Strategi kontrol hubungan tiga tingkat antara sistem manajemen baterai (BMS), konverter penyimpanan energi (PCS), dan sistem manajemen energi (EMS) dalam sistem penyimpanan energi adalah kunci untuk memastikan pengoperasian sistem yang efisien dan aman.
1. Keterkaitan antara PASI dan PCS: Manajemen pengisian dan pengosongan
Contoh
Dalam skenario aplikasi penyimpanan energi pada umumnya, misalkan kita memiliki unit penyimpanan energi yang terdiri dari beberapa baterai litium, masing-masing terhubung ke BMU (unit kendali cadangan), yang kemudian dihubungkan ke BCU (unit kendali utama), yang pada gilirannya adalah terhubung ke BAU (unit kontrol utama).
Ketika sistem penyimpanan energi menerima instruksi pengiriman jaringan, BAU akan menentukan apakah akan mengizinkan pengisian atau pengosongan berdasarkan status SOC (kapasitas sisa baterai) sistem saat ini, dan mengirimkan perintah ke PCS.
Jika PCS mendeteksi masukan energi berlebihan di sisi jaringan, PCS akan mengaktifkan mode pengisian daya; Sebaliknya, selama periode puncak permintaan listrik, PCS beralih ke mode pelepasan untuk mendukung jaringan listrik.
Parameter
Daya pengisian maksimum:atur ke 200kW untuk memastikan baterai tidak rusak karena pengisian daya yang berlebihan.
Daya pelepasan maksimum:disetel ke 300kW untuk memenuhi permintaan respons cepat selama jam sibuk.
Batas atas dan bawah SOC:biasanya dipertahankan antara 20% -80% untuk menghindari dampak pengisian dan pengosongan daya yang lama terhadap masa pakai baterai.
2. Keterkaitan antara BMS dan PCS: Manajemen Suhu
Contoh
Mengingat suhu memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kinerja baterai litium, BMS tidak hanya perlu memantau tegangan, arus, dan informasi lain dari masing-masing baterai, namun juga perlu memantau suhu permukaannya.
Ketika suhu modul baterai tertentu diketahui terlalu tinggi, BMS memicu PCS untuk membatasi laju pengisian dan pengosongan bagian tersebut, dan bahkan menghentikan pengoperasian hingga suhu kembali normal. Selain itu, suhu dapat diturunkan secara aktif dengan mengaktifkan sistem pendingin.
Parameter
Ambang batas suhu tinggi:Misalnya, 50 derajat C, tindakan harus diambil untuk melindungi baterai bila suhu ini terlampaui.
Ambang batas suhu rendah:seperti 0 derajat C, untuk mencegah suhu rendah mempengaruhi efisiensi reaksi kimia.
Nilai alarm perbedaan suhu:Perbedaan suhu maksimum yang diperbolehkan antara baterai yang berdekatan diatur ke 5 derajat C, dan peringatan akan dikeluarkan jika terlampaui.
3. Kerja kolaboratif BMS, PCS, dan EMS: optimalisasi penjadwalan
Contoh
EMS bertanggung jawab atas keputusan manajemen dan penjadwalan energi secara keseluruhan, dan dapat mengembangkan rencana pengisian dan pengosongan yang optimal berdasarkan harga listrik waktu nyata, prakiraan cuaca, dan faktor lainnya.
Misalnya, mengatur PCS untuk diisi selama periode harga lembah malam hari dan melepaskan energi yang tersimpan selama periode harga puncak siang hari untuk mendapatkan selisih harga. Pada saat yang sama, EMS akan terus mengevaluasi status kesehatan seluruh sistem (termasuk SOH) dan menyesuaikan strategi untuk memperpanjang masa pakai peralatan.
Parameter
Pencukuran puncak dan lembahstrategi pengisian:Pengguna dapat mengonfigurasi templat harga listrik mereka sendiri berdasarkan harga listrik waktu penggunaan setempat, mengatur daya pengisian dan pengosongan PCS selama periode waktu yang berbeda, dan membentuk templat strategi pencukuran puncak dan pengisian lembah; Menyediakan fungsi mengonfigurasi templat kebijakan setiap hari dan mingguan.
Kontrol permintaan:EMS dapat memprediksi permintaan beban di masa depan dan merencanakan tindakan PCS terlebih dahulu untuk memastikan bahwa permintaan maksimum yang ditentukan dalam kontrak tidak terlampaui, sehingga menghindari biaya tambahan.
Kurva rencana:Untuk skenario aplikasi tertentu (seperti pengguna industri), EMS menghasilkan pedoman pengoperasian harian atau mingguan yang terperinci untuk memandu PCS dalam melaksanakan tugas sesuai dengan jadwal yang telah ditetapkan.
4. Mekanisme perlindungan keamanan BMS dan PCS
Contoh
Untuk lebih meningkatkan keamanan sistem, mekanisme perlindungan multi-lapis telah dibuat antara BMS dan PCS. Misalnya, ketika BMS mendeteksi situasi abnormal (seperti korsleting, tegangan berlebih/kekurangan tegangan), BMS akan segera memberi tahu PCS untuk menghentikan pengoperasian terkait dan dapat memicu perangkat pemutus darurat untuk memutus pasokan listrik. Selain itu, terdapat tindakan perlindungan tingkat perangkat keras seperti sekering dan relai untuk mengatasi isolasi kesalahan dalam situasi ekstrem.
Parameter
Perlindungan arus berlebih:diatur ke 1.5 kali arus pengenal untuk mencegah kerusakan yang disebabkan oleh arus berlebihan.
Perlindungan tegangan lebih/kekurangan:Tetapkan batas atas dan bawah masing-masing untuk memastikan baterai selalu berada dalam jangkauan pengoperasian yang aman.
Perlindungan sirkuit pendek:Jika terjadi korsleting, segera putuskan sirkuit untuk menjamin keselamatan personel dan properti.
Integrasi BMS (Battery Management System) dan PCS (Energy Storage Converter) dengan perangkat cerdas lainnya merupakan salah satu langkah penting dalam membangun sistem penyimpanan energi yang cerdas dan efisien. Integrasi ini tidak terbatas pada koneksi tingkat perangkat keras, namun yang lebih penting, integrasi ini memungkinkan pertukaran informasi dan kerja kolaboratif pada tingkat perangkat lunak untuk mengoptimalkan keseluruhan proses manajemen energi.
Metode integrasi umum dan karakteristiknya:
1. Integrasi mendalam dengan EMS (Sistem Manajemen Energi)
Pertukaran data:BMS bertanggung jawab untuk mengumpulkan berbagai parameter pengoperasian baterai, seperti tegangan, arus, suhu, SOC (sisa daya), SOH (status kesehatan), dll., dan mengirimkan informasi ini ke EMS. Pada saat yang sama, EMS juga akan mengirimkan instruksi ke BMS setelah mengambil keputusan berdasarkan faktor-faktor seperti kondisi jaringan listrik dan kebutuhan pengguna.
Perumusan strategi:Berdasarkan data dari BMS, EMS dapat memprediksi tren perubahan status baterai dengan lebih akurat, sehingga merencanakan rencana pengisian dan pengosongan baterai dengan lebih baik. Misalnya mengatur pengisian daya saat harga listrik sedang murah dan melepaskan energi yang tersimpan pada jam sibuk untuk mendapatkan selisih harga. Selain itu, EMS mengoptimalkan strategi penjadwalan energi jangka panjang dengan menganalisis data historis untuk memastikan manfaat ekonomi maksimum dari sistem.
2. Integrasi sistem otomasi rumah pintar dan gedung
Komunikasi dua arah:Platform rumah pintar modern biasanya mendukung banyak protokol, memungkinkan BMS/PCS untuk diintegrasikan dengan mudah ke dalamnya. Dengan cara ini, pengguna dapat memantau pengoperasian sistem penyimpanan energi dari jarak jauh melalui aplikasi seluler atau perangkat terminal lainnya, dan menyesuaikan pengaturan sesuai dengan preferensi pribadi. Misalnya, menetapkan keluaran daya maksimum dalam jangka waktu tertentu, atau memilih untuk memprioritaskan penggunaan listrik yang dihasilkan sendiri dibandingkan pasokan listrik utama.
Kontrol keterkaitan:Selain fungsi pemantauan sederhana, sistem rumah pintar juga dapat mencapai kontrol hubungan dengan BMS/PCS. Misalnya, ketika tidak ada orang yang terdeteksi di rumah, maka secara otomatis memasuki mode hemat energi untuk mengurangi konsumsi daya yang tidak perlu; Sebelum anggota keluarga kembali ke rumah, nyalakan peralatan berdaya tinggi seperti AC untuk memastikan lingkungan hidup yang nyaman.
3. Peran dalam microgrid
Koordinasi multi sumber:Dalam lingkungan mikrogrid pada umumnya, selain perangkat penyimpanan energi, terdapat juga berbagai sumber daya terdistribusi seperti panel surya dan turbin angin. Pada titik ini, BMS/PCS tidak hanya perlu mempertimbangkan status kerjanya sendiri, namun juga perlu berkoordinasi dan bekerja sama secara efektif dengan sumber listrik lain untuk bersama-sama menjaga keseimbangan pasokan-permintaan dalam microgrid. Misalnya, ketika terdapat kelebihan listrik yang dihasilkan oleh rangkaian fotovoltaik, PCS memilih untuk menyimpan kelebihan energi tersebut daripada langsung menyalurkannya kembali ke jaringan utama.
Kemampuan operasi pulau:Untuk microgrid dengan kemampuan operasi pulau, peran BMS/PCS sangat penting. Setelah terputus dari jaringan listrik eksternal, mereka harus segera mengambil alih tugas distribusi beban untuk memastikan pasokan listrik yang berkelanjutan ke fasilitas-fasilitas penting tidak terpengaruh. Hal ini mengharuskan BMS/PCS memiliki stabilitas dan keandalan yang tinggi, serta mampu beralih dari mode terhubung ke jaringan ke mode di luar jaringan dalam waktu singkat.
4. Dukungan untuk platform cloud dan analisis data besar
Komputasi awan:Dengan berkembangnya teknologi komputasi awan, semakin banyak perusahaan yang menggunakan platform cloud untuk pemrosesan data skala besar dan pelatihan model. Untuk sistem penyimpanan energi, hal ini berarti mengunggah data yang dikumpulkan secara lokal ke server cloud, memanfaatkan sumber daya komputasi yang kuat untuk menambang dan menganalisis informasi dalam jumlah besar, dan mendapatkan rekomendasi operasional yang lebih baik.
Pengoptimalan berbasis AI:Memanfaatkan algoritma kecerdasan buatan khususnya mmetode pembelajaran mesin, untuk mengidentifikasi pola potensial dari sejumlah besar catatan sejarah dan memberikan panduan untuk operasi di masa depan. Misalnya, memprediksi kondisi cuaca dalam beberapa hari ke depan dan melakukan persiapan terlebih dahulu; Atau secara otomatis menyesuaikan strategi pengisian dan pengosongan daya berdasarkan kebiasaan penggunaan listrik pengguna, sehingga meningkatkan pengalaman pengguna sekaligus mengurangi biaya.