Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS): Hướng dẫn đầy đủ về thiết kế, linh kiện, ứng dụng và an toàn
Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) lưu trữ năng lượng điện trong pin sạc và trả lại thông qua thiết bị chuyển đổi năng lượng khi địa điểm hoặc lưới điện cần. Một BESS hoàn chỉnh thường kết hợp các tế bào pin và giá đỡ, hệ thống quản lý pin (BMS), hệ thống chuyển đổi năng lượng (PCS), hệ thống quản lý năng lượng (EMS), quản lý nhiệt, bảo vệ, phát hiện hoặc giảm thiểu hỏa hoạn, đo lường và liên lạc. Sự thành công của dự án phụ thuộc vào việc phù hợp với các yêu cầu về nguồn điện, năng lượng, chu kỳ hoạt động, kết nối và an toàn-chứ không chỉ đơn giản là chọn dung lượng pin.
Đối với nhà thầu EPC hoặc nhà tích hợp hệ thống, BESS là nhà máy điện và điều khiển phối hợp. Đối với nhà phát triển dự án, đó là tài sản có giá trị phụ thuộc vào quy định điều phối, tính sẵn có, mức độ xuống cấp và khả năng tiếp cận thị trường. Đối với các nhóm mua sắm, đây là một gói-nhà cung cấp có các bảo đảm, giao diện, bằng chứng kiểm thử và nghĩa vụ dịch vụ phải phù hợp. Hướng dẫn này cung cấp một khuôn khổ kỹ thuật chung cho cả bốn khía cạnh.
Đối với các dự án yêu cầu khả năng mở rộng đằng sau bộ nhớ--đồng hồ đo, hãy xem lại SINELINKhệ thống lưu trữ năng lượng thương mại và công nghiệpđể so sánh các danh mục nền tảng có sẵn.
Những bài học quan trọng dành cho các nhóm dự án
- Xác định trường hợp sử dụng và hồ sơ vận hành trước khi chọn kW hoặc kWh.
- Coi PCS, BMS, EMS, bảo vệ, quản lý nhiệt và truyền thông như một hệ thống tích hợp.
- Đánh giá năng lượng sử dụng ở điều kiện yêu cầu chứ không chỉ riêng công suất bảng tên.
- Xác nhận các yêu cầu về lưới điện, điện, tòa nhà và cứu hỏa tại địa phương với cơ quan có thẩm quyền liên quan (AHJ).
- Đưa ra bằng chứng an toàn, quyền sở hữu giao diện, bảo hành và kiểm tra nghiệm thu rõ ràng trong tài liệu mua sắm.
Trên trang này
- Hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) là gì?
- Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin hoạt động như thế nào?
- Các thành phần BESS cốt lõi: Pin, BMS, PCS, EMS và Cân bằng hệ thống
- Thiết kế và định cỡ BESS: Từ trường hợp sử dụng đến hiệu suất được đảm bảo
- Ứng dụng hệ thống lưu trữ năng lượng pin cho các dự án thương mại, công nghiệp và lưới điện
- An toàn BESS: Tiêu chuẩn, Kiểm soát rủi ro thoát nhiệt và dự án
- Cấu trúc tủ, thùng chứa và trung bình-Cấu trúc BESS điện áp
- Danh sách kiểm tra mua sắm BESS dành cho EPC, Nhà phát triển và Nhà tích hợp
- Vòng đời dự án BESS: Kỹ thuật, Thử nghiệm, Vận hành và O&M
- Những lỗi thiết kế và mua sắm BESS thường gặp
- Câu hỏi thường gặp về hệ thống lưu trữ năng lượng pin
- Phần kết luận
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) là gì?
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin là một tổ hợp nhận năng lượng điện, chuyển đổi và lưu trữ năng lượng điện hóa, sau đó cung cấp năng lượng điện cho tải hoặc lưới điện. Các dự án BESS cố định bao gồm từ hệ thống--công tơ nhỏ gọn cho đến lắp đặt tủ, thùng chứa và khối nguồn-được kết nối ở điện áp thấp hoặc trung bình.

Tổng quan về hệ thống BESS từ lưới đến ắc quy và phụ tải
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin là một tổ hợp nhận năng lượng điện, chuyển đổi và lưu trữ năng lượng điện hóa, sau đó cung cấp năng lượng điện cho tải hoặc lưới điện. Các dự án BESS cố định bao gồm từ hệ thống--công tơ nhỏ gọn cho đến lắp đặt tủ, thùng chứa và khối nguồn-được kết nối ở điện áp thấp hoặc trung bình.
Pin chỉ là một hệ thống con. Nhà máy được giao cũng cần chuyển đổi hai chiều, điều khiển, bảo vệ, nguồn điện phụ trợ, thông tin liên lạc và lắp đặt vật lý an toàn. Sự khác biệt này rất quan trọng trong quá trình đấu thầu: không thể so sánh trực tiếp giá giá pin với giá BESS hoàn chỉnh, được ủy quyền.
BESS, ESS và ngân hàng pin: sự khác biệt là gì?
|
Thuật ngữ |
Ý nghĩa thực tiễn |
Ý nghĩa mua sắm |
|
ESS |
Danh mục rộng bao gồm các công nghệ lưu trữ năng lượng, bao gồm pin, nhiệt, cơ học và các phương pháp khác. |
Xác nhận công nghệ lưu trữ và ranh giới toàn hệ thống. |
|
BESS |
Một hệ thống lưu trữ năng lượng có phương tiện lưu trữ là pin sạc. |
Chỉ định các ô thông qua giao diện lưới/tải, các điều khiển và phụ trợ. |
|
Ngân hàng / giá đỡ pin |
Các mô-đun pin được kết nối để cung cấp điện áp và năng lượng DC. |
Không phải là BESS hoàn chỉnh; PCS, điều khiển, bảo vệ và cân bằng hệ thống có thể bị loại trừ. |
|
Khối nguồn |
Một nhóm lặp lại của pin, PCS và thường là máy biến áp/thiết bị đóng cắt. |
Hữu ích cho tiện ích mô-đun hoặc thiết kế C&I lớn; xác nhận phạm vi bao gồm chính xác. |
Cấu hình được ghép nối AC{0}}và DC{1}}

AC{0}}được ghép nối VS DC-được ghép nối
Trong hệ thống ghép nối AC, pin có PCS riêng và kết nối ở phía AC. Điều này có thể đơn giản hóa công việc trang bị thêm và cho phép hoạt động độc lập của quang điện và lưu trữ. Trong hệ thống lưu trữ DC-năng lượng mặt trời{4}}cộng với-kết hợp DC, pin mặt trời và pin dùng chung kiến trúc phía DC-trước khi chuyển đổi sang AC. Điều này có thể làm giảm các bước chuyển đổi đối với năng lượng mặt trời được lưu trữ nhưng yêu cầu sự phối hợp-điện áp, bảo vệ và điều khiển cẩn thận..
