에너지저장시스템에서 배터리관리시스템(BMS), 에너지저장컨버터(PCS), 에너지관리시스템(EMS) 간의 3단계 연계 제어 전략은 시스템의 효율적이고 안전한 운영을 보장하는 핵심이다.
1. BMS와 PCS 연계 : 충방전 관리
예
일반적인 에너지 저장 애플리케이션 시나리오에서는 여러 개의 리튬 배터리로 구성된 에너지 저장 장치가 있다고 가정합니다. 각 배터리는 BMU(슬레이브 제어 장치)에 연결되고, 이 배터리는 다시 BCU(마스터 제어 장치)에 연결됩니다. BAU(주 제어 장치)에 연결됩니다.
에너지 저장 시스템이 그리드 파견 명령을 받으면 BAU는 시스템의 현재 SOC(배터리 잔량) 상태를 기반으로 충전 허용 여부를 결정하고 PCS에 명령을 보냅니다.
PCS가 그리드 측에서 과도한 에너지 입력을 감지하면 충전 모드를 활성화합니다. 반대로, 전력 수요가 가장 많은 기간에는 PCS가 방전 모드로 전환하여 전력망을 지원합니다.
매개변수
최대 충전 전력:과충전으로 인해 배터리가 손상되지 않도록 200kW로 설정하십시오.
최대 방전 전력:피크 시간대에 빠른 응답 요구를 충족하기 위해 300kW로 설정되었습니다.
SOC 상한 및 하한:완전 충전 및 방전이 배터리 수명에 미치는 영향을 피하기 위해 일반적으로 20% -80% 사이로 유지됩니다.
2. BMS와 PCS의 연계 : 온도관리
예
온도가 리튬 배터리의 성능에 큰 영향을 미친다는 점을 고려할 때 BMS는 개별 배터리의 전압, 전류 및 기타 정보를 모니터링해야 할 뿐만 아니라 표면 온도도 모니터링해야 합니다.
특정 배터리 모듈의 온도가 너무 높은 것으로 확인되면 BMS는 PCS를 트리거하여 해당 부품의 충전 및 방전 속도를 제한하고 온도가 정상으로 돌아올 때까지 작동을 일시 중지합니다. 또한 냉각 시스템을 활성화하여 온도를 적극적으로 낮출 수 있습니다.
매개변수
고온 임계값:예를 들어 50°C의 경우 이 온도를 초과하면 배터리를 보호하기 위한 조치를 취해야 합니다.
저온 임계값:0 ℃와 같은 저온이 화학 반응 효율에 영향을 미치는 것을 방지합니다.
온도차 경보 값:인접한 배터리 사이의 최대 허용 온도차는 5°C로 설정되어 있으며, 이를 초과할 경우 경고가 표시됩니다.
3. BMS, PCS, EMS의 협업: 일정 최적화
예
EMS는 전반적인 에너지 관리 및 일정 결정을 담당하며 실시간 전기 가격, 일기 예보 및 기타 요인을 기반으로 최적의 충전 및 방전 계획을 수립할 수 있습니다.
예를 들어 야간 계곡 가격 기간 동안 충전을 위해 PCS를 배치하고 주간 최고 가격 기간에 저장된 에너지를 방출하여 가격 차액을 얻습니다. 동시에 EMS는 전체 시스템(SOH 포함)의 상태를 지속적으로 평가하고 그에 따라 전략을 조정하여 장비의 서비스 수명을 연장할 것입니다.
매개변수
피크 쉐이빙 및 밸리충전 전략:사용자는 현지 전기 가격 사용 시간을 기준으로 자신만의 전기 가격 템플릿을 구성하고, 다양한 기간 동안 PCS의 충전 및 방전 전력을 설정하고, 피크 절전 및 최저 충전 전략 템플릿을 구성할 수 있습니다. 일별, 주별로 정책 템플릿을 구성하는 기능을 제공합니다.
수요 통제:EMS는 미래의 부하 수요를 예측하고 PCS 조치를 미리 계획하여 계약에 명시된 최대 수요를 초과하지 않도록 하여 추가 비용을 피할 수 있습니다.
계획 곡선:특정 애플리케이션 시나리오(예: 산업 사용자)의 경우 EMS는 설정된 일정에 따라 작업을 실행하도록 PCS를 안내하기 위해 상세한 일일 또는 주간 작업 지침을 생성합니다.
4. BMS 및 PCS의 보안 보호 메커니즘
예
시스템의 보안을 더욱 강화하기 위해 BMS와 PCS 사이에 다층 보호 메커니즘이 구축되었습니다. 예를 들어, BMS는 비정상적인 상황(단락, 과전압/저전압 등)을 감지하면 즉시 PCS에 통보하여 관련 작업을 중지하고 비상 차단 장치를 작동시켜 전원 공급을 차단할 수 있습니다. 또한 극한 상황에서 오류 격리에 대처하기 위해 퓨즈 및 릴레이와 같은 하드웨어 수준의 보호 조치가 있습니다.
매개변수
과전류 보호:과전류로 인한 손상을 방지하기 위해 정격 전류의 1.5배로 설정하십시오.
