESS
- Pogosta vprašanja
- Zaključek
BESS princip delovanja v eni minuti
BESS deluje kot nadzorovan, dvosmerni blažilnik energije. Merilniki merijo lokacijo in mrežo; EMS določi želeno dejanje; BMS potrdi dovoljene meje baterije; PCS pretvarja moč v želeno smer; zaščitni sistemi nadzorujejo proces; in SCADA beleži delovanje in alarme.
Krmilna zanka se neprekinjeno ponavlja. Hitrost odziva je odvisna od storitve in arhitekture: krmilnik za-upravljanje povpraševanja lahko deluje, preden je presežen prag za zaračunavanje, medtem ko se krmilnik za-omrežno podporo lahko hitro odzove na pogoje napetosti ali frekvence. Zahtevani odziv, natančnost in mejo meritev je treba določiti in ne domnevati.
Kaj se zgodi med polnjenjem BESS?
Polnjenje se začne, ko EMS ali krmilnik naprave zahteva absorpcijo energije. Vir je lahko električno omrežje, sončna energija na kraju samem, generator ali drug vir AC/DC. V AC-sklopljenem sistemu PCS pretvarja AC elektriko v DC. V enosmerni-sklopljeni solarni-plus-zasnovi shranjevanja pretvornik enosmernega toka ali skupna inverterska arhitektura nadzorujeta prenos energije med PV, baterijo in vodilom enosmernega toka.
Zaporedje polnjenja
Moč polnjenja ni vedno konstantna. Lahko se zoži blizu visokega SOC, pade pri nizkih ali visokih temperaturah ali pa ga omejijo neravnovesje celic, zmogljivost PCS, obremenitev transformatorja, omejitve uvoza na mesto ali razpoložljiva PV. Modeli nabave morajo zato uporabljati krivuljo delovanja, ne pa predvidevati, da je nazivna moč na voljo pri vsaki SOC in temperaturi.
Zaporedje polnjenja BESS
Kaj se zgodi med praznjenjem BESS?
Med praznjenjem baterija sprosti enosmerno energijo. PCS ga pretvori v sinhronizirano AC napajanje za objekt ali omrežje. EMS določa raven odpreme, vendar BMS nenehno omejuje ukaz, da ohrani celice znotraj dovoljenih meja napetosti, toka, temperature in SOC.
Zaporedje praznjenja
BESS ima morda dovolj shranjene energije, vendar še vedno ne more zagotoviti nazivne moči, če temperatura, SOC, enosmerna napetost, tok baterije, ocena PCS, zahteve po jalovi-moči ali zaščitne omejitve zmanjšajo razpoložljivo moč. V garancijah za moč in energijo morajo biti navedeni pogoji delovanja.
Kako BMS, PCS in EMS delujejo skupaj
Za podroben obseg opreme in vmesnike za nabavo glejtebaterije, komponente BMS, PCS in EMSpred dokončanjem matrike odgovornosti za nadzor.
|
Sistem |
Odločitev ali dejanje |
Tipične izmenjane informacije |
|
BMS |
Ščiti in nadzoruje baterijo; ocene SOC/SOH; izračuna dovoljene meje polnjenja in praznjenja. |
Napetost in temperatura celice/omarice, SOC, SOH, tokovne omejitve, alarmi, stanje kontaktorja. |
|
PCS |
Pretvarja moč in uravnava električni vmesnik. |
Nastavljena vrednost moči, enosmerna napetost/tok, izmenična napetost/frekvenca, jalova moč, stanje in napake. |
|
EMS / krmilnik obrata |
Izbere način delovanja in optimizira razporeditev po ciljnem mestu ali omrežju. |
Podatki števcev, napovedi, tarife, ciljna rezerva, ukazi omrežja, razpoložljivost opreme in omejitve. |
|
SCADA / spremljanje |
Vizualizira, beleži in sporoča status rastline. |
Časovni-podatki, alarmi, dogodki, uporabniški ukazi, poročila in oddaljeni dostop. |
Robustna zasnova krmilnikov uporablja omejitve in dovoljenja, namesto da bi se zanašala na enega krmilnika za razumevanje vsake notranje podrobnosti. EMS zahteva delovno točko; BMS navaja trenutno dovoljeno ovojnico baterije; in PCS izvede ukaz le, ko so vse zahtevane zapore resnične. Če komunikacije ne uspejo, mora vsak podsistem vstopiti v definirano varno stanje.
Zakaj je matrika vmesnika pomembna
- Ugotovite, katera naprava je verodostojni vir za SOC, delovno moč, jalovo moč in stanje omrežja.
