یک مدولارسیستم ذخیره سازی انرژی باتری تجاری و صنعتی (C&I) (BESS)ممکن است در مقیاس ساده به نظر برسد: به ظرفیت بیشتری نیاز دارید، کابینت دیگری اضافه کنید. در عمل، تعداد کابینت مناسب به بیش از کیلووات ساعت بستگی دارد.
یک کابینت ممکن است کافی باشد اگر توان مورد نیاز، انرژی قابل استفاده و مدت زمان تخلیه را برآورده کند. ممکن است برای انرژی بیشتر، توان بیشتر، زمان کار طولانی تر یا رشد آینده به کابینت های متعددی نیاز باشد.
نحوه مقیاس بندی سیستم نیز به این بستگی داردسیستم تبدیل توان (PCS)معماری، الزامات شارژ، ظرفیت ترانسفورماتور و اتصال به شبکه. این راهنما نحوه اندازه گیری یک C&I BESS مدولار را برای نیازهای فعلی و توسعه آینده توضیح می دهد.
مقیاس بندی یک C&I BESS مدولار در واقع به چه معناست؟
در یکC&I BESSپروژه، مقیاسبندی میتواند شامل سه حوزه باشد: ظرفیت انرژی، قدرت و سیستم گستردهتر. اینها به هم مرتبط هستند، اما لزوماً به همان شکلی که کابینت های بیشتری اضافه می شوند، افزایش نمی یابند.
نتیجه همچنین به معماری BESS بستگی دارد. با یک کابینت{1}}فقط باتری و رایانه های شخصی مشترک یا متمرکز، افزودن کابینت ها عمدتاً انرژی باتری را افزایش می دهد مگر اینکه ظرفیت PCS نیز افزایش یابد. با همه-در{4} یک کابینت که شامل رایانه شخصی خود میشود، افزودن کابینتها میتواند هم انرژی نصب شده و هم توان نامی را افزایش دهد.
مقیاس بندی ظرفیت انرژی
مقیاس بندی انرژیبه معنای افزایش میزان انرژی که BESS می تواند ذخیره کند. با کابینت های باتری یکسان، انرژی نصب شده به طور کلی با تعداد کابینت افزایش می یابد. ظرفیت انرژی اضافی ممکن است پشتیبانی کند:
- مدت زمان تخلیه یا پشتیبان گیری بیشتر
- تغییر انرژی خورشیدی بیشتر
- در دسترس بودن انرژی بیشتر برای دوچرخه سواری روزانه
هدف اصلی بیشتر کیلووات ساعت است نه خروجی آنی لزوماً بالاتر.
مقیاس پذیری قدرت
مقیاس بندی قدرتبه این معنی است که BESS چقدر توان را می تواند در یک زمان شارژ یا تخلیه کند. زمانی که یک سایت نیاز به پشتیبانی از بارهای پیک بالاتر، شارژ EV، یا تقاضای همزمان بیشتر تجهیزات داشته باشد، این موضوع مهم می شود.
اینکه کابینت های اضافی نیز کیلووات را افزایش می دهند به معماری PCS و توان نامی بستگی دارد.
مقیاس{0}سطح سیستم
با افزایش BESS، گسترش ممکن است بر تجهیزات فراتر از کابینت باتری نیز تأثیر بگذارد، از جمله:
- PCS و ظرفیت ترانسفورماتور
- تابلو برق، کابل ها و تجهیزات حفاظتی
- سیستم مدیریت انرژی (EMS)و معماری ارتباطات
- ظرفیت اتصال به شبکه
طراحی کابینت مدولار می تواند توسعه را ساده کند، اما سیستم الکتریکی و کنترل گسترده تر نیز باید از مقیاس مورد نظر پشتیبانی کند.
یک کابینت یا چند کابینت: پروژه شما به کدام یک نیاز دارد؟
تعداد کابینت های BESS نباید تنها بر اساس کیلووات ساعت باشد. با سه مورد نیاز پروژه شروع کنید:
- توان (کیلووات):BESS باید چه مقدار نیرو در یک زمان ارائه دهد؟
- انرژی (کیلووات ساعت):سیستم چقدر باید انرژی ذخیره کند؟
- مدت زمان:توان مورد نیاز تا چه مدت باید حفظ شود؟
یک نقطه شروع مفید این است: مدت زمان ذخیره سازی ≈ انرژی قابل استفاده ÷ قدرت تخلیه
این ارزش ها باید با هم کار کنند. یک سیستم ممکن است انرژی کافی داشته باشد اما توان کافی برای بار را نداشته باشد، یا قدرت کافی اما انرژی قابل استفاده بسیار کمی برای برآورده کردن مدت زمان مورد نیاز داشته باشد.
وقتی یک کابینه ممکن است کافی باشد
زمانی که انرژی قابل استفاده، توان موجود و مدت زمان تخلیه آن همگی الزامات پروژه را برآورده می کنند، ممکن است یک کابینت کافی باشد.
