SÈRIE BESS KNOWLEDGE
Com funciona un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria?
Un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria (BESS) es carrega convertint l'electricitat en potència de corrent continu i emmagatzemar-la electroquímicament a les cèl·lules de la bateria. Quan es necessita energia, el procés s'inverteix: la bateria allibera energia de CC, el sistema de conversió d'energia (PCS) la converteix en energia de CA controlada i el sistema de gestió d'energia (EMS) coordina l'enviament segons els objectius del lloc o de la xarxa. Durant tot el procés, el sistema de gestió de la bateria (BMS) supervisa les condicions de la cèl·lula i fa complir els límits de funcionament segurs.
Aquesta senzilla descripció amaga una seqüència coordinada de conversió elèctrica, mesura, presa de decisions-i protecció. En un projecte comercial o industrial, la bateria no decideix de manera independent quan carregar o descarregar. El BMS, PCS, EMS, comptadors, dispositius de protecció i controlador de lloc intercanvien límits i ordres contínuament perquè la planta pugui lliurar la potència requerida sense superar els límits elèctrics, tèrmics o contractuals.
Per obtenir el marc complet de disseny, dimensionament, seguretat i contractació, llegiu elguia completa dels sistemes d'emmagatzematge d'energia de la bateriaabans de finalitzar l'especificació del sistema.
En aquesta pàgina
- Principi de funcionament BESS en un minut
- Què passa durant la càrrega BESS?
- Què passa durant la descàrrega de BESS?
- Com funcionen junts BMS, PCS i EMS
- AC-Acoblat vs DC-BESS acoblat: com canvia el funcionament
- Com canvien els modes de funcionament de BESS per aplicació
- BESS Eficiència, estat de càrrega i estat de salut
- Com un BESS respon a les falles i s'apaga amb seguretat
- Llista de verificació de la-diligència deguda operativa de BESS
- Preguntes freqüents
- Conclusió
Principi de funcionament BESS en un minut
Un BESS funciona com un buffer d'energia controlat i bidireccional. Els comptadors mesuren el lloc i la xarxa; l'EMS determina l'acció desitjada; el BMS confirma els límits permesos de la bateria; el PCS converteix la potència en la direcció requerida; els sistemes de protecció supervisen el procés; i SCADA registra el rendiment i les alarmes.
El bucle de control es repeteix contínuament. La velocitat de resposta depèn del servei i de l'arquitectura: un controlador de gestió-de la demanda pot actuar abans que se superi un llindar de facturació, mentre que un controlador de suport-de xarxa pot respondre ràpidament a les condicions de tensió o freqüència. La resposta requerida, la precisió i el límit de mesura s'han d'especificar en lloc d'assumir-se.
Què passa durant la càrrega BESS?
La càrrega comença quan l'EMS o el controlador de la planta sol·licita l'absorció d'energia. La font pot ser la xarxa elèctrica, la generació solar in situ, un generador o una altra font d'AC/DC. En un sistema acoblat de CA-, el PCS converteix l'electricitat de CA en CC. En un disseny d'emmagatzematge solar-acoblat de CC-plus-, un convertidor de CC o una arquitectura d'inversor compartit controla la transferència d'energia entre la FV, la bateria i el bus de CC.
La seqüència de càrrega
La potència de càrrega no sempre és constant. Pot reduir-se a prop del SOC alt, caure a temperatures baixes o altes, o estar limitat pel desequilibri de la cèl·lula, la capacitat del PCS, la càrrega del transformador, els límits d'importació del lloc o la PV disponible. Per tant, els models d'adquisició haurien d'utilitzar una corba de funcionament, no suposar que la potència nominal està disponible a cada SOC i temperatura.
BESS Seqüència de càrrega

Què passa durant la descàrrega de BESS?
Durant la descàrrega, la bateria allibera energia DC. El PCS la converteix en energia de CA sincronitzada per a la instal·lació o la xarxa. L'EMS determina el nivell d'enviament, però el BMS limita contínuament l'ordre per mantenir les cèl·lules dins dels límits permesos de voltatge, corrent, temperatura i SOC.
La seqüència de descàrrega
És possible que un BESS tingui suficient energia emmagatzemada però encara no pugui oferir la potència nominal si la temperatura, el SOC, la tensió de CC, el corrent de la bateria, la classificació de PCS, els requisits d'energia-reactiva o els límits de protecció redueixen la sortida disponible. Les garanties de potència i energia han de fer constar les seves condicions de funcionament.
Com funcionen junts BMS, PCS i EMS

Per a l'abast detallat de l'equip i les interfícies d'adquisició, vegeucomponents de bateria, BMS, PCS i EMSabans de finalitzar la matriu de responsabilitat dels controls.
|
Sistema |
Decisió o acció |
Informació típica intercanviada |
|
BMS |
Protegeix i supervisa la bateria; estimacions SOC/SOH; calcula els límits de càrrega i descàrrega permesos. |
Tensió i temperatura de la cèl·lula/rack, SOC, SOH, límits de corrent, alarmes, estat del contactor. |
|
PCS |
Converteix la potència i regula la interfície elèctrica. |
Punt de consigna de potència, tensió/corrent de CC, tensió/freqüència de CA, potència reactiva, estat i avaries. |
|
EMS / controlador de planta |
Selecciona el mode de funcionament i optimitza l'enviament a través del lloc o l'objectiu de la xarxa. |
Dades del comptador, previsions, tarifes, objectiu de reserva, ordres de xarxa, disponibilitat d'equips i limitacions. |
|
SCADA / monitoratge |
Visualitza, registra i comunica l'estat de la planta. |
Dades de-sèries temporals, alarmes, esdeveniments, ordres d'usuari, informes i accés remot. |
Un disseny de controls robust utilitza límits i permissius en lloc de confiar en un controlador per entendre tots els detalls interns. L'EMS demana un punt d'operació; el BMS declara l'embolcall actual admissible de la bateria; i el PCS executa l'ordre només mentre tots els enclavaments necessaris són certs. Si fallen les comunicacions, cada subsistema hauria d'entrar en un estat segur definit.
Per què és important la matriu de la interfície
- Identifiqueu quin dispositiu és la font autoritzada de SOC, potència activa, potència reactiva i estat de la xarxa.
- Definiu la taxa d'actualització, les unitats, l'escala, les marques de temps, els indicadors de qualitat i els temporitzadors-de pèrdua de comunicació.
- Enumereu totes les alarmes, avisos, viatges, restabliments, parades d'emergència i anul·lacions de manteniment.
- Documenteu la prioritat de comandament entre controls locals, EMS, utilitat/agregador i operador SCADA.
- Proveu estats anormals, no només ordres de càrrega i descàrrega normals.
AC-Acoblat vs DC-BESS acoblat: com canvia el funcionament

Apliqueu la comparació d'acoblament alguia d'emmagatzematge solar-plus-.
|
Factor |
AC-acoblat |
DC-acoblat |
|
Camí de potència |
La bateria utilitza un PCS dedicat i es connecta al bus de CA. |
La FV i la bateria comparteixen una arquitectura lateral de CC- abans de la conversió de la xarxa. |
|
Ajust d'adaptació |
Sovint és senzill on ja hi ha infraestructura fotovoltaica o de CA de les instal·lacions. |
Normalment requereix una integració més estreta amb l'arquitectura d'inversor fotovoltaic/CC. |
|
Control independent |
PV i BESS sovint poden funcionar com a actius de CA separats. |
Els controls fotovoltaics i d'emmagatzematge estan més estretament coordinats. |
|
Conversió-solar emmagatzemada |
La CA PV es pot tornar a convertir a CC per a l'emmagatzematge, i després a CA. |
Pot reduir les etapes de conversió quan s'emmagatzema PV directament al costat de CC. |
|
Comprovacions de disseny |
Aparament de CA, transformador, capacitat d'interconnexió i protecció. |
Finestres de tensió de CC, camins de corrent, límits del convertidor, protecció i aïllament de fallades. |
|
La millor opció |
Depèn de les restriccions d'adaptació, la flexibilitat operativa i la connexió a la xarxa. |
Depèn de la captura de retalls/reduccions, el disseny de-construcció nova i els controls integrats. |
L'acoblament de CA és habitualment atractiu per a modernitzacions i control d'actius independent. L'acoblament de CC pot ser atractiu per a noves plantes d'emmagatzematge solar-plus-en les quals és important la captura directa d'energia fotovoltaica o el retall. Compareu vies energètiques, restriccions d'interconnexió, modes de funcionament, manteniment i economia del cicle de vida per al projecte específic.
Com canvien els modes de funcionament de BESS per aplicació
L'enviament del llindar i el comportament de recàrrega es detallen aGuia d'afaitat de pic BESS.
