BESS KNOWLEDGE SERIES
Kako funkcionira sistem za pohranu energije baterije?
Sustav za pohranu energije baterije (BESS) puni se pretvaranjem električne energije u istosmjernu energiju i elektrokemijskim skladištenjem u baterijskim ćelijama. Kada je potrebna energija, proces se obrće: baterija oslobađa jednosmernu struju, sistem za konverziju energije (PCS) je pretvara u kontrolisanu izmjeničnu struju, a sistem upravljanja energijom (EMS) koordinira otpremu prema ciljevima lokacije ili mreže. Tokom čitavog procesa, sistem upravljanja baterijom (BMS) prati stanje ćelija i sprovodi bezbedne radne granice.
Taj jednostavan opis skriva koordinirani slijed električne konverzije, mjerenja,-donošenja odluka i zaštite. U komercijalnom ili industrijskom projektu, baterija ne odlučuje samostalno kada će se puniti ili prazniti. BMS, PCS, EMS, brojila, zaštitni uređaji i kontroler lokacije kontinuirano razmjenjuju ograničenja i komande tako da postrojenje može isporučiti potrebnu snagu bez prekoračenja električnih, termičkih ili ugovornih granica.
Za kompletan okvir dizajna, veličine, sigurnosti i nabavke, pročitajtekompletan vodič za sisteme skladištenja energije baterijaprije finalizacije specifikacije sistema.
Na ovoj stranici
- BESS princip rada u jednoj minuti
- Šta se dešava tokom BESS punjenja?
- Šta se dešava tokom pražnjenja BESS-a?
- Kako BMS, PCS i EMS rade zajedno
- AC-Upareni vs DC-Upareni BESS: Kako se rad mijenja
- Kako se modovi rada BESS-a mijenjaju prema aplikaciji
- BESS efikasnost, stanje napunjenosti i zdravstveno stanje
- Kako BESS odgovara na kvarove i bezbedno se isključuje
- BESS Operational Due Diligence Kontrolna lista
- Često postavljana pitanja
- Zaključak
BESS princip rada u jednoj minuti
BESS radi kao kontrolirani, dvosmjerni energetski bafer. Mjerači mjere lokaciju i mrežu; EMS određuje željenu akciju; BMS potvrđuje dozvoljene granice baterije; PCS pretvara snagu u traženom smjeru; sistemi zaštite nadgledaju proces; a SCADA snima performanse i alarme.
Kontrolna petlja se neprekidno ponavlja. Brzina odgovora zavisi od usluge i arhitekture: kontroler-upravljanja potražnjom može djelovati prije nego se prekorači prag naplate, dok kontrolor za podršku mreže{2}} može brzo reagirati na uslove napona ili frekvencije. Potreban odziv, tačnost i granice mjerenja trebaju biti specificirani, a ne pretpostavljeni.
Šta se dešava tokom BESS punjenja?
Punjenje počinje kada EMS ili kontrolor postrojenja zatraže apsorpciju energije. Izvor može biti komunalna mreža, solarna proizvodnja na licu mjesta, generator ili drugi AC/DC izvor. U AC-uparenom sistemu, PCS pretvara AC električnu energiju u DC. U dizajnu DC-spojenog solarnog-plus-skladišta, DC pretvarač ili arhitektura dijeljenog invertera kontrolira prijenos energije između PV-a, baterije i DC magistrale.
Redoslijed punjenja
Snaga punjenja nije uvijek konstantna. Može se sužavati blizu visokog SOC-a, pasti na niskim ili visokim temperaturama, ili biti ograničen neravnotežom ćelije, kapacitetom PCS-a, opterećenjem transformatora, ograničenjima uvoza sa lokacije ili dostupnim PV-om. Modeli nabavke bi stoga trebali koristiti radnu krivu, a ne pretpostavljati da je nazivna snaga dostupna na svakom SOC-u i temperaturi.
BESS Slijed punjenja
Šta se dešava tokom pražnjenja BESS-a?
