Teollisuuden ja kaupallisen energian varastointijärjestelmä koostuu akkujärjestelmästä (mukaan lukien rakennusautomaatiojärjestelmä), sähkönkulutusjärjestelmästä (EMS), tietokoneavusteisesta automaatiojärjestelmästä (PCS), ilmastoinnista, palontorjuntajärjestelmästä, valvonta- ja hälytysjärjestelmästä jne. BMS ja EMS energian varastointijärjestelmän ydinohjausyksikköinä vastaavat akuston ja energian hallinnasta. Niiden toiminnot, suorituskyky ja ohjelmistojen ja laitteistojen yhteensopivuus liittyvät suoraan energian varastointijärjestelmän turvallisuuteen ja sijoitetun pääoman tuottoon.
Akkuhallintajärjestelmä (BMS)Se vastaa järjestelmän tunnistustoiminnoista ja voi valvoa ja ohjata akkuvarastojärjestelmiä varmistaakseen niiden turvallisuuden, vakauden ja suorituskyvyn.
Energianhallintajärjestelmä (EMS): vastaa järjestelmän päätöksenteosta, se viittaa yleensä litium-akkuenergian varastointivoimalaitoksille lanseerattuun sääntely- ja ohjausintegroituun energianhallintajärjestelmään, joka toteuttaa reaaliaikaista seurantaa ja vianmääritystä.
Tehonmuunnosjärjestelmä (PCS)Vastaa järjestelmän toteutuksesta ja on keskeinen osa energian varastointilaitosta. Se ohjaa akkujen latausta ja purkamista sekä suorittaa AC/DC-muunnoksen, jolla virta syötetään suoraan vaihtovirtakuormille, kun verkkoa ei ole.
Akkuhallintajärjestelmä (BMS)
BMS:n koko nimi on Battery Management System, joka tarkoittaa akun energian varastointijärjestelmän hallintaan käytettävää alijärjestelmää.
Toiminto
Akkujen hallintajärjestelmä (BMS) koostuu pääasiassa valvontamoduulista, ohjausmoduulista, tiedonsiirtomoduulista ja muista osista. Sen päätehtävänä on valvoa ja ohjata akun tilaa reaaliajassa, mukaan lukien akun jännite, virta, lämpötila, SOC ja muita parametreja. Lisäksi BMS voi myös suojata ja ohjata akkua sen turvallisuuden ja käyttöiän varmistamiseksi.
Akun ylilatautumisen ja ylipurkautumisen estämiseksi akun käyttöikä pitenee ja akun käyttötehokkuus paranee.
Sen lisäksi BMS-järjestelmällä on myös data-analyysin rooli. Sen on laskettava ja analysoitava akun SOC (jäljellä oleva akun kapasiteetti) ja SOH (akun terveydentila) akun tilan tarkkailemiseksi. Jos havaitaan poikkeavia tietoja, ne ilmoitetaan ajoissa, jotta käyttäjä tietää akussa olevasta poikkeavuudesta ajoissa.
Kerrostettu tietoisuusarkkitehtuuri
Useimmissa rakennusautomaatiojärjestelmissä on kolmikerroksinen arkkitehtuuri.
1. Pohjakerros: Apulais-BMU, jonka tehtävänä on pääasiassa mitata akkukennojen jännitettä ja lämpötilaa ja joka vastaa akun tasausstrategian suorittamisesta. Tiedonkeruu kommunikoi toisen tason kanssa tietoliikenneyhteyden kautta, yleensä CAN- tai ketjutusväylän avulla.
2. Keskimmäinen kerros: Pääohjaus-BCU, jonka päätehtäviä ovat klusterijännite-, virta- ja klusterieristystietojen kerääminen, akkujen suojauskontaktorien ohjaus, tiedonkeruu ensimmäisen vaiheen BMU:sta ja akun tilan arviointi (SoX). Tiedot kerätään ja välitetään kolmannen vaiheen kanssa tietoliikenneyhteyden kautta, yleensä CAN- tai Ethernet-yhteyden avulla.