Les prioritats-a nivell de les instal·lacions es desenvolupen encara més alGuia pràctica C&I BESS.
|
Aplicació |
Disparador |
Objectiu de control |
Principal restricció operativa |
|
Afaitat màxima |
La demanda d'instal·lacions s'acosta a un llindar. |
Descàrrega abans i durant el pic; recarregar sense crear un altre pic. |
Precisió de la previsió, SOC disponible i durada màxima. |
|
El temps-d'-ús canvia |
Períodes tarifaris programats o senyal de preu optimitzat. |
Càrrega baixa, descàrrega alta. |
Diferencial de preus després de pèrdues i degradació. |
|
Autoconsum solar |
La PV supera el límit de demanda o exportació in situ. |
Absorbeix l'excedent de FV i descarrega més tard. |
Previsió fotovoltaica, límit d'exportació i capacitat de bateria. |
|
Còpia de seguretat/illament |
Talla de xarxa o transferència planificada. |
Mantenir les càrregues crítiques i coordinar les fonts insulades. |
Capacitat de-formació de quadrícula, lògica de transferència, passos de càrrega i reserva. |
|
Suport a la xarxa |
Freqüència, voltatge o senyal d'enviament extern. |
Proporcioneu una resposta activa/reactiva precisa. |
Aprovació d'interconnexió, telemetria, disponibilitat i gestió de SOC. |
Per a aplicacions de-control de càrrega de demanda, reviseusistema de bateria d'afaitar puntai validar la configuració amb el perfil de càrrega de la instal·lació.
Els projectes que requereixin una interacció activa amb la utilitat poden revisar els SINELINKemmagatzematge de la bateria{0}}connectat a la xarxasolució com a punt de partida per a la discussió tècnica.
BESS Eficiència, estat de càrrega i estat de salut

Aplica aquests conceptes operatius utilitzant elGuia de talles BESSabans de seleccionar una bateria o una classificació PCS.
Estat de càrrega (SOC)
SOC estima la càrrega restant en relació amb una referència utilitzable o nominal definida. No es mesura directament com la tensió; el BMS l'estima a partir dels models d'integració actual, comportament de voltatge, temperatura i cel·les. La precisió pot derivar, de manera que l'estratègia de control pot incloure condicions de recalibració.
Estat de salut (SOH)
SOH descriu l'estat de la bateria en relació amb una referència acordada, sovint utilitzant la capacitat disponible, la resistència o la capacitat d'alimentació. Com que els proveïdors poden calcular SOH de manera diferent, els contractes haurien de basar-se en una prova de capacitat o rendiment definida en lloc d'un percentatge del tauler de control inexplicable.
Eficàcia-anada i tornada
L'eficiència-anada i tornada equival a l'energia lliurada dividida per l'energia utilitzada per carregar durant un cicle i un límit de mesura definits. Un valor de bateria-només DC no és comparable amb un valor de sistema de CA que inclou PCS, transformador i càrregues auxiliars. L'eficiència també canvia amb la potència, la temperatura i la durada d'espera.
Degradació
L'envelliment del calendari es produeix amb el temps; l'envelliment del cicle resulta de l'ús. Tots dos estan influenciats per la temperatura, el SOC, la profunditat de descàrrega, la velocitat i el disseny de la cèl·lula. L'EMS pot comercialitzar els ingressos a curt-termen contra la degradació a-a llarg termini limitant el SOC, la potència o el rendiment. Els models de projecte haurien d'utilitzar el cicle de treball garantit i una hipòtesi d'augment transparent.
Com un BESS respon a les falles i s'apaga amb seguretat
Els estats anormals i els controls del cicle de vida es cobreixen a laGuia de seguretat BESS.
Les classificacions dels cables i les interfícies de terminació formen part del camí de protecció; consultar elGuia de selecció de cables BESSquan es defineixen límits de corrent, falla i instal·lació.
Un BESS no hauria de dependre només de l'enviament del programari per a la protecció. Les capes elèctriques i de seguretat detecten l'estat anormal de corrent, voltatge, aïllament, temperatura, fum, gas o equip i aïllen el nivell afectat. La resposta exacta depèn de l'arquitectura i l'anàlisi de perills, però una seqüència típica és reduir la potència, obrir contactors o interruptors, aïllar la falla, mantenir les funcions de detecció/ventilació necessàries, emetre alarmes i evitar el reinici no autoritzat.
- Nivell cèl·lula/mòdul: control de tensió i temperatura, equilibri i límits de protecció.
- Nivell de bastidor: contactors, fusibles, detecció de corrent, monitorització d'aïllament i control local.
- Nivell PCS/AC: sobreintensitat, anormalitat de la xarxa, protecció anti-il·la i interruptor.
- Nivell del sistema: parada d'emergència, detecció d'incendis/gass, lògica de ventilació, control d'accés i alarmes SCADA.
- Nivell operatiu: tancament/etiquetatge, pla d'emergència, controls d'equip-danyats i retorn controlat al servei.
UL 9540A és un mètode de prova de propagació de-incendi fugitiu-tèrmic; no és una declaració universal que cada instal·lació sigui segura. Els equips del projecte han de confirmar la configuració provada, la certificació de l'equip, els codis adoptats, les condicions d'instal·lació i els requisits AHJ.
Llista de verificació de la-diligència deguda operativa de BESS
- El diagrama de flux-complet de potència i el límit de mesura per a cada valor garantit.
- Límits de tensió/corrent de la bateria en funció del rang de funcionament del PCS a través del SOC i la temperatura.
