औद्योगिक आणि व्यावसायिक ऊर्जा साठवण प्रणालीमध्ये बॅटरी प्रणाली (बीएमएससह), ईएमएस, पीसीएस, वातानुकूलन, अग्निसुरक्षा प्रणाली, देखरेख आणि अलार्म प्रणाली इत्यादींचा समावेश असतो. यांपैकी, बीएमएस आणि ईएमएस हे ऊर्जा साठवण प्रणालीचे मुख्य नियंत्रण एकक म्हणून अनुक्रमे बॅटरी व्यवस्थापन आणि ऊर्जा व्यवस्थापनाची महत्त्वाची जबाबदारी पार पाडतात, आणि त्यांची कार्ये, कार्यक्षमता तसेच सॉफ्टवेअर आणि हार्डवेअरची जुळवणूक यांचा थेट संबंध ऊर्जा साठवण प्रणालीच्या वापराच्या सुरक्षिततेशी आणि गुंतवणुकीवरील परताव्याशी असतो.
बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली (बीएमएस)सिस्टीममधील सेन्सिंगची जबाबदारी घेऊन, ते बॅटरी स्टोरेज सिस्टीमची सुरक्षितता, स्थिरता आणि कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी त्यांचे निरीक्षण आणि नियंत्रण करू शकते.
ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणाली (EMS)प्रणालीमध्ये निर्णय घेण्यास जबाबदार, हे सामान्यतः लिथियम बॅटरी ऊर्जा साठवण वीज केंद्रांसाठी सुरू केलेल्या नियमन आणि नियंत्रण एकात्मिक ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणालीला सूचित करते, जे रिअल-टाइम देखरेख आणि निदान साकार करते.
पॉवर कन्व्हर्जन सिस्टम (PCS)सिस्टममध्ये अंमलबजावणीसाठी जबाबदार, हा ऊर्जा साठवण प्रकल्पाचा एक महत्त्वाचा भाग आहे, जो बॅटरीचे चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग नियंत्रित करतो आणि ग्रीडच्या अनुपस्थितीत थेट एसी लोडला वीज पुरवण्यासाठी एसी/डीसी रूपांतरण करतो.
बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली (बीएमएस)
BMS चे पूर्ण नाव बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम आहे, म्हणजेच बॅटरी ऊर्जा साठवण प्रणालीचे व्यवस्थापन करण्यासाठी वापरली जाणारी उपप्रणाली.
कार्य
BMS मुख्यत्वे मॉनिटरिंग मॉड्यूल, कंट्रोल मॉड्यूल, कम्युनिकेशन मॉड्यूल आणि इतर भागांनी बनलेले असते. त्याचे मुख्य कार्य बॅटरी व्होल्टेज, करंट, तापमान, SOC आणि इतर पॅरामीटर्ससह बॅटरीच्या स्थितीचे रिअल-टाइममध्ये निरीक्षण करणे आणि नियंत्रण करणे हे आहे. याव्यतिरिक्त, बॅटरीची सुरक्षितता आणि आयुष्य सुनिश्चित करण्यासाठी BMS बॅटरीचे संरक्षण आणि नियंत्रण देखील करू शकते.
बॅटरीला ओव्हरचार्जिंग आणि ओव्हरडिस्चार्जिंगपासून वाचवण्यासाठी, जेणेकरून बॅटरीचे सेवा आयुष्य वाढेल आणि बॅटरीच्या वापराची कार्यक्षमता सुधारेल.
एवढेच नाही तर, BMS डेटा विश्लेषणाची भूमिका देखील बजावते, बॅटरीची स्थिती तपासण्यासाठी त्याला बॅटरीच्या SOC (उर्वरित बॅटरी क्षमता) आणि SOH (बॅटरीच्या आरोग्याची स्थिती) ची गणना आणि विश्लेषण करणे आवश्यक असते, आणि एकदा कोणतीही असामान्य माहिती मिळाल्यास, ती वेळेवर कळवली जाते, जेणेकरून वापरकर्त्याला बॅटरीमध्ये काहीतरी बिघाड आहे हे वेळेवर कळेल.
स्तरित जागरूकता आर्किटेक्चर
बहुतेक BMS प्रणालींमध्ये त्रिस्तरीय रचना असते.
