Az ipari és kereskedelmi energiatároló rendszer akkumulátorrendszerből (beleértve a BMS-t), EMS-ből, PCS-ből, légkondicionálóból, tűzvédelmi rendszerből, felügyeleti és riasztórendszerből stb. áll, amelyek közül a BMS és az EMS, mint az energiatároló rendszer központi vezérlőegysége, fontos felelősséget visel az akkumulátor- és energiagazdálkodásért, funkcióik, teljesítményük és a szoftver és hardver összehangolása pedig közvetlenül összefügg az energiatároló rendszer alkalmazásának biztonságával és a befektetés megtérülésével.
Akkumulátorkezelő rendszer (BMS)Átveszi a rendszer érzékelésének irányítását, felügyelheti és vezérelheti az akkumulátoros tárolórendszereket, biztosítva azok biztonságát, stabilitását és teljesítményét.
Energiagazdálkodási rendszer (EMS): a rendszerben a döntéshozatalért felelős, általában a lítium akkumulátoros energiatároló erőművekhez bevezetett szabályozási és vezérlési integrált energiagazdálkodási rendszerre utal, amely valós idejű monitorozást és diagnosztikát valósít meg.
Teljesítményátalakító rendszer (PCS)A rendszerben a végrehajtásért felelős, az energiatároló üzem kulcsfontosságú része, amely vezérli az akkumulátorok töltését és kisütését, valamint elvégzi az AC/DC átalakítást, hogy hálózat hiányában közvetlenül a váltakozó áramú terheléseket láthassa el árammal.
Akkumulátorkezelő rendszer (BMS)
A BMS teljes neve Battery Management System, ami az akkumulátoros energiatároló rendszer kezelésére használt alrendszert jelenti.
Funkció
A BMS főként felügyeleti modulból, vezérlőmodulból, kommunikációs modulból és egyéb alkatrészekből áll. Fő funkciója az akkumulátor állapotának valós idejű figyelése és vezérlése, beleértve az akkumulátor feszültségét, áramerősségét, hőmérsékletét, töltöttségi szintjét és egyéb paramétereit. Ezenkívül a BMS képes megvédeni és vezérelni az akkumulátort az akkumulátor biztonságának és élettartamának biztosítása érdekében.
Az akkumulátor túltöltésének és túlkisütésének megakadályozása érdekében, ezáltal meghosszabbítva az akkumulátor élettartamát és javítva az akkumulátor használatának hatékonyságát.
Nemcsak hogy a BMS adatelemzési szerepet is betölt, ki kell számítania és elemeznie kell az akkumulátor SOC-ját (maradék akkumulátorkapacitás) és SOH-ját (az akkumulátor állapota), hogy megfigyelhesse az akkumulátor állapotát, és ha bármilyen rendellenes információ van, azt időben jelenti, így a felhasználó időben tudni fogja, hogy az akkumulátorban rendellenesség van.
Réteges tudatosságarchitektúra
A legtöbb épületfelügyeleti rendszerben háromszintű architektúra található.
1. Alsó réteg: Slave BMU, melynek fő feladata az akkumulátorcellák feszültségének és hőmérsékletének mérése, valamint az akkumulátor kiegyenlítési stratégiájának végrehajtása. Az információgyűjtés kommunikációs kapcsolaton keresztül, általában CAN vagy láncba kapcsolt kommunikáció segítségével kommunikál a második szinttel.
2. Középső réteg: Fő vezérlő BCU, melynek fő funkciói a klaszterfeszültség, áramerősség és klaszterszigetelési információk gyűjtése, az akkumulátorcsomag védelméhez szükséges kontaktorok vezérlése, az első fokozatú BMU-ról történő információgyűjtés, valamint az akkumulátor állapotának becslése (SoX). Az információkat a harmadik fokozat egy kommunikációs kapcsolaton keresztül gyűjti és továbbítja, általában CAN vagy Ethernet használatával.