Khớp nối AC thường hấp dẫn để trang bị thêm và vận hành độc lập linh hoạt; Khớp nối DC có thể hấp dẫn khi việc thu năng lượng mặt trời ở phía DC là trọng tâm của thiết kế. Cả hai đều không tốt hơn. Lựa chọn chính xác phụ thuộc vào tài sản hiện có, giới hạn kết nối, cơ hội cắt giảm hoặc cắt giảm, chế độ vận hành, biện pháp kiểm soát và tính kinh tế của vòng đời.
Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin hoạt động như thế nào?
Trong quá trình sạc, PCS chuyển đổi nguồn điện xoay chiều từ lưới điện hoặc nguồn điện tại chỗ thành nguồn DC phù hợp với ắc quy. BMS giám sát các điều kiện của tế bào và mô-đun cũng như truyền đạt các giới hạn hoạt động. EMS quyết định thời điểm và số lượng sạc hoặc xả, dựa trên trường hợp sử dụng, biểu giá, dự báo, tải trọng địa điểm, lệnh lưới điện và yêu cầu dự trữ. Trong quá trình xả, PCS chuyển đổi nguồn DC của pin thành nguồn AC được kiểm soát.
- Đo lường: đồng hồ đo và cảm biến nắm bắt tải, thế hệ, điện áp, tần số, nhiệt độ và trạng thái hệ thống.
- Quyết định: EMS áp dụng mục tiêu điều phối và các ràng buộc vận hành.
- Ủy quyền: BMS tính toán giới hạn sạc và xả an toàn; kiểm tra logic bảo vệ cho phép.
- Chuyển đổi: PCS điều khiển dòng điện hai chiều và đồng bộ hóa lưới điện.
- Xác minh: giám sát hồ sơ hiệu suất, cảnh báo, trạng thái sạc và dữ liệu sự kiện cho hoạt động và bằng chứng bảo hành.
Công suất, năng lượng và thời gian
Công suất (kW hoặc MW) là tốc độ hệ thống sạc hoặc xả. Năng lượng (kWh hoặc MWh) là lượng được lưu trữ hoặc phân phối. Thời lượng thường được biểu thị bằng năng lượng chia cho công suất phóng điện định mức. Hệ thống 1 MW / 2 MWh về danh nghĩa là hệ thống hai- giờ ở công suất định mức, trước khi áp dụng các giới hạn-trạng thái{7}}phí-có thể sử dụng, tổn thất chuyển đổi, hiệu ứng nhiệt độ, mức tiêu thụ phụ trợ và mức cho phép suy giảm.
Thời lượng BESS (giờ)=năng lượng sử dụng được (kWh) ÷ công suất phóng điện (kW). Sử dụng năng lượng có thể sử dụng, được đảm bảo ở các điều kiện vận hành đã xác định-không chỉ năng lượng trên bảng tên-để đánh giá xem có thể đáp ứng thời gian xả cần thiết hay không.
Các thành phần BESS cốt lõi: Pin, BMS, PCS, EMS và Cân bằng hệ thống
Đối với kỹ thuật dây dẫn DC và AC, hãy sử dụngHướng dẫn lựa chọn cáp BESSđể kiểm tra điện áp, độ khuếch đại, sụt áp, khả năng chịu lỗi và khả năng tương thích đầu cuối.
Để biết phần giải thích dành riêng cho thành phần-theo-thành phần, hãy đọcCác thành phần BESS được giải thíchbao gồm phần cứng pin, BMS, PCS, EMS, hệ thống nhiệt và cân bằng hệ thống.
|
Hệ thống con |
Chức năng chính |
Các câu hỏi đặc điểm kỹ thuật chính |
|
Tế bào, mô-đun và giá đỡ |
Lưu trữ năng lượng DC. |
Hoá học; năng lượng có thể sử dụng; cửa sổ điện áp; phạm vi nhiệt độ; suy thoái; truy xuất nguồn gốc. |
|
BMS |
Giám sát các ô/mô-đun, ước tính SOC/SOH, cân bằng các ô và thực thi các giới hạn về pin. |
Hệ thống phân cấp; lấy mẫu; logic lỗi; an ninh mạng; Giao diện PCS; lưu giữ dữ liệu. |
|
CÁI/biến tần |
Chuyển đổi nguồn điện hai chiều và điều khiển đầu ra AC. |
Đánh giá sức mạnh; quá tải; bản đồ hiệu quả; mã lưới; lỗi xảy ra-; sóng hài; công suất phản kháng. |
|
EMS / bộ điều khiển nhà máy |
Tối ưu hóa việc điều phối và điều phối các mục tiêu của địa điểm/lưới. |
Thuật toán; đo sáng; dự báo; giao thức bên ngoài; không đạt-chế độ an toàn; API; quyền sở hữu logic. |
|
Quản lý nhiệt |
Duy trì các thành phần trong giới hạn nhiệt độ hoạt động. |
Làm mát bằng không khí/chất lỏng; dư thừa; thiết kế môi trường xung quanh; tải ký sinh; phát hiện rò rỉ; BẢO TRÌ. |
|
Bảo vệ và thiết bị chuyển mạch |
Phát hiện và cách ly các sự cố về điện. |
cách ly DC/AC; phối hợp; tia sáng hình cung-; nối đất; giám sát cách điện; dừng khẩn cấp. |
|
An toàn cháy nổ và gas |
Phát hiện các điều kiện bất thường và hỗ trợ giảm thiểu rủi ro. |
Mã áp dụng; phát hiện; thông gió; chiến lược giảm bớt-gas; bằng chứng thử nghiệm lan truyền; kế hoạch khẩn cấp. |
|
Thiết bị máy biến áp và MV |
Phù hợp với điện áp lưới và cung cấp khả năng chuyển mạch/bảo vệ. |
Nhóm vectơ; trở kháng; tổn thất; sóng hài; rơ le; yêu cầu tiện ích. |
|
SCADA và truyền thông |
Cung cấp giám sát, lệnh, báo động và hồ sơ. |
Giao thức; đồng bộ hóa thời gian; truy cập từ xa; an ninh mạng; quyền sở hữu dữ liệu; dư thừa. |
|
Hệ thống phụ trợ |
Hệ thống điện làm mát, điều khiển, chiếu sáng và an toàn. |
Nguồn dịch vụ trạm; hỗ trợ; nhu cầu bắt đầu-màu đen; kế toán năng lượng phụ trợ. |
Để tích hợp C&I điện áp cao-chính thống, hãy xem lạiHệ thống pin điện áp cao{1}}1000Vnền tảng và xác nhận cửa sổ hoạt động của nó với PCS đã chọn.
