La stratégie de contrôle de liaison à trois niveaux entre le système de gestion de la batterie (BMS), le convertisseur de stockage d'énergie (PCS) et le système de gestion de l'énergie (EMS) dans le système de stockage d'énergie est la clé pour garantir un fonctionnement efficace et sûr du système.
1. Lien entre BMS et PCS : gestion des charges et des décharges
Exemple
Dans un scénario typique d'application de stockage d'énergie, supposons que nous ayons une unité de stockage d'énergie composée de plusieurs batteries au lithium, chacune connectée à une BMU (unité de commande esclave), qui à son tour est connectée à une BCU (unité de commande principale), qui à son tour est connecté à un BAU (unité de commande principale).
Lorsque le système de stockage d'énergie reçoit des instructions de répartition du réseau, BAU déterminera s'il convient d'autoriser la charge ou la décharge en fonction de l'état actuel du SOC (capacité restante de la batterie) du système et enverra la commande au PCS.
Si PCS détecte un apport d’énergie excessif côté réseau, il activera le mode de charge ; Au contraire, pendant les périodes de pointe de demande d’électricité, PCS passe en mode décharge pour soutenir le réseau.
Paramètre
Puissance de charge maximale :réglé sur 200 kW pour garantir que la batterie ne sera pas endommagée en raison d'une surcharge.
Puissance de décharge maximale :réglé à 300 kW pour répondre à la demande de réponse rapide pendant les heures de pointe.
Limites supérieures et inférieures du SOC :généralement maintenu entre 20 % -80 % pour éviter l'impact d'une charge et d'une décharge profondes sur la durée de vie de la batterie.
2. Lien entre BMS et PCS : gestion de la température
Exemple
Étant donné que la température a un impact significatif sur les performances des batteries au lithium, le BMS doit non seulement surveiller la tension, le courant et d'autres informations de chaque batterie, mais également surveiller leur température de surface.
Une fois que la température d'un certain module de batterie s'avère trop élevée, le BMS déclenche le PCS pour limiter le taux de charge et de décharge de cette partie, et suspend même le fonctionnement jusqu'à ce que la température revienne à la normale. De plus, la température peut être activement réduite en activant le système de refroidissement.
Paramètre
Seuil de température élevée :Par exemple, 50 degrés C, des mesures doivent être prises pour protéger la batterie lorsque cette température est dépassée.
Seuil de température basse :tel que 0 degré C, pour éviter que les basses températures n'affectent l'efficacité de la réaction chimique.
Valeur d'alarme de différence de température :La différence de température maximale autorisée entre les batteries adjacentes est fixée à 5 degrés C et un avertissement sera émis en cas de dépassement.
3. Travail collaboratif BMS, PCS et EMS : optimisation de la planification
Exemple
EMS est responsable de la gestion globale de l'énergie et des décisions de planification, et peut développer des plans de charge et de décharge optimaux basés sur les prix de l'électricité en temps réel, les prévisions météorologiques et d'autres facteurs.
Par exemple, organiser la recharge des PCS pendant la période de prix nocturne de la vallée et libérer l'énergie stockée pendant la période de prix de pointe de jour pour gagner la différence de prix. Dans le même temps, EMS évaluera en permanence l’état de santé de l’ensemble du système (y compris SOH) et ajustera les stratégies en conséquence pour prolonger la durée de vie des équipements.
Paramètre
Rasage des pics et valléestratégie de remplissage :Les utilisateurs peuvent configurer leurs propres modèles de prix de l'électricité en fonction des prix de l'électricité à l'heure locale d'utilisation, définir la puissance de charge et de décharge des PCS pendant différentes périodes et former un modèle de stratégie d'écrêtage des pointes et de remplissage des vallées ; Fournit la fonction de configuration des modèles de politique sur une base quotidienne et hebdomadaire.
Contrôle de la demande :EMS peut prédire la demande de charge future et planifier les actions PCS à l'avance pour garantir que la demande maximale spécifiée dans le contrat ne soit pas dépassée, évitant ainsi des coûts supplémentaires.
Courbe plane :Pour des scénarios d'application spécifiques (tels que les utilisateurs industriels), EMS génère des directives de fonctionnement quotidiennes ou hebdomadaires détaillées pour guider PCS dans l'exécution des tâches selon le calendrier établi.
4. Mécanisme de protection de sécurité du BMS et du PCS
Exemple
Afin d'améliorer encore la sécurité du système, un mécanisme de protection multicouche a été établi entre BMS et PCS. Par exemple, lorsque BMS détecte une situation anormale (telle qu'un court-circuit, une surtension/sous-tension), il informera immédiatement PCS d'arrêter l'opération concernée et pourra déclencher un dispositif de déconnexion d'urgence pour couper l'alimentation électrique. De plus, il existe des mesures de protection au niveau matériel, telles que des fusibles et des relais, pour faire face à l'isolation des défauts dans des situations extrêmes.
Paramètre
Protection contre les surintensités :réglé à 1,5 fois le courant nominal pour éviter les dommages causés par un courant excessif.
Protection contre les surtensions/sous-tensions :Définissez respectivement les limites supérieure et inférieure pour garantir que la batterie se trouve toujours dans une plage de fonctionnement sûre.