3. Felső szint: Általános vezérlés az akkumulátorklaszterek kezeléséhez. Ennek a szintnek a fő funkciója a második szintű BCU által továbbított információk gyűjtése, tárolása és megjelenítése stb., valós idejű riasztási funkcióval, a fő megszakító vezérlési és érintkező-visszacsatolási funkciójával, valamint valós idejű kommunikációs funkcióval a PCS-sel, az EMS-szel és a helyi felügyelettel.
Műszaki követelmények
Az autóipari akkumulátorok BMS-éhez képest az energiatároló BMS összetettebb felépítésű.
Először is, az akkumulátor kapacitása, szintje eltérő, a BMS tápellátási szintjének kezelése magasabb, a soros és párhuzamos csatlakozás több akkumulátort igényel.
A BMS-nek magasabbak a hálózati csatlakozással szembeni követelményei. A hálózati csatlakozással kapcsolatban is magasabbak a követelmények. Az akkumulátor az akkumulátorhoz és a jármű elektronikus rendszeréhez csatlakozik, így a műszaki követelmények alacsonyabbak.
Piac
A BMS piacon három fő vállalkozástípus vesz részt, nevezetesen járműgyártók, akkumulátorgyártók és független BMS-gyártók. A járműgyártók és az akkumulátorgyártók független kutatás-fejlesztési vagy BMS-beszállítókkal együttműködve folytatnak üzleti tevékenységet. A legtöbb hazai akkumulátor-vezető, mint például a BYD, a Ningde Times, a Guoxuan Gaoke és az AVIC Li-power akkumulátorgyártók a BMS+PACK elrendezést alkalmazzák akkumulátorcsomagok és BMS-csomagok szállítására. A független BMS-gyártók jelenleg nagyszámú résztvevővel rendelkeznek, és a BMS termékcsalád számos iparág számára szállítható.
Jelenleg Kína BMS iparágának vezető vállalatai nyilvánvaló előnyökkel rendelkeznek, konkrétan 2022-ben Kína új energia akkumulátoros BMS telepített kapacitása a tíz legnagyobb gyártó közé tartozott, 76,1%-os részesedéssel. Közülük a három legnagyobb vállalat a BYD, a Ningde Times és a Tesla, amelyek mindegyike járműgyártó és akkumulátorgyártó, 26,4%, 16,9% és 9%-os részesedéssel. A független BMS gyártók részesedése viszonylag alacsony, és Kína legnagyobb független BMS gyártója, a Li Xinneng a negyedik helyen áll a részesedés tekintetében, de az összesített részesedés mindössze 6,7%.
Áttérés az alapvető funkciókról a haladó funkciókra
1. Nagyobb megbízhatóság
Mivel minden akkumulátoregység saját felügyeleti és vezérlőrendszerrel rendelkezik, az elosztott épületfelügyeleti rendszerek megbízhatósága magasabb. Még ha egyetlen akkumulátor meghibásodik is, a többi akkumulátor továbbra is normálisan működhet, és a rendszer teljesítményét ez nem befolyásolja jelentősen.
2. Könnyen karbantartható és frissíthető
Mivel az elosztott épületfelügyeleti rendszerek felépítése viszonylag egyszerű, minden akkumulátorcella függetlenül működhet, így a karbantartás és a frissítés viszonylag egyszerű. Ha egy akkumulátoregység meghibásodik, közvetlenül kicserélhető anélkül, hogy a teljes rendszert le kellene állítani a karbantartás és a frissítés miatt.
3. Nagyobb rugalmasság
Az elosztott épületfelügyeleti rendszer felügyeleti és vezérlőrendszere az egyes akkumulátoregységekben szétszórva található, így a rendszer rugalmasabb. Az akkumulátorcellák száma a tényleges igényeknek megfelelően növelhető vagy csökkenthető anélkül, hogy figyelembe kellene venni az elosztott rendszer egészének összetettségét.