Đối với cấu trúc lớp 1500V{1}}lớn hơn, hãy so sánhNền tảng pin điện áp cao-1331Vvới các yêu cầu về điện áp, dòng điện và bảo vệ của dự án.

Lựa chọn hóa học pin
Lựa chọn hóa học nên xem xét hành vi an toàn, mật độ năng lượng, công suất, phạm vi nhiệt độ, chu kỳ và lịch lão hóa, chuỗi cung ứng, trải nghiệm dịch vụ, yêu cầu vận chuyển và-các kế hoạch cuối đời. Lithium sắt photphat (LFP) được sử dụng rộng rãi trong kho lưu trữ cố định, nhưng chỉ riêng tên hóa học không xác định được độ an toàn hoặc tuổi thọ của hệ thống. Chất lượng tế bào, thiết kế cơ khí, quản lý nhiệt, giới hạn BMS, kiểm soát sản xuất và điều kiện lắp đặt vẫn là yếu tố quan trọng.
Các tài liệu mua sắm nên yêu cầu bằng chứng ở cấp độ tế bào, mô-đun, giá đỡ và hệ thống. Tránh chuyển đổi báo cáo thử nghiệm hoặc chứng chỉ thành tuyên bố chung chung rằng mọi cấu hình dự án đều tuân thủ; cấu hình đã cài đặt, quyền tài phán và vấn đề phiên bản áp dụng.
Thiết kế và định cỡ BESS: Từ trường hợp sử dụng đến hiệu suất được đảm bảo
Để có quy trình tính toán đầy đủ, hãy sử dụngHướng dẫn định cỡ BESSđể chuyển đổi dữ liệu khoảng thời gian, công suất, thời lượng, tổn thất và suy giảm thành kW và kWh được đảm bảo.
Bắt đầu định cỡ BESS bằng cấu hình chuỗi thời gian-và mục tiêu hoạt động đã xác định. Xác định công suất cần thiết từ nhu cầu được kiểm soát cao nhất hoặc dịch vụ lưới điện, xác định năng lượng có thể sử dụng từ thời lượng và công suất, sau đó bổ sung các mức cho phép đối với giới hạn SOC vận hành, tổn thất chuyển đổi, tải phụ, nhiệt độ, tính khả dụng và suy giảm. Xác thực kết quả thông qua mô phỏng và lịch biểu hiệu suất-được đảm bảo.
Bước 1: xác định trường hợp sử dụng và phạm vi hoạt động
Một thiết kế khả thi bắt đầu bằng một triết lý hoạt động được viết ra. Nêu rõ liệu hệ thống có thực hiện loại bỏ thời điểm cao điểm hay không, thời gian-chuyển đổi-sử dụng, mức tiêu thụ năng lượng mặt trời-, dự phòng, hỗ trợ lưới điện siêu nhỏ, thu thập lượng cắt giảm, dịch vụ công suất hoặc các dịch vụ phụ trợ. Nếu doanh thu được xếp chồng lên nhau, hãy xác định mức độ ưu tiên và xung đột. Ví dụ: khoản dự trữ dự phòng làm giảm năng lượng sẵn có cho hoạt động kinh doanh chênh lệch giá hàng ngày.
- Dữ liệu tải và tạo địa điểm ở một khoảng thời gian phù hợp, tốt nhất là trong một năm đại diện.
- Quy tắc thuế quan, nhu cầu{0}}phí, giới hạn xuất khẩu và yêu cầu điều phối thị trường.
- Công suất tải quan trọng, dòng điện khởi động và thời gian dự phòng cần thiết.
- Các yêu cầu về điện áp kết nối lưới, mức độ-ngắn mạch, bảo vệ tiện ích và chất lượng-nguồn điện.
- Nhiệt độ môi trường xung quanh, độ cao, độ ẩm, bụi, ăn mòn, lũ lụt, hạn chế địa chấn và âm thanh.
- Yêu cầu về thời gian hoạt động, tính khả dụng, thông lượng bảo hành và công suất-kết thúc{1}}vòng đời.