Tokom pražnjenja, baterija oslobađa DC energiju. PCS ga pretvara u sinkronizirano napajanje izmjeničnom strujom za postrojenje ili mrežu. EMS određuje nivo otpreme, ali BMS kontinuirano ograničava naredbu da zadrži ćelije unutar dozvoljenih granica napona, struje, temperature i SOC.
Redoslijed pražnjenja
BESS može imati dovoljno pohranjene energije, ali i dalje ne može isporučiti nazivnu snagu ako temperatura, SOC, DC napon, struja baterije, ocjena PCS, zahtjevi za reaktivnom{0}}snagom ili zaštitna ograničenja smanjuju raspoloživi izlaz. Garancije za snagu i energiju moraju navesti njihove radne uslove.
Kako BMS, PCS i EMS rade zajedno
Za detaljan obim opreme i sučelja nabavke, pogledajtebaterija, BMS, PCS i EMS komponenteprije finalizacije matrice odgovornosti kontrole.
|
Sistem |
Odluka ili akcija |
Razmijenjene tipične informacije |
|
BMS |
Štiti i nadzire bateriju; procjenjuje SOC/SOH; izračunava dozvoljene granice punjenja i pražnjenja. |
Napon i temperatura ćelije/reka, SOC, SOH, ograničenja struje, alarmi, stanje kontaktora. |
|
PCS |
Pretvara snagu i reguliše električni interfejs. |
Zadana vrijednost snage, DC napon/struja, AC napon/frekvencija, reaktivna snaga, status i greške. |
|
EMS / kontrolor postrojenja |
Odabire način rada i optimizira dispečiranje preko lokacije ili cilja mreže. |
Podaci brojila, prognoze, tarife, cilj rezerve, komande mreže, dostupnost opreme i ograničenja. |
|
SCADA / nadzor |
Vizualizira, snima i komunicira status postrojenja. |
Podaci o vremenskim{0}} serijama, alarmi, događaji, korisničke komande, izvještaji i daljinski pristup. |
Robusni dizajn kontrola koristi ograničenja i dozvole umjesto da se oslanja na jedan kontroler da razumije svaki unutrašnji detalj. EMS traži radnu tačku; BMS deklarira trenutni dozvoljeni omotač baterije; a PCS izvršava naredbu samo dok su sva potrebna blokada tačna. Ako komunikacija ne uspije, svaki podsistem bi trebao ući u definirano sigurno stanje.
Zašto je matrica interfejsa važna
- Identificirajte koji je uređaj ovlašteni izvor za SOC, aktivnu snagu, reaktivnu snagu i status mreže.
- Definirajte stopu ažuriranja, jedinice, skaliranje, vremenske oznake, oznake kvaliteta i{0}}tajmere gubitka komunikacije.
- Navedite svaki alarm, upozorenje, isključenje, resetiranje, zaustavljanje u nuždi i zamjena održavanja.
- Prioritet naredbe dokumenta između lokalnih kontrola, EMS-a, uslužnog programa/agregatora i SCADA operatera.
- Testirajte abnormalna stanja, ne samo normalne komande punjenja i pražnjenja.
AC-Upareni vs DC-Upareni BESS: Kako se rad mijenja
Primijenite poređenje spojnica usolarni-plus-vodič za skladištenje.
