Die dreistufige Verknüpfungssteuerungsstrategie zwischen Batteriemanagementsystem (BMS), Energiespeicherkonverter (PCS) und Energiemanagementsystem (EMS) im Energiespeichersystem ist der Schlüssel zur Gewährleistung eines effizienten und sicheren Betriebs des Systems.
1. Verknüpfung zwischen BMS und PCS: Lade- und Entlademanagement
Beispiel
Nehmen wir in einem typischen Energiespeicher-Anwendungsszenario an, dass wir über eine Energiespeichereinheit verfügen, die aus mehreren Lithiumbatterien besteht, die jeweils mit einer BMU (Slave-Steuereinheit) verbunden sind, die wiederum mit einer BCU (Master-Steuereinheit) verbunden ist an eine BAU (Hauptsteuereinheit) angeschlossen.
Wenn das Energiespeichersystem Netzzuteilungsanweisungen erhält, bestimmt BAU anhand des aktuellen SOC-Status (verbleibende Batteriekapazität) des Systems, ob das Laden oder Entladen zulässig ist, und sendet den Befehl an PCS.
Wenn PCS eine übermäßige Energieeinspeisung auf der Netzseite erkennt, aktiviert es den Lademodus; Im Gegenteil: In Spitzenzeiten des Strombedarfs schaltet PCS in den Entlademodus, um das Netz zu unterstützen.
Parameter
Maximale Ladeleistung:auf 200 kW eingestellt, um sicherzustellen, dass die Batterie nicht durch Überladung beschädigt wird.
Maximale Entladeleistung:auf 300 kW eingestellt, um der Nachfrage nach schneller Reaktion während der Spitzenzeiten gerecht zu werden.
SOC-Ober- und Untergrenzen:wird normalerweise zwischen 20 % -80 % gehalten, um die Auswirkungen von Tiefenladung und -entladung auf die Batterielebensdauer zu vermeiden.
2. Verknüpfung zwischen BMS und PCS: Temperaturmanagement
Beispiel
Da die Temperatur einen erheblichen Einfluss auf die Leistung von Lithiumbatterien hat, muss BMS nicht nur die Spannung, den Strom und andere Informationen einzelner Batterien überwachen, sondern auch deren Oberflächentemperatur.
Sobald festgestellt wird, dass die Temperatur eines bestimmten Batteriemoduls zu hoch ist, veranlasst das BMS das PCS, die Lade- und Entladerate dieses Teils zu begrenzen, und unterbricht sogar den Betrieb, bis die Temperatur wieder den Normalwert erreicht. Darüber hinaus kann die Temperatur durch Aktivierung des Kühlsystems aktiv gesenkt werden.
Parameter
Hohe Temperaturschwelle:B. 50 Grad C, sollten Maßnahmen ergriffen werden, um die Batterie zu schützen, wenn diese Temperatur überschritten wird.
Untertemperaturschwelle:B. 0 Grad C, um zu verhindern, dass niedrige Temperaturen die Effizienz der chemischen Reaktion beeinträchtigen.
Temperaturdifferenz-Alarmwert:Der maximal zulässige Temperaturunterschied zwischen benachbarten Batterien ist auf 5 °C festgelegt und bei Überschreitung wird eine Warnung ausgegeben.
3. Zusammenarbeit von BMS, PCS und EMS: Optimierung der Terminplanung
Beispiel
EMS ist für das gesamte Energiemanagement und die Planungsentscheidungen verantwortlich und kann optimale Lade- und Entladepläne auf der Grundlage von Echtzeit-Strompreisen, Wettervorhersagen und anderen Faktoren entwickeln.
Beispielsweise können PCS so eingerichtet werden, dass sie während der nächtlichen Talpreisperiode laden und während der Tagesspitzenpreisperiode gespeicherte Energie freigeben, um die Preisdifferenz zu verdienen. Gleichzeitig wird EMS kontinuierlich den Gesundheitszustand des gesamten Systems (einschließlich SOH) bewerten und Strategien entsprechend anpassen, um die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern.