- Določite hitrost posodabljanja, enote, skaliranje, časovne žige, zastavice kakovosti in časovnike-izgube komunikacije.
- Navedite vsak alarm, opozorilo, izklop, ponastavitev, zaustavitev v sili in preglasitev vzdrževanja.
- Prioriteta ukazov dokumentov med lokalnimi krmilniki, EMS, pomožnim programom/zbirnikom in operaterjem SCADA.
- Preizkusite nenormalna stanja, ne samo običajne ukaze za polnjenje in praznjenje.
AC-Coupled proti DC-Coupled BESS: Kako se spreminja delovanje
Uporabite primerjavo sklopk vsončni-in-vodnik za shranjevanje.
|
Faktor |
AC-povezan |
DC-sklopljen |
|
Pot moči |
Baterija uporablja namenski PCS in se povezuje na AC vodilo. |
PV in baterija si pred pretvorbo v omrežje delita arhitekturo DC-strani. |
|
Naknadno prileganje |
Pogosto preprosto tam, kjer PV ali AC infrastruktura objekta že obstaja. |
Običajno zahteva tesnejšo integracijo z arhitekturo PV inverter/DC. |
|
Neodvisen nadzor |
PV in BESS lahko pogosto delujeta kot ločena AC sredstva. |
PV in nadzor shranjevanja sta tesneje usklajena. |
|
Shranjena-solarna pretvorba |
PV AC se lahko pretvori nazaj v DC za shranjevanje in nato nazaj v AC. |
Lahko zmanjša stopnje pretvorbe pri shranjevanju PV neposredno na strani DC. |
|
Preverjanje oblikovanja |
AC stikalne naprave, transformator, povezovalna zmogljivost in zaščita. |
Okna enosmerne napetosti, tokovne poti, meje pretvornika, zaščita in izolacija napak. |
|
Najboljša izbira |
Odvisno od omejitev naknadne vgradnje, prilagodljivosti delovanja in povezave z omrežjem. |
Odvisno od skrajšanega/izrezovalnega zajema, nove-zasnove zgradbe in integriranih kontrolnikov. |
AC sklopka je običajno privlačna za naknadno vgradnjo in neodvisen nadzor sredstev. Sklop na enosmerni tok je lahko privlačen za nove solarne-in-elektrarne za shranjevanje, kjer je pomemben neposreden zajem PV energije ali izrez. Primerjajte energetske poti, omejitve medsebojnega povezovanja, načine delovanja, vzdržljivost in ekonomičnost življenjskega cikla za določen projekt.
Kako se načini delovanja BESS spreminjajo glede na aplikacijo
Pošiljanje praga in obnašanje polnjenja sta podrobno opisana vVodič za britje BESS peak.
Prednostne naloge-na ravni objekta so nadalje razvite vC&I BESS praktični vodnik.
|
Aplikacija |
Sprožilec |
Nadzorni cilj |
Glavna operativna omejitev |
|
Vrhunsko britje |
Povpraševanje po objektih se približuje pragu. |
Izpust pred in med vrhom; napolnite, ne da bi ustvarili še en vrh. |
Natančnost napovedi, razpoložljivi SOC in trajanje največje vrednosti. |
|
Premik-časa-uporabe |
Načrtovana tarifna obdobja ali optimiziran cenovni signal. |
Nizka napolnjenost, visoka izpraznjenost. |
Razpon cen po izgubah in degradaciji. |
|
Lastna-poraba sončne energije |
PV presega povpraševanje na kraju samem ali omejitev izvoza. |
Absorbirajte presežek PV in ga izpraznite pozneje. |
PV napoved, omejitev izvoza in višina baterije. |
|
Varnostno kopiranje / otočenje |
Izpad omrežja ali načrtovan prenos. |
Ohranjajte kritične obremenitve in usklajujte otočne vire. |
Zmogljivost-oblikovanja mreže, logika prenosa, koraki nalaganja in rezerva. |
|
Podpora za mrežo |
Frekvenca, napetost ali zunanji dispečerski signal. |
Zagotovite natančen aktivni/reaktivni odziv. |
Odobritev povezav, telemetrija, razpoložljivost in upravljanje SOC. |
Za aplikacije za-nadzor polnjenja povpraševanja preglejteakumulatorski sistem za britjein potrdite konfiguracijo glede na profil obremenitve objekta.
Projekti, ki zahtevajo aktivno interakcijo s pripomočkom, lahko pregledajo SINELINKomrežno-povezano shranjevanje baterijrešitev kot izhodišče za tehnično razpravo.
