儲能系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)(BMS)是保證儲能系統(tǒng)安全和性能穩(wěn)定的重要組成部分。現(xiàn)在市場上主要存在三種類型的BMS技術(shù),包括分布式BMS、集中式BMS和模塊化BMS。
Powin Energy在美國德州的2.4MW/9.6MWh儲能項目和Gildemeister Energy Solutions在德國蘭茨堡的2MW/5MWh儲能項目中均采用了分布式BMS技術(shù)。
分布式BMS是將每個電池單體的監(jiān)測與控制集成在電池單體內(nèi)部,通過通信協(xié)議將信息傳輸至主控制器。它與集中式BMS最大的不同在于,每個電池單體都擁有獨立的監(jiān)測和控制系統(tǒng),相互之間不需要進(jìn)行信息交互。
分布式電池管理系統(tǒng)
由于每個電池單體都擁有獨立的監(jiān)測和控制系統(tǒng),所以分布式BMS的可靠性更高。即使某個電池單體發(fā)生故障,其他電池單體仍然能夠正常工作,系統(tǒng)整體性能不會受到太大的影響。
由于分布式BMS的結(jié)構(gòu)相對簡單,每個電池單體都可以獨立運行,所以維護(hù)和升級相對容易。一旦某個電池單體發(fā)生故障,可以直接更換該單體,而不必停機進(jìn)行整個系統(tǒng)的維護(hù)和升級。
分布式BMS的監(jiān)測和控制系統(tǒng)分散在每個電池單體內(nèi)部,因此系統(tǒng)更加靈活??梢愿鶕?jù)實際需求增加或減少電池單體,而不必考慮系統(tǒng)整體的復(fù)雜性分布式。
由于每個電池單體都需要安裝獨立的監(jiān)測和控制系統(tǒng),所以成本相對較高。而且對于大規(guī)模的儲能系統(tǒng)來說,分布式BMS需要安裝大量的監(jiān)測和控制系統(tǒng),進(jìn)一步提高了成本。
分布式BMS需要通過通信協(xié)議將每個電池單體的信息傳輸至主控制器,如果通信出現(xiàn)問題,可能會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的故障。另外,由于每個電池單體都需要與主控制器通信,所以通信負(fù)載相對較大。
澳大利亞NeoenPowin的30MW/30MWh儲能項目中采用了集中式BMS技術(shù)。集中式BMS將所有電池單體的監(jiān)測與控制集中在一個主控制器中,通過通信協(xié)議將信息傳輸至主控制器。
由于集中式BMS只需要安裝一個主控制器,所以成本相對較低。特別是對于小規(guī)模的儲能系統(tǒng),使用集中式BMS可以降低系統(tǒng)的成本。
由于集中式BMS只需要一個主控制器,所以通信負(fù)載相對較小,可以有效減少通信問題的發(fā)生。
由于所有電池單體的監(jiān)測和控制集中在一個主控制器中,如果主控制器出現(xiàn)故障,可能會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的故障,系統(tǒng)可靠性較低。
由于所有電池單體的監(jiān)測和控制集中在一個主控制器中,所以維護(hù)和升級較為困難。一旦主控制器出現(xiàn)故障,需要停機進(jìn)行整個系統(tǒng)的維護(hù)和升級。
模塊化BMS是將電池單體分為若干模塊,每個模塊都具有獨立的監(jiān)測和控制系統(tǒng),通過通信協(xié)議將信息傳輸至主控制器。
模塊化BMS
模塊化BMS需要安裝若干個監(jiān)測和控制模塊,相對于分布式BMS和集中式BMS,成本適中。
由于每個模塊都具有獨立的監(jiān)測和控制系統(tǒng),所以系統(tǒng)的可靠性較高。即使某個模塊發(fā)生故障,其他模塊仍然能夠正常工作,系統(tǒng)整體性能不會受到太大的影響。
模塊化BMS的監(jiān)測和控制模塊分散在每個電池模塊內(nèi)部,因此系統(tǒng)更加靈活??梢愿鶕?jù)實際需求增加或減少電池模塊,而不必考慮系統(tǒng)整體的復(fù)雜性。
模塊化BMS需要通過通信協(xié)議將每個模塊的信息傳輸至主控制器,通信負(fù)載相對較大。
由于模塊化BMS需要安裝若干個監(jiān)測和控制模塊,所以維護(hù)和升級較為困難。一旦某個模塊出現(xiàn)故障,需要停機進(jìn)行維護(hù)和更換,可能會影響整個系統(tǒng)的性能。
三種BMS技術(shù)各自具有優(yōu)點和痛點,需要根據(jù)實際應(yīng)用場景進(jìn)行選擇。
對于大規(guī)模的儲能系統(tǒng),分布式BMS技術(shù)能夠提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,但成本較高;對于小規(guī)模的儲能系統(tǒng),集中式BMS技術(shù)成本相對較低,但可靠性較低;
模塊化BMS技術(shù)則能夠在成本和可靠性之間取得平衡,但需要考慮通信負(fù)載和維護(hù)升級的問題。
未來的BMS技術(shù)將更加注重實時監(jiān)測和控制能力的提升,同時也將更加注重通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一,以提高不同廠商的設(shè)備兼容性和互操作性。
資料來源:永泰數(shù)能、網(wǎng)絡(luò)
原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦儲能與充電):儲能系統(tǒng)中BMS類型及特點