Индустријски и комерцијални систем за складиштење енергије састоји се од система батерија (укључујући BMS), EMS, PCS, климатизације, система за заштиту од пожара, система за праћење и аларм итд., од којих BMS и EMS, као основна контролна јединица система за складиштење енергије, носе важну одговорност за управљање батеријама, односно управљање енергијом, а њихове функције, перформансе и усклађеност софтвера и хардвера директно су повезани са безбедношћу примене система за складиштење енергије и повраћајем инвестиције.
Систем за управљање батеријама (BMS)Преузимајући одговорност за сензоре у систему, може да прати и контролише системе за складиштење батерија како би се осигурала њихова безбедност, стабилност и перформансе.
Систем управљања енергијом (ЕМС): одговоран за доношење одлука у систему, генерално се односи на интегрисани систем управљања енергијом регулације и контроле покренут за електране са литијумским батеријама, реализујући праћење и дијагнозу у реалном времену.
Систем за конверзију снаге (PCS)Одговоран за извршење у систему, кључни је део постројења за складиштење енергије, контролише пуњење и пражњење батерија и врши AC/DC конверзију како би директно напајао AC оптерећења у одсуству мреже.
Систем за управљање батеријама (BMS)
Пун назив BMS-а је Систем за управљање батеријама, што значи подсистем који се користи за управљање системом за складиштење енергије батерија.
Функција
BMS се углавном састоји од модула за праћење, контролног модула, комуникационог модула и других делова. Његова главна функција је праћење и контрола стања батерије у реалном времену, укључујући напон батерије, струју, температуру, ниво напуњености (SOC) и друге параметре. Поред тога, BMS такође може да заштити и контролише батерију како би се осигурала безбедност и век трајања батерије.
Да би се спречило прекомерно пуњење и прекомерно пражњење батерије, чиме се продужава век трајања батерије и побољшава ефикасност коришћења батерије.
Не само то, BMS такође игра улогу анализе података, потребно је да израчуна и анализира SOC (преостали капацитет батерије) и SOH (стање здравља батерије), како би пратио стање батерије, а када се појаве било какве абнормалне информације, оне ће бити благовремено пријављене, тако да ће корисник благовремено знати да батерија има абнормалност.
Слојевита архитектура свести
У већини BMS система постоји трослојна архитектура.
1. Доњи слој: Славе БМУ, функција овог нивоа је углавном да оствари аквизицију напона и температуре батеријских ћелија и одговоран је за извршење стратегије изједначавања батерије. Аквизиција информација комуницира са другим нивоом путем комуникационе везе, обично користећи CAN или ланчану комуникацију.
2. Средњи слој: Главна контролна BCU, главне функције овог нивоа су реализација прикупљања информација о напону кластера, струји и изолацији кластера, контрола контактора за заштиту батеријског пакета, прикупљање информација из BMU прве фазе и процена стања батерије (SoX). Информације се прикупљају и комуницирају са трећом фазом путем комуникационе везе, обично користећи CAN или Ethernet.
3. Горњи ниво: Општа контрола, за управљање кластером батерија. Главна функција овог нивоа је прикупљање информација које преноси BCU другог нивоа, чување и приказивање информација итд., са функцијом аларма у реалном времену, са функцијом контроле и повратне информације о контакту главног прекидача, и са функцијом комуникације у реалном времену са PCS, EMS и локалним праћењем.
Технички захтеви
У поређењу са BMS-ом за аутомобилске батерије, BMS за складиштење енергије има сложенију структуру.
Пре свега, капацитет батерије, ниво је другачији, BMS управљање нивоом напајања је више, серијско и паралелно повезивање захтева више батерија.
BMS има веће захтеве за повезивање на мрежу. Постоје већи захтеви за повезивање са мрежом. Батерија је повезана са батеријом и електронским системом возила, тако да су технички захтеви нижи.
Тржиште
Постоје три главне врсте предузећа укључених у тржиште BMS-а, наиме произвођачи возила, произвођачи батерија и независни произвођачи BMS-а. Произвођачи возила и произвођачи батерија обављају пословање у облику независног истраживања и развоја или кооперативног развоја са добављачима BMS-а. Већина домаћих лидера у производњи батерија, као што су BYD, Ningde Times, Guoxuan Gaoke и AVIC Li-power произвођачи батерија, усвајају BMS+PACK начин распореда како би обезбедили батеријске пакете и BMS пакете. Независни произвођачи BMS-а тренутно имају велики број учесника, а BMS производна линија може се испоручити више индустрија.