Parameter
Spitzenrasur und TalFüllstrategie:Benutzer können ihre eigenen Strompreisvorlagen basierend auf den lokalen Strompreisen zum Zeitpunkt der Nutzung konfigurieren, die Lade- und Entladeleistung von PCS für verschiedene Zeiträume festlegen und eine Vorlage für eine Spitzenausgleichs- und Talfüllungsstrategie erstellen. Stellen Sie die Funktion zur täglichen und wöchentlichen Konfiguration von Richtlinienvorlagen bereit.
Nachfragesteuerung:EMS kann den zukünftigen Lastbedarf vorhersagen und PCS-Maßnahmen im Voraus planen, um sicherzustellen, dass der im Vertrag festgelegte maximale Bedarf nicht überschritten wird, wodurch zusätzliche Kosten vermieden werden.
Plankurve:Für spezifische Anwendungsszenarien (z. B. Industrieanwender) generiert EMS detaillierte tägliche oder wöchentliche Betriebsrichtlinien, um PCS bei der Ausführung von Aufgaben gemäß dem festgelegten Zeitplan zu unterstützen.
4. Sicherheitsschutzmechanismus von BMS und PCS
Beispiel
Um die Sicherheit des Systems weiter zu erhöhen, wurde ein mehrschichtiger Schutzmechanismus zwischen BMS und PCS eingerichtet. Wenn das BMS beispielsweise eine ungewöhnliche Situation erkennt (z. B. Kurzschluss, Überspannung/Unterspannung), benachrichtigt es PCS sofort, den entsprechenden Vorgang zu stoppen, und löst möglicherweise eine Nottrennvorrichtung aus, um die Stromversorgung zu unterbrechen. Darüber hinaus gibt es Schutzmaßnahmen auf Hardwareebene wie Sicherungen und Relais, um die Fehlerisolierung in Extremsituationen zu gewährleisten.
Parameter
Überstromschutz:auf das 1,5-fache des Nennstroms eingestellt, um Schäden durch zu hohen Strom zu verhindern.
Überspannungs-/Unterspannungsschutz:Legen Sie Ober- und Untergrenzen fest, um sicherzustellen, dass sich die Batterie immer innerhalb eines sicheren Betriebsbereichs befindet.
Kurzschlussschutz:Unterbrechen Sie im Falle eines Kurzschlusses schnell den Stromkreis, um die Sicherheit von Personal und Eigentum zu gewährleisten.
Die Integration von BMS (Batteriemanagementsystem) und PCS (Energiespeicherkonverter) mit anderen intelligenten Geräten ist einer der wichtigsten Schritte beim Aufbau eines intelligenten und effizienten Energiespeichersystems. Diese Integration beschränkt sich nicht nur auf Verbindungen auf Hardwareebene, sondern ermöglicht vor allem den Informationsaustausch und die Zusammenarbeit auf Softwareebene, um den gesamten Energiemanagementprozess zu optimieren.
Gängige Integrationsmethoden und ihre Eigenschaften:
1. Tiefe Integration mit EMS (Energiemanagementsystem)
Datenaustausch:BMS ist dafür verantwortlich, verschiedene Betriebsparameter der Batterie zu erfassen, wie Spannung, Strom, Temperatur, SOC (Restladung), SOH (Gesundheitsstatus) usw., und diese Informationen an EMS zu übertragen. Gleichzeitig sendet EMS auch Anweisungen an BMS, nachdem Entscheidungen auf der Grundlage von Faktoren wie Stromnetzbedingungen und Benutzerbedürfnissen getroffen wurden.
Strategieformulierung:Basierend auf den Daten von BMS kann EMS den Trend von Batteriezustandsänderungen genauer vorhersagen und so Lade- und Entladepläne besser planen. Beispielsweise kann das Laden dann organisiert werden, wenn die Strompreise niedrig sind, und die gespeicherte Energie während der Spitzenzeiten freigesetzt werden, um einen Preisunterschied zu erzielen. Darüber hinaus optimiert EMS langfristige Energieplanungsstrategien durch die Analyse historischer Daten, um den maximalen wirtschaftlichen Nutzen des Systems sicherzustellen.