3. Ylempi taso: Yleinen ohjaus akkuklusterin hallintaan. Tämän tason päätehtävänä on kerätä toisen tason akkuyksikön lähettämät tiedot, tallentaa ja näyttää tiedot jne. reaaliaikaisella hälytystoiminnolla, pääkatkaisijan ohjaus- ja kosketinpalautetoiminnolla sekä reaaliaikaisella tiedonsiirrolla PCS:n, EMS:n ja paikallisen valvonnan kanssa.
Tekniset vaatimukset
Verrattuna ajoneuvoakkujen BMS-järjestelmiin, energian varastointi-BMS:llä on monimutkaisempi rakenne.
Ensinnäkin akun kapasiteetti, taso on erilainen, BMS:n virransyötön hallinta on korkeampi, sarja- ja rinnakkaiskytkentä vaatii enemmän akkuja.
Ajoneuvoautomaatiojärjestelmällä on korkeammat vaatimukset verkkoyhteydelle. Verkkoyhteydelle on korkeammat vaatimukset. Akku on kytketty akkuun ja ajoneuvon elektroniikkajärjestelmään, joten tekniset vaatimukset ovat alhaisemmat.
Markkinoida
Ajoneuvovalmistajat ja akkuvalmistajat harjoittavat liiketoimintaa itsenäisen tutkimus- ja kehitystyön tai yhteistyön muodossa Ajoneuvovalmistajien kanssa Ajoneuvovalmistajat ja akkuvalmistajat harjoittavat liiketoimintaa Ajoneuvovalmistajien ja akkuvalmistajien kanssa Ajoneuvovalmistajien kanssa. Useimmat kotimaiset akkuvalmistajien johtajat, kuten BYD, Ningde Times, Guoxuan Gaoke ja AVIC Li-power -akkuvalmistajat, käyttävät AJ+PACK-asettelua akkupakettien ja AJ-pakettien toimittamiseen. Itsenäisillä AJ-valmistajilla on tällä hetkellä suuri määrä toimijoita, ja AJ-tuotelinjaa voidaan toimittaa useille eri toimialoille.
Tällä hetkellä Kiinan BMS-teollisuuden johtavilla yrityksillä on selviä etuja. Vuonna 2022 Kiinan uusien energiatehokkaiden akkujen BMS-asennuskapasiteetin osalta kymmenen suurimman valmistajan osuus oli 76,1 %. Näistä kolme suurinta yritystä ovat BYD, Ningde Times ja Tesla, jotka kaikki ovat ajoneuvo- ja akkuvalmistajia 26,4 %, 16,9 % ja 9 %:n osuuksilla. Itsenäisten BMS-valmistajien osuus on suhteellisen alhainen, ja Kiinan suurin itsenäinen BMS-valmistaja, Li Xinneng, oli neljännellä sijalla osuudella mitattuna, mutta kokonaisosuus on vain 6,7 %.
Siirtyminen perustoiminnoista edistyneisiin toimintoihin
1. Korkeampi luotettavuus
Koska jokaisella akkuyksiköllä on oma valvonta- ja ohjausjärjestelmänsä, hajautetun rakennusautomaatiojärjestelmän luotettavuus on korkeampi. Vaikka yksi akku vikaantuisi, muut akut voivat silti toimia normaalisti, eikä järjestelmän kokonaissuorituskykyyn kohdistu merkittävää vaikutusta.
2. Helppo ylläpitää ja päivittää
Koska hajautetun rakennusautomaatiojärjestelmän rakenne on suhteellisen yksinkertainen, jokainen akkukenno voi toimia itsenäisesti, joten huolto ja päivitys on suhteellisen helppoa. Kun akkuyksikkö vikaantuu, se voidaan vaihtaa suoraan ilman, että koko järjestelmää tarvitsee sammuttaa huoltoa ja päivitystä varten.
3. Vahvempi joustavuus
Hajautetun rakennusautomaatiojärjestelmän valvonta- ja ohjausjärjestelmä on hajautettu jokaiseen akkuyksikköön, joten järjestelmä on joustavampi. Akkukennojen määrää voidaan lisätä tai vähentää todellisen kysynnän mukaan ilman, että tarvitsee ottaa huomioon koko hajautetun järjestelmän monimutkaisuutta.
Energianhallintajärjestelmä (EMS)
EMS (Energy Management System), joka tunnetaan myös energianhallintajärjestelmänä, on koko energian varastointijärjestelmän osuus pienimmästäkin osasta erittäin tärkeä ydinosa koko energian varastointijärjestelmässä. Se viittaa yleisesti litium-akkujen varastointivoimalaitoksen säätöön ja ohjaukseen osana integroitua energianhallintajärjestelmää.
Organisaatio
Energianhallintajärjestelmä sisältää useita osia, jotka on esitetty alla.
1. Seuranta ja tiedonkeruu: Energianhallintajärjestelmä valvoo energian tuotantoa, varastointia ja kulutusta energian varastointilaitoksessa reaaliajassa antureiden ja mittauslaitteiden avulla. Se pystyy keräämään monenlaista tietoa, kuten akun lataus- ja purkaustilan, lämpötilan, jännitteen, virran ja niin edelleen.
2. Data-analyysi ja optimointi: Energianhallintajärjestelmä hyödyntää edistynyttä data-analyysiteknologiaa kerätyn datan käsittelyyn ja analysointiin energiajärjestelmän toimintatilan ja suorituskyvyn ymmärtämiseksi. Data-analyysin avulla se voi tunnistaa energiajärjestelmän mahdolliset ongelmat ja antaa optimointiehdotuksia, kuten lataus- ja purkausstrategioiden säätämistä ja energiankäytön tehokkuuden optimointia.
3. Energian aikataulutus ja ohjaus: Energianhallintajärjestelmä voi älykkäästi aikatauluttaa ja ohjata energiaa reaaliaikaisen energian kysynnän ja järjestelmän toiminnan perusteella. Se voi järjestää energian varastointilaitosten lataus- ja purkutoiminnan kohtuullisesti kysyntäennusteen, sähkön hintatilanteen, verkon kuormituksen ja muiden tekijöiden mukaisesti energian tehokkaan käytön ja säästön toteuttamiseksi.
4. Vianilmaisu ja turvallisuussuojaus: Energianhallintajärjestelmä pystyy havaitsemaan ja hälyttämään ajoissa energian varastointilaitoksen vikatilanteet, kuten akun ylipurkautumisen, ylilatauksen ja lämpötilan poikkeamat, energian varastointilaitoksen turvallisen toiminnan takaamiseksi. Samalla se voidaan myös linkittää jakeluverkkojärjestelmään energian varastointilaitosten etäohjauksen ja suojauksen toteuttamiseksi.
Toimintastrategian ja ohjausstrategian suunnittelun optimointi on avainasemassa
Optimoidun toimintastrategian ja ohjausstrategian suunnittelu on EMS-tuotteiden ydin ja vaikeus.
Ottaen huomioon energian varastoinnin lataus- ja purkausominaisuudet, energian varastointiyksikön lataus- ja purkauskustannukset sekä energian varastointisovelluksen hyödyt ja edellyttäen, että verkon lähetysohjauksen vaatimukset täyttyvät, optimoitujen toiminta- ja ohjausstrategioiden suunnittelu voi parantaa energian varastointijärjestelmän toiminnan taloudellisia hyötyjä ja erilaisia teknisiä indikaattoreita.
EMS-tuotteet toimivat yleensä siltana energian varastointijärjestelmän ja ylemmän tason tietojärjestelmien välillä.
Energian varastointijärjestelmä voi liittyä sähköverkon aikataulutukseen, virtuaalivoimalaitoksen aikataulutukseen, "lähde-verkko-kuorma-varastointi" -vuorovaikutukseen jne. EMS:n kautta.
EMS-tuotteiden ja verkon aikataulutuksen sekä muun tiiviin koordinoinnin välillä on tietty samankaltaisuus. Yrityksen on ymmärrettävä verkon toimintaominaisuudet. Syväkaurausverkon puolella toimivilla tietotekniikkayrityksillä on tietämystä ja osaamista kerrytettäväksi, ja ne voivat muodostaa kyvyn käyttää uudelleen.