- Seqüències operatives normals, d'espera, d'inici-negre, d'illa, de recuperació i d'emergència, segons correspongui.
- Llista de senyals BMS–PCS–EMS, prioritat de comanda i comportament de pèrdua{0}}de comunicació.
- Consum auxiliar en càrrega, descàrrega, espera i condicions ambientals extremes.
- Proves de capacitat, eficiència i resposta en FAT/SAT i criteris d'acceptació finals.
- Propietat de l'alarma, controls d'accés-remot, responsabilitats d'actualització de programari i retenció de dades-d'esdeveniments.
- Hipòtesis de la garantia per a la temperatura, la finestra SOC, el rendiment, la taxa C-i la disponibilitat.
Necessites mapejar els modes de funcionament de BESS al teu perfil de càrrega o requisits de la xarxa? Envieu a SINELINK la vostra aplicació, objectiu kW/kWh, tensió de xarxa, condicions del lloc i arquitectura del sistema preferida.
Per a la integració general d'-C&I d'alta tensió, reviseu elSistema de bateries d'alta tensió de 1000 V-plataforma i confirmeu la seva finestra operativa amb el PCS seleccionat.
Els llocs amb temperatures ambientals elevades o requisits d'embalatge dens poden avaluar aArmari de bateries industrials refrigerat per líquid{0}tot confirmant la redundància de refrigeració i les necessitats de servei.
Preguntes freqüents
Un BESS emmagatzema energia CA o CC?
Les cèl·lules de la bateria emmagatzemen energia electroquímicament i proporcionen energia elèctrica de CC. El PCS converteix entre la bateria DC i el sistema AC utilitzat per la majoria d'instal·lacions i xarxes.
Es pot carregar i descarregar un BESS al mateix temps?
Normalment, una sola cadena de bateria no es carrega i es descarrega simultàniament. A nivell de planta, diferents cadenes o subsistemes poden funcionar de manera diferent, però els controls han d'evitar la circulació no desitjada i respectar l'arquitectura.
Què controla quan un BESS carrega o descarrega?
L'EMS o el controlador de la planta aplica horaris, tarifes, previsions, límits d'emplaçament o ordres de xarxa. Aleshores, el BMS i el PCS limiten o rebutgen les ordres que es troben fora de les condicions segures de l'equip.
Què passa quan un BESS arriba al 100% de SOC?
El BMS redueix o atura la càrrega permesa a mesura que les cèl·lules s'apropen als seus límits superiors. Molts projectes funcionen per sota del SOC màxim absolut per preservar l'espai, la vida útil o el marge de seguretat.
Pot funcionar un BESS-lligat a la xarxa durant un tall d'electricitat?
Només si el PCS, la protecció i els controls estan dissenyats per a operacions d'illa{0}}formació de xarxa i el lloc té un esquema de transferència, connexió a terra i-gestió de càrrega aprovat.
Per què canvia la potència disponible de BESS?
La potència disponible es pot limitar pel SOC, la temperatura de la cèl·lula, la tensió de CC, el corrent admissible, la temperatura del PCS, el servei de potència reactiva-, els auxiliars, les avaries o les condicions de la xarxa.
Quina diferència hi ha entre EMS i SCADA?
L'EMS pren o coordina les decisions d'enviament. SCADA proporciona principalment control de supervisió, visualització, alarmes i dades històriques, encara que els límits del producte es poden solapar.
Com es mesura l'eficiència de BESS?
Mesura l'energia que entra i surt a través del mateix límit i cicle definits. Indiqueu si la figura inclou PCS, transformador, HVAC i altres auxiliars.
Què passa si es perd la comunicació BMS?
El comportament segur definit pot incloure mantenir un límit conservador, pujar a zero o disparar després d'un temps d'espera. S'ha d'especificar i provar la seqüència exacta.
Com admet un BESS l'afaitat màxim?
El controlador supervisa la importació i les descàrregues del lloc abans que la demanda superi un objectiu. També programa la recàrrega per preservar el SOC sense produir un nou pic.
Esteu planificant un projecte d'emmagatzematge de bateries comercial o industrial? Comparteix el teu perfil de càrrega, cas d'ús, durada objectiu, connexió a la xarxa i mercat de compliment.
Conclusió
Un BESS funciona mitjançant una coordinació contínua en lloc d'un simple comandament d'encesa i apagat de la bateria. L'EMS defineix l'objectiu, el BMS protegeix la bateria, el PCS controla la conversió d'energia i els sistemes de protecció i monitorització verifiquen cada estat de funcionament. Els equips de projecte que defineixen aquestes interfícies, límits i límits de mesura amb antelació estan millor posicionats per obtenir un rendiment previsible, un funcionament segur i garanties exigibles.
