2026-07-18
Wraz z rozwojem energii odnawialnej i szybkim postępem globalnej transformacji energetycznej,System magazynowania energii w bateriach (BESS) odgrywa coraz ważniejszą rolę w nowoczesnych systemach energetycznychPrzyjmując zaawansowaną technologię baterii litowo-jonowej, BESS przechowuje energię elektryczną w bateriach i dystrybuuje ją w razie potrzeby, pomagając w ten sposób utrzymać stabilną pracę sieci energetycznej.W międzyczasie, może być zintegrowany z urządzeniami wytwarzającymi energię ze źródeł odnawialnych w celu osiągnięcia bardziej efektywnego zarządzania energią.Niniejszy artykuł zawiera szczegółowe wprowadzenie do podstawowej architektury systemu magazynowania energii w bateriach oraz zasad działania jego kluczowych komponentów..
Struktura i przepływ energii systemu BESS przedstawiono na rysunku poniżej.
BESS składa się z następujących kluczowych elementów:
1Zestaw baterii.
Zestaw baterii składa się z wielu ogniw połączonych szeregowo i równolegle (z zakresem napięcia ogniw od 2,5 V do 3,65 V), które są odpowiedzialne za magazynowanie i uwalnianie energii elektrycznej.Aby zwiększyć napięcie akumulatora, zestawy baterii są połączone szeregowo, tworząc regały baterii lub zestawy baterii (z napięciem do 1500VDC).zestawy baterii są połączone równolegle w celu utworzenia pojemników baterii (zwykle 20 stóp w rozmiarze, o mocy około 5 MWh).
Do typów ogniw należą baterie litowo-jonowe, baterie ołowiano-kwasowe i inne rodzaje, a baterie o różnych osiągach są zazwyczaj wybierane zgodnie ze specyficznymi scenariuszami zastosowań.przez który przepływa energia z paneli fotowoltaicznych do akumulatorów, ładunków i sieci energetycznej.
2System zarządzania akumulatorami (BMS)
BMS (Battery Management System) jest podstawowym systemem przeznaczonym do monitorowania i zarządzania bateriami z szeregiem istotnych funkcji.prąd i temperatura, BMS utrzymuje działanie baterii w bezpiecznych granicach i skutecznie zapobiega takim zagrożeniom, jak przeładowanie, przeładowanie, zwarcia i przegrzanie.wykorzystuje inteligentne strategie ładowania i rozładowania oraz technologie zarządzania równowagą w celu optymalizacji wydajności baterii i wydłużenia jej żywotnościPrzyjmuje również technologie biernego lub aktywnego równoważenia, aby wyeliminować "efekt beczki" spowodowany niespójnymi poziomami mocy między poszczególnymi ogniwami baterii.BMS jest w stanie oszacować stan ładowania (SOC) i stan stanu (SOH) akumulatora, zapewniając precyzyjne wsparcie dla bezpiecznej eksploatacji i optymalizacji wydajności baterii.Poniższy wykres bloku systemu BMS intuicyjnie ilustruje jego ogólne funkcje i komponenty. Aby uzyskać więcej szczegółów, prosimy zapoznać się z rozwiązaniami BMS na stronie internetowej Infineon.
3System konwersji mocy (PCS)
PCS służy jako urządzenie pośrednie między elementami magazynowania energii (takimi jak duże akumulatory prądu stałego) a siecią prądu przemiennego,przeprowadzenie dwukierunkowej konwersji energii elektrycznej z zasadą działania obejmującą tryby ładowania i rozładowywania.
W trybie ładowania PCS przekształca prąd zmienną z sieci elektrycznej w prąd stały i przechowuje energię elektryczną w bateriach.wykorzystuje konwerter prądu stałego/prądu stałego do regulacji napięcia i prądu odpowiednich do ładowania akumulatorów, aby osiągnąć efektywne ładowanie baterii.
