电池储能系统的构成.docx

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1、电池储能系统的构成目录1 .前言12 .电池系统13 .电池管理系统(BMS)24 .电力转换系统(PCS)或混合逆变器35 .连接器和接线36 .控制系统67 .HVAC(电池供暖、通风和空调)88 .电池灭火系统99 .SCADA(监控和数据采集系统)910 .能源管理系统(EMS)91 .前言电池储能在当今的能源结构中发挥着重要作用。除了商业和工业应用之外，电池储能还使电网变得更加灵活和有弹性。它允许电网运营商在资源丰富时存储太阳能和风能产生的能量，然后在需要时释放这些能量。对于储能行业的任何工作人员，尤其是开发商和EPC来说，必须对关键电池储能系统组件以及这些组件如何协同工作有一个总体

2、了解。储能系统中使用的电池有许多不同的化学成分。我们将重点关注基于锂的系统，这是增长最快、部署最广泛的类型，占市场份额的90%以上。让我们更详细地了解一下电池储能系统(BESS)的关键组件。2 .电池系统电池是BESS中的关键组件；它储存能量以备需要时使用。该电池由固定数量的锂电池组成，这些锂电池在框架内串联和并联，形成一个模块。然后将模块堆叠并组合形成电池架。电池架可以串联或并联，以达到电池储能系统所需的电压和电流。这些机架是创建大型高功率BESS的构建块。电池到机架的堆积情况。3 .电池管理系统(BMS)任何锂基储能系统都必须具有电池管理系统(BMS)。BMS是电池系统的大脑，其主要功能是

3、保护电池在各种运行场景下免受损坏。为了实现这一目标，BMS必须确保电池在多个关键参数的预定范围内运行，包括充电状态(SoC)、健康状态(SOH)、电压、温度和电流。更复杂的电池管理系统具有多层框架，可以实时监控和保护BESS内的电池，不仅在电池级别，而且在模块、电池组和系统级别。BMS持续监控电池的状态，并使用特定于应用的算法来分析数据、控制电池的环境并对其进行平衡。这对于电池的热管理至关重要，有助于防止热失控。精心设计的BMS是重要的电池储能系统组件，可确保任何锂BESS中电池的安全性和使用寿命。BMS包括一级系统主控制器MBMS、二级电池串管理模块SBMS和三级电池监控单元BMU,其中SB

4、MS最多可挂载60个BMU。4 .电力转换系统(PCS)或混合逆变器BESS内的电池系统以直流电(DC)形式存储和输送电力，而大多数电气系统和负载则以交流电(AC)运行。因此，需要电力转换系统(PCS)或混合逆变器。这些设备比标准逆变器更具动态性，因为它们可以双向转换电力。这意味着来自电池的直流电可以转换为交流电以供电网或电力负载使用，并且交流电可以转换为直流电来为电池充电。这有效地赋予了BESS充电和放电的能力。PCS具有多种模式，可根据BESS的具体应用设置不同的充放电策略。为了使PCS或混合逆变器在BESS中发挥作用，它需要访问电池的状态，以便知道何时充电和何时放电。例如，如果将电池的放

5、电深度(DOD)设置为90%,则它需要知道电池何时处于10%的充电状态(SoC)以停止放电。PCS可以通过与电池通信来提供快速、准确的功率响应。PCS可以由预设策略、外部信号(现场仪表等)或能源管理系统(EMS)驱动。对于PCS,有两种类型的配置是必须了解的一一交流耦合和直流耦合。对于太阳能+储能应用，可以在两者之间进行选择。交流耦合是指BESS在光伏逆变器的交流侧连接到太阳能光伏系统外部。BESS有自己的专用逆变器连接到电池。直流耦合是指电池连接到太阳能光伏发电所在的同一直流母线，利用光伏发电和BESS之间共享的混合逆变器。如果说BMS是电池系统的大脑，那么控制器就是整个BESS的大脑。它监

6、视、控制、保护、通信和调度BESS的关键组件(称为子系统)。除了与储能系统本身的组件通信外，它还可以与电表和变压器等外部设备通信，确保BESS以最佳状态运行。控制器具有多级保护，包括充电时过载保护、放电时逆功率保护。该控制器可以与第三方SCADA和EMS集成，以实现完整的数据采集和能源管理。5 .连接器和接线连接器和接线用于连接电池组、电池管理系统、逆变器和其他系统的相关部分。什么是储能连接器储能连接器(EnergyStorageConneCtOr)是一种用于储能系统中的连接器，用于连接储能设备、电池组、逆变器和其他相关设备。储能连接器通常需要具备高电流、低电阻、可靠性和安全性等特点，以满足高

7、功率储能系统的要求。它们通常采用大电流插头和插座设计，以确保高效电力传输和连接的稳定性。储能连接器的设计通常考虑到环境适应性，例如防水、防尘、耐腐蚀等特性，以适应户外或恶劣工作环境。同时，储能连接器也可能具备防反插、防止接触脱落等安全设计，以确保用户和设备的安全性。储能连接器的应用范围广泛，包括电动车充电设施、太阳能与风能储能系统、工业与商业储能系统等。它们为储能系统提供了可靠的电力连接和数据传输，支持系统的高效运行和管理。储能连接器在其结构上特点1.大电流承载能力：储能系统通常需要传输较高的电流，储能连接器能够承受高电流负载，以确保高效的能量传输。2 .低电阻和低能量损耗：储能连接器采用低电