به عنوان مثال، اگر یک کابینت بتواند اوج-بار اصلاح مورد نیاز را برای دوره کامل هدف پشتیبانی کند، افزودن کابینت دیگر صرفاً برای افزایش کیلووات ساعت نصب شده ممکن است ارزش عملی کمی داشته باشد.
رشد آینده هنوز باید در نظر گرفته شود. توسعه PV برنامه ریزی شده، شارژ EV، یا بارهای تولید جدید ممکن است فضایی را برای ظرفیت اضافی باقی بگذارد.
زمانی که کابینت های متعدد معنای بیشتری پیدا می کنند
هنگامی که یک کابینت دیگر نمی تواند نیازهای انرژی یا عملیاتی پروژه را برآورده کند، کابینت های متعدد کاربردی تر می شوند.
اگر انرژی عامل محدود کننده باشد، کابینت های اضافی می توانند از موارد زیر پشتیبانی کنند:
- مدت زمان تخلیه یا پشتیبان گیری بیشتر
- تغییر انرژی خورشیدی بیشتر
- انرژی قابل استفاده بیشتر برای دوچرخه سواری روزانه
اگر قدرت عامل محدود کننده باشد، مسیر گسترش به معماری PCS بستگی دارد. یک رایانه شخصی مشترک یا متمرکز ممکن است به ظرفیت رایانه های شخصی اضافی نیاز داشته باشد، در حالی که همه-در{2} یک کابینت با رایانه شخصی خود می توانند هم انرژی و هم توان نامی را اضافه کنند. در هر صورت، زیرساخت الکتریکی پشتیبان باید خروجی بالاتر را پشتیبانی کند.
توسعه آینده دلیل دیگری برای در نظر گرفتن طراحی چند کابینه-است. سایتی که امروزه در یک کابینت قرار می گیرد ممکن است با افزایش بارها به انرژی و توان بیشتری نیاز داشته باشد.
کمیت کابینت باید از قدرت، انرژی، مدت زمان و نیازهای رشد پروژه پیروی کند- نه برعکس.
وقتی کابینت های BESS بیشتری اضافه می کنید، در واقع چه چیزی تغییر می کند؟
هنگامی که الزامات مقیاس پروژه مشخص شد، سوال بعدی این است که با اضافه شدن کابینت دیگری واقعاً چه چیزی تغییر می کند.
ترازوهای انرژی باتری نصب شده به طور مستقیم با تعداد کابینت. توان، قابلیت شارژ، ظرفیت جانبی شبکه و الزامات کنترل بیشتر به معماری BESS و سیستم الکتریکی گستردهتر بستگی دارد.
مقیاس انرژی باتری به طور مستقیم
با کابینت های 261 کیلووات ساعتی یکسان، ترازوهای انرژی باتری نصب شده به طور مستقیم با تعداد کابینت:
- 1 × 261 کیلووات ساعت=261 کیلووات ساعت
- 2 × 261 کیلووات ساعت=522 کیلووات ساعت
- 4 × 261 کیلووات ساعت=1،044 کیلووات ساعت
این ظرفیت اضافی می تواند از دوره های تخلیه طولانی تر، جابجایی بیشتر انرژی خورشیدی یا عملیات پشتیبان طولانی تر پشتیبانی کند. این ارقام نشان دهنده انرژی نصب شده به جای انرژی قابل استفاده است. انرژی قابل استفاده واقعی ممکن است به دلیل پنجره عملیاتی SOC، ذخیره SOC، تخریب باتری و کاهش دما{2}} کمتر باشد.
قدرت سیستم به معماری PCS بستگی دارد
قدرت دقیقاً مانند انرژی باتری از تعداد کابینت پیروی نمی کند.
با یک PCS مشترک یا متمرکز، اضافه کردن کابینت باتری می تواند انرژی نصب شده را بدون افزایش توان نامی PCS افزایش دهد. با همه-در-یک کابینتها که هر کدام شامل رایانه شخصی خود هستند، افزودن کابینتها میتواند هم انرژی نصب شده و هم توان نامی را افزایش دهد.
در هر یک از معماریها، خروجی سیستم قابل استفاده همچنان ممکن است توسط:
- مقدار PCS و قدرت نامی
- محدودیتهای جریان باتری و نرخ C{0}}
- ظرفیت اتوبوس AC
- ظرفیت ترانسفورماتور و تابلو برق
- محدودیت های عملیاتی EMS و استراتژی کنترل
- محدودیت های اتصال به شبکه
بنابراین سیستم الکتریکی گسترده تر تعیین می کند که چه مقدار از توان نصب شده می تواند واقعاً مورد استفاده قرار گیرد.
انرژی بیشتر همچنین می تواند نیاز شارژ را تغییر دهد
افزودن کابینت های بیشتر، مقدار انرژی را که ممکن است پس از تخلیه نیاز به شارژ مجدد داشته باشد، افزایش می دهد.