W trybie rozładowania PCS przekształca prąd stały z akumulatorów w prąd zmienny w celu zasilania obciążeń elektrycznych lub dostarczania energii elektrycznej do sieci.konwerter prądu stałego/prądu stałego najpierw moduluje prąd stały z akumulatorów do napięcia i prądu odpowiadającego wymaganiom pracy falownikaW oparciu o wymagania zastosowania PCS są klasyfikowane na mieszkaniowe, przemysłowe i komercyjne,i dużych typów stacji magazynowania energiiJest szeroko stosowany w gospodarstwach domowych, przedsiębiorstwach i systemach magazynowania energii na dużą skalę i stał się nieodzownym podstawowym elementem nowoczesnych systemów energetycznych.Na poniższym rysunku przedstawiono wykres bloku systemu PCS, który wyraźnie przedstawia jego podstawowe komponenty i mechanizm działania.
4System zarządzania energią (EMS)
System zarządzania energią (EMS) to inteligentny system przeznaczony do monitorowania, kontroli i optymalizacji przepływu energii i zużycia energii w systemach energetycznych.EMS zbiera dane w czasie rzeczywistym, w tym status ładowania i rozładowania bateriiWykorzystuje technologię analizy danych w celu monitorowania działania systemu, identyfikacji potencjalnych problemów i poprawy efektywności wykorzystania energii.System EMS może inteligentnie wysyłać urządzenia magazynowania energii zgodnie z zapotrzebowaniem na energię, ceny energii elektrycznej, obciążenie sieci i inne warunki umożliwiające osiągnięcie efektywnego zużycia energii.który może w odpowiednim czasie ostrzec przed nieprawidłowościami, takimi jak przeładowanie i przeładowanie baterii, oraz obsługa zdalnego sterowania i ochrony połączeń w celu zapewnienia bezpiecznej pracy systemu.platforma monitorowania EMS może przyjmować architekturę C/S (klient/serwer) lub B/S (przeglądarka/serwer)Na rysunku poniżej przedstawiono wykres topologii systemu EMS elektrowni magazynowej energii i platformy monitorowania systemu EMS magazynowania energii,przedstawiająca ogólną architekturę systemu oraz szczegółowe sposoby przepływu i zarządzania energią.
5System pomocniczy
System pomocniczy systemu magazynowania energii jest kluczem do zapewnienia bezpiecznej i stabilnej pracy systemu, który obejmuje następujące elementy:System regulacji temperatury skutecznie zarządza temperaturą baterii poprzez chłodzenie powietrzem lub chłodzenie płynem, aby zapobiec nadgrzewaniu lub niedobrze chłodzeniu wpływającym na wydajność i żywotność bateriiSystem ochrony przeciwpożarowej jest wyposażony w urządzenia wykrywające ogień i automatyczne urządzenia gaśnicze (np.W celu szybkiego reagowania na potencjalne zagrożenia pożarowe i zagwarantowania bezpieczeństwa eksploatacjiKabinet dystrybucyjny zasilania wykonuje funkcje dystrybucji zasilania i ochrony obwodu w celu uniknięcia uszkodzeń urządzeń spowodowanych usterkami.Szafka kombinująca zbiera energię elektryczną z modułów baterii i przesyła ją do urządzeń konwersji mocy, zapewniając jednocześnie monitorowanie w czasie rzeczywistym i ochronę bezpieczeństwa.bezpieczne i stabilne działanie systemu magazynowania energii w różnych warunkach.
System magazynowania energii w bateriach (BESS) zapewnia efektywne magazynowanie energii, inteligentne planowanie i bezpieczne zarządzanie energią poprzez skoordynowane działanie zestawów baterii, BMS, PCS,EMS i systemy pomocniczePodczas wspierania stabilnej pracy sieci energetycznej, BESS jest głęboko zintegrowany z energią odnawialną,zapewnienie solidnego wsparcia dla poprawy efektywności wykorzystania energii i wspieranie globalnej transformacji energetycznej, i nadal będzie odgrywać istotną rolę w systemie energetycznym.