Protection contre les courts-circuits :En cas de court-circuit, coupez rapidement le circuit pour assurer la sécurité des personnes et des biens.
L'intégration du BMS (Battery Management System) et du PCS (Energy Storage Converter) avec d'autres appareils intelligents est l'une des étapes clés dans la construction d'un système de stockage d'énergie intelligent et efficace. Cette intégration ne se limite pas aux connexions au niveau matériel, mais plus important encore, elle permet le partage d'informations et le travail collaboratif au niveau logiciel pour optimiser l'ensemble du processus de gestion de l'énergie.
Méthodes d'intégration courantes et leurs caractéristiques :
1. Intégration profonde avec EMS (Energy Management System)
Échange de données :BMS est chargé de collecter divers paramètres de fonctionnement de la batterie, tels que la tension, le courant, la température, le SOC (charge restante), le SOH (état de santé), etc., et de transmettre ces informations à EMS. Dans le même temps, EMS enverra également des instructions à BMS après avoir pris des décisions basées sur des facteurs tels que les conditions du réseau électrique et les besoins des utilisateurs.
Formulation de la stratégie :Sur la base des données du BMS, EMS peut prédire avec plus de précision la tendance des changements d'état de la batterie, planifiant ainsi mieux les plans de charge et de décharge. Par exemple, organiser la recharge lorsque les prix de l’électricité sont bas et libérer l’énergie stockée pendant les heures de pointe pour gagner une différence de prix. De plus, EMS optimise les stratégies de planification énergétique à long terme en analysant les données historiques pour garantir un maximum d'avantages économiques du système.
2. Intégration de systèmes de maison intelligente et d’automatisation des bâtiments
Communication bidirectionnelle :Les plates-formes de maison intelligente modernes prennent généralement en charge plusieurs protocoles, permettant aux BMS/PCS de s'y intégrer facilement. De cette manière, les utilisateurs peuvent surveiller à distance le fonctionnement du système de stockage d'énergie via des applications mobiles ou d'autres terminaux, et ajuster les paramètres en fonction de leurs préférences personnelles. Par exemple, définir la puissance de sortie maximale sur une période de temps spécifique ou choisir de donner la priorité à l'utilisation de l'électricité autoproduite par rapport à l'alimentation secteur.
Contrôle de liaison :En plus des fonctions de surveillance simples, les systèmes de maison intelligente peuvent également réaliser un contrôle de liaison avec BMS/PCS. Par exemple, lorsque personne n'est détecté à la maison, il passe automatiquement en mode d'économie d'énergie pour réduire la consommation d'énergie inutile ; Avant que les membres de la famille ne rentrent chez eux, allumez les appareils à haute puissance tels que la climatisation pour garantir un environnement de vie confortable.
3. Rôle dans les micro-réseaux
Coordination multi-sources :Dans un environnement de micro-réseau typique, outre les dispositifs de stockage d'énergie, il existe également diverses sources d'énergie distribuées telles que des panneaux solaires et des éoliennes. À ce stade, BMS/PCS doit non seulement tenir compte de son propre état de fonctionnement, mais également coordonner et coopérer efficacement avec d’autres sources d’énergie pour maintenir conjointement l’équilibre offre-demande au sein du micro-réseau. Par exemple, lorsqu’il y a un excès d’électricité produite par des panneaux photovoltaïques, PCS choisit de stocker l’énergie excédentaire au lieu de la réinjecter directement dans le réseau principal.
Capacité d’exploitation de l’île :Pour les micro-réseaux dotés d’une capacité d’exploitation insulaire, le rôle du BMS/PCS est particulièrement important. Une fois déconnectés du réseau électrique externe, ils doivent rapidement prendre en charge les tâches de répartition de la charge afin de garantir que l'alimentation électrique continue des installations importantes ne soit pas affectée. Cela nécessite que le BMS/PCS ait une stabilité et une fiabilité élevées, et soit capable de passer du mode connecté au réseau au mode hors réseau dans un court laps de temps.
4. Prise en charge des plateformes cloud et de l'analyse du Big Data
Informatique en nuage :Avec le développement de la technologie du cloud computing, de plus en plus d'entreprises utilisent des plates-formes cloud pour le traitement de données à grande échelle et la formation de modèles. Pour les systèmes de stockage d'énergie, cela signifie télécharger les données collectées localement sur des serveurs cloud, utiliser de puissantes ressources informatiques pour extraire et analyser d'énormes quantités d'informations et obtenir des recommandations opérationnelles plus précises.
Optimisation basée sur l'IA :Utiliser des algorithmes d'intelligence artificielle, en particulier mméthodes d'apprentissage automatique, pour identifier des modèles potentiels à partir d'une grande quantité de documents historiques et fournir des conseils pour les opérations futures. Par exemple, prévoir les conditions météorologiques des prochains jours et effectuer les préparatifs correspondants à l'avance ; Ou ajustez automatiquement la stratégie de charge et de décharge en fonction des habitudes de consommation électrique de l'utilisateur, améliorant ainsi l'expérience utilisateur tout en réduisant les coûts.