१. सर्वात खालचा स्तर: स्लेव्ह बीएमयू, या स्तराचे मुख्य कार्य बॅटरी सेल व्होल्टेज आणि तापमान मिळवणे हे आहे, आणि बॅटरी इक्वलायझेशन स्ट्रॅटेजीच्या अंमलबजावणीसाठी तो जबाबदार असतो. ही माहिती एका कम्युनिकेशन लिंकद्वारे दुसऱ्या स्तराशी संवाद साधते, ज्यासाठी सहसा CAN किंवा डेझी चेन कम्युनिकेशनचा वापर केला जातो.
२. मधला स्तर: मुख्य नियंत्रण BCU, या स्तराची मुख्य कार्ये म्हणजे क्लस्टर व्होल्टेज, करंट आणि क्लस्टर इन्सुलेशन माहितीचे संकलन करणे, बॅटरी पॅकच्या संरक्षणासाठी कॉन्टॅक्टर्सचे नियंत्रण करणे, पहिल्या टप्प्यातील BMU कडून माहिती गोळा करणे आणि बॅटरीच्या स्थितीचा अंदाज (SoX) घेणे. ही माहिती एका कम्युनिकेशन लिंकद्वारे गोळा केली जाते आणि तिसऱ्या टप्प्याशी संप्रेषण केली जाते, ज्यासाठी सहसा CAN किंवा इथरनेटचा वापर केला जातो.
३. उच्च स्तर: सामान्य नियंत्रण, बॅटरी क्लस्टर व्यवस्थापनासाठी. या स्तराचे मुख्य कार्य म्हणजे दुसऱ्या स्तरावरील BCU द्वारे प्रसारित केलेली माहिती गोळा करणे, माहिती संग्रहित करणे आणि प्रदर्शित करणे इत्यादी, सोबतच रिअल-टाइम अलार्म फंक्शन, मुख्य सर्किट ब्रेकरचे नियंत्रण आणि संपर्क फीडबॅक फंक्शन, आणि PCS, EMS व स्थानिक मॉनिटरिंगसोबत रिअल-टाइम कम्युनिकेशन फंक्शन यांचा समावेश आहे.
तांत्रिक आवश्यकता
ऑटोमोटिव्ह पॉवर बॅटरीच्या बीएमएसच्या तुलनेत, ऊर्जा साठवण बीएमएसची रचना अधिक गुंतागुंतीची असते.
सर्वप्रथम, बॅटरीची क्षमता आणि पातळी वेगवेगळी असते, वीज पुरवठ्याच्या पातळीचे BMS व्यवस्थापन उच्च असते, सिरीज आणि पॅरलल जोडणीसाठी अधिक बॅटरींची आवश्यकता असते.
BMS ला ग्रिड कनेक्शनसाठी उच्च आवश्यकता असतात. ग्रिडशी जोडणीसाठी उच्च आवश्यकता आहेत. पॉवर बॅटरी ही बॅटरी आणि वाहनाच्या इलेक्ट्रॉनिक प्रणालीला जोडलेली असते, त्यामुळे तांत्रिक आवश्यकता कमी असतात.
बाजार
बीएमएस (BMS) बाजारपेठेत तीन मुख्य प्रकारचे उद्योग गुंतलेले आहेत, म्हणजेच वाहन उत्पादक, पॉवर बॅटरी उत्पादक आणि स्वतंत्र बीएमएस उत्पादक. वाहन उत्पादक आणि बॅटरी उत्पादक हे स्वतंत्र संशोधन आणि विकास किंवा बीएमएस पुरवठादारांसोबत सहकारी विकासाच्या स्वरूपात व्यवसाय करतात. BYD, निंगडे टाइम्स, गुओझुआन गाओके आणि एव्हीआयसी लि-पॉवर बॅटरी उत्पादकांसारखे बहुतेक देशांतर्गत आघाडीचे पॉवर बॅटरी उत्पादक, बॅटरी पॅक आणि बीएमएस पॅकेज पुरवण्यासाठी 'बीएमएस+पॅक' (BMS+PACK) पद्धतीचा अवलंब करतात. स्वतंत्र बीएमएस उत्पादकांमध्ये सध्या मोठ्या संख्येने सहभागी आहेत आणि बीएमएस उत्पादन श्रेणी अनेक उद्योगांना पुरवली जाऊ शकते.