|
Faktor |
AC{0}}spojen |
DC-uparen |
|
Power path |
Baterija koristi namenski PCS i povezuje se na AC magistralu. |
PV i baterija dijele arhitekturu DC-strane prije konverzije mreže. |
|
Retrofit fit |
Često jednostavno tamo gdje već postoji fotonaponska ili AC infrastruktura objekta. |
Obično zahtijeva bližu integraciju sa PV inverter/DC arhitekturom. |
|
Nezavisna kontrola |
PV i BESS često mogu raditi kao odvojena AC sredstva. |
PV i kontrole skladištenja su čvršće koordinisane. |
|
Pohranjena{0}}solarna konverzija |
PV AC se može pretvoriti nazad u DC za skladištenje, a zatim nazad u AC. |
Može smanjiti faze konverzije pri skladištenju PV direktno na DC strani. |
|
Provjere dizajna |
AC razvodni uređaj, transformator, kapacitet interkonekcije i zaštita. |
Prozori jednosmjernog napona, strujni putevi, ograničenja pretvarača, zaštita i izolacija kvarova. |
|
Najbolji izbor |
Ovisi o ograničenjima za naknadnu ugradnju, fleksibilnosti rada i povezivanju na mrežu. |
Zavisi od hvatanja skraćivanja/isecanja, novog-dizajna konstrukcije i integrisanih kontrola. |
AC spojnica je obično privlačna za naknadne ugradnje i nezavisnu kontrolu sredstava. DC spajanje može biti privlačno za nova solarna-plus-postrojenja za skladištenje gdje je važno direktno hvatanje PV energije ili isječak. Uporedite energetske puteve, ograničenja međupovezivanja, režime rada, mogućnost održavanja i ekonomiju životnog ciklusa za određeni projekat.
Kako se modovi rada BESS-a mijenjaju prema aplikaciji
Otpremanje praga i ponašanje dopune su detaljno opisani uBESS vodič za brijanje.
Prioriteti na{0}}nivou objekta se dalje razvijaju uC&I BESS praktični vodič.
|
Aplikacija |
Trigger |
Kontrolni cilj |
Glavno operativno ograničenje |
|
Vrhunsko brijanje |
Potražnja za objektima približava se pragu. |
Pražnjenje prije i tokom vrhunca; napuniti bez stvaranja još jednog vrha. |
Preciznost prognoze, raspoloživi SOC i vršno trajanje. |
|
Vrijeme{0}}upotrebe-promjena |
Planirani tarifni periodi ili optimizirani signal cijene. |
Punjenje malo, pražnjenje visoko. |
Raspon cijena nakon gubitaka i degradacije. |
|
Solarna vlastita{0}}potrošnja |
PV premašuje potražnju na licu mjesta ili ograničenje izvoza. |
Apsorbirajte višak PV-a i ispraznite ga kasnije. |
PV prognoza, ograničenje izvoza i kapacitet baterije. |
|
Sigurnosno kopiranje / otočenje |
Ispad mreže ili planirani prijenos. |
Održavajte kritična opterećenja i koordinirajte otočne izvore. |
Sposobnost{0}}formiranja mreže, logika prijenosa, koraci učitavanja i rezerva. |
|
Mrežna podrška |
Frekvencija, napon ili eksterni dispečerski signal. |
Obezbedite tačan aktivni/reaktivni odgovor. |
Odobrenje interkonekcije, telemetrija, dostupnost i upravljanje SOC-om. |
Za aplikacije{0}}za kontrolu punjenja, pregledajtesistem baterija za brijanjei potvrditi konfiguraciju u odnosu na profil opterećenja objekta.
Projekti koji zahtijevaju aktivnu interakciju s uslužnim programom mogu pregledati SINELINK-ovemreža{0}}povezana pohrana baterijerješenje kao polazna tačka za tehničku raspravu.
BESS efikasnost, stanje napunjenosti i zdravstveno stanje
Primijenite ove operativne koncepte koristećiBESS vodič za dimenzioniranjeprije odabira ocjene baterije ili PCS-a.
Država zaduženja (SOC)
SOC procjenjuje preostalo punjenje u odnosu na definiranu upotrebnu ili nominalnu referencu. Ne meri se direktno kao napon; BMS to procjenjuje na osnovu trenutne integracije, ponašanja napona, temperature i modela ćelija. Preciznost može varirati, tako da strategija kontrole može uključivati uslove ponovne kalibracije.
zdravstveno stanje (SOH)
SOH opisuje stanje baterije u odnosu na dogovorenu referencu, često koristeći raspoloživi kapacitet, otpornost ili snagu. Budući da dobavljači mogu drugačije izračunati SOH, ugovori bi se trebali oslanjati na definisani test kapaciteta ili performanse, a ne na neobjašnjivi procenat kontrolne table.
