กลยุทธ์การควบคุมการเชื่อมโยงสามระดับระหว่างระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ตัวแปลงการจัดเก็บพลังงาน (PCS) และระบบการจัดการพลังงาน (EMS) ในระบบกักเก็บพลังงานเป็นกุญแจสำคัญในการรับรองการทำงานของระบบอย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย
1. การเชื่อมโยงระหว่าง BMS และ PCS: การจัดการการชาร์จและการคายประจุ
ตัวอย่าง
ในสถานการณ์การประยุกต์ใช้การจัดเก็บพลังงานโดยทั่วไป สมมติว่าเรามีหน่วยจัดเก็บพลังงานที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมหลายก้อน ซึ่งแต่ละก้อนเชื่อมต่อกับ BMU (หน่วยควบคุมรอง) ซึ่งจะเชื่อมต่อกับ BCU (หน่วยควบคุมหลัก) ซึ่งในทางกลับกัน เชื่อมต่อกับ BAU (หน่วยควบคุมหลัก)
เมื่อระบบจัดเก็บพลังงานได้รับคำแนะนำในการจัดส่งโครงข่าย BAU จะพิจารณาว่าจะอนุญาตให้มีการชาร์จหรือการคายประจุตามสถานะ SOC (ความจุแบตเตอรี่ที่เหลืออยู่) ในปัจจุบันของระบบ และส่งคำสั่งไปยัง PCS
หาก PCS ตรวจพบพลังงานที่ป้อนเข้ามากเกินไปในด้านกริด มันจะเปิดใช้งานโหมดการชาร์จ ในทางตรงกันข้าม ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด PCS จะเปลี่ยนไปใช้โหมดจำหน่ายเพื่อรองรับโครงข่ายไฟฟ้า
พารามิเตอร์
กำลังชาร์จสูงสุด:ตั้งไว้ที่ 200kW เพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่จะไม่ได้รับความเสียหายเนื่องจากการชาร์จไฟเกิน
กำลังจำหน่ายสูงสุด:ตั้งไว้ที่ 300kW เพื่อตอบสนองความต้องการการตอบสนองที่รวดเร็วในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน
ขีดจำกัดบนและล่างของ SOC:โดยปกติจะคงไว้ระหว่าง 20% -80% เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบของการชาร์จและการคายประจุในระดับลึกต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่
2. การเชื่อมโยงระหว่าง BMS และ PCS: การจัดการอุณหภูมิ
ตัวอย่าง
เมื่อพิจารณาว่าอุณหภูมิมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม BMS ไม่เพียงแต่ต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า กระแส และข้อมูลอื่น ๆ ของแบตเตอรี่แต่ละก้อนเท่านั้น แต่ยังต้องตรวจสอบอุณหภูมิพื้นผิวด้วย
เมื่อพบว่าอุณหภูมิของโมดูลแบตเตอรี่บางตัวสูงเกินไป BMS จะทริกเกอร์ PCS เพื่อจำกัดอัตราการชาร์จและการคายประจุของชิ้นส่วนนั้น และแม้กระทั่งหยุดการทำงานจนกว่าอุณหภูมิจะกลับสู่ปกติ นอกจากนี้อุณหภูมิยังสามารถลดลงได้โดยการเปิดใช้งานระบบทำความเย็น
พารามิเตอร์
เกณฑ์อุณหภูมิสูง:ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส ควรมีมาตรการป้องกันแบตเตอรี่เมื่ออุณหภูมิเกินนี้
เกณฑ์อุณหภูมิต่ำ:เช่น 0 องศาเซลเซียส เพื่อป้องกันไม่ให้อุณหภูมิต่ำส่งผลต่อประสิทธิภาพของปฏิกิริยาเคมี
ค่าสัญญาณเตือนความแตกต่างของอุณหภูมิ:อุณหภูมิที่แตกต่างกันสูงสุดที่อนุญาตระหว่างแบตเตอรี่ที่อยู่ติดกันตั้งไว้ที่ 5 องศาเซลเซียส และจะมีการเตือนหากเกิน
3. การทำงานร่วมกันของ BMS, PCS และ EMS: การปรับกำหนดการให้เหมาะสม
ตัวอย่าง
EMS มีหน้าที่รับผิดชอบในการจัดการพลังงานโดยรวมและการตัดสินใจกำหนดเวลา และสามารถพัฒนาแผนการชาร์จและการคายประจุที่เหมาะสมที่สุดโดยอิงตามราคาไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ พยากรณ์อากาศ และปัจจัยอื่นๆ
ตัวอย่างเช่น การจัด PCS เพื่อชาร์จในช่วงราคาหุบเขาตอนกลางคืน และปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในช่วงราคาสูงสุดในเวลากลางวันเพื่อให้ได้ราคาส่วนต่าง ในเวลาเดียวกัน EMS จะประเมินสถานะสุขภาพของทั้งระบบอย่างต่อเนื่อง (รวมถึง SOH) และปรับกลยุทธ์ตามนั้นเพื่อยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
พารามิเตอร์
