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天邦达邵磊:储能用户侧BMS应用案例

特普生科技 特普生科技 2023-07-15 13 259

——感谢天邦达邵磊对“储能用户侧BMS应用案例 ”的分享。特普生把部分适合的内容分享给大家。如涉及内容侵权,请与我们联系。

储能的发展
——实现3060双碳目标的挑战巨大

储能是构建新型电力系统的必备组成,
   用户侧储能是资本活跃度最高的部分!

2018-2030 年全球各国累计储能部署

用户侧储能方案

从技术上来看目前主要有三种机型:分体机、堆叠式、一体机。与其他场景的钾电池储能系统本质上差别不大户用储能系统由电芯 (Cell) 、电池管理系统(BMS) 、 储能双向变流器 (PCS) 、光伏阵列(PV Array ) 、其它支撑系统(如热管理) 等构成。

根据家庭储能产品的带电量、电压等级、耦合方式等,可以将其划分成:小型电池系统、低压模块化电池系统、高压模块化电池系统、交流合电池系统、离网电池系统和多合一太阳能电池系统等几大类,产品的带电量从 5-500kwh 不等,用户可以根据家庭用电需求选择合适的产品。 
户用储能--高压串联BMS


方案优势

均衡特性:系统具备单体电芯及PACK级均衡管理,保障系统电芯一致性

高度集成:系统支持一体化高压电源板应用,提高装配效率、降低系统成本

用户体验:支持4.3寸HMI或LED指示灯显示,高可视化提高用户体验

扩展特性:系统支持灵活堆善与并簇使用,满足用户储能容量需求

智能保护:高精度电池信息采集,结合智能化算法和故障管理,保障系统安全运行

互联互通:具备CAN/RS485/LAN通讯,支持扩展WIFNN蓝牙,实现互联保障运维。

户用储能--高压智能BMS


方案优势

产品特性:集成BMS+双向DCDC,可将48VDC转换为高压直流输出,匹配不同厂家逆变器应

充电特性:与PCS无通信时,支持充电均流,且充电功率可跟随PCS的输出功率变化而变化

警告保护:支持过压、欠压、过流、短路、高低温、电芯故障等异常保护

放电特性:支持恒压放电,放电均流,放电电压可设,实现充/放电无缝切换并联扩功率最大可支持32组电池并联,峰值效率高达98.5%

易于维护:支持多方式激活、强制下电功能、具备维护模式、自动排列地址与物理位置对应

户用储能--低压并联BMS

方案优势

远程监控:基于万物互联的能源大脑,提升储能系统就地监控和远程运维能力

高集成性:同类方案在通信备电市场拥有超百万套成熟应用经验

协议库丰富:对接多款主流基站电源和国际电信运营商动环监控,协议库丰富

扩展功能丰富:预留LCD,蓝牙WIFI,LED定制,加热膜,二次保护脱扣器,消防检测

安全可靠:符合多种功能安全认证标准需求,完成UL,IEC相关认证

场景适配:智能控制策略,完美适配逆变器匹配的家庭储能应用

户用储能--低压智能BMS


方案优势

产品特性:集成BMS+双向DCDC,实现鲤电充电放电智能管理,支持铅酸和鲤电混搭使用,升压

智能化设计:具备蓝牙APP、无线4G通信、并机在线升级、陀螺仪防盗等扩展功能接口

多运行模式:具有自管理恒压放电、电源管理恒压放电、电池特性放电及削峰填谷四种模式

放电特性:支持恒压放电,放电均流,放电电压可设,实现拉远供电,充/放电无缝切换

并联扩功率:最大可支持32组电池并联,峰值效率高达98.5%

易于维护:支持多方式激活、强制下电功能、具备维护模式、自动排列地址与物理位置对应

户用储能BMS应用方案对比

根据电池包的电压高低,可以分为高压电池和低压电池,行业呈现向高压电池转换的趋势,主要目的是提高效率、简化系统设计,但同时对电芯一致性和 BMS 管理能力要求更高。高压电池通常电池包电压在 48V 以上,可以通过多个电芯串联实现电池包层面的高压。
效率方面,使用相同容量的电池,高压储能系统的电池电流较小,对系统的干扰较小,高压储能系统的效率更高;系统设计方面,高压混合逆变器的电路拓扑结构更简单,尺寸更小,重量更轻,更可靠。但是高压电池是多个电芯串并联而成,电压越高,串联的电池越多,对电芯的一致性要求越高,同时需要配合高效的 BMS 管理系统,否则容易出现故障。

解决方案

> 建立虚拟电厂中心平台,可实现大容量的无线智能网关远程接入

>集中一个区域内的户储/工商储/基站资源,可地级、市级甚至省级

>每个基站扩容一到多套智能鲤电电池,或是将原来铅酸电池改造为智能电池

>这些智能电池受站内无线智能网关监控和管理

> 无线智能网关上报信息至远程虚拟电厂中心平台,接受中心平台下发的控制策略

>智能电池接受无线智能网关控制策略,实现需求响应、削峰填谷基站备电等各种应用

社会价值

>区域户储微网,广东宏基站数量超25万座,平均每个基站提供20KW调节能力,总调节能力500万KW

>预计深圳虚拟电厂总调节能力可达100万KWV

>随着5G微站建站数量的增多,基站虚拟电厂调节能力会进一步提升

>按深圳用电负荷2000万KW计算,深圳基站虚拟电厂调节能力可达5%-10%

>新扩容的及经改造后的智能电池既可由虚拟电厂调度实现需求响应和削峰填谷应用,又可实现基站备电,多重用途使得该模式既具社会价值又具经济价值

工商业储能的应用

十四五规划明确指出,我国会把“碳达峰"、"碳中和"作为污染防治攻坚战的重要目标。如何通过组件发电、工业废水发热、自动化线体省电、储能系统储电,成为了社会普遍关注的重点。

一方面工商业业主可以通过自投光伏、储能系统,实现工厂内的自发自用,并且快速达到投资回收期限。另一方面也可以通过购买绿电的方式,实现用电的绿色化、零碳化。


工商业储能--HV BMS

面对行业内的困难与挑战,储能技术的创新是关键突破口。此方案采用BMS+DCDC技术,将储能系统的能量管理精细化至电池模组级,最大化程度减小模组串联失配影响,提升整个储能系统的可用容量;其二,通过电池簇控制器,充放电过程中均衡电池簇容量,最大程度消除电池簇间并联失配,实现单簇能量管理。因此,我们提出HV IPE-BMS 方案智能BMS储能系统管理方案。

特普生,成立于2011年,是国家高新技术、专精特新企业。主要研制NTC芯片热敏电阻温度传感器储能线束储能CCS集成采集母排储能模组铝巴等温度采集产品系列。一体化研制、一致性品质的特普生,竞争力优势明显:自主研制NTC芯片核心技术及实现医用0.3%精度;专利百项,保留不公开技术2项;为全球新能源产品、大消费品与工业品提供了定制化的温度采集技术。

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