バッテリーエネルギー貯蔵システムの主要コンポーネントの説明

目次

この記事では、バッテリー管理システム (BMS)、電力変換システム (PCS)、コントローラー、SCADA、エネルギー管理システム (EMS) など、バッテリーエネルギー貯蔵システム (BESS) の主要コンポーネントについて詳しく説明します。各セクションでは、これらのコンポーネントの役割と機能について説明し、BESS の安全性、効率性、信頼性を確保する上での重要性を強調します。これらのシステムがどのように連携してエネルギー貯蔵と使用を最適化するかについて、総合的に理解できます。

この記事を読むことで、バッテリー エネルギー ストレージ システムを構成する重要な要素の詳細な概要が他の人にも役立ちます。提供される情報、特にバッテリー エネルギー ストレージ システムのコンポーネントに関する情報は、個人や組織が BESS ソリューションの実装と管理について十分な情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。この知識は、エネルギー効率の向上、再生可能エネルギー源の統合、エネルギー ストレージ システムの寿命と安全性の確保に不可欠です。

バッテリー管理システム(BMS)

バッテリー管理システム

バッテリー管理システム (BMS) は、あらゆる種類のバッテリーエネルギー貯蔵スペースシステム (BESS) の重要な部分です。バッテリーパックの最適な効率、安全性、長寿命を保証します。BMS の重要な機能は、監視、セキュリティ、および制御です。

BMS は、電圧、電流、温度、充電状態 (SOC) など、バッテリー セルのさまざまなパラメータを継続的に監視します。正確な監視は、セルの平衡、健全性、および健康状態を維持し、セルの損傷や寿命の短縮につながる可能性のある過充電や過放電などの問題を回避するために不可欠です。

セキュリティは、BMS のもう 1 つの重要な役割です。熱暴走、短絡、その他のさまざまな危険な問題から保護するための安全手順を実装します。これは、危険な問題が検出されたときにバッテリーをシステムから分離し、バッテリーとリンクされた機器を保護するアルゴリズムとハードウェアによって実現されます。

BMS の制御機能は、充電と放電のプロセスを管理し、安全で効率的な制限内で確実に実行されるようにします。これには、均一な充電と放電のサイクルを確保するためのセルのバランス調整が含まれます。これは、バッテリー パックの全体的な効率と容量を維持するために重要です。

さらに、BMS は電力変換システム (PCS) やエネルギー管理システム (EMS) などの他のシステム コンポーネントと連携して、バッテリー電力貯蔵システム全体の効率を最適化します。この統合された戦略により、現在の状況と需要に基づいたリアルタイムの調整が可能になり、システムの安全性と効率が向上します。

電力変換システム(PCS)またはハイブリッドインバータ

電力変換システム (PCS) は、通常ハイブリッド インバーターとも呼ばれ、バッテリー電力貯蔵システム (BESS) の重要な要素です。PCS は、バッテリーの直流 (DC) を、グリッドまたは近隣の電気システムが利用できる交流 (エアコン) に変換する役割を担っています。この変換は、貯蔵されたエネルギーを既存の電力設備に統合するために必要です。

通常の PCS には、数多くの重要なパフォーマンスが含まれます。

パフォーマンスまとめ
DCからエアコンへの変換バッテリーのDC出力をACに変換し、電力網やエアコントンに適合させます。
ACからDCへの変換エアコンをDCに変換することで、エアコンの電力からバッテリーを充電するシステムを実現します。
グリッドインタラクショングリッド電力の変化に対応し、安定性を維持しながら、グリッドとのスムーズな統合と同期を可能にします。
島の設定手順電力網から独立して稼働することで、停電時でも電力を供給します。

PCS の効率は、BESS の全体的な効率を考える上で重要な考慮事項です。現代のシステムでは、一般的に約 95 ~ 98% の変換効率が達成され、変換プロセス全体を通じてエネルギー損失が減少します。この高い効率は、エネルギー貯蔵スペース ソリューションの経済的メリットを最適化するために不可欠です。

高度なハイブリッドインバーターには、革新的な制御機能も備わっています。これらの機能には次のものが含まれます。

インテリジェント制御属性利点
トップカッティング需要が高い期間に蓄積されたエネルギーを放出することで、ピーク需要料金を最小限に抑えます。
トンの移動電力消費をオフピーク時間に変更し、低い電気料金を最大限に活用します。
規則性ポリシー需要と供給をリアルタイムで安定させることにより、電力網のセキュリティ維持に役立ちます。
電圧サポート電圧レベルを推奨範囲内に維持するための応答性の高い電力を提供します。

コンピューターは安全性と整合性においても重要な役割を果たします。コンピューターには、BESS と接続された電気システムを保護するための過電圧、過電流、短絡保護などの多数の防御装置が含まれています。さらに、最新の PCS デバイスはさまざまな環境問題で動作するように設計されており、さまざまな設定で堅牢なパフォーマンスを保証します。

AC 結合とは、BESS が PV インバータの AC 側に外部接続されている太陽光発電システムを指します。BESS には、バッテリーに接続された専用のインバータがあります。

DC 結合とは、PV と BESS で共有されるハイブリッド インバーターを利用して、バッテリーを太陽光発電が設置されているのと同じ DC バスに接続することです。

コントローラー

コントローラは、バッテリー エネルギー ストレージ システム (BESS) の不可欠な部分であり、システム全体の動作を管理する中心的要素です。コントローラは、BESS の主要コンポーネント (サブシステムと呼ばれる) を監視、制御、保護、通信、およびスケジュールします。エネルギー ストレージ システム自体のコンポーネントと通信するだけでなく、メーターや変圧器などの外部デバイスとも通信して、BESS が最適に動作するようにすることができます。コントローラには、充電中の過負荷保護や放電中の逆電力保護など、複数のレベルの保護機能があります。コントローラは、データ収集とエネルギー管理のために、サードパーティの SCADA および EMS と統合できます。

SCADA

監視制御およびデータ収集 (SCADA) システムは、バッテリー エネルギー貯蔵システム (BESS) に不可欠です。SCADA システムは広範な監視および制御機能を提供し、電力貯蔵システム全体の効率的で安全なプロセスを保証します。

SCADA は、バッテリー管理システム (BMS)、電力変換システム (PCS)、その他の補助システムなど、BESS 内の多数のサブシステムを中核に組み込んでいます。この統合により、バッテリー セルの健全性とパフォーマンスの監視、エネルギー循環の追跡、充電および放電サイクルの状態の管理に不可欠なリアルタイムのデータ取得が可能になります。

BESS における SCADA の重要な機能の 1 つは、ドライバーがシステムの状態とパフォーマンス メトリックをチェックするための中央インターフェイスを提供することです。これには、電圧、電流、温度レベル、充電状態などのパラメーターが含まれます。このデータを継続的に収集して評価することで、SCADA システムは異常を検出し、アラーム システムを起動して、潜在的な障害や無効を回避するための適切な修正活動を可能にします。

さらに、SCADA システムはリモート コントロール機能も備えており、ドライバーは中央エリアからコマンドを実行し、設定を調整できます。これは、直接介入する方が実用的である可能性がある大規模なエネルギー貯蔵設備に役立ちます。SCADA を介して、ドライバーは充電または放出サイクルを開始し、負荷を均衡させ、リアルタイムのニーズと供給の問題に基づいてエネルギー使用を最大化できます。

BESS における SCADA のもう 1 つの重要な側面は、データ ロギングと履歴評価の役割です。システム パフォーマンスの詳細なドキュメントをタイムリーに保持することにより、SCADA システムはパターン評価とメンテナンスの予測を可能にします。この履歴データは、パターンの認識、機能戦略の最適化、およびバッテリー部品の寿命の延長に不可欠です。

SCADA システムは、運用上の利点に加え、BESS のセキュリティと信頼性も向上させます。SCADA システムは、重大な障害に発展する前に潜在的な問題を特定するための高度な診断ツールとエラー検出方式を備えています。この積極的な保守およびトラブルシューティング手法により、ダウンタイムを最小限に抑え、電力貯蔵システムの継続的なアクセスを確保できます。

全体として、バッテリー エネルギー貯蔵スペース システム内での SCADA の組み合わせは、最適なパフォーマンス、信頼性、安全性を実現するために不可欠です。リアルタイム監視、リモート コントロール、データ ロギング、高度な診断を提供することで、SCADA システムは、現代の電力貯蔵ソリューションの効果的な管理において重要な役割を果たします。

EMS

電力監視システム (EMS) は、バッテリー電力貯蔵システム (BESS) にとって不可欠です。EMS はシステム全体の頭脳として機能し、多数の部品のプロセスを調整して、最適なパフォーマンス、効率、信頼性を確保します。EMS は、貯蔵システム内およびシステムとグリッドまたはその他の電源間のエネルギー フローを監視、制御、最大化する役割を担っています。

EMS の重要な機能の 1 つは、バッテリー システムの充電および放電サイクルを処理することです。これには、電気料金、需要予測、グリッド条件などの要素に基づいて、エネルギーを節約する最も効果的な時間やエネルギーを放出するタイミングを決定することが含まれます。これにより、EMS はバッテリー セルの耐久性を確保しながら、BESS の経済的メリットを最大限に活用するのに役立ちます。

EMS のもう 1 つの重要な機能は、エネルギーの供給と需要の均衡を維持することです。これは、EMS が周波数調整、電圧サポート、最適なシェービングなどのサービスを提供できるグリッド安定化などのアプリケーションで特に重要です。グリッドからのリアルタイムの情報と信号に反応することで、EMS はグリッドの安定性と信頼性の維持に役立ちます。

EMS は、太陽光や風力などの環境に優しい電源を BESS に統合する上でも重要な役割を果たします。EMS は、持続可能な発電の不規則性と間欠性を管理することにより、電力貯蔵システムが生産量が多いときに余剰電力を適切に保持し、生産量が少ないときにそれを放出できることを保証し、再生可能資源システムの全体的な効率と信頼性を高めます。

さらに、EMS には革新的なアルゴリズムと予測分析が備わっており、BESS のパフォーマンスを最適化します。これらの計算式は、履歴データ、天気予報、その他の関連情報を分析して、電力管理に関する賢明な決定を下すことができます。この予測機能により、EMS は電力需要と供給の変化に備え、対応することができ、システムの有効性と信頼性をさらに高めることができます。

EMS 機能の包括的な概要を提供するために、次の表に主要な役割と義務をまとめます。

機能まとめ
充電/放電管理バッテリーの充電と放電のタイミングと速度を最適化し、経済的利益とバッテリー寿命を最適化します。
系統安定化周波数法、電圧サポート、最適なシェービングを提供し、グリッドのセキュリティを維持します。
持続可能な統合環境に優しい電源の変動性を考慮し、効率的な電力の貯蔵と放出を保証します。
分析を予測する革新的な公式を作成して情報を評価し、電力管理に関する情報に基づいた意思決定を行います。

最後に、EMS はバッテリー エネルギー貯蔵システムの必須コンポーネントであり、システムの有効性、信頼性、および経済的実行可能性を確保する上で重要です。エネルギー循環を適切に処理し、環境に優しいソースを統合し、予測分析を活用することで、EMS は電力貯蔵システム全体の効率を最大化するのに役立ちます。

HVAC

HVAC はバッテリー ストレージ システムの不可欠な部分であり、筐体の内側と外側の間で空気を移動させることで内部環境を調整します。リチウム バッテリー システムで最適な動作温度と良好な空気分布を維持すると、バッテリー システムのサイクル寿命を延ばすことができます。適切な熱管理を行わないと、バッテリー セルが過熱し、パフォーマンスの低下、故障、さらには熱暴走につながる可能性があります。適切なタイプの HVAC システムを使用すると、BESS のパフォーマンスが向上し、バッテリー寿命が長くなります。

消火

BESS 内の消火システムは、バッテリーが温度などの安全なパラメータ内で動作することを保証する追加の保護層です。設定パラメータ外の高温に達すると、BMS は自動的にシステムをシャットダウンします。熱暴走の場合、BMS は唯一の保護層として機能することはできません。ここで消火システムが機能し、熱暴走が発生した場合に起動します。消火システムは、BESS で使用されている消火システムに応じて、ガス、煙、または熱の検出によって起動できます。消火システムが起動すると、消火システムは消火剤を放出します。消火剤は冷却剤として機能し、熱を吸収します。当社が使用する消火システムには、次のものがあります。

リチウム電池

ジャック・シン

Keheng は常に「ブランド品質、工場価格」を堅持しています。私はエンジニアとして営業チームを率いて製品の品質を管理しています。次世代の電力ソリューションを設計するには、今すぐお問い合わせください。

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「バッテリーエネルギー貯蔵システムの主要コンポーネントの説明」に関する 1 つの考え

  1. トラバートネット

    こんにちは。ちょっとお知らせしたいのですが、いくつかの写真が正しく読み込まれていません。理由はわかりませんが、リンクの問題だと思います。2 つの異なる Web ブラウザーで試してみましたが、どちらも同じ結果になりました。

コメント

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