Energiagazdálkodási rendszer (EMS)
Az EMS (Energy Management System), más néven energiagazdálkodási rendszer, bár a teljes energiatároló rendszer aránya nem túl nagy, mégis rendkívül fontos központi eleme a teljes energiatároló rendszernek. Általánosságban elmondható, hogy a lítium akkumulátoros erőmű integrált energiagazdálkodási rendszerként bevezetett szabályozására és vezérlésére utal.
Szervezet
Az energiagazdálkodási rendszer több részből áll, ezeket az alábbiakban mutatjuk be.
1. Monitoring és adatgyűjtés: Az energiagazdálkodási rendszer valós időben figyeli az energiatároló létesítményben az energiatermelést, -tárolást és -fogyasztást érzékelők és műszerek segítségével. Képes különféle adatok gyűjtésére, beleértve az akkumulátor töltési és kisütési állapotát, a hőmérsékletet, a feszültséget, az áramerősséget és így tovább.
2. Adatelemzés és optimalizálás: Az energiagazdálkodási rendszer fejlett adatelemzési technológiára támaszkodik a gyűjtött adatok feldolgozásához és elemzéséhez, hogy megértse az energiarendszer működési állapotát és teljesítményét. Az adatok elemzése révén azonosíthatja az energiarendszerben található potenciális problémákat, és optimalizálási javaslatokat tehet, például a töltési és kisütési stratégiák módosítását, valamint az energiafelhasználás hatékonyságának optimalizálását.
3. Energiaütemezés és -vezérlés: Az energiagazdálkodási rendszer intelligensen képes ütemezni és szabályozni az energiafelhasználást a valós idejű energiaigény és a rendszer működése alapján. Ésszerűen képes megszervezni az energiatároló létesítmények töltését és kisütését az igény-előrejelzés, az áramár helyzete, a hálózati terhelés és egyéb tényezők alapján, az energia hatékony felhasználása és megtakarítása érdekében.
4. Hibaészlelés és biztonsági védelem: Az energiagazdálkodási rendszer időben képes észlelni és riasztani az energiatároló létesítményben fellépő hibákat, például az akkumulátor túlzott lemerülését, túltöltését és a hőmérsékleti rendellenességeket, így garantálva az energiatároló létesítmény biztonságos működését. Ugyanakkor az elosztóhálózati rendszerhez is csatlakoztatható az energiatároló létesítmények távvezérlése és védelme érdekében.
A működési stratégia és az irányítási stratégia kialakításának optimalizálása a kulcsfontosságú pont
Az optimalizált működési stratégia és szabályozási stratégia kialakítása az EMS termékek központi eleme és nehézsége.
Figyelembe véve az energiatároló töltési és kisütési jellemzőit, az energiatároló egység töltési és kisütési költségeit, valamint az energiatárolási alkalmazások előnyeit, és a hálózati diszpécser-vezérlési követelmények teljesítésének feltételezése mellett, az optimalizált üzemeltetési és vezérlési stratégiák kialakítása növelheti az energiatároló rendszer üzemeltetésének gazdasági előnyeit és javíthatja a különböző műszaki mutatókat.
Az EMS termékek általában hidat képeznek az energiatároló rendszer és a magasabb szintű információs rendszerek között.
Az energiatároló rendszer az EMS-en keresztül csatlakozhat a hálózati ütemezéshez, a virtuális erőművi ütemezéshez, a „forrás-hálózat-terhelés-tárolás” interakcióhoz stb.
Az EMS termékek és a hálózati ütemezés, valamint egyéb szoros koordináció, és a funkcióban van bizonyos hasonlóság, a vállalatnak meg kell értenie a hálózat működési jellemzőit, a mélyszántású rácsoldali informatikai vállalatoknak tudással és know-how-val kell rendelkezniük, amelyekkel újrafelhasználhatók, és bizonyos előnnyel rendelkeznek.