Bước 2: tính công suất và năng lượng sử dụng được
Đối với việc cạo râu vào thời điểm cao điểm, công suất bị ảnh hưởng bởi sự khác biệt giữa mức cao nhất của cơ sở không được kiểm soát và giới hạn nhập khẩu mục tiêu; năng lượng là diện tích giữa đường cong tải và mục tiêu trong khoảng thời gian được kiểm soát. Để dự phòng, nguồn điện phải hỗ trợ các tải tới hạn trùng khớp và các nhu cầu nhất thời; năng lượng phải đảm bảo quyền tự chủ cần thiết, tính đến chiến lược phát triển tải và khởi động lại.
|
Mục định cỡ |
Biểu hiện khái niệm |
Ghi chú kỹ thuật |
|
Thời lượng danh nghĩa |
Năng lượng sử dụng ` năng lượng xả |
Nêu rõ công suất tham chiếu và điều kiện vận hành. |
|
Năng lượng cung cấp cần thiết |
Tải hoặc phục vụ năng lượng qua cửa sổ điều phối |
Sử dụng dữ liệu chuỗi thời gian-; bao gồm các hạn chế phục hồi/nạp tiền. |
|
Năng lượng cài đặt |
Năng lượng được cung cấp cần thiết ÷ các hệ số phân số sẵn có/hiệu quả/có thể sử dụng được{0}}kết hợp |
Áp dụng các yếu tố một cách minh bạch; không ẩn tất cả lợi nhuận trong một tỷ lệ phần trăm. |
|
Yêu cầu cuối đời |
Bắt đầu-của-công suất sống được điều chỉnh theo mức độ suy giảm hoặc tăng cường được bảo đảm |
Xác định năm, chu kỳ/công suất, nhiệt độ và phương pháp thử nghiệm. |
|
sức mạnh PCS |
Yêu cầu về trang web/dịch vụ{0}}liên tục và ngắn hạn |
Kiểm tra mức suy giảm xung quanh, công suất phản kháng, tình trạng quá tải và dải điện áp-lưới điện. |
Bước 3: mất mô hình, xuống cấp và sẵn sàng
Hiệu suất-của chuyến đi khứ hồi không phải là một con số chung duy nhất. Nó phụ thuộc vào mức công suất, điện áp, nhiệt độ, thiết bị phụ trợ, ranh giới đo đếm và liệu có bao gồm tổn thất máy biến áp hay không. Yêu cầu đường cong hiệu suất và xác định ranh giới đo lường được đảm bảo. Lập mô hình lịch lão hóa và chu kỳ riêng biệt, sử dụng cửa sổ SOC dự định, độ sâu xả, nhiệt độ và thông lượng. Đối với các dự án-có tuổi thọ lâu dài, hãy so sánh việc tăng quy mô quá mức với việc tăng cường theo kế hoạch.
Các giả định về tính khả dụng cần phân biệt giữa bảo trì theo lịch trình, ngừng hoạt động bắt buộc, ngừng hoạt động lưới điện và cắt giảm nguồn điện bên ngoài. Xác định xem tình trạng nguồn điện một phần-có được tính là khả dụng hay không. Những định nghĩa này thuộc về bảo đảm hiệu suất, không chỉ trong mô hình tài chính.
Bước 4: xác nhận tích hợp điện và điều khiển
Xác minh cửa sổ điện áp pin so với phạm vi hoạt động của PCS DC trên SOC và nhiệt độ. Kiểm tra định mức dòng điện, cáp và thanh cái tối đa, bảo vệ DC, phương pháp nối đất và giám sát cách điện. Về phía AC, các nghiên cứu về dòng tải hoàn chỉnh, ngắn mạch-, phối hợp bảo vệ, sóng hài, nối đất và tia chớp hồ quang-nếu có. Ma trận trách nhiệm của EMS, PCS và BMS phải xác định mọi trạng thái lệnh, giới hạn, cảnh báo, cho phép và dự phòng.
Các dự án yêu cầu tương tác tích cực với tiện ích có thể xem xét SINELINKbộ lưu trữ pin được kết nối lưới-giải pháp làm điểm khởi đầu cho cuộc thảo luận kỹ thuật.
Đối với các kết nối công nghiệp quy mô- megawatt,ESS công nghiệp trung thế{0}}điện ápcó thể làm giảm thời gian chạy cáp điện áp thấp-dài, tùy thuộc vào các nghiên cứu về tiện ích và bảo vệ.
Ứng dụng hệ thống lưu trữ năng lượng pin cho các dự án thương mại, công nghiệp và lưới điện
Đối với khung ứng dụng tập trung vào cơ sở-, hãy tiếp tục đếnHướng dẫn thực hành C&I BESS.
Quản lý nhu cầu và cạo râu cao điểm
Phương pháp tính toán và điều khiển chi tiết được trình bày trongHướng dẫn cạo đỉnh BESS.
BESS phía sau-đồng hồ đo{1}} có thể xả khi nhu cầu về cơ sở đạt đến ngưỡng kinh tế hoặc theo hợp đồng. Bộ điều khiển phải dự đoán các mức đỉnh, duy trì đủ SOC và tránh tạo ra đỉnh bật lại sau này trong khi sạc lại. Tính khả thi phụ thuộc vào cơ cấu biểu giá và độ rộng, tần suất cũng như khả năng dự đoán của các đỉnh phụ tải.
Đối với các ứng dụng kiểm soát phí-theo yêu cầu, hãy xem lạihệ thống pin cạo râu đỉnh caovà xác thực cấu hình dựa trên hồ sơ tải cơ sở.
Thời gian--sử dụng dịch chuyển và chênh lệch năng lượng
Hệ thống sẽ tính phí trong khoảng thời gian-chi phí thấp hơn và xả thải trong khoảng thời gian-chi phí cao hơn. Giá trị ròng phụ thuộc vào chênh lệch giá sau tổn thất chuyển đổi, năng lượng phụ trợ, chi phí suy thoái, tác động đến nhu cầu và hạn chế xuất khẩu. Các mô hình tài chính nên sử dụng các giới hạn gửi đi và điều khoản bảo hành thực tế thay vì các giả định-có tầm nhìn xa hoàn hảo.
Tự tiêu thụ năng lượng mặt trời, cắt giảm và thu hồi
Khớp nối và điều khiển tích hợp được giải thích tronghướng dẫn lưu trữ năng lượng mặt trời-cộng với-.
Việc lưu trữ có thể chuyển sản xuất năng lượng mặt trời dư thừa sang các giai đoạn có nhu cầu sau này, duy trì xuất khẩu dưới giới hạn kết nối hoặc thu hồi năng lượng lẽ ra sẽ bị cắt giảm. Thiết kế nên mô hình hóa quá trình sản xuất quang điện theo mùa, tải trọng cơ sở, quy tắc xuất khẩu, khớp nối DC/AC, cơ hội nạp lại và giá trị cạnh tranh của công suất dự trữ.