सध्या, चीनच्या बीएमएस उद्योगातील प्रमुख कंपन्यांना स्पष्ट फायदा आहे, विशेषतः, २०२२ मध्ये, चीनच्या नवीन ऊर्जा पॉवर बॅटरी बीएमएस स्थापित क्षमतेमध्ये शीर्ष दहा उत्पादकांचा वाटा ७६.१% होता. त्यापैकी, BYD, निंगडे टाइम्स आणि टेस्ला या शीर्ष तीन कंपन्या आहेत, ज्या सर्व वाहन उत्पादक आणि बॅटरी उत्पादक असून, त्यांचा वाटा अनुक्रमे २६.४%, १६.९% आणि ९% आहे. स्वतंत्र बीएमएस उत्पादकांचा वाटा तुलनेने कमी आहे, आणि चीनमधील सर्वात मोठी स्वतंत्र बीएमएस उत्पादक कंपनी, ली शिनेंग, वाट्याच्या बाबतीत चौथ्या क्रमांकावर आहे, परंतु तिचा एकूण वाटा केवळ ६.७% आहे.
मूलभूत कार्यांपासून प्रगत कार्यांकडे जाणे
१. उच्च विश्वसनीयता
प्रत्येक बॅटरी युनिटची स्वतःची देखरेख आणि नियंत्रण प्रणाली असल्यामुळे, वितरित बीएमएसची विश्वसनीयता अधिक असते. जरी एक बॅटरी निकामी झाली, तरी इतर बॅटरी सामान्यपणे काम करत राहू शकतात आणि प्रणालीच्या एकूण कार्यक्षमतेवर फारसा परिणाम होत नाही.
२. देखभाल आणि अपग्रेड करण्यास सोपे
वितरित बीएमएसची रचना तुलनेने सोपी असल्यामुळे, प्रत्येक बॅटरी सेल स्वतंत्रपणे काम करू शकतो, त्यामुळे देखभाल आणि अपग्रेडिंग करणे तुलनेने सोपे असते. एकदा एखादे बॅटरी युनिट निकामी झाल्यास, देखभाल आणि अपग्रेडिंगसाठी संपूर्ण प्रणाली बंद न करता ते थेट बदलले जाऊ शकते.
३. अधिक मजबूत लवचिकता
वितरित बीएमएसची देखरेख आणि नियंत्रण प्रणाली प्रत्येक बॅटरी युनिटमध्ये विखुरलेली असते, त्यामुळे ही प्रणाली अधिक लवचिक असते. संपूर्ण वितरित प्रणालीच्या गुंतागुंतीचा विचार न करता, प्रत्यक्ष मागणीनुसार बॅटरी सेल्सची संख्या वाढवता किंवा कमी करता येते.
ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणाली (EMS)
ईएमएस (ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणाली), जी ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणाली म्हणूनही ओळखली जाते, संपूर्ण ऊर्जा साठवण प्रणालीमध्ये तिचा वाटा फार मोठा नसला तरी, ती संपूर्ण ऊर्जा साठवण प्रणालीचा एक अत्यंत महत्त्वाचा गाभा घटक आहे. सामान्यतः, लिथियम बॅटरी साठवण ऊर्जा केंद्राच्या नियमन आणि नियंत्रणासाठी सुरू केलेल्या एकात्मिक ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणालीचा यात समावेश होतो.
संघटना
ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणालीमध्ये अनेक भाग समाविष्ट आहेत, ते खालीलप्रमाणे दाखवले जातील.
१. निरीक्षण आणि संकलन: ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणाली सेन्सर्स आणि उपकरणांच्या माध्यमातून ऊर्जा साठवण सुविधेमधील ऊर्जेची निर्मिती, साठवणूक आणि वापर यांचे रिअल-टाइममध्ये निरीक्षण करते. ही प्रणाली बॅटरी चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगची स्थिती, तापमान, व्होल्टेज, करंट इत्यादींसह विविध प्रकारचा डेटा संकलित करण्यास सक्षम आहे.