8、阻材料和精确的接触设计，以减少电流在连接器中的能量损耗，并提供高效的电能传输。3 .高可靠性和耐久性：储能连接器在设计上要求具备高可靠性，能够经受长时间、高频率的插拔操作，以及在不同的环境条件下工作。它们通常采用耐腐蚀、耐高温和耐磨损的材料，并具备防护性设计，以提供长久的可靠性和使用寿命。4 .安全设计：储能连接器的安全性非常重要，特别是在高电流和高功率的情况下。它们可能采用防反插设计，确保正确的极性连接；同时还可以采用防止接触脱落或短路的机制，以确保使用者和设备的安全。5 .易于安装和维护：储能连接器的安装和维护应该是简单和方便的，以减少停机时间。连接器可能具有插入/拔出指示、标准化插头和插

9、座、易于接线和插拔等特性，从而方便使用者进行安装和维护操作。总体而言，储能连接器的结构特点旨在提供高电流承载能力、低电阻、高可靠性、安全性和便捷的安装与维护，以满足储能系统的需求。6 .控制系统控制系统用于自动控制电池组和逆变器等其他电子组件，避免因异常操作引起的电池过充、过放、过流等故障。储能电池配电系统控制是一项能源管理领域的关键技术，它在现代社会中扮演着重要角色。这篇文章将介绍储能电池配电系统的基本原理、应用领域以及对能源管理的意义。储能电池配电系统是一种将储能电池与电网连接的系统，通过控制储能电池的充放电过程，实现对电能的储存与释放。这种系统可以应用于包括家庭、工业、商业和公共服务设施

10、等各个领域，以平衡电网负荷、应对高峰时段需求、应对突发电力中断等。这项技术的基本原理是将电能转化为化学能，通过化学反应储存起来。储能电池配电系统包括储能电池组、电力逆变器以及相关的配电控制器。储能电池组由多个电池单元连接而成，可以提供持续的电能输出。电力逆变器则负责将储能电池组输出的直流电转化为交流电，以适应各类电器设备的需求。配电控制器则起到监测和控制系统运行状态的作用，实现对储能电池组的充放电过程进行优化。储能电池配电系统在能源管理中的应用领域十分广泛。在家庭领域，这种系统可以将不同时间段的电能进行转化储存，以实现智能化的家居能源管理。例如，系统可以在夜间充电以储存廉价的夜间电能，并在白天

11、高峰时段使用储能电池的电能，从而降低家庭用电成本。在工业和商业领域，储能电池配电系统可以用于平衡电网负荷，提高电网可靠性。同时，该系统可以在突发电力中断时提供备用电源，保障关键设备的正常运行。储能电池配电系统对能源管理具有重要意义。首先，该系统可以优化电能供需，平衡电网负荷，提高电网的稳定性和可靠性。其次，这种系统可以将电力的峰谷森进行前瓦，促进电能的高效利用,降低能源消耗和浪费。最后，储能电池配电系统可以减少化石燃料的使用，降低环境污染，推动可持续能源的发展。综上所述，储能电池配电系统控制是一项重要的能源管理技术，它可以在家庭、工业、商业和公共服务设施等各个领域中发挥重要作用。通过控制储能电

12、池的充放电过程，这种系统能够平衡电网负荷、应对高峰时段需求，并对能源管理产生积极影响。未来，我们有理由相信，随着科技的不断进步，储能电池配电系统控制将在能源领域发挥越来越重要的作用。7 .HVAC（电池供暖、通风和空调）HVAC是电池储能系统的组成部分；它通过在系统外壳内部和外部之间移动空气来调节内部环境。锂电池系统保持最佳的工作温度和良好的空气分布有助于延长电池系统的循环寿命。如果没有适当的热管理，电池单元可能会过热，导致性能退化、故障甚至热失控，而拥有正确类型的HVAC系统将提高BESS的性能并延长电池的使用寿命。8.电池灭火系统BESS内的灭火系统是额外的保护层。正如我们在本文前面提到的

13、，所有BESS都有一个电池管理系统，可确保电池在安全参数（包括温度）内运行。如果达到设定参数之外的高温，BMS将自动关闭系统；然而，在发生热失控的情况下，BMS不能作为唯一的保护层。这就是灭火系统发挥作用的地方。如果发生热失控，灭火系统将启动；发生热失控时，灭火系统将启动。这可以通过气体、烟雾或热量检测来激活，具体取决于BESS拥有的灭火系统。一旦启动，灭火系统将释放灭火剂，提供冷却效果并吸收热量。灭火系统有多种选择，通常根据BESS外壳的尺寸进行设计。9.SCADA（监控和数据采集系统）SCADA,专注于监视和控制BESS内的组件；与控制器进行通信它通过P1C（可编程逻辑控制器）。SCADA

14、通常与BMS通信以监控电池状态，它还可以与PCS/混合逆变器和辅助仪表通信。通过HMI（人机界面），操作员可以发出启动/停止命令、充电/放电命令以及设置BMS和辅助系统的参数。大多数BESS可以通过不同的接口（包括RegiSterMaP）与第三方SCADA系统集成。SCADA可以扮演EMS的角色。日日0日日日10.能源管理系统（EMS）能源管理系统负责控制和调度BESS应用活动。为了安排现场的各种组件，EMS直接与PCS/混合逆变器和BMS通信，经常考虑来自电网、变压器、光伏阵列和负载等的外部数据点。EMS负责确定何时以及如何放电，这通常由调峰、负载转移或自耗等应用细节决定。EMS将通过平衡应用循环数据和电池寿命与资产投资回报来优化BESS性能，同时考虑BMS和PCS/混合逆变器的局限性。EMS还将收集和分析BESS性能数据，使报告和预测变得容易。要考虑其他几个组件和部件，这些组件和部件在制造商之间可能有所不同。