Projeto de integração de sistemas de baterias em projetos de armazenamento de energia
Configuração do sistema de bateria de fosfato de ferro-lítio: As baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) usadas nos componentes de armazenamento de energia do sistema têm as características de alta energia específica, ciclo de vida mais longo, maiores taxas de carga e descarga e segurança e livre de poluição. Eles têm sido amplamente aplicados em campos de armazenamento de energia, como veículos elétricos, redução de picos e preenchimento de vales, regulação de frequência, redução de picos e energia de reserva de emergência. As baterias de armazenamento de energia geralmente adotam um método de composição modular, com células formando módulos, módulos colocados em caixas de baterias e caixas de baterias formando gabinetes de baterias para se tornarem uma unidade de armazenamento de energia. Um sistema de bateria de 2,46 MWh é composto por 12 conjuntos de baterias de 281,6 kWh cada; cada conjunto de baterias de 281,6 kWh é formado por 19 caixas de plug-in de baterias conectadas em série. Um sistema de bateria de 2 MWh é composto por 9 conjuntos de baterias de 281,6 kWh cada, com cada conjunto de baterias de 281,6 kWh formado por 19 caixas de plug-in de bateria conectadas em série.
Projeto de integração do cluster de bateria: Para um sistema de bateria de 2,46 MWh, cada 19 caixas de plug-in de bateria formam um cluster de bateria e cada 6 clusters de bateria são conectados a um PCS de 630 kW. Para um sistema de bateria de 2 MWh, cada 19 caixas de plug-in de bateria formam um conjunto de baterias e cada 4-5 conjuntos de baterias são conectados a um PCS de 500 kW. Cada conjunto de baterias é controlado por uma caixa de alta tensão (incluindo BCU) para entrada e saída de energia da bateria. Através da configuração e empacotamento razoáveis das células, é alcançado um gerenciamento eficaz e a utilização total das células.
Configuração do sistema de bateria de fluxo redox de vanádio: As baterias de fluxo redox de vanádio são seguras, ecologicamente corretas, têm um ciclo de vida longo, boas características de carga e descarga e boa uniformidade de cada célula. Porém, as baterias de fluxo possuem baixa densidade de energia e ocupam um grande espaço. Um sistema de bateria de 500 kWh é composto por 48 conjuntos de baterias de 10,6 kWh cada, com cada conjunto de baterias de 10,6 kWh formado por um módulo de bateria de vanádio de 5,3 kW.
Projeto do sistema de gerenciamento de bateria: Neste projeto, um conjunto de sistema de gerenciamento de bateria de armazenamento de energia (BMS) que corresponde às características das células é configurado em cada contêiner de bateria de 2,46 MWh. Cada sistema BMS é gerenciado em três níveis: BMU em nível de módulo, MBMS em nível de cluster de bateria e BAMS em nível de sistema de bateria de unidade.
As principais funções de cada nível de BMS são as seguintes: BMU (nível de módulo, integrado ao módulo): Monitora a tensão e a temperatura de células individuais, a corrente de um único módulo e a tensão total, e transmite as informações acima para o BMS de nível superior em tempo real através do protocolo CAN. Ele pode controlar o equilíbrio de tensão de células individuais. MBMS (nível de cluster de bateria, integrado na caixa de controle central): Detecta a tensão total e a corrente total de todo o cluster de bateria e transmite as informações acima para o BMS de nível superior em tempo real através do protocolo CAN. Ele pode exibir a capacidade e o status de saúde da bateria durante o carregamento e descarregamento, prever a potência e calcular a resistência interna. BAMS (nível de sistema de bateria da unidade): Coleta informações do MBMS de nível inferior e pode estimar a capacidade restante e o status de integridade da bateria em tempo real. Ele se comunica com sistemas externos e de nível superior através de RS-485 ou Modbus-TCP/IP. O desenho geral da estrutura do sistema de gestão BMS é mostrado na figura a seguir, e o desenho específico será mais detalhado na próxima etapa.
