A акумуляторна система накопичення енергії(BESS) є відносно складною інтегрованою силовою установкою, побудованою шляхом інтеграції батарей накопичувачів енергії, пристроїв перетворення електроенергії, локальних контролерів, систем розподілу електроенергії, систем температури та протипожежної безпеки та іншого супутнього обладнання відповідно до конкретних вимог застосування. Його основні характеристики включають:
- 1) Внутрішні пристрої в BESS (Системі накопичення енергії акумулятора) мають чітко визначені ролі та взаємопов’язані, працюючи разом для досягнення контролю над енергією, потужністю та напругою в точці підключення до мережі BESS або вихідному порту, за умови безпеки, ефективності та тривалого терміну служби.
- 2) Безпека та термін служби батарей накопичувачів енергії в BESS значною мірою визначають безпеку та термін служби всієї системи, і вони мають суворі технічні вимоги щодо робочого середовища, що робить їх ключовим аспектом, який необхідно враховувати під час проектування внутрішньої системи.
- 3) Пристрій перетворення енергії в BESS (Battery Energy Storage System) є критичним вузлом для обміну електроенергією всієї системи накопичення енергії із зовнішньою мережею. Його продуктивність безпосередньо відображає режим роботи BESS, точність керування, швидкість відгуку та-дружність до мережі, а також впливає на найбільш інтуїтивно зрозумілий досвід користувача системи зберігання енергії за короткий проміжок часу.
Акумулятори енергії
- 4) Акумулятори енергії, пристрої перетворення електроенергії та таке обладнання, як системи кондиціонування повітря та протипожежного захисту, мають власні незалежні контролери для забезпечення само-роботи, сигналізації або захисту. Однак реалізація системних функцій, зв’язок і координація між обладнанням, запуск-операції та захист від несправностей, зовнішній зв’язок і ефективна передача інформації — усе це обробляється локальним контролером, що дозволяє системі накопичення енергії брати участь у диспетчеризації мережі або досягати завдань проекту в цілому.
- 5) Система накопичення енергії, діючи як уніфікований зовнішній і автономний внутрішній блок виконання живлення, отримує команди планування від системи керування енергією верхнього-рівня та виконує інструкції керування потужністю або режимом. Тому він повинен мати багаті інтерфейси зовнішнього зв'язку та гнучкі різноманітні режими роботи. Завдяки таким функціям, як-передача енергії на вимогу, швидке підвищення потужності та контроль стабілізації напруги, він покращує загальну продуктивність виробництва електроенергії, електромереж і навантажень, демонструючи тим самим свою цінність.
- 6) Контроль і управління мають вирішальне значення для того, щоб система зберігання енергії реалізувала свою цінність, і це значною мірою залежить від розуміння системним інтегратором існуючих систем, елементів керування та тенденцій розвитку в області застосування. З цієї точки зору розглядати систему накопичення енергії як «енергетичну латку» або «гнучку модернізацію» існуючої енергосистеми цілком розумно.
Обмежується ємністю самого акумулятора
Обмежені ємністю самої батареї та рівнем розвитку електронних пристроїв перетворення потужності, BESS (Battery Energy Storage Systems) завжди стикалися з протиріччям між безпекою та ефективністю, з одного боку, та високою щільністю енергії та різноманітними, складними функціями, з іншого. Зокрема, завдяки широкомасштабному -застосуванню у відновлюваних джерелах енергії та додатках-на стороні мережі, загальна ємність і рівні напруги систем накопичення енергії постійно зростають, архітектура зв’язку стає все більш обширною, а електромагнітне середовище стає складнішим. Ці фактори створюють серйозні проблеми для систем зберігання енергії та технологій їх інтеграції.
- 1) Як всебічно освоїти відповідну галузеву прикладну теорію та технологію, а також налаштувати ефективну та прийнятну ємність і потужність системи зберігання енергії; як прийняти цільові схеми управління для досягнення повної інтеграції з існуючими системами при виконанні загальних завдань проекту.