จุดสูงสุดของการโกนและหุบเขากลยุทธ์การเติม:ผู้ใช้สามารถกำหนดค่าเทมเพลตราคาค่าไฟฟ้าของตนเองตามเวลาท้องถิ่นที่ใช้ราคาไฟฟ้า ตั้งค่ากำลังการชาร์จและการคายประจุของ PCS ในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน และสร้างเทมเพลตกลยุทธ์การโกนสูงสุดและการเติมหุบเขา จัดให้มีฟังก์ชั่นการกำหนดค่าเทมเพลตนโยบายรายวันและรายสัปดาห์
การควบคุมความต้องการ:EMS สามารถคาดการณ์ความต้องการในการบรรทุกในอนาคตและวางแผนการดำเนินการของ PCS ล่วงหน้าเพื่อให้แน่ใจว่าความต้องการสูงสุดที่ระบุไว้ในสัญญาจะไม่เกิน ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม
เส้นโค้งแผน:สำหรับสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ (เช่น ผู้ใช้ในอุตสาหกรรม) EMS จะสร้างแนวทางการดำเนินงานรายวันหรือรายสัปดาห์โดยละเอียดเพื่อเป็นแนวทางแก่ PCS ในการดำเนินงานตามกำหนดเวลาที่กำหนดไว้
4. กลไกการป้องกันความปลอดภัยของ BMS และ PCS
ตัวอย่าง
เพื่อเพิ่มความปลอดภัยของระบบให้ดียิ่งขึ้น จึงได้มีการสร้างกลไกการป้องกันหลายชั้นระหว่าง BMS และ PCS ตัวอย่างเช่น เมื่อ BMS ตรวจพบสถานการณ์ที่ผิดปกติใดๆ (เช่น ไฟฟ้าลัดวงจร แรงดันไฟฟ้าเกิน/แรงดันไฟฟ้าตก) ระบบจะแจ้งให้ PCS ทราบทันทีให้หยุดการทำงานที่เกี่ยวข้อง และอาจกระตุ้นให้อุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อฉุกเฉินตัดแหล่งจ่ายไฟ นอกจากนี้ ยังมีมาตรการป้องกันระดับฮาร์ดแวร์ เช่น ฟิวส์และรีเลย์ เพื่อรับมือกับการแยกข้อผิดพลาดในสถานการณ์ที่รุนแรง
พารามิเตอร์
การป้องกันกระแสเกิน:ตั้งเป็น 1.5 เท่าของกระแสไฟที่กำหนดเพื่อป้องกันความเสียหายที่เกิดจากกระแสไฟเกิน
การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน/แรงดันตก:ตั้งค่าขีดจำกัดบนและล่างตามลำดับเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่อยู่ในช่วงการทำงานที่ปลอดภัยเสมอ
ป้องกันการลัดวงจร:ในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจรให้ตัดวงจรอย่างรวดเร็วเพื่อความปลอดภัยของบุคลากรและทรัพย์สิน
การรวม BMS (ระบบการจัดการแบตเตอรี่) และ PCS (ตัวแปลงการจัดเก็บพลังงาน) เข้ากับอุปกรณ์อัจฉริยะอื่นๆ เป็นหนึ่งในขั้นตอนสำคัญในการสร้างระบบจัดเก็บพลังงานที่ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพ การบูรณาการนี้ไม่ได้จำกัดอยู่ที่การเชื่อมต่อระดับฮาร์ดแวร์ แต่ที่สำคัญกว่านั้น ช่วยให้สามารถแบ่งปันข้อมูลและทำงานร่วมกันในระดับซอฟต์แวร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการจัดการพลังงานทั้งหมด
วิธีการรวมทั่วไปและลักษณะเฉพาะ:
1. บูรณาการเชิงลึกกับ EMS (ระบบการจัดการพลังงาน)
การแลกเปลี่ยนข้อมูล:BMS มีหน้าที่รวบรวมพารามิเตอร์การทำงานต่างๆ ของแบตเตอรี่ เช่น แรงดัน กระแส อุณหภูมิ SOC (ประจุที่เหลืออยู่) SOH (สถานะสุขภาพ) ฯลฯ และส่งข้อมูลนี้ไปยัง EMS ในเวลาเดียวกัน EMS จะส่งคำสั่งไปยัง BMS หลังจากตัดสินใจโดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น สภาพโครงข่ายไฟฟ้า และความต้องการของผู้ใช้
การกำหนดกลยุทธ์:จากข้อมูลจาก BMS นั้น EMS สามารถคาดการณ์แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงสถานะของแบตเตอรี่ได้แม่นยำยิ่งขึ้น ดังนั้นจึงวางแผนการชาร์จและแผนการคายประจุได้ดีขึ้น ตัวอย่างเช่น การจัดการชาร์จเมื่อราคาไฟฟ้าต่ำและปล่อยพลังงานที่สะสมไว้ในช่วงเวลาเร่งด่วนเพื่อให้ได้ราคาส่วนต่าง นอกจากนี้ EMS ยังปรับกลยุทธ์การจัดตารางเวลาพลังงานในระยะยาวให้เหมาะสมโดยการวิเคราะห์ข้อมูลในอดีตเพื่อให้แน่ใจว่าระบบจะได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจสูงสุด
2. การบูรณาการระบบบ้านอัจฉริยะและระบบอัตโนมัติในอาคาร