Nguồn điện dự phòng và lưới điện siêu nhỏ
Thiết kế dự phòng yêu cầu nhiều hơn mức đủ kWh. Hệ thống phải thiết lập hoặc tuân theo tham chiếu điện áp và tần số, cách ly an toàn với tiện ích, khởi động hoặc hỗ trợ các tải lớn và phối hợp với máy phát điện và các nguồn tái tạo. Xác nhận khả năng khởi động đen, trình tự truyền, loại bỏ tải và logic khởi động lại thông qua các thử nghiệm chức năng.
Dịch vụ lưới và hỗ trợ mạng
Tùy thuộc vào các quy định của thị trường và sự chấp thuận kết nối, BESS có thể cung cấp đáp ứng tần số, công suất phản kháng, kiểm soát độ dốc, công suất hoặc giảm tắc nghẽn. Hợp đồng thương mại phải điều chỉnh độ chính xác của phản hồi, đo từ xa, tính khả dụng,-quản lý{2}}trạng thái tính phí và hình phạt về hiệu suất với các biện pháp kiểm soát kỹ thuật.
An toàn BESS: Tiêu chuẩn, Kiểm soát rủi ro thoát nhiệt và dự án
Để xem xét các mối nguy hiểm và tiêu chuẩn chuyên dụng, hãy sử dụngHướng dẫn an toàn BESSe.
An toàn BESS đạt được thông qua kiểm soát rủi ro theo lớp: cấu trúc hệ thống và tế bào phù hợp; giới hạn BMS được xác nhận; bảo vệ và cách ly điện; quản lý nhiệt; phát hiện lỗi và tắt khí; đánh giá rủi ro cháy, nổ; cấu hình cài đặt đã được thử nghiệm; lập kế hoạch khẩn cấp; vận hành thử; và vận hành và bảo trì có kỷ luật. Chỉ một chứng chỉ hoặc thiết bị ngăn chặn không phải là một chiến lược an toàn hoàn chỉnh.
Các loại nguy hiểm chính
- Điện: sốc, phóng điện hồ quang, đoản mạch, hỏng cách điện, lỗi nối đất và năng lượng DC được lưu trữ.
- Nhiệt và cháy: quá nhiệt, hỏng tế bào bên trong, thoát nhiệt và lan truyền.
- Khí và nổ: khí thoát ra dễ cháy hoặc độc hại, tích tụ và bốc cháy.
- Cơ học và môi trường: va đập, tải trọng địa chấn, lũ lụt, nước xâm nhập, ăn mòn và nhiệt độ khắc nghiệt.
- Kiểm soát và mạng: các lệnh không an toàn, mất liên lạc, lỗi cảm biến và truy cập từ xa trái phép.
- Vòng đời: hư hỏng khi vận chuyển, lỗi lắp đặt, bảo trì, thiết bị hư hỏng, năng lượng bị mắc kẹt và ngừng hoạt động.
Tiêu chuẩn và mã: cách sử dụng chúng một cách chính xác
|
Thẩm quyền giải quyết |
Vai trò trong một dự án |
Hạn chế quan trọng |
|
IEC 62933-5-1:2024 |
Những cân nhắc chung về an toàn, xác định mối nguy hiểm, đánh giá và giảm thiểu rủi ro đối với-EES tích hợp lưới. |
Áp dụng theo các yêu cầu cụ thể về công nghệ và địa phương. |
|
IEC 62933-5-2:2020 |
Yêu cầu an toàn đối với-EES điện hóa tích hợp trong lưới trong suốt vòng đời. |
Xác nhận phiên bản hiện tại và khả năng áp dụng dự án. |
|
IEC 62619 |
Yêu cầu an toàn đối với pin và pin lithium thứ cấp công nghiệp. |
Phạm vi ô/pin không thay thế việc đánh giá toàn bộ-hệ thống hoặc cài đặt. |
|
UL 9540 |
Tiêu chuẩn an toàn cho hệ thống và thiết bị lưu trữ năng lượng. |
Phạm vi liệt kê và vấn đề cấu hình chính xác. |
|
UL 9540A |
Phương pháp thử nghiệm đánh giá hành vi lan truyền lửa- do nhiệt. |
Đây là một phương pháp thử nghiệm, không phải là chứng nhận hệ thống độc lập hoặc phê duyệt lắp đặt chung. |
|
NFPA 855 |
Tiêu chuẩn lắp đặt cho ESS cố định tại Hoa Kỳ. |
Việc thông qua và sửa đổi khác nhau; phối hợp với AHJ và các quy tắc xây dựng/cứu hỏa/điện hiện hành. |
|
IEEE 1547/mã lưới địa phương |
Yêu cầu về kết nối và khả năng tương tác đối với các nguồn năng lượng phân tán. |
Các yêu cầu về thẩm quyền và tiện ích hiện hành sẽ chi phối. |
|
Sổ tay hướng dẫn kiểm tra và tiêu chí của Liên hợp quốc, 38.3 |
Thử nghiệm vận chuyển cho pin và pin lithium. |
Tuân thủ vận chuyển không phải là bằng chứng về sự an toàn khi lắp đặt cố định. |
Lưu ý nguồn: xác minh phiên bản đã được thông qua, các sai lệch theo quốc gia và các yêu cầu-cụ thể của dự án tại thời điểm thiết kế. AHJ, tiện ích, công ty bảo hiểm và dịch vụ cứu hỏa có thể yêu cầu tài liệu ngoài giấy chứng nhận thiết bị.
Sự thoát nhiệt: phòng ngừa, phát hiện và giảm thiểu
Sự thoát nhiệt là một quá trình hư hỏng tự tạo ra nhiệt-tăng tốc{1}}. Các nhóm dự án trước tiên nên tập trung vào việc ngăn chặn các điều kiện bất thường và hạn chế sự lây lan, sau đó đến việc phát hiện, thông gió, phân tách, ứng phó khẩn cấp và giảm thiểu hậu quả. Chiến lược đúng đắn phụ thuộc vào hóa học, vỏ bọc, công suất năng lượng, cách sắp xếp địa điểm và quyền tài phán.
- Phòng ngừa: tế bào đủ tiêu chuẩn, kiểm soát sản xuất, giới hạn điện bảo toàn, tính đồng nhất nhiệt và cách ly lỗi.