- 2) Як визначити конкретні технічні параметри, функціональні вимоги та показники ефективності системи накопичення енергії на основі технічних характеристик застосування проекту та відповідно вибрати ключове внутрішнє обладнання системи накопичення енергії, таке як PCS та батареї.
- 3) Як виконати електричне проектування системи накопичення енергії, щоб забезпечити електричну безпеку, ієрархічний захист і-дружність до мережі внутрішнього обладнання, враховуючи зростання потужності та рівні напруги системи накопичення енергії.
- 4) Як вибрати та розрахувати параметри та схему встановлення обладнання для внутрішнього контролю навколишнього середовища та обладнання безпеки та протипожежного захисту для систем накопичення енергії, зосереджуючись на терміні служби батареї та безпеці, щоб досягти рівномірного розподілу температури та розсіювання тепла для батарей великої-ємності, високої-енергетичної-щільності, мінімізуючи площу землі.
- 5) Як спільно керувати різноманітним обладнанням у системі зберігання енергії, щоб повністю використовувати функції та продуктивність кожного пристрою та забезпечити вимоги до зберігання енергії. Це включає оптимізацію загальної продуктивності системи та уникнення зниження продуктивності через необґрунтовані методи інтеграції; і як досягти спільного захисту в умовах несправності, щоб запобігти ескалації або поширенню відмови окремого обладнання, приділяючи особливу увагу зв’язку та ізоляції між електричним обладнанням і акумуляторним обладнанням, щоб уникнути таких проблем, як дугоподібне утворення, локальне накопичення тепла, а також пошкодження або вибух електричних компонентів, які можуть поставити під загрозу безпеку акумулятора.
Як побудувати внутрішні та зовнішні комунікаційні архітектури
- 6) Як побудувати внутрішні та зовнішні комунікаційні архітектури та моделі даних для систем накопичення енергії, застосовні до різних прикладних сценаріїв, забезпечуючи стандартизований доступ до зв’язку та обмін даними між внутрішніми пристроями, сприяючи загальному прийому команд загальною системою накопичення енергії та передачі інформації до системи керування верхнього-рівня, а також досягаючи відокремленого обміну швидкими командами керування та потенційно великими обсягами внутрішніх даних, таких як дані акумуляторних елементів, щоб уникнути затримок керування чи перешкод.
- 7) Як побудувати масштабні-проекти зберігання енергії або електростанції шляхом паралельного з’єднання модульних систем зберігання енергії та як усунути індивідуальні відмінності в продуктивності між системами накопичення енергії за допомогою управління та контролю на-станційному рівні, уникаючи перехресного-зв’язку та взаємних перешкод між системами зберігання енергії під час швидкого планування та перехідних процесів, забезпечуючи стабільну роботу в межах загальної електростанції, контрольований потік енергії з електромережею та швидкий обмін інформацією та керування виконання з системою керування верхнього-рівня.
- 8) Як завершити інтеграцію, установку та введення в експлуатацію внутрішнього обладнання в системі накопичення енергії на основі існуючих електричних, протипожежних і інженерних стандартів встановлення BESS (батарейна система накопичення енергії), зводячи до мінімуму-операції на місці або часте переміщення акумуляторних блоків і уникаючи невідповідних платформ встановлення або методів заземлення, які можуть призвести до зниження рівня захисту системи накопичення енергії або створити фактори нестабільності.
- 9) Як застосувати передові технології, такі як штучний інтелект і блокчейн, до систем накопичення енергії, щоб покращити їх інтелектуальне управління, прогнозування тривалості життя, раннє попередження про несправності та діагностичні можливості, тим самим ефективно покращуючи розуміння користувачами поточної та майбутньої продуктивності та очікуваних операцій системи накопичення енергії, а також забезпечуючи важливу апаратну основу та засоби впровадження для реалізації розширених технологій системного планування та управління енергією, таких як розумні мережі та віртуальні електростанції.
Через притаманну складність систем накопичення енергії, спеціалізований характер зовнішніх додатків і високі вимоги до безпеки обладнання технологія інтеграції системи накопичення енергії стала спеціальним методом реалізації та необхідним технологічним мостом, що з’єднує базове обладнання (батареї, PCS тощо) із сферами застосування.