Učinkovitost BESS, stanje napolnjenosti in zdravstveno stanje
Uporabite te koncepte delovanja z uporaboVodič za določanje velikosti BESSpreden izberete oceno baterije ali PCS.
Stanje napolnjenosti (SOC)
SOC oceni preostali naboj glede na definirano uporabno ali nominalno referenco. Ne meri se neposredno kot napetost; BMS ga oceni iz trenutne integracije, obnašanja napetosti, temperature in modelov celic. Natančnost lahko odstopa, zato lahko nadzorna strategija vključuje pogoje ponovnega umerjanja.
Zdravstveno stanje (SOH)
SOH opisuje stanje baterije glede na dogovorjeno referenco, pogosto z uporabo razpoložljive zmogljivosti, upora ali moči. Ker lahko dobavitelji izračunajo SOH drugače, bi se morale pogodbe zanašati na določeno zmogljivost ali preizkus učinkovitosti in ne na nepojasnjen odstotek nadzorne plošče.
Učinkovitost-povratnega potovanja
Učinkovitost povratne- vožnje je enaka dobavljeni energiji, deljeni z energijo, porabljeno za polnjenje v določenem ciklu in meji merjenja. Vrednost-samo enosmernega toka akumulatorja ni primerljiva z vrednostjo sistema izmeničnega toka, ki vključuje PCS, transformator in pomožna bremena. Učinkovitost se spreminja tudi z močjo, temperaturo in trajanjem stanja pripravljenosti.
Degradacija
Koledar se stara s časom; ciklično staranje je posledica uporabe. Na oboje vplivajo temperatura, SOC, globina praznjenja, hitrost in zasnova celice. EMS lahko zamenja kratkoročne-prihodke za dolgoročno-degradacijo z omejevanjem SOC, moči ali prepustnosti. Projektni modeli morajo uporabljati zajamčeni delovni cikel in pregledno predpostavko povečanja.
Kako se BESS odzove na napake in se varno zaustavi
Nenormalna stanja in kontrole življenjskega cikla so zajete vBESS varnostni vodnik.
Ocene kablov in zaključni vmesniki so del zaščitne poti; se posvetujte zPriročnik za izbiro kabla BESSpri določanju tokovnih, okvarnih in inštalacijskih omejitev.
Zaščita BESS ne bi smela biti odvisna samo od pošiljanja programske opreme. Električni in varnostni sloji zaznajo nenormalen tok, napetost, izolacijo, temperaturo, dim, plin ali stanje opreme in izolirajo prizadeto raven. Natančen odziv je odvisen od arhitekture in analize nevarnosti, vendar je tipično zaporedje zmanjšanje moči, odpiranje kontaktorjev ali odklopnikov, izolacija napake, vzdrževanje zahtevanih funkcij zaznavanja/prezračevanja, izdajanje alarmov in preprečevanje nepooblaščenega ponovnega zagona.
- Raven celice/modula: nadzor napetosti in temperature, uravnoteženje in zaščitne meje.
- Nivo omare: kontaktorji, varovalke, zaznavanje toka, nadzor izolacije in lokalni nadzor.
- Raven PCS/AC: previsok tok, nenormalnost omrežja, zaščita pred -otokom in zaščita pred odklopnikom.
- Sistemski nivo: zaustavitev v sili, detekcija požara/plina, logika prezračevanja, nadzor dostopa in alarmi SCADA.
- Operativna raven: zaklepanje/označevanje, načrt za izredne razmere, nadzor-poškodovane opreme in nadzorovana vrnitev v obratovanje.
UL 9540A je testna metoda za -ubežno{2}}širjenje ognja; ni univerzalna izjava, da je vsaka namestitev varna. Projektne skupine morajo potrditi preizkušeno konfiguracijo, certifikacijo opreme, sprejete kode, pogoje namestitve in zahteve AHJ.
Kontrolni seznam operativne-skrbnosti BESS
- Celoten diagram-toka moči in meja merjenja za vsako zajamčeno vrednost.
- Omejitve napetosti/toka baterije glede na delovno območje PCS v SOC in temperaturi.
- Običajno, v stanju pripravljenosti, črni-zagon, izolacija, obnovitev in zaporedja delovanja v sili, kot je primerno.
- Seznam signalov BMS–PCS–EMS, prioriteta ukazov in vedenje-izgube komunikacije.
- Pomožna poraba pri polnjenju, praznjenju, stanju pripravljenosti in ekstremnih okoljskih pogojih.
- Preizkusi zmogljivosti, učinkovitosti in odzivnosti v FAT/SAT ter končna merila sprejemljivosti.
- Lastništvo alarmov, nadzor-dostopa na daljavo, odgovornosti za posodobitev programske opreme in hramba-podatkov o dogodkih.
- Predpostavke o garanciji za temperaturo, okno SOC, pretok, C-stopnjo in razpoložljivost.
Ali morate načine delovanja BESS preslikati v vaš profil obremenitve ali zahteve omrežja? Pošljite SINELINK svojo prijavo, cilj kW/kWh, napetost omrežja, pogoje na lokaciji in želeno arhitekturo sistema.
Za glavno visoko{0}}napetostno integracijo C&I preglejte1000 V visoko{1}}napetostni baterijski sistemplatformo in potrdi njegovo delovno okno glede na izbrani PCS.
Mesta z visokimi temperaturami okolja ali zahtevami glede goste embalaže lahko ocenijo atekočinsko{0}}hlajena industrijska baterijska omaricaob potrditvi redundantnosti hlajenja in potreb po storitvah.
Pogosta vprašanja
Ali BESS shranjuje AC ali DC napajanje?
Baterijske celice elektrokemično shranjujejo energijo in zagotavljajo enosmerno električno energijo. PCS pretvarja med baterijskim enosmernim in izmeničnim tokom, ki ga uporablja večina objektov in omrežij.
Ali se BESS lahko polni in prazni hkrati?
En sam baterijski niz se običajno ne polni in prazni hkrati. Na ravni obrata lahko različni nizi ali podsistemi delujejo različno, vendar morajo kontrole preprečiti nenamerno kroženje moči in upoštevati arhitekturo.
Kaj nadzoruje, kdaj se BESS polni ali prazni?
EMS ali krmilnik obrata uporablja urnike, tarife, napovedi, omejitve lokacije ali ukaze omrežja. BMS in PCS nato omejita ali zavrneta ukaze, ki so izven pogojev varne opreme.
Kaj se zgodi, ko BESS doseže 100 % SOC?
BMS zmanjša ali ustavi dovoljeno polnjenje, ko se celice približajo svojim zgornjim mejam. Številni projekti delujejo pod absolutno najvišjo SOC, da ohranijo višino, življenjsko dobo ali varnostno mejo.
Ali lahko BESS,-vezan na omrežje, deluje med izpadom električne energije?
Samo, če so PCS, zaščita in krmilniki zasnovani za operacijo izolacije ali oblikovanja-mreže in ima lokacija odobren prenos, ozemljitev in shemo-upravljanja obremenitve.
Zakaj se razpoložljiva moč BESS spremeni?
Razpoložljiva moč je lahko omejena s SOC, temperaturo celice, enosmerno napetostjo, dovoljenim tokom, temperaturo PCS, jalovo-močjo, pomožnimi napravami, napakami ali pogoji omrežja.
Kakšna je razlika med EMS in SCADA?
EMS sprejema ali usklajuje odločitve o odpremi. SCADA zagotavlja predvsem nadzorni nadzor, vizualizacijo, alarme in zgodovinske podatke, čeprav se lahko meje izdelkov prekrivajo.
Kako se meri učinkovitost BESS?
Izmerite vstop in izstop energije čez isto definirano mejo in cikel. Navedite, ali številka vključuje PCS, transformator, HVAC in druge pomožne naprave.
Kaj se zgodi, če se komunikacija BMS izgubi?
Opredeljeno varno vedenje lahko vključuje držanje konzervativne meje, povečanje na ničlo ali izklop po časovni omejitvi. Natančno zaporedje je treba določiti in preizkusiti.
Kako BESS podpira vrhunsko britje?
Krmilnik spremlja uvoz in izpuste na mesto, preden povpraševanje preseže cilj. Načrtuje tudi polnjenje, da ohrani SOC, ne da bi proizvedel nov vrh.
Načrtujete komercialni ali industrijski projekt za shranjevanje baterij? Delite svoj profil obremenitve, primer uporabe, ciljno trajanje, povezavo z omrežjem in trg skladnosti.
Zaključek
BESS deluje s stalno koordinacijo in ne s preprostim ukazom za vklop/izklop baterije. EMS določa cilj, BMS ščiti baterijo, PCS nadzoruje pretvorbo energije, zaščitni in nadzorni sistemi pa preverjajo vsako stanje delovanja. Projektne skupine, ki zgodaj definirajo te vmesnike, omejitve in meje meritev, so v boljšem položaju za doseganje predvidljive učinkovitosti, varnega delovanja in izvršljivih garancij.