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电池储能系统的构成

目录

1.前言1

2.电池系统1

3.电池管理系统(BMS)2

4.电力转换系统(PCS)或混合逆变器3

5.连接器和接线3

6.控制系统6

7.HVAC(电池供暖、通风和空调)8

8.电池灭火系统9

9.SCADA(监控和数据采集系统)9

10.能源管理系统(EMS)9

前言

1.

电池储能在当今的能源结构中发挥着重要作用。除了商业和工业应用之外，电池

储能还使电网变得更加灵活和有弹性。它允许电网运营商在资源丰富时存储太阳能和

风能产生的能量，然后在需要时释放这些能量。

对于储能行业的任何工作人员，尤其是开发商和EPC来说，必须对关键电池储能

系统组件以及这些组件如何协同工作有一个总体了解。

储能系统中使用的电池有许多不同的化学成分。我们将重点关注基于锂的系统，这

是增长最快、部署最广泛的类型，占市场份额的90%以上。

让我们更详细地了解一下电池储能系统(BESS)的关键组件。

2.电池系统

电池是BESS中的关键组件；它储存能量以备需要时使用。该电池由固定数量的

锂电池组成，这些锂电池在框架内串联和并联，形成一个模块。然后将模块堆叠并组

合形成电池架。电池架可以串联或并联，以达到电池储能系统所需的电压和电流。这

些机架是创建大型高功率BESS的构建块。

电池到机架的堆积情况。

电池管理系统

3.(BMS)

任何锂基储能系统都必须具有电池管理系统(BMS)。BMS是电池系统的大脑，其

主要功能是保护电池在各种运行场景下免受损坏。为了实现这一目标，BMS必须确保

电池在多个关键参数的预定范围内运行，包括充电状态(SoC)、健康状态(SOH)、电

压、温度和电流。更复杂的电池管理系统具有多层框架，可以实时监控和保护BESS

内的电池，不仅在电池级别，而且在模块、电池组和系统级别。BMS持续监控电池的

状态，并使用特定于应用的算法来分析数据、控制电池的环境并对其进行平衡。这对

于电池的热管理至关重要，有助于防止热失控。精心设计的BMS是重要的电池储能系

统组件，可确保任何锂BESS中电池的安全性和使用寿命。

BMS包括一级系统主控制器MBMS、二级电池串管理模块SBMS和三级电池监控

单元BMU,其中SBMS最多可挂载60个BMU。

4.电力转换系统(PCS)或混合逆变器

BESS内的电池系统以直流电(DC)形式存储和输送电力，而大多数电气系统和负载

则以交流电(AC)运行。因此，需要电力转换系统(PCS)或混合逆变器。这些设备比标准逆

变器更具动态性，因为它们可以双向转换电力。这意味着来自电池的直流电可以转换为

交流电以供电网或电力负载使用，并且交流电可以转换为直流电来为电池充电。这有效

地赋予了BESS充电和放电的能力。PCS具有多种模式，可根据BESS的具体应用设置

不同的充放电策略。为了使PCS或混合逆变器在BESS中发挥作用，它需要访问电池的

状态，以便知道何时充电和何时放电。例如，如果将电池的放电深度(DOD)设置为90%,

则它需要知道电池何时处于10%的充电状态(SoC)以停止放电。PCS可以通过与电池通

信来提供快速、准确的功率响应。PCS可以由预设策略、外部信号(现场仪表等)或能源

管理系统(EMS)驱动。

对于PCS,有两种类型的配置是必须了解的一一交流耦合和直流耦合。对于太阳能+

储能应用，可以在两者之间进行选择。

交流耦合是指BESS在光伏逆变器的交流侧连接到太阳能光伏系统外部。BESS有

自己的专用逆变器连接到电池。

直流耦合是指电池连接到太阳能光伏发电所在的同一直流母线，利用光伏发电和

BESS之间共享的混合逆变器。

如果说BMS是电池系统的大脑，那么控制器就是整个BESS的大脑