- Phát hiện sớm: phân tích điện áp và nhiệt độ tế bào, phát hiện khói/nhiệt và, nếu hợp lý, phát hiện{{0}khí.
- Kiểm soát lan truyền: các rào chắn mô-đun và giá đỡ, khoảng cách, thiết kế vỏ bọc và bằng chứng từ thử nghiệm đại diện.
- Quản lý hậu quả: kiểm soát thông gió hoặc đốt lửa khi cần thiết, cân nhắc việc thoát nước/ngăn chặn, các thủ tục tiếp cận và khẩn cấp.
- Khôi phục: cách ly, giám sát quá trình kích hoạt lại,-xử lý thiết bị bị hư hỏng và quay lại-quy trình{2}}bảo trì được ghi lại.

Lập kế hoạch địa điểm và ứng phó khẩn cấp
Bố trí phải đảm bảo lối vào, lối ra, khoảng cách làm việc, lối vào chữa cháy và khoảng cách cần thiết. Đánh giá các tòa nhà lân cận, đường bất động sản, khu vực chiếm đóng, cửa hút gió, mức độ lũ lụt và tác động của phương tiện. Trước khi cấp điện, hãy cung cấp sơ đồ địa điểm, điểm cách ly, mối nguy hiểm, thông tin liên hệ và quy trình ứng phó cho những người ứng cứu liên quan. Kế hoạch khẩn cấp cần giải quyết vấn đề ngừng hoạt động, thiết bị hư hỏng, năng lượng bị mắc kẹt và khả năng xảy ra cháy trở lại.
Cấu trúc tủ, thùng chứa và trung bình-Cấu trúc BESS điện áp
|
Ngành kiến trúc |
Điểm mạnh điển hình |
Sự cân bằng-chính |
|
Tủ ngoài trời |
Triển khai mô-đun; phù hợp với nhiều địa điểm C&I; sự mở rộng gia tăng. |
Nhiều điểm kết nối trường hơn; khoảng cách và khả năng tiếp cận dịch vụ; tích hợp cấp độ trang web. |
|
BESS được đóng gói |
Tích hợp nhà máy; khối năng lượng lặp lại; phù hợp với các dự án lớn hơn. |
Vận chuyển và nâng hạ; chiến lược truy cập nội bộ; phân tích thông gió/lửa; hậu cần thay thế. |
|
Phòng pin trong nhà |
Có thể sử dụng cơ sở hạ tầng xây dựng hiện có và môi trường được kiểm soát. |
Các hạn chế về xây dựng/phòng cháy, thông gió, lối ra, tải trọng kết cấu và trang bị thêm. |
|
Khối tích hợp điện áp trung bình- |
Giảm thời gian chạy cáp điện áp thấp-dài và hỗ trợ kết nối quy mô MW{1}}. |
Bảo vệ, giao diện máy biến áp/thiết bị đóng cắt, phối hợp tiện ích và bảo trì chuyên môn. |
|
Tủ pin được làm mát bằng chất lỏng- |
Kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ hơn và mật độ đóng gói cao hơn trong nhiều thiết kế. |
-Độ phức tạp của vòng lặp làm mát, phát hiện rò rỉ, năng lượng bơm và khả năng bảo trì. |
Các địa điểm có nhiệt độ môi trường cao hoặc yêu cầu đóng gói dày đặc có thể đánh giátủ ắc quy công nghiệp được làm mát bằng chất lỏng-đồng thời xác nhận nhu cầu dịch vụ và dự phòng làm mát.
Đối với các ứng dụng gia đình nhỏ hơn, hãy xem SINELINK'sgiải pháp năng lượng dân dụngthay vì áp dụng trực tiếp kiến trúc C&I.
Danh sách kiểm tra mua sắm BESS dành cho EPC, Nhà phát triển và Nhà tích hợp
Đấu thầu BESS có thể so sánh xác định ranh giới hệ thống, hồ sơ vận hành, nguồn điện được đảm bảo và năng lượng có thể sử dụng, cơ sở suy giảm, định nghĩa về tính sẵn có, ranh giới đo lường hiệu suất, bằng chứng kiểm tra và an toàn, trách nhiệm giao diện, kiểm tra chấp nhận, biện pháp bảo hành, phụ tùng, phản hồi dịch vụ và nghĩa vụ-cuối{1}}tuổi thọ.
Yêu cầu tối thiểu-cho-gói đề xuất
- Dữ liệu trang web và ứng dụng:-sơ đồ đường đơn, cấu hình tải/PV, dữ liệu lưới, các ràng buộc về môi trường và dân dụng.
- Đặc tả chức năng: trường hợp sử dụng, chế độ vận hành, logic ưu tiên, dự trữ, thời gian phản hồi và các yêu cầu-điều khiển từ xa.
- -lịch trình hiệu suất được đảm bảo: công suất, năng lượng có thể sử dụng, hiệu suất, tải phụ, tính khả dụng, độ suy giảm và tiếng ồn ở các điều kiện xác định.
- Ma trận tuân thủ: các tiêu chuẩn, quy tắc, chứng chỉ hiện hành, báo cáo thử nghiệm và những sai lệch-cụ thể của dự án.
- Ma trận phạm vi: pin, PCS, máy biến áp, thiết bị đóng cắt, EMS/SCADA, hệ thống cáp, công trình dân dụng, lắp đặt, vận hành và thử nghiệm tiện ích.
- Dịch vụ vòng đời: đào tạo, phụ tùng, hỗ trợ phần mềm, cập nhật an ninh mạng, bảo trì phòng ngừa, thời gian phản hồi và nâng cấp.
