BESS 구성 요소 설명: 배터리, BMS, PCS, EMS 및 시스템 균형

 

조달팀에게 가장 중요한 질문은 단순히 각 구성 요소가 있는지 여부가 아닙니다. 이는 등급, 인터페이스, 제어 권한, 테스트 증거 및 보증이 전체 운영 범위에 걸쳐 일관되게 유지되는지 여부입니다. 한 인터페이스의 약점-배터리 전압 대 PCS 범위, BMS 제한 대 EMS 명령 또는 인클로저 냉각 대 사이트 온도-는 전체 시스템을 제한할 수 있습니다.

다음으로 시작하세요.배터리 에너지 저장 시스템에 대한 전체 가이드설계, 애플리케이션, 안전 및 조달을 다루는 상위 프레임워크용입니다.

먼저 작동 순서가 필요한 경우 다음을 읽으십시오.배터리 에너지 저장 시스템의 작동 방식충전 및 방전 중에 BMS, PCS 및 EMS가 어떻게 조정되는지 확인하세요.

BESS 구성요소 아키텍처 개요

다음 사이트에 대해 이러한 구성 요소가 어떻게 패키지되어 있는지 확인하세요.C&I BESS 실무가이드.

 

1. 배터리 셀, 모듈 및 랙

세포는 가장 작은 전기화학 단위이다. 제조업체는 셀을 모듈로, 모듈을 팩이나 트레이로, 어셈블리를 랙이나 캐비닛으로 결합합니다. 직렬 연결은 전압을 높입니다. 병렬 연결은 전류 및 에너지 용량을 증가시킵니다. 기계적 및 전기적 배열은 고장 전류, 서비스 가능성, 열적 거동 및 전파 위험에 영향을 미칩니다.

무엇을 지정해야 할까요?

• 화학, 셀 형식, 공급업체 추적성 및 제조 품질 관리.
• 정의된 SOC, 온도, 전력 및 수명 시작/{0}}-조건에서 공칭 및 사용 가능한 에너지입니다.
• DC 전압 범위, 최대 연속 및 단기{0}}전류, C-속도 및 경감 곡선.
• 주기 및 달력{0}}노화 가정, 처리량 제한 및 증대 전략.
• 모듈/랙 절연, 퓨즈, 접촉기, 서비스 간격 및 교체 방법.

2. 배터리 관리 시스템(BMS)

BMS는 셀 및 모듈 전압, 온도 및 전류를 측정합니다. 충전 상태 및 건강 상태를 추정합니다. 균형을 관리합니다. 허용 가능한 충전 및 방전 한계를 계산합니다. 접촉기를 제어합니다. 이벤트를 기록합니다. 배터리 상태를 PCS 및 EMS에 전달합니다. BMS는 하나의 센서 보드가 아닌 계층형 시스템으로, 종종 모듈, 랙 및 마스터 컨트롤러를 포함합니다.

BMS 인터페이스 질문

• SOC, SOH, 허용 전력 및 오류 상태에 대한 권한 있는 소스는 무엇입니까?
• 한도는 얼마나 자주 업데이트되며, 통신이 지연되거나 손실되면 어떻게 됩니까?
• 어떤 경보가 정격 감소, 제어된 종료 또는 즉시 격리를 유발합니까?
• 이벤트 기록, 펌웨어 버전, 원격 액세스 및 사이버 보안은 어떻게 관리됩니까?
• BMS는 확장 또는 교체 후 혼합된 -연령 랙을 지원할 수 있나요?

3. 전력변환시스템(PCS)

PV 및 저장 장비 인터페이스는태양광-플러스-저장 가이드.

PCS는 배터리 DC 버스와 AC 시스템 사이의 양방향 전기 브리지입니다. 충전하는 동안 AC를 DC로 변환합니다. 방전 중에는 DC를 AC로 변환합니다. 설계에 따라 무효 전력, 역률, 고조파, 램프 속도, 전압/주파수 응답, 단독 운전 방지 및 오류 극복-도 제어합니다.