اگر قدرت شارژ بدون تغییر باقی بماند، سیستم باتری بزرگتر معمولاً به پنجره شارژ طولانی تری نیاز دارد. حفظ زمان شارژ مجدد ممکن است به قدرت شارژ بیشتری نیاز داشته باشد، مشروط به موارد زیر:
- قدرت شارژ PCS
- شارژ باتری-محدودیت فعلی
- ظرفیت ترانسفورماتور
- برق موجود در شبکه
شبکه-ظرفیت جانبی به صورت خودکار مقیاس نمیشود
افزودن ظرفیت باتری و PCS بیشتر به طور خودکار قدرتی را که سایت می تواند وارد، صادر یا توزیع کند افزایش نمی دهد.
قدرت سیستم بالاتر نیز ممکن است به ظرفیت کافی در موارد زیر نیاز داشته باشد:
- ترانسفورماتور
- تابلو برق و قطع کننده
- باسبارها
- کابل ها
- ظرفیت اتصال به شبکه در PCC
حتی اگر باتری و PCS از خروجی بالاتر پشتیبانی میکنند، زیرساختهای الکتریکی موجود یا ظرفیت مجاز واردات/صادرات در PCC ممکن است توان موجود برای سیستم توسعهیافته را محدود کند.
کابینت های بیشتر به هماهنگی سیستم بیشتری نیاز دارند
یک BESS چند کابینه باید به عنوان یک سیستم هماهنگ عمل کند. با افزایش تعداد کابینت، معماری کنترل باید مدیریت کند:
- تفاوت SOC بین کابینت ها
- تخصیص توان شارژ و دشارژ
- ارسال PCS
- محدودیت های عملیاتی و تبادل وضعیت بینسیستم مدیریت باتری (BMS)و EMS
- آلارم و نظارت بر سیستم
بنابراین، قابلیت کنترل و ارتباط باید از ابتدا بخشی از طراحی توسعه در نظر گرفته شود.
خلاصه سریع: چه چیزی به صورت خطی مقیاس میشود-و چه چیزی نیست؟
جدول زیر به طور خلاصه نحوه افزودن پارامترهای کلیدی سیستم به عنوان کابینت را نشان می دهد.
| پارامتر سیستم | چگونه مقیاس می شود | چه چیز دیگری آن را تعیین می کند |
| انرژی باتری نصب شده | خطی با تعداد کابینت یکسان | کمیت کابینت و انرژی نامی در هر کابینت |
| انرژی قابل استفاده | با انرژی نصب شده افزایش می یابد، اما ممکن است کمتر از ظرفیت پلاک نام باشد | پنجره SOC، ذخیره SOC، تخریب، درجه حرارت{0}}مرتبط |
| قدرت سیستم | وابسته به معماری- هنگامی که هر کابینت شامل PCS خود باشد، ممکن است با تعداد کابینت مقیاس شود | معماری PCS و توان نامی، محدودیتهای جریان باتری و نرخ C{0}}، زیرساخت AC، محدودیتهای EMS، اتصال به شبکه |
| قابلیت شارژ | لزوما خطی نیست | توان شارژ PCS، محدودیتهای فعلی شارژ باتری، ظرفیت ترانسفورماتور، توان شبکه موجود |
| قابلیت واردات / صادرات شبکه | ممکن است بدون تغییر باقی بماند | ترانسفورماتور، تابلو برق، کابل ها، برق مجاز واردات/صادرات در PCC |
| هماهنگی سیستم | با افزایش تعداد کابینه ها پیچیده تر می شود | ارتباطات EMS و BMS، هماهنگی SOC، تخصیص نیرو، اعزام PCS |
سه مسیر متداول مقیاسبندی C&I BESS: انرژی، توان و گسترش مرحلهای
پروژه هایی که با همین شروع می شوند125 کیلووات / 261 کیلووات ساعت C&I BESSبسته به اینکه محدودیت انرژی، توان یا رشد آینده باشد، ممکن است به مسیرهای انبساط بسیار متفاوتی نیاز داشته باشد.
سناریوی 1: انرژی-انبساط LED - کیلووات ساعت بیشتر، کیلووات مشابه
سایتی را در نظر بگیرید که در آن 125 کیلووات مورد نیاز عملیاتی کافی است، اما BESS نیاز به تحمل بار برای مدت طولانی تری دارد.
در اینجا، محدودیت ظرفیت انرژی است تا توان.
افزودن یک کابینت مشابه، انرژی باتری نصب شده را از 261 کیلووات ساعت به 522 کیلووات ساعت افزایش می دهد. اگر سایت تقریباً در همان سطح توان به کار خود ادامه دهد، ظرفیت اضافی عمدتاً برای افزایش مدت زمان تخلیه به جای افزایش خروجی آنی استفاده می شود.
مسیر گسترش:125 کیلووات / 261 کیلووات ساعت ← انرژی نصب شده بیشتر با نیاز به توان عملیاتی مشابه
این یک انبساط مستقیم انرژی- است: کیلووات ساