一、锂电储能BMS三级架构介绍
在锂电储能系统中,BMS通常采用三级架构(从控BMU、主控BCU、总控BAU),实现从电池插箱(Pack) - 簇 (Rack) - 堆(Stack) 的分级管理和控制。以下对储能系统BMS的三级架构简单进行介绍,以加深对系统方案的理解。
In the lithium battery energy storage system, the BMS usually adopts a three-level architecture (slave BMU, master BCU, and master BAU) to achieve hierarchical management and control from battery socket box (Pack) to Rack (Stack). The following is a brief introduction to the three-level architecture of the energy storage system BMS to deepen the understanding of the system scheme.
锂电储能BMS通常采用三级架构(从控、主控、总控),实现从电池插箱-簇-堆的分级管理和控制。
Lithium-ion energy storage BMS usually adopts a three-level architecture (slave control, master control, and master control) to realize the hierarchical management and control from battery plug-in box-cluster-stack.
第一级:电池管理单元(从控),一般叫做BMU(Battery Management Unit)。这一级的功能主要是实现电池单体电压、温度的采集,负责电池均衡策略的执行。信息采集经通信链路与第二级进行通信,通常采用CAN或者菊花链的通信方式。目前常见的液冷储能工商一体柜,第一级单元通常是1P48S或1P52S电池插箱。
第二级:电池簇控制管理单元(主控),通常用BCU(Battery Cluster management Unit),这一级的主要功能是实现电池簇电压、电流、电池簇绝缘信息的采集,电池组保护用接触器的控制,对第一级BMU信息的采集,电池状态(SoX)估算等。信息采集后经通信链路与第三级进行通信,通常采用CAN或者以太网(Ethernet)的通信方式。一般5个插箱或8个插箱和1个高压箱组成电池簇。
第三级:BMS系统堆级管理单元(总控),通常用BAU(Battery Array Unit)表示。这一级的主要功能是采集第二级BCU传输的信息,对信息进行存储、显示等,具备实时告警功能,具备总断路器的控制和触点反馈功能,具备与PCS、EMS和就地监控的实时通信功能。另外,BAU也实现对空调、消防等动环设备信息的透传和控制功能。BAU与EMS通常采用以太网进行通信,与PCS通常采用RS485或者CAN进行通信。通常多个簇(如9个,或12个等)组成一个电池堆,配备一套BAU,用于对该路电池簇各BMS模块进行监测控制,同时可控制该簇电气元件对储能系统进行保护。用于对该路电池簇各BCS模块进行监测控制,同时可控制该簇电气元件对储能系统进行保护。
二、系统组成简介
以主流的5MWh液冷储能集装箱为例
户外液冷储能集装箱是一个高能量密度的集成系统,由电池簇单元、电池管理单元、消防系统、照明系统、热管理系统、通风系统、电气系统等组成。
三、系统规格
四、5MW 锂电储能电站PCS系统方案书
1.1 能量转换系统介绍
能量转换系统(Power Conversion System),是用于储能电站的专业换流设备,它通过与蓄电池组和公共电网连接,主要有以下主要功能:
1)在电网负荷低谷期,将电网上的交流电能转换成直流电能,给蓄电池组充电;在电网负荷高峰期,它又将蓄电池组的直流电能转换成满足电网要求的交流电能,回馈至公共电网中去,起到移峰填谷的功能,保证电网的正常运行;
2) 提高电网质量的功能;通过监测电网的状态,并接收来自电网调度的要求或本地控制要求,向电网馈送或吸收有功,提供无功补偿等,保证电网电能的质量;
3) 离网运行(又称为孤岛运行)功能,能量转换系统还可以根据实际的需要,在满足设定要求的情况下,与主电网脱开,给本地的部分负荷提供满足电网电能质量要求的交流电能;
4) 新能源接入功能;PCS也可以根据实际的需求,接入光伏或风机,将新能源产生的电能,转换成符合电网要求的交流电能,馈送至公共电网,以缓解电网供电紧张的局面;