Индустриалните и търговски системи за съхранение на енергия се състоят от батерийна система (включително BMS), EMS, PCS, климатизация, противопожарна система, система за мониторинг и аларма и др., като BMS и EMS, като основно управляващо устройство на системата за съхранение на енергия, носят важната отговорност съответно за управлението на батериите и управлението на енергията, а техните функции, производителност и съчетаване на софтуер и хардуер са пряко свързани с безопасността на приложението на системата за съхранение на енергия и възвръщаемостта на инвестицията.
Система за управление на батериите (BMS)Поемайки отговорност за сензорите в системата, той може да наблюдава и контролира системите за съхранение на батерии, за да гарантира тяхната безопасност, стабилност и производителност.
Система за управление на енергията (СУЕ): отговаря за вземането на решения в системата, като обикновено се отнася до интегрираната система за управление на енергията, пусната в експлоатация за електроцентрали с литиеви батерии, осъществяваща мониторинг и диагностика в реално време.
Система за преобразуване на енергия (PCS)Отговаря за изпълнението в системата, е ключова част от инсталацията за съхранение на енергия, контролирайки зареждането и разреждането на батериите и извършвайки преобразуването на променлив ток в постоянен ток, за да захранва директно променливотоковите товари при липса на електрическата мрежа.
Система за управление на батериите (BMS)
Пълното наименование на BMS е Система за управление на батерии, което означава подсистемата, използвана за управление на системата за съхранение на енергия в батериите.
Функция
BMS се състои основно от модул за наблюдение, модул за управление, комуникационен модул и други части. Основната му функция е да наблюдава и контролира състоянието на батерията в реално време, включително напрежение на батерията, ток, температура, зарядно състояние и други параметри. Освен това, BMS може също да защитава и контролира батерията, за да гарантира безопасността и живота ѝ.
За да се предотврати презареждането и презареждането на батерията, като по този начин се удължава експлоатационният ѝ живот и се подобрява ефективността на използването ѝ.
Не само това, BMS играе и ролята на анализатор на данни, той трябва да изчисли и анализира SOC (останалия капацитет на батерията) и SOH (състоянието на батерията), за да наблюдава състоянието на батерията и щом има някаква необичайна информация, тя ще бъде докладвана своевременно, така че потребителят да знае своевременно, че батерията има аномалия.
Многослойна архитектура на осведомеността
В повечето BMS системи има трислойна архитектура.
1. Долен слой: Подчинен BMU (подчинен BMU), функцията на това ниво е основно да осъществява събиране на данни за напрежението и температурата на клетките на батерията и е отговорно за изпълнението на стратегията за изравняване на батерията. Събирането на информация се осъществява чрез комуникационна връзка с второто ниво, обикновено използвайки CAN или последователна комуникация.
2. Среден слой: Главен управляващ BCU, основните функции на това ниво са да реализира събирането на информация за напрежението, тока и изолацията на клъстера, управлението на контакторите за защита на батерийния пакет, събирането на информация от първия етап BMU и оценката на състоянието на батерията (SoX). Информацията се събира и предава на третия етап чрез комуникационна връзка, обикновено използваща CAN или Ethernet.
3. Горно ниво: Общ контрол, за управление на батерийния клъстер. Основната функция на това ниво е да събира информацията, предавана от BCU от второ ниво, да я съхранява и показва и др., с функция за аларма в реално време, с функция за управление и обратна връзка от контакта на главния прекъсвач и с функция за комуникация в реално време с PCS, EMS и локален мониторинг.
Технически изисквания
В сравнение със системата за управление на сградата (BMS) за автомобилни батерии, системата за съхранение на енергия (BMS) има по-сложна структура.
Първо, капацитетът на батерията, нивото е различно, управлението на нивото на захранване от BMS е по-високо, а серийното и паралелното свързване изискват повече батерии.
BMS има по-високи изисквания за свързване към мрежата. Има по-високи изисквания към връзката с мрежата. Батерията е свързана към батерията и електронната система на превозното средство, така че техническите изисквания са по-ниски.
Пазар
На пазара на BMS системи участват три основни типа предприятия, а именно производители на превозни средства, производители на батерии и независими производители на BMS системи. Производителите на превозни средства и производителите на батерии извършват дейност под формата на независими научноизследователски и развойни дейности или съвместни разработки с доставчици на BMS системи. Повечето от водещите местни производители на батерии, като BYD, Ningde Times, Guoxuan Gaoke и AVIC Li-power, приемат режима на оформление BMS+PACK, за да предоставят батерийни пакети и BMS пакети. Независимите производители на BMS системи в момента имат голям брой участници, а продуктовата линия на BMS може да се доставя на множество индустрии.
