Components de BESS explicats: bateria, BMS, PCS, EMS i Balanç del sistema

 

Per als equips de contractació, la qüestió més important no és simplement si cada component està present. És si les qualificacions, les interfícies, l'autoritat de control, les proves de prova i les garanties es mantenen coherents en tot el conjunt d'operacions. Una debilitat en una interfície-la tensió de la bateria en funció de l'interval de PCS, els límits de BMS versus les ordres d'EMS o la refrigeració del recinte en funció de la temperatura del lloc-pot restringir tot el sistema.

Comença amb elguia completa dels sistemes d'emmagatzematge d'energia de la bateriaper al marc principal que cobreix disseny, aplicacions, seguretat i contractació.

Si primer necessiteu la seqüència operativa, llegiucom funciona un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateriaper veure com es coordinen BMS, PCS i EMS durant la càrrega i la descàrrega.

Arquitectura de components BESS d'un cop d'ull

Vegeu com s'empaqueten aquests components per als llocs delGuia pràctica C&I BESS.

 

1. Cèl·lules de bateries, mòduls i bastidors

Les cèl·lules són les unitats electroquímiques més petites. Els fabricants combinen cèl·lules en mòduls, mòduls en paquets o safates i aquests conjunts en bastidors o armaris. Les connexions en sèrie augmenten la tensió; les connexions paral·leles augmenten la capacitat de corrent i energia. La disposició mecànica i elèctrica afecta el corrent de falla, la capacitat de servei, el comportament tèrmic i el risc de propagació.

Què especificar

• Química, format cel·lular, traçabilitat de proveïdors i controls de qualitat de fabricació.
• Energia nominal i utilitzable a SOC, temperatura, potència i condicions d'inici{0}}-de vida útil definides.
• Finestra de tensió de CC, corrent màxim continu-durada, velocitat C-i corbes de reducció.
• Hipòtesis d'envelliment del cicle i calendari-, límits de rendiment i estratègia d'augment.
• Aïllament del mòdul/rack, fusibles, contactors, espais de servei i mètode de substitució.

2. Sistema de gestió de la bateria (BMS)

El BMS mesura la tensió, la temperatura i el corrent de cèl·lules i mòduls; estima l'estat de càrrega i l'estat de salut; gestiona l'equilibri; calcula els límits de càrrega i descàrrega permesos; controla els contactors; registra esdeveniments; i comunica l'estat de la bateria a PCS i EMS. Un BMS és un sistema en capes en lloc d'una placa de sensors, que sovint inclou mòduls, bastidors i controladors mestres.

Preguntes sobre la interfície BMS

• Quin dispositiu és la font autoritzada per a SOC, SOH, potència permesa i estat de fallada?
• Amb quina freqüència s'actualitzen els límits i què passa quan les comunicacions es retarden o es perden?
• Quines alarmes provoquen la disminució de la potencia, l'aturada controlada o l'aïllament immediat?
• Com es gestionen els registres d'esdeveniments, les versions del firmware, l'accés remot i la ciberseguretat?
• El BMS pot admetre bastidors d'edats-mescles després de l'augment o la substitució?

3. Sistema de conversió d'energia (PCS)

Les interfícies d'equips fotovoltaics i d'emmagatzematge es mapegen alguia d'emmagatzematge solar-plus-.

El PCS és el pont elèctric bidireccional entre el bus DC de la bateria i el sistema AC. Durant la càrrega, converteix AC en DC; durant la descàrrega converteix DC en AC. Depenent del disseny, també controla la potència reactiva, el factor de potència, els harmònics, la velocitat de rampa, la resposta de tensió/freqüència, l'anti-illament i el trajecte de falla-.

Comprovacions de selecció de PCS

• Interval de tensió de CC entre SOC mínim/màxim, temperatura i degradació.
• Potència contínua i de sobrecàrrega a temperatura i altitud ambient del lloc.
• La corba d'eficiència-no només l'eficiència màxima-i el consum en espera.
• Capacitat de potència reactiva-i si redueix la potència activa disponible.
• Funcions de codi de xarxa-, compatibilitat de transformadors, harmònics i contribució de curt-circuits.
• Capacitat de-seguiment de graella versus{1}}formació de graella per a l'ús de còpies de seguretat o de microxarxa.

Per als projectes que intercanvien energia activament amb la companyia, revisaemmagatzematge de la bateria{0}}connectat a la xarxai confirmar totes les funcions de la xarxa mitjançant l'estudi d'interconnexió aplicable i les proves de camp.

4. Sistema de gestió energètica (EMS) i controlador de planta

Es proporciona un exemple d'enviament-de llindar real aGuia d'afaitat de pic BESS.

L'EMS converteix els objectius empresarials o de la xarxa en ordres d'enviament. Pot controlar la càrrega i la generació, preveure pics, gestionar la reserva de SOC, respondre a tarifes o senyals del mercat, coordinar generadors i FV i enviar punts de consigna al PCS. En projectes més grans, un controlador de planta pot gestionar els requisits de connexió ràpid-de-, mentre que l'EMS realitza una optimització més lenta.

Requisits d'adquisició de l'EMS

• Modes de funcionament, regles de prioritat i resolució de conflictes per a casos d'ús apilats.
• Fonts de mesura, entrades de previsió i temps de resposta de control.
• Protocols, disponibilitat d'API, historiador, sincronització horària i propietat de les dades.
• Funcionament local durant la pèrdua de núvol o WAN i estats de reserva segurs definits.
• Rols d'usuari, autenticació, registres d'auditoria, pegats i obligacions d'assistència{0}}remota.