२. डेटा विश्लेषण आणि ऑप्टिमायझेशन: ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणाली, ऊर्जा प्रणालीची कार्यस्थिती आणि कार्यप्रदर्शन समजून घेण्यासाठी, गोळा केलेल्या डेटावर प्रक्रिया आणि विश्लेषण करण्याकरिता प्रगत डेटा विश्लेषण तंत्रज्ञानावर अवलंबून असते. डेटाच्या विश्लेषणाद्वारे, ऊर्जा प्रणालीमधील संभाव्य समस्या ओळखता येतात आणि चार्जिंग व डिस्चार्जिंग धोरणांमध्ये बदल करणे आणि ऊर्जा वापराची कार्यक्षमता वाढवणे यांसारख्या ऑप्टिमायझेशनच्या सूचना देता येतात.
३. ऊर्जा नियोजन आणि नियंत्रण: ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणाली वास्तविक ऊर्जेची मागणी आणि प्रणालीच्या कार्यावर आधारित ऊर्जेचे बुद्धिमानपणे नियोजन आणि नियंत्रण करू शकते. ऊर्जेचा कार्यक्षम वापर आणि बचत साधण्यासाठी, ती मागणीचा अंदाज, विजेच्या दराची परिस्थिती, ग्रीडवरील भार आणि इतर घटकांनुसार ऊर्जा साठवण सुविधांच्या चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग कार्याची योग्य व्यवस्था करू शकते.
४. दोष शोधणे आणि सुरक्षा संरक्षण: ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणाली ऊर्जा साठवण सुविधेतील बॅटरी ओव्हर-डिस्चार्ज, ओव्हर-चार्जिंग आणि तापमानातील असामान्यता यांसारख्या दोषपूर्ण परिस्थिती वेळेवर शोधून त्याबद्दल सूचना देऊ शकते, जेणेकरून ऊर्जा साठवण सुविधेचे सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करता येईल. त्याच वेळी, ऊर्जा साठवण सुविधांचे दूरस्थ नियंत्रण आणि संरक्षण साध्य करण्यासाठी ती वितरण नेटवर्क प्रणालीशी देखील जोडली जाऊ शकते.
कार्यप्रणाली धोरण आणि नियंत्रण धोरण रचनेचे इष्टतमीकरण हा मुख्य मुद्दा आहे.
इष्टतम कार्यप्रणाली आणि नियंत्रण धोरणाची रचना करणे हा ईएमएस उत्पादनांचा गाभा आणि त्यातील आव्हान आहे.
ऊर्जा साठवणुकीची चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग वैशिष्ट्ये, ऊर्जा साठवणूक युनिटचा चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग खर्च, आणि ऊर्जा साठवणुकीच्या उपयोगाचे फायदे यांचा विचार करून, आणि ग्रिड डिस्पॅच नियंत्रण आवश्यकतांची पूर्तता करण्याच्या अटीवर, अनुकूलित संचालन आणि नियंत्रण धोरणांची रचना केल्याने ऊर्जा साठवणूक प्रणालीच्या संचालनाचे आर्थिक लाभ वाढवता येतात आणि विविध तांत्रिक निर्देशांकांमध्ये सुधारणा करता येते.
ईएमएस उत्पादने सामान्यतः ऊर्जा साठवण प्रणाली आणि उच्चस्तरीय माहिती प्रणाली यांच्यामध्ये दुवा म्हणून काम करतात.
ऊर्जा साठवण प्रणाली ईएमएसच्या माध्यमातून ग्रिड शेड्युलिंग, व्हर्च्युअल पॉवर प्लांट शेड्युलिंग, “स्रोत-ग्रिड-लोड-स्टोरेज” परस्परसंवाद इत्यादींमध्ये सामील होऊ शकते.
ईएमएस उत्पादने आणि ग्रिड शेड्युलिंग व इतर गोष्टींमध्ये घनिष्ठ समन्वय असतो आणि त्यांच्या कार्यात काही प्रमाणात साम्य आहे. कंपनीला ग्रिडची कार्यप्रणाली समजून घेणे आवश्यक आहे. ग्रिड-साइड माहिती तंत्रज्ञान कंपन्यांकडे असलेले ज्ञान आणि कौशल्य यांचा सखोल अभ्यास करून ते जमा केल्यास, त्याचा पुनर्वापर करण्याची क्षमता निर्माण होऊ शकते, ज्याचा एक निश्चित फायदा आहे.