การสื่อสารแบบสองทิศทาง:โดยทั่วไปแล้วแพลตฟอร์มบ้านอัจฉริยะสมัยใหม่จะรองรับหลายโปรโตคอล ทำให้ BMS/PCS สามารถรวมเข้ากับโปรโตคอลเหล่านี้ได้อย่างง่ายดาย ด้วยวิธีนี้ ผู้ใช้สามารถตรวจสอบการทำงานของระบบกักเก็บพลังงานจากระยะไกลผ่านแอปมือถือหรืออุปกรณ์ปลายทางอื่นๆ และปรับการตั้งค่าตามความต้องการส่วนบุคคล ตัวอย่างเช่น การตั้งค่ากำลังไฟฟ้าเอาท์พุตสูงสุดภายในระยะเวลาที่กำหนด หรือการเลือกจัดลำดับความสำคัญของการใช้ไฟฟ้าที่ผลิตเองมากกว่าแหล่งจ่ายไฟหลัก
การควบคุมการเชื่อมโยง:นอกเหนือจากฟังก์ชันการตรวจสอบที่เรียบง่ายแล้ว ระบบสมาร์ทโฮมยังสามารถควบคุมการเชื่อมโยงกับ BMS/PCS ได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น เมื่อตรวจไม่พบใครที่บ้าน ระบบจะเข้าสู่โหมดประหยัดพลังงานโดยอัตโนมัติเพื่อลดการใช้พลังงานที่ไม่จำเป็น ก่อนที่สมาชิกในครอบครัวจะกลับบ้าน ให้เปิดเครื่องใช้ไฟฟ้ากำลังสูง เช่น เครื่องปรับอากาศ เพื่อให้แน่ใจว่าจะมีสภาพแวดล้อมในการอยู่อาศัยที่สะดวกสบาย
3. บทบาทในไมโครกริด
การประสานงานหลายแหล่ง:ในสภาพแวดล้อมไมโครกริดทั่วไป นอกเหนือจากอุปกรณ์กักเก็บพลังงานแล้ว ยังมีแหล่งพลังงานแบบกระจายที่หลากหลาย เช่น แผงโซลาร์เซลล์และกังหันลม ณ จุดนี้ BMS/PCS ไม่เพียงแต่ต้องพิจารณาสถานะการทำงานของตนเองเท่านั้น แต่ยังต้องประสานงานและร่วมมือกับแหล่งพลังงานอื่นอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อร่วมกันรักษาสมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานภายในไมโครกริด ตัวอย่างเช่น เมื่อมีไฟฟ้าส่วนเกินที่เกิดจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ PCS เลือกที่จะจัดเก็บพลังงานส่วนเกินแทนที่จะป้อนกลับไปยังโครงข่ายหลักโดยตรง
ความสามารถในการดำเนินงานของเกาะ:สำหรับไมโครกริดที่มีความสามารถในการปฏิบัติงานแบบเกาะ บทบาทของ BMS/PCS มีความโดดเด่นเป็นพิเศษ เมื่อตัดการเชื่อมต่อจากโครงข่ายไฟฟ้าภายนอกแล้ว พวกเขาจะต้องรับหน้าที่กระจายโหลดอย่างรวดเร็วเพื่อให้แน่ใจว่าการจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องของสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญจะไม่ได้รับผลกระทบ สิ่งนี้ต้องการให้ BMS/PCS มีเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือสูง และสามารถสลับจากกริดที่เชื่อมต่อกับโหมดกริดเป็นโหมดนอกกริดได้ในช่วงเวลาอันสั้น
4. รองรับแพลตฟอร์มคลาวด์และการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่
การประมวลผลแบบคลาวด์:ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการประมวลผลแบบคลาวด์ องค์กรต่างๆ จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ กำลังใช้แพลตฟอร์มคลาวด์สำหรับการประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่และการฝึกอบรมโมเดล สำหรับระบบกักเก็บพลังงาน หมายถึงการอัปโหลดข้อมูลที่รวบรวมในเครื่องไปยังเซิร์ฟเวอร์คลาวด์ ใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพในการขุดและวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมหาศาล และรับคำแนะนำการปฏิบัติงานที่ละเอียดยิ่งขึ้น
การเพิ่มประสิทธิภาพที่ขับเคลื่อนด้วย AI:การใช้อัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์ โดยเฉพาะ mวิธีการเรียนรู้ของ Achine เพื่อระบุรูปแบบที่เป็นไปได้จากบันทึกทางประวัติศาสตร์จำนวนมาก และให้คำแนะนำสำหรับการดำเนินงานในอนาคต เช่น การพยากรณ์สภาพอากาศในอีกไม่กี่วันข้างหน้า และการเตรียมการล่วงหน้าที่เกี่ยวข้อง หรือปรับกลยุทธ์การชาร์จและคายประจุโดยอัตโนมัติตามพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าของผู้ใช้ ปรับปรุงประสบการณ์ผู้ใช้พร้อมทั้งลดต้นทุนอีกด้วย