Povratna{0}}efikasnost
Povratna{0}}efikasnost jednaka je isporučenoj energiji podijeljenoj s energijom koja se koristi za punjenje tokom definisanog ciklusa i granice mjerenja. Vrijednost jednosmjerne struje-samo baterije nije uporediva sa vrijednošću AC sistema koja uključuje PCS, transformator i pomoćna opterećenja. Efikasnost se također mijenja sa snagom, temperaturom i trajanjem pripravnosti.
Degradacija
Kalendarsko starenje se javlja s vremenom; ciklus starenja je rezultat upotrebe. Na oba utiču temperatura, SOC, dubina pražnjenja, brzina i dizajn ćelije. EMS može trgovati kratkoročnim-prihodima u odnosu na dugoročnu-degradaciju ograničavanjem SOC-a, snage ili protoka. Projektni modeli bi trebali koristiti garantirani radni ciklus i transparentnu pretpostavku povećanja.
Kako BESS odgovara na kvarove i bezbedno se isključuje
Abnormalna stanja i kontrole životnog ciklusa su pokrivene uBESS sigurnosni vodič.
Nazivi kablova i završni interfejsi su deo zaštitnog puta; konsultujte se saBESS vodič za odabir kablovaprilikom definiranja granica struje, kvara i instalacije.
BESS ne bi trebao ovisiti samo o slanju softvera radi zaštite. Električni i sigurnosni slojevi otkrivaju abnormalnu struju, napon, izolaciju, temperaturu, dim, plin ili stanje opreme i izoluju zahvaćeni nivo. Tačan odgovor ovisi o arhitekturi i analizi opasnosti, ali tipična sekvenca je smanjenje snage, otvaranje kontaktora ili prekidača, izolacija kvara, održavanje potrebnih funkcija detekcije/ventilacije, izdavanje alarma i sprječavanje neovlaštenog ponovnog pokretanja.
- Nivo ćelije/modula: praćenje napona i temperature, balansiranje i zaštitne granice.
- Rack nivo: kontaktori, osigurači, senzori struje, nadzor izolacije i lokalna kontrola.
- PCS/AC nivo: prekomjerna struja, abnormalnost mreže, zaštita od-otoka i prekidača.
- Nivo sistema: zaustavljanje u nuždi, detekcija požara/gasa, logika ventilacije, kontrola pristupa i SCADA alarmi.
- Operativni nivo: zaključavanje/označavanje, plan za hitne slučajeve, oštećene{0}}kontrole opreme i kontrolirani povratak u službu.
UL 9540A je metoda ispitivanja termalnog{1}}bezglaznog{2}}širenja požara; nije univerzalna izjava da je svaka instalacija sigurna. Projektni timovi moraju potvrditi testiranu konfiguraciju, certifikaciju opreme, usvojene kodove, uslove ugradnje i AHJ zahtjeve.
BESS Operational Due Diligence Kontrolna lista
- Kompletan dijagram{0}}toka snage i granica mjerenja za svaku zagarantovanu vrijednost.
- Ograničenja napona/struje baterije u odnosu na radni opseg PCS-a za SOC i temperaturu.
- Normalni, standby, crni{0}}start, ostrvski, oporavak i hitni radni slijedovi prema potrebi.
- BMS–PCS–EMS lista signala, prioritet komandi i ponašanje{0}}u gubitku komunikacije.
- Pomoćna potrošnja u punjenju, pražnjenju, pripravnosti i ekstremnim ambijentalnim uslovima.
- Testovi kapaciteta, efikasnosti i odziva u FAT/SAT i konačni kriteriji prihvatljivosti.
- Vlasništvo nad alarmom, daljinski{0}}kontrole pristupa, obaveze ažuriranja softvera i{1}}zadržavanje podataka o događajima.
- Pretpostavke garancije za temperaturu, SOC prozor, propusnost, C{0}}stopu i dostupnost.
Trebate mapirati režime rada BESS-a na svoj profil opterećenja ili zahtjeve mreže? Pošaljite SINELINK-u svoju aplikaciju, ciljni kW/kWh, napon mreže, uslove lokacije i željenu arhitekturu sistema.