PCS 선택 확인

• 최소/최대 SOC, 온도 및 성능 저하에 대한 DC 전압 범위입니다.
• 현장 주변 온도 및 고도에서 연속 및 과부하 전력.
• 효율성 곡선은-최고 효율성뿐만 아니라-대기 소비도 마찬가지입니다.
• 무효{0}}전력 용량 및 가용 유효 전력 감소 여부.
• 그리드-코드 기능, 변압기 호환성, 고조파 및 단락 기여도-.
• 백업 또는 마이크로그리드 사용을 위한 그리드{0}}추종 및 그리드{1}}형성 기능.

전력회사와 적극적으로 전력을 교환하는 프로젝트의 경우 다음을 검토하세요.그리드-연결형 배터리 저장소적용 가능한 상호 연결 연구 및 현장 테스트를 통해 모든 그리드 기능을 확인합니다.

4. 에너지관리시스템(EMS) 및 플랜트 컨트롤러

실제 임계값{0}}디스패치 예시는BESS 피크 저감 가이드.

EMS는 비즈니스 또는 그리드 목표를 파견 명령으로 변환합니다. 부하 및 발전을 모니터링하고, 피크를 예측하고, SOC 예비를 관리하고, 관세 또는 시장 신호에 응답하고, 발전기와 PV를 조정하고, 설정점을 PCS에 보낼 수 있습니다. 대규모 프로젝트에서는 플랜트 컨트롤러가 빠른 연결 지점-을-처리하는 반면 EMS는 느린 최적화를 수행할 수 있습니다.

EMS 조달 요구 사항

• 누적된 사용 사례에 대한 작동 모드, 우선순위 규칙 및 충돌 해결.
• 측정 소스, 예측 입력 및 제어 응답 시간.
• 프로토콜, API 가용성, 기록, 시간 동기화 및 데이터 소유권.
• 클라우드 또는 WAN 손실 및 정의된 안전한 대체 상태 중 로컬 작업.
• 사용자 역할, 인증, 감사 로그, 패치 적용 및 원격{0}}지원 의무.

5. 열 관리

열 관리는 지정된 온도 내에서 셀과 전력 전자 장치를 유지하고 온도 변화를 제한합니다. 공랭식-시스템은 더 간단한 서비스를 제공할 수 있는 반면, 액체 냉각식은 더 엄격한 온도 제어와 더 높은 포장 밀도를 지원할 수 있습니다. 냉각 방법만 고려하지 말고 주변 설계, 습도, 먼지, 부식, 이중화, 보조 에너지, 소음, 누출 감지 및 유지 관리 가능성을 고려해야 합니다.-

까다로운 기후나 고밀도{0}}레이아웃의 경우 다음을 평가하세요.액체-냉각식 산업용 배터리 캐비닛냉각-루프 중복성, 기생 부하 및 서비스 기능을 확인하는 동안

6. 전기적 보호 및 DC/AC 배전

도체 크기 조정 및 조달 입력의 경우 계속해서BESS 케이블 선택 가이드전압, 전류, 전압 강하, 내결함성 및 설치 조건을 다룹니다.

보호 장비는 결함을 감지하고 격리합니다. 아키텍처에는 셀/랙 퓨즈, 접촉기, DC 분리, 절연 모니터링, 서지 보호, AC 차단기, 보호 계전기, 접지 시스템 및 비상 정지 회로가 포함될 수 있습니다.- 조정 연구에서는 배터리 및 PCS 결함 동작, 변압기 기여도 및 사이트 네트워크를 고려해야 합니다.

• 모듈, 랙, PCS, 변압기 및 연결 지점에 대한 절연 경계를 정의합니다.
• 트립 임계값과 타이밍을 조정하여 실제 결함이 발생한 가장 작은 부분이 격리되도록 합니다.
• 충격, 아크{0}}플래시, 저장-에너지 및 잠금/태그아웃 요구사항을 평가합니다.
• DC 케이블 및 부스바 전압, 전류, 온도 및 단락-회로 정격을 확인하세요.