Тренутно, водећа предузећа у кинеској индустрији BMS-а имају очигледне предности, посебно у 2022. години, нови инсталирани капацитет BMS-а за батерије у Кини удео је 76,1% међу десет највећих произвођача. Међу њима, три водеће компаније су BYD, Ningde Times и Tesla, који су сви произвођачи возила и батерија, са уделом од 26,4%, 16,9% и 9% респективно. Удео независних произвођача BMS-а је релативно низак, а највећи независни произвођач BMS-а у Кини, Li Xinneng, заузео је четврто место по уделу, али укупни удео је само 6,7%.
Прелазак са основних на напредне функције
1. Већа поузданост
Пошто свака батеријска јединица има свој систем за праћење и управљање, поузданост дистрибуираног BMS-а је већа. Чак и ако једна батерија откаже, остале батерије могу и даље нормално да раде, а укупне перформансе система неће бити значајно погођене.
2. Лако се одржава и надограђује
Пошто је структура дистрибуираног BMS-а релативно једноставна, свака батеријска ћелија може да ради независно, тако да је одржавање и надоградња релативно једноставна. Када батеријска јединица откаже, може се директно заменити без потребе за искључивањем целог система ради одржавања и надоградње.
3. Већа флексибилност
Систем за праћење и управљање дистрибуираним BMS-ом је распоређен у свакој батеријској јединици, тако да је систем флексибилнији. Батеријске ћелије се могу повећавати или смањивати у складу са стварном потражњом, без потребе да се разматра сложеност дистрибуираног система као целине.
Систем управљања енергијом (ЕМС)
EMS (Систем за управљање енергијом), такође познат као систем за управљање енергијом, иако удео у целом систему за складиштење енергије није веома велики, изузетно је важна кључна компонента целог система за складиштење енергије. Генерално се односи на регулацију и контролу електрана на литијумске батерије које су покренуте помоћу интегрисаног система за управљање енергијом.
Организација
Систем управљања енергијом састоји се од неколико делова, који ће бити приказани у наставку.
1. Праћење и прикупљање података: Систем за управљање енергијом прати производњу, складиштење и потрошњу енергије у постројењу за складиштење енергије у реалном времену путем сензора и инструменталне опреме. Способан је да прикупља разне податке, укључујући статус пуњења и пражњења батерије, температуру, напон, струју итд.
2. Анализа и оптимизација података: Систем за управљање енергијом ослања се на напредну технологију анализе података како би обрадио и анализирао прикупљене податке како би разумео радно стање и перформансе енергетског система. Кроз анализу података, може се идентификовати потенцијални проблеми у енергетском систему и пружити предлози за оптимизацију, као што су прилагођавање стратегија пуњења и пражњења и оптимизација ефикасности коришћења енергије.
3. Распоред и контрола енергије: Систем за управљање енергијом може интелигентно да распоређује и контролише енергију на основу потражње за енергијом у реалном времену и рада система. Може разумно да организује пуњење и пражњење постројења за складиштење енергије у складу са прогнозом потражње, ситуацијом са ценама електричне енергије, оптерећењем мреже и другим факторима, како би се остварило ефикасно коришћење и уштеда енергије.
4. Детекција кварова и безбедносна заштита: Систем за управљање енергијом може благовремено да детектује и алармира кварове у постројењу за складиштење енергије, као што су прекомерно пражњење батерије, прекомерно пуњење и абнормалност температуре, како би се гарантовао безбедан рад постројења за складиштење енергије. Истовремено, може се повезати и са дистрибутивним мрежним системом ради даљинског управљања и заштите постројења за складиштење енергије.
Оптимизација стратегије рада и дизајна стратегије управљања је кључна тачка
Дизајн оптимизоване стратегије рада и стратегије управљања је кључна тачка и тешкоћа EMS производа.
Узимајући у обзир карактеристике пуњења и пражњења складишта енергије, трошкове пуњења и пражњења јединица за складиштење енергије и предности примене складиштења енергије, а под претпоставком испуњавања захтева за управљање диспечерском контролом мреже, дизајн оптимизованих стратегија рада и управљања може повећати економске користи од рада система за складиштење енергије и побољшати различите техничке индексе.
EMS производи генерално делују као мост између система за складиштење енергије и информационих система вишег нивоа.
Систем за складиштење енергије може се придружити распореду мреже, распореду виртуелне електране, интеракцији „извор-мрежа-оптерећење-складиштење“ итд. путем EMS-а.
ЕМС производи и распоред мреже и друга блиска координација, а у функцији има одређену сличност, компанија треба да разуме оперативне карактеристике мреже, дубоко орање информационих технологија на страни мреже компаније имају знање ноу-хау за акумулирање, могу формирати способност поновне употребе, имају одређену предност.