В момента водещите предприятия в китайската индустрия за управление на строителните съоръжения (BMS) имат очевидни предимства, по-специално през 2022 г. новите китайски производители на батерии за енергийни системи (BMS) са имали дял от 76,1% сред десетте най-големи производители. Сред тях трите най-големи компании са BYD, Ningde Times и Tesla, всички от които са производители на автомобили и батерии, с дял съответно от 26,4%, 16,9% и 9%. Делът на независимите производители на BMS е сравнително нисък, като най-големият независим производител на BMS в Китай, Li Xinneng, е на четвърто място по дял, но общият дял е само 6,7%.
Преминаване от основни към разширени функции
1. По-висока надеждност
Тъй като всяка батерия има собствена система за наблюдение и управление, надеждността на разпределената BMS е по-висока. Дори ако една батерия се повреди, останалите батерии могат да работят нормално и цялостната производителност на системата няма да бъде силно засегната.
2. Лесен за поддръжка и надграждане
Тъй като структурата на разпределената BMS е сравнително проста, всяка батерия може да работи независимо, така че поддръжката и надстройката са сравнително лесни. След като батерията се повреди, тя може да бъде сменена директно, без да се налага изключване на цялата система за поддръжка и надстройка.
3. По-голяма гъвкавост
Системата за мониторинг и управление на разпределената BMS е разпръсната във всеки батериен блок, което прави системата по-гъвкава. Броят на батерийните клетки може да се увеличава или намалява според действителното търсене, без да се налага да се отчита сложността на разпределената система като цяло.
Система за управление на енергията (СУЕ)
EMS (Система за управление на енергията), известна още като система за управление на енергията, въпреки че делът ѝ от цялата система за съхранение на енергия не е много голям, тя е изключително важен основен компонент на цялата система за съхранение на енергия. Тя обикновено се отнася до регулирането и контрола на литиево-йонни батерии, използвани в електроцентрали, чрез интегрирана система за управление на енергията.
Организация
Системата за управление на енергията включва няколко части, те ще бъдат показани по-долу.
1. Мониторинг и събиране на данни: Системата за управление на енергията следи производството, съхранението и потреблението на енергия в съоръжението за съхранение на енергия в реално време чрез сензори и контролно-измервателно оборудване. Тя е способна да събира разнообразни данни, включително състояние на зареждане и разреждане на батерията, температура, напрежение, ток и т.н.
2. Анализ и оптимизация на данни: Системата за управление на енергията разчита на усъвършенствана технология за анализ на данни, за да обработва и анализира събраните данни, за да разбере работното състояние и производителността на енергийната система. Чрез анализа на данните тя може да идентифицира потенциални проблеми в енергийната система и да предостави предложения за оптимизация, като например коригиране на стратегиите за зареждане и разреждане и оптимизиране на ефективността на използване на енергия.
3. Планиране и контрол на енергията: Системата за управление на енергията може интелигентно да планира и контролира енергията въз основа на търсенето на енергия в реално време и работата на системата. Тя може разумно да организира зареждането и разреждането на съоръженията за съхранение на енергия според прогнозата за търсенето, цената на електроенергията, натоварването на мрежата и други фактори, за да се постигне ефективно използване и пестене на енергия.
4. Откриване на повреди и защита на безопасността: Системата за управление на енергията може своевременно да открива и алармира повреди в съоръжението за съхранение на енергия, като например презареждане на батерията, презареждане и температурни аномалии, за да гарантира безопасната работа на съоръжението за съхранение на енергия. В същото време, тя може да бъде свързана и със системата на разпределителната мрежа за осъществяване на дистанционно управление и защита на съоръженията за съхранение на енергия.
Оптимизацията на оперативната стратегия и дизайна на стратегията за управление е ключов момент
Проектирането на оптимизирана оперативна стратегия и стратегия за управление е основният момент и трудността на продуктите за EMS.
Като се имат предвид характеристиките на зареждане и разреждане на енергийните акумулатори, разходите за зареждане и разреждане на енергийните акумулатори и предимствата на приложението им за съхранение на енергия, и при условие че се отговаря на изискванията за диспечерско управление на мрежата, проектирането на оптимизирани стратегии за работа и управление може да увеличи икономическите ползи от работата на системата за съхранение на енергия и да подобри различни технически показатели.
Продуктите на EMS обикновено действат като мост между системата за съхранение на енергия и информационните системи от по-високо ниво.
Системата за съхранение на енергия може да се присъедини към планирането на мрежата, планирането на виртуална електроцентрала, взаимодействието „източник-мрежа-натоварване-съхранение“ и др. чрез EMS.
Продуктите на EMS и планирането на мрежата и друга тясна координация, както и функцията, имат известно сходство, компанията трябва да разбере оперативните характеристики на мрежата, дълбоко оран информационните технологии от страната на мрежата компаниите имат знания ноу-хау за натрупване, могат да формират способността за повторна употреба, имат определено предимство.