7. 화재, 가스 및 비상 시스템

완전한 안전 증거 체인은 다음에서 다룹니다.BESS 안전가이드.

안전 아키텍처에는 셀 분석, 연기/열/오프{0}}가스 감지, 환기, 압력 ​​완화, 분리, 화재 진압 또는 기타 완화, 비상 전원 및 대응 인터페이스가 포함될 수 있습니다. 요구 사항은 화학, 인클로저, 에너지 용량, 테스트 증거, 적용 가능한 코드 및 관할 기관에 따라 다릅니다. 진압 장치나 인증서는 완전한 안전 사례가 아닙니다.

8. 변압기, 개폐 장치 및 그리드 인터페이스

변압기는 PCS 전압을 시설 또는 유틸리티 네트워크에 일치시킵니다. 개폐 장치, 보호 계전기 및 수익 또는 작동 측정기가 연결 경계를 설정합니다. 설계 검사에는 전압 비율, 벡터 그룹, 임피던스, 손실, 고조파, 접지, 단락{2}}회로 듀티, 보호 조정, 보조 공급 장치 및 유틸리티 요구 사항이 포함됩니다.

메가와트- 규모의 산업 현장의 경우중-전압 산업용 ESS자세한 보호 및 유틸리티 검토에 따라 그리드 인터페이스를 단순화할 수 있습니다.

9. SCADA, 통신 및 사이버 보안

SCADA는 가시성, 경보, 추세 및 감독 명령을 제공합니다. 통신은 BMS, PCS, EMS, 계량기, 계전기 및 외부 유틸리티 또는 수집기를 연결합니다. 프로젝트 팀은 프로토콜 버전, 신호 매핑, 업데이트 속도, 시간 동기화, 네트워크 분할, 원격 액세스, 자격 증명 소유권, 로깅 및 소프트웨어 수명주기 책임을 정의해야 합니다.

10. 보조 시스템 및 인클로저

보조 장치에는 HVAC 펌프 또는 팬, 히터, 제어 전원, 조명, 감지, 환기, 통신 장비 및 때로는 백업 전원이 포함됩니다. 이러한 소비는 전달된 순 에너지를 감소시키므로 측정하거나 모델링해야 합니다. 인클로저는 환경 등급, 부식, 배수, 응결, 소음, 운송, 들어올리기, 접근, 배출 및 유지보수 여유 공간을 해결해야 합니다.

구성 요소 호환성을 확인하는 방법

인터페이스를 확인한 후BESS 사이즈 가이드배터리 에너지, 전류 제한, PCS 전원 및 수명 종료 성능을-조정합니다.-

BESS 부품 조달 체크리스트

• 모든 하위 시스템에 대해 전체 시스템 경계와 명명된 공급업체를 정의합니다.
• 정확한 모델과 연결된 제어된 데이터시트, 인증서 및 전체 테스트 보고서를 요청하세요.
• 배터리-PCS-EMS 인터페이스 매트릭스와 승인된 펌웨어 버전이 필요합니다.
• 공통 측정 경계에서 전력, 사용 가능한 에너지, 효율성 및 보조 장치를 지정합니다.
• 구성 요소 및 시스템 보증을 프로젝트 듀티 사이클 및 해결 방법에 맞게 조정합니다.
• FAT, 사이트 승인, 용량, 작동-모드 및 오류-응답 테스트를 포함합니다.
• 예비 부품, 교체 호환성, 소프트웨어 지원 및 서비스 응답을 확인하십시오.
• 보강, 손상된-장비 처리 및 수명 종료에 대한-책임을 계획합니다.-

FAQ

결론

BESS 성능은 구성 요소 자체뿐만 아니라 구성 요소 간의 인터페이스에 의해 결정됩니다. 건전한 프로젝트는 배터리 작동 범위, BMS 제한, PCS 기능, EMS 목표, 열 설계, 보호, 안전 증거 및 그리드 인터페이스를 테스트 가능한 하나의 사양 및 수명주기 책임 모델에 맞춰 조정합니다.