과전압/저전압 보호:배터리가 항상 안전한 작동 범위 내에 있도록 상한과 하한을 각각 설정하십시오.
단락 보호:단락이 발생한 경우 신속하게 회로를 차단하여 인명과 재산의 안전을 보장하십시오.
BMS(배터리 관리 시스템) 및 PCS(에너지 저장 변환기)를 다른 지능형 장치와 통합하는 것은 지능적이고 효율적인 에너지 저장 시스템을 구축하는 주요 단계 중 하나입니다. 이러한 통합은 하드웨어 수준 연결에만 국한되지 않고, 더 중요한 것은 소프트웨어 수준에서 정보 공유 및 협업을 통해 전체 에너지 관리 프로세스를 최적화할 수 있다는 것입니다.
일반적인 통합 방법 및 특징:
1. EMS(에너지 관리 시스템)와의 긴밀한 통합
데이터 교환:BMS는 전압, 전류, 온도, SOC(잔량), SOH(상태) 등 배터리의 다양한 작동 매개변수를 수집하고 이 정보를 EMS로 전송하는 역할을 담당합니다. 동시에 EMS는 전력망 상태 및 사용자 요구와 같은 요소를 기반으로 결정을 내린 후 BMS에 지침을 보냅니다.
전략 수립:EMS는 BMS의 데이터를 기반으로 배터리 상태 변화 추세를 보다 정확하게 예측하여 충전 및 방전 계획을 보다 효과적으로 계획할 수 있습니다. 예를 들어, 전기 가격이 낮을 때 충전을 하고 피크 시간대에 저장된 에너지를 방출하여 가격 차액을 얻습니다. 또한 EMS는 과거 데이터를 분석하여 장기 에너지 스케줄링 전략을 최적화하여 시스템의 경제적 이익을 극대화합니다.
2. 스마트 홈과 빌딩 자동화 시스템의 통합
양방향 통신:최신 스마트 홈 플랫폼은 일반적으로 여러 프로토콜을 지원하므로 BMS/PCS를 쉽게 통합할 수 있습니다. 이러한 방식으로 사용자는 모바일 앱이나 기타 단말 장치를 통해 에너지 저장 시스템의 작동을 원격으로 모니터링하고 개인 취향에 따라 설정을 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 기간 내 최대 전력 출력을 설정하거나 주 전원 공급 장치보다 자체 생성된 전기 사용을 우선시하도록 선택합니다.
연계 제어:스마트 홈 시스템은 간단한 모니터링 기능 외에도 BMS/PCS와의 연계 제어도 가능합니다. 예를 들어, 집에 아무도 감지되지 않으면 자동으로 에너지 절약 모드로 들어가 불필요한 전력 소비를 줄입니다. 가족이 집에 돌아오기 전에 에어컨 등 고전력 가전제품을 켜서 편안한 생활 환경을 확보하세요.
3. 마이크로그리드에서의 역할
다중 소스 조정:일반적인 마이크로그리드 환경에는 에너지 저장장치 외에도 태양광 패널, 풍력발전기 등 다양한 분산전원이 존재한다. 이 시점에서 BMS/PCS는 자체 작동 상태를 고려해야 할 뿐만 아니라 마이크로그리드 내에서 수급 균형을 공동으로 유지하기 위해 다른 전원과 효과적으로 조정 및 협력해야 합니다. 예를 들어, 광전지 어레이에서 생성된 전기가 과잉일 때 PCS는 초과 에너지를 메인 그리드에 직접 공급하는 대신 저장하도록 선택합니다.
섬 작전 능력:아일랜드 운영 기능을 갖춘 마이크로그리드의 경우 BMS/PCS의 역할이 특히 두드러집니다. 외부 전력망과의 연결이 끊어지면 중요한 시설의 지속적인 전력 공급이 영향을 받지 않도록 부하 분산 작업을 신속하게 인계받아야 합니다. 이를 위해서는 BMS/PCS가 높은 안정성과 신뢰성을 갖고, 짧은 시간 내에 그리드 연결 모드에서 오프 그리드 모드로 전환할 수 있어야 합니다.
4. 클라우드 플랫폼 및 빅데이터 분석 지원
클라우드 컴퓨팅:클라우드 컴퓨팅 기술이 발전함에 따라 대규모 데이터 처리 및 모델 교육을 위해 클라우드 플랫폼을 사용하는 기업이 점점 더 많아지고 있습니다. 에너지 저장 시스템의 경우 이는 로컬로 수집된 데이터를 클라우드 서버에 업로드하고, 강력한 컴퓨팅 리소스를 활용하여 방대한 양의 정보를 마이닝 및 분석하고, 보다 정제된 운영 권장 사항을 얻는 것을 의미합니다.
AI 기반 최적화:인공지능 알고리즘, 특히 m을 활용대량의 과거 기록에서 잠재적인 패턴을 식별하고 향후 운영에 대한 지침을 제공하는 achine 학습 방법입니다. 예를 들어, 앞으로 며칠 동안의 기상 조건을 예측하고 그에 따른 사전 준비를 하는 것입니다. 또는 사용자의 전기 사용 습관에 따라 충전 및 방전 전략을 자동으로 조정하여 사용자 경험을 개선하는 동시에 비용도 절감합니다.