Các tài liệu cần yêu cầu trước khi trao giải
|
Tài liệu |
Tại sao nó quan trọng |
Đánh giá chủ sở hữu |
|
Bảng dữ liệu kỹ thuật và đường cong hiệu suất |
Xác nhận xếp hạng về điện áp, nhiệt độ và tải. |
Kỹ sư điện + lưu trữ |
|
Bản vẽ-đường đơn và giao diện |
Xác định ranh giới thiết bị và kết nối. |
EPC / nhà tích hợp |
|
Giấy chứng nhận và báo cáo thử nghiệm đầy đủ |
Xác nhận phạm vi, mô hình và cấu hình đằng sau các tuyên bố tuân thủ. |
Kỹ sư tuân thủ / cứu hỏa |
|
Phân tích mối nguy và khái niệm an toàn |
Hiển thị các mối nguy hiểm, biện pháp kiểm soát và rủi ro tồn tại đã được xác định. |
Kỹ sư của chủ sở hữu / giao diện AHJ |
|
Danh sách tín hiệu EMS/BMS/PCS |
Ngăn chặn những khoảng trống trong điều khiển, cảnh báo và giới hạn. |
Kỹ sư điều khiển |
|
Bảo hành và đảm bảo hiệu suất |
Điều chỉnh các biện pháp khắc phục phù hợp với mô hình tài chính và chu kỳ nghĩa vụ. |
Nhà phát triển + pháp lý + kỹ thuật |
|
FAT/SAT và kế hoạch vận hành |
Làm cho sự chấp nhận có thể đo lường được trước khi giao hàng. |
EPC + chủ sở hữu |
|
Kế hoạch vận hành & bảo trì, trường hợp khẩn cấp và ngừng hoạt động |
Hỗ trợ vận hành và lập ngân sách vòng đời an toàn. |
Người quản lý tài sản / HSE |
Các câu hỏi bộc lộ rủi ro thương mại tiềm ẩn
- Ở ranh giới đo lường và điều kiện vận hành nào thì công suất, năng lượng và hiệu suất được đảm bảo?
- Các giả định về cấu hình vận hành, nhiệt độ và thông lượng nào hỗ trợ cho việc bảo hành xuống cấp?
- Những thành phần và phiên bản phần mềm nào có trong báo cáo chứng nhận hoặc thử nghiệm?
- Ai sở hữu sự tích hợp giữa BMS, PCS, EMS, bộ điều khiển nhà máy và SCADA tiện ích?
- Việc ngừng hoạt động một phần, tiêu thụ phụ trợ và bảo trì định kỳ trong tình trạng sẵn có được xử lý như thế nào?
- Điều gì xảy ra nếu pin, mô-đun, biến tần hoặc bộ điều khiển thay thế cần thiết bị ngừng sử dụng?
- Những biện pháp kiểm soát an ninh mạng, phương thức truy cập{0}}từ xa, quyền dữ liệu và nghĩa vụ cập nhật nào được áp dụng?
- Những thử nghiệm hiện trường nào chứng minh từng chế độ vận hành và khóa liên động an toàn trước khi được nghiệm thu?
Lập kế hoạch cho một dự án C&I hoặc lưu trữ công nghiệp? Gửi cho SINELINK hồ sơ tải của bạn, công suất và thời lượng mục tiêu, điện áp lưới, điều kiện địa điểm và các tiêu chuẩn bắt buộc. Nhóm của chúng tôi có thể giúp cấu trúc danh sách kiểm tra tài liệu và cấu hình hệ thống sơ bộ.
Vòng đời dự án BESS: Kỹ thuật, Thử nghiệm, Vận hành và O&M
- Tính khả thi: xác thực trường hợp sử dụng, chất lượng dữ liệu, các ràng buộc về trang web, đường dẫn kết nối và giá trị thương mại.
- Thiết kế ý tưởng: lựa chọn khớp nối và kiến trúc, thiết lập kW/kWh, xác định ranh giới hệ thống và phát triển ý tưởng an toàn.
- Kỹ thuật chi tiết: thiết kế hoàn chỉnh về điện, dân dụng, kết cấu, nhiệt, chữa cháy, điều khiển, bảo vệ và thông tin liên lạc.
- Thử nghiệm tại nhà máy: xác minh cấu hình thiết bị, thông tin liên lạc, bảo vệ, cảnh báo và chế độ vận hành đại diện.
- Lắp đặt tại hiện trường: kiểm tra tình trạng vận chuyển, công trình dân dụng, hệ thống cáp, nối đất, dán nhãn, thông thoáng và niêm phong môi trường.
- Vận hành và nghiệm thu: cấp điện trong các giai đoạn được kiểm soát, thử nghiệm các giao diện và chế độ, ghi lại công suất/hiệu suất cơ bản và người vận hành tàu.
- Vận hành và bảo trì: theo dõi xu hướng, quản lý chương trình cơ sở và an ninh mạng, kiểm tra hệ thống an toàn, bảo trì các thiết bị phụ trợ và bảo quản bằng chứng bảo hành.
- Tăng cường và kết thúc vòng đời: lập kế hoạch bổ sung công suất, tái sử dụng/tái chế, cách ly, vận chuyển và ngừng hoạt động trước khi tài sản ngừng hoạt động.
Những lỗi thiết kế và mua sắm BESS thường gặp
- Định cỡ từ một mức cao nhất hàng tháng thay vì dữ liệu tải theo khoảng thời gian và mô phỏng vận hành.
- So sánh bảng tên kWh mà không căn chỉnh-các điều kiện năng lượng có thể sử dụng và các giả định về suy giảm năng lượng.
- Sử dụng số hiệu suất-chuyến đi{1}}một chiều mà không xác định ranh giới đo lường và tải phụ.
- Giả sử chứng chỉ thành phần chứng minh hệ thống được cài đặt và địa điểm tuân thủ tất cả các yêu cầu.
- Không xác định hành vi trạng thái lỗi và trách nhiệm của BMS–PCS–EMS.
- Coi việc ngăn chặn hỏa hoạn là toàn bộ chiến lược-thoát nhiệt.
- Bỏ qua thời gian nạp lại, xung đột dự trữ và mức phục hồi cao nhất trong-các trường hợp sử dụng xếp chồng.
- Chấp nhận các nghiên cứu trường hợp tiếp thị, tuyên bố về hiệu suất hoặc cam kết dịch vụ mà không có bằng chứng có thể theo dõi được.
Câu hỏi thường gặp về hệ thống lưu trữ năng lượng pin
Hỏi: Mục đích chính của BESS là gì?