5. Gestió tèrmica

La gestió tèrmica manté les cèl·lules i l'electrònica de potència dins de les temperatures especificades i limita la variació de temperatura. Els sistemes de refrigeració per aire-poden oferir un servei més senzill, mentre que la refrigeració líquida pot permetre un control de temperatura més estricte i una densitat d'envasament més alta. La selecció ha de tenir en compte el disseny ambiental, la humitat, la pols, la corrosió, la redundància, l'energia auxiliar, el soroll, la detecció de fuites i la capacitat de manteniment-no només el mètode de refrigeració.

Per a climes exigents o dissenys d'{0}}alta densitat, avalueu aArmari de bateries industrials refrigerat per líquid{0}mentre comproveu la redundància del-bucle de refrigeració, la càrrega parasitària i la capacitat de servei.

6. Protecció elèctrica i distribució DC/AC

Per a les entrades de dimensionament del conductor i d'adquisició, continueu aGuia de selecció de cables BESScobrint tensió, corrent, caiguda de tensió, resistència a fallades i condicions d'instal·lació.

Els equips de protecció detecten i aïllen les avaries. L'arquitectura pot incloure fusibles de cèl·lula/bastidor, contactors, desconnexions de CC, monitorització d'aïllament, protecció contra sobretensions, interruptors de CA, relés de protecció, sistemes de connexió a terra i circuits d'aturada d'emergència-. Els estudis de coordinació han de tenir en compte el comportament de les fallades de la bateria i del PCS, la contribució del transformador i la xarxa del lloc.

• Definiu els límits d'aïllament per al mòdul, bastidor, PCS, transformador i punt de connexió.
• Coordineu els llindars de desplaçament i el temps de manera que la secció amb fallada pràctica més petita quedi aïllada.
• Avalueu els requisits de xoc,-flash d'arc,-energia emmagatzemada i bloqueig/etiquetatge.
• Confirmeu les classificacions de tensió, corrent, temperatura i curt{0}}del cable de CC i de la barra colectora.

7. Sistemes d'incendi, gas i emergència

La cadena completa de proves de seguretat està coberta alGuia de seguretat BESS.

L'arquitectura de seguretat pot incloure anàlisis cel·lulars, detecció de fum/calor/{0}}gasos apagats, ventilació, alleujament de pressió, separació, extinció d'incendis o altres mitigacions, interfícies d'alimentació d'emergència i resposta. Els requisits depenen de la química, el tancament, la capacitat energètica, les proves de prova, els codis aplicables i l'autoritat competent. Un dispositiu o certificat de supressió no és un cas de seguretat complet.

8. Transformador, aparell de commutació i interfície de xarxa

El transformador fa coincidir la tensió del PCS amb la instal·lació o xarxa de serveis públics. Els aparells de commutació, els relés de protecció i els comptadors d'ingressos o operatius estableixen el límit de connexió. Les comprovacions de disseny inclouen la relació de tensió, el grup de vectors, la impedància, les pèrdues, els harmònics, la presa de terra, el servei de curt-circuits, la coordinació de la protecció, el subministrament auxiliar i els requisits de serveis públics.

Per a llocs industrials a escala de megawatt{0}}, aESS industrial de mitjana -tensiópot simplificar la interfície de la xarxa, subjecte a una revisió detallada de la protecció i la utilitat.

9. SCADA, comunicacions i ciberseguretat

SCADA proporciona visibilitat, alarmes, tendències i ordres de supervisió. Les comunicacions connecten el BMS, PCS, EMS, comptadors, relés i la utilitat externa o agregador. Els equips del projecte haurien de definir versions de protocols, mapes de senyals, taxes d'actualització, sincronització de temps, segmentació de xarxa, accés remot, propietat de credencials, registre i responsabilitats del cicle de vida del programari.

10. Sistemes auxiliars i tancament

Els auxiliars inclouen bombes o ventiladors HVAC, escalfadors, controls d'energia, il·luminació, detecció, ventilació, equips de comunicació i, de vegades, energia de reserva. El seu consum redueix l'energia neta subministrada i s'ha de mesurar o modelar. El tancament ha de tenir en compte la qualificació ambiental, corrosió, drenatge, condensació, soroll, transport, elevació, accés, sortida i manteniment.

Com verificar la compatibilitat dels components

Després de comprovar les interfícies, utilitzeuGuia de talles BESSper alinear l'energia de la bateria, els límits actuals, la potència del PCS i el rendiment al final de la-vida{1}.

Llista de verificació d'adquisició de components BESS

• Definiu el límit del sistema complet i el proveïdor nomenat per a cada subsistema.
• Sol·liciteu fitxes controlades, certificats i informes de proves complets vinculats a models exactes.
• Requereix una matriu d'interfície de bateria-PCS-EMS i versions de microprogramari aprovades.
• Especifiqueu la potència, l'energia utilitzable, l'eficiència i els auxiliars en un límit de mesura comú.
• Alineeu les garanties dels components i del sistema amb el cicle de treball i les solucions del projecte.
• Inclou proves de FAT, acceptació del lloc, capacitat,-mode de funcionament i-errors.
• Confirmeu els recanvis, la compatibilitat de substitucions, el suport del programari i la resposta del servei.
• Planifiqueu l'augment, la manipulació-d'equips danyats i les responsabilitats-de la-vida útil.

PMF

Conclusió

El rendiment de BESS està determinat tant per les interfícies entre components com pels mateixos components. Un projecte sòlid alinea l'embolcall de funcionament de la bateria, els límits del BMS, les capacitats de PCS, els objectius d'EMS, el disseny tèrmic, la protecció, l'evidència de seguretat i la interfície de la xarxa sota una especificació comprovable i un model de responsabilitat del cicle de vida.