2. Integration von Smart Home- und Gebäudeautomationssystemen
Bidirektionale Kommunikation:Moderne Smart-Home-Plattformen unterstützen in der Regel mehrere Protokolle, sodass BMS/PCS problemlos in sie integriert werden können. Auf diese Weise können Nutzer den Betrieb des Energiespeichersystems über mobile Apps oder andere Endgeräte aus der Ferne überwachen und Einstellungen nach persönlichen Vorlieben anpassen. Zum Beispiel die Festlegung der maximalen Leistungsabgabe innerhalb eines bestimmten Zeitraums oder die Entscheidung, der Nutzung von selbst erzeugtem Strom Vorrang vor der Netzstromversorgung zu geben.
Gestängesteuerung:Neben einfachen Überwachungsfunktionen können Smart-Home-Systeme auch eine Verknüpfungssteuerung mit BMS/PCS erreichen. Wenn beispielsweise niemand zu Hause erkannt wird, wechselt es automatisch in den Energiesparmodus, um unnötigen Stromverbrauch zu reduzieren; Bevor Familienmitglieder nach Hause zurückkehren, schalten Sie Hochleistungsgeräte wie die Klimaanlage ein, um ein angenehmes Wohnklima zu gewährleisten.
3. Rolle in Mikronetzen
Koordination mehrerer Quellen:In einer typischen Mikronetzumgebung gibt es neben Energiespeichergeräten auch verschiedene dezentrale Energiequellen wie Sonnenkollektoren und Windturbinen. An diesem Punkt muss BMS/PCS nicht nur seinen eigenen Arbeitsstatus berücksichtigen, sondern auch andere Energiequellen effektiv koordinieren und mit ihnen zusammenarbeiten, um gemeinsam das Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage innerhalb des Mikronetzes aufrechtzuerhalten. Wenn beispielsweise ein Überschuss an Strom durch Photovoltaikanlagen erzeugt wird, entscheidet sich PCS dafür, die überschüssige Energie zu speichern, anstatt sie direkt in das Hauptnetz zurückzuspeisen.
Inselbetriebsfähigkeit:Bei Mikronetzen mit Inselbetriebsfähigkeit kommt der Rolle von BMS/PCS eine besondere Bedeutung zu. Sobald sie vom externen Stromnetz getrennt sind, müssen sie schnell Lastverteilungsaufgaben übernehmen, um sicherzustellen, dass die kontinuierliche Stromversorgung wichtiger Einrichtungen nicht beeinträchtigt wird. Dies erfordert eine hohe Stabilität und Zuverlässigkeit von BMS/PCS sowie die Fähigkeit, in kurzer Zeit vom netzgekoppelten in den netzunabhängigen Modus umzuschalten.
4. Unterstützung für Cloud-Plattformen und Big-Data-Analyse
Cloud-Computing:Mit der Entwicklung der Cloud-Computing-Technologie nutzen immer mehr Unternehmen Cloud-Plattformen für die Datenverarbeitung in großem Maßstab und das Modelltraining. Für Energiespeichersysteme bedeutet dies, lokal gesammelte Daten auf Cloud-Server hochzuladen, leistungsstarke Rechenressourcen zu nutzen, um riesige Informationsmengen zu extrahieren und zu analysieren, und verfeinerte Betriebsempfehlungen zu erhalten.
KI-gesteuerte Optimierung:Verwendung von Algorithmen der künstlichen Intelligenz, insbesondere mMaschinenlernmethoden, um potenzielle Muster aus einer großen Menge historischer Aufzeichnungen zu identifizieren und Leitlinien für zukünftige Vorgänge bereitzustellen. Zum Beispiel die Wetterbedingungen in den nächsten Tagen vorhersagen und im Vorfeld entsprechende Vorbereitungen treffen; Oder passen Sie die Lade- und Entladestrategie automatisch an die Stromverbrauchsgewohnheiten des Benutzers an, um das Benutzererlebnis zu verbessern und gleichzeitig die Kosten zu senken.