BESS thay đổi năng lượng điện theo thời gian và kiểm soát dòng điện. Tùy thuộc vào thiết kế, nó có thể giảm nhu cầu khi đạt đỉnh, tăng-tiêu thụ năng lượng mặt trời, cung cấp nguồn điện dự phòng, quản lý giới hạn xuất khẩu hoặc hỗ trợ các dịch vụ lưới điện.
Hỏi: Các thành phần chính của BESS là gì?
Một BESS hoàn chỉnh thường bao gồm các tế bào/mô-đun/giá đỡ pin, BMS, PCS, EMS hoặc bộ điều khiển nhà máy, quản lý nhiệt, bảo vệ điện, hệ thống an toàn về khí đốt, đo lường, liên lạc và cân bằng-của-thiết bị hệ thống như máy biến áp và thiết bị đóng cắt.
Hỏi: Bạn xác định kích thước hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin như thế nào?
Xác định trường hợp sử dụng, phân tích tải và tạo chuỗi thời gian, tính toán công suất cần thiết và năng lượng có thể sử dụng, sau đó lập mô hình giới hạn SOC, tổn thất chuyển đổi, thiết bị phụ trợ, nhiệt độ, suy giảm, tính khả dụng và hạn chế nạp lại. Xác thực kết quả bằng mô phỏng điều phối và đảm bảo hiệu suất.
Hỏi: Sự khác biệt giữa kW và kWh trong thiết kế BESS là gì?
kW đo công suất nạp hoặc xả; kWh đo năng lượng được lưu trữ hoặc phân phối. Việc chia kWh có thể sử dụng cho kW sẽ cho thời lượng danh nghĩa tính bằng giờ ở công suất đó.
Hỏi: Hiệu quả của chuyến đi khứ hồi-BESS là gì?
Hiệu suất-khứ hồi là năng lượng được cung cấp chia cho năng lượng dùng để sạc trong một chu kỳ và ranh giới đo lường xác định. Giá trị thay đổi theo công suất, nhiệt độ, thiết bị phụ trợ và liệu có bao gồm tổn thất PCS và máy biến áp hay không.
Hỏi: BMS làm gì?
BMS giám sát tình trạng của pin và mô-đun, ước tính trạng thái sạc và tình trạng, cân bằng pin, tính toán giới hạn sạc/xả cho phép, ghi lại lỗi và bắt đầu các hành động bảo vệ.
Hỏi: Sự khác biệt giữa PCS và EMS là gì?
PCS chuyển đổi nguồn điện giữa AC và DC và điều khiển đầu ra điện. EMS quyết định thời điểm và cách thức hoạt động của hệ thống dựa trên các mục tiêu tại địa điểm, thị trường và lưới điện, đồng thời tôn trọng các giới hạn của thiết bị.
Hỏi: Hóa chất pin LFP vốn có an toàn không?
LFP có những đặc điểm có thể thuận lợi cho việc lưu trữ cố định, nhưng chỉ riêng hóa học không làm cho việc lắp đặt trở nên an toàn. Chất lượng tế bào, giới hạn BMS, thiết kế nhiệt, bảo vệ điện, hành vi lan truyền, lắp đặt và lập kế hoạch khẩn cấp đều quan trọng.
Hỏi: UL 9540 và UL 9540A có nghĩa là gì?
UL 9540 đề cập đến vấn đề an toàn của hệ thống và thiết bị lưu trữ năng lượng. UL 9540A là phương pháp thử nghiệm dùng để đánh giá hành vi lan truyền lửa-do nhiệt. Phạm vi thử nghiệm, cấu hình, mã áp dụng và sự chấp nhận AHJ phải được kiểm tra cho từng dự án.
Hỏi: BESS tồn tại được bao lâu?
Tuổi thọ sử dụng phụ thuộc vào hóa học, nhiệt độ, SOC, độ sâu xả, thông lượng, thời gian theo lịch, bảo trì và tăng cường. Đánh giá quỹ đạo công suất đảm bảo theo chu kỳ nhiệm vụ dự định thay vì dựa vào một-số vòng đời duy nhất của chu kỳ.
Hỏi: BESS có thể cung cấp nguồn điện dự phòng không?
Có, nếu PCS và bộ điều khiển hỗ trợ hoạt động tạo đảo hoặc tạo lưới bắt buộc, sơ đồ truyền tải, công suất tải tới hạn-, dòng điện khởi động, thời lượng, nối đất và bảo vệ. Không phải mọi BESS gắn liền với lưới đều được thiết kế để vận hành dự phòng.
Câu hỏi: Thông tin nào nên được đưa vào BESS RFQ?
Bao gồm dữ liệu phát/tải theo khoảng thời gian, trường hợp sử dụng, điều kiện lưới điện và địa điểm, kW/kWh yêu cầu, chế độ vận hành, tiêu chuẩn, ranh giới hệ thống, đảm bảo hiệu suất, bằng chứng an toàn, ma trận giao diện, FAT/SAT, yêu cầu bảo hành và dịch vụ.
Cần một-cấu hình BESS cụ thể cho dự án? Chia sẻ ứng dụng của bạn, khoảng thời gian tải hoặc hồ sơ phát điện, điện áp lưới, công suất và thời lượng mục tiêu, môi trường lắp đặt và thị trường tuân thủ.
Để tiếp tục đánh giá sản phẩm,xem danh mục sản phẩm năng lượng mặt trời và lưu trữ năng lượng của SINELINKvà yêu cầu tài liệu kỹ thuật được kiểm soát cho thiết bị được đưa vào danh sách rút gọn.
Phần kết luận
Một hệ thống lưu trữ năng lượng pin thành công không chỉ được chọn từ con số kWh. Nó được thiết kế xoay quanh trường hợp sử dụng, chu kỳ nhiệm vụ, giao diện điện, triết lý điều khiển, trường hợp an toàn, kế hoạch vòng đời và các nghĩa vụ thương mại có thể đo lường được. Các EPC, nhà tích hợp, nhà phát triển và nhóm mua sắm có thể giảm rủi ro cho dự án bằng cách xác định sớm các yêu cầu này và đánh giá mọi nhà cung cấp theo cùng một khuôn khổ dựa trên bằng chứng-.