Za uobičajenu integraciju visokonaponskih{0}}C&I sistema, pregledajte1000V visoko-naponski baterijski sistemplatformu i potvrdite njen radni prozor u odnosu na odabrani PCS.
Lokacije s visokim temperaturama okoline ili zahtjevima za gustom ambalažom mogu ocijeniti aTečno{0}}hlađeni industrijski baterijski ormarićdok potvrđuje redundantnost hlađenja i servisne potrebe.
Često postavljana pitanja
Da li BESS pohranjuje AC ili DC napajanje?
Baterijske ćelije pohranjuju energiju elektrohemijski i isporučuju DC električnu energiju. PCS pretvara između baterija DC i AC sistema koji koristi većina objekata i mreža.
Može li se BESS puniti i prazniti u isto vrijeme?
Jedna baterija se obično ne puni i prazni istovremeno. Na nivou postrojenja, različiti nizovi ili podsistemi mogu raditi različito, ali kontrole moraju spriječiti nenamjernu cirkulaciju energije i poštovati arhitekturu.
Šta kontrolira kada se BESS puni ili prazni?
EMS ili kontrolor postrojenja primjenjuje rasporede, tarife, prognoze, ograničenja lokacije ili komande mreže. BMS i PCS zatim ograničavaju ili odbijaju komande koje su izvan bezbednih uslova opreme.
Šta se dešava kada BESS dostigne 100% SOC?
BMS smanjuje ili zaustavlja dozvoljeno punjenje kako se ćelije približavaju svojim gornjim granicama. Mnogi projekti rade ispod apsolutnog maksimalnog SOC-a kako bi se očuvao prostor, životna ili sigurnosna granica.
Može li BESS{0}}vezan za mrežu raditi tokom nestanka struje?
Samo ako su PCS, zaštita i kontrole dizajnirani za rad sa ostrvom ili{0}}formiranjem mreže i lokacija ima odobrenu šemu za prijenos, uzemljenje i{1}}upravljanje opterećenjem.
Zašto se dostupna snaga BESS-a mijenja?
Dostupna snaga može biti ograničena SOC-om, temperaturom ćelije, istosmjernim naponom, dozvoljenom strujom, PCS temperaturom, reaktivnom-radom snage, pomoćnim uređajima, kvarovima ili uslovima mreže.
Koja je razlika između EMS-a i SCADA-e?
EMS donosi ili koordinira odluke o otpremi. SCADA prvenstveno pruža nadzornu kontrolu, vizualizaciju, alarme i istorijske podatke, iako se granice proizvoda mogu preklapati.
Kako se mjeri efikasnost BESS-a?
Mjerite energiju koja ulazi i izlazi preko iste definirane granice i ciklusa. Navedite da li broj uključuje PCS, transformator, HVAC i druge pomoćne uređaje.
Šta se događa ako se BMS komunikacija izgubi?
Definirano sigurno ponašanje može uključivati držanje konzervativne granice, rampanje na nulu ili isključenje nakon isteka vremena. Tačan redoslijed treba odrediti i testirati.
Kako BESS podržava vrhunsko brijanje?
Kontroler prati uvoz lokacije i pražnjenje prije nego što potražnja premaši cilj. Također planira punjenje kako bi se sačuvao SOC bez stvaranja novog vrha.
Planirate komercijalni ili industrijski projekt skladištenja baterija? Podijelite svoj profil opterećenja, slučaj upotrebe, ciljno trajanje, mrežnu vezu i tržište usklađenosti.
Zaključak
BESS radi kroz kontinuiranu koordinaciju, a ne kroz jednostavnu naredbu za uključivanje/isključivanje baterije. EMS definiše cilj, BMS štiti bateriju, PCS kontroliše konverziju energije, a sistemi zaštite i nadzora verificiraju svako radno stanje. Projektni timovi koji rano definišu ove interfejse, granice i granice merenja su u boljoj poziciji da dobiju predvidljive performanse, siguran rad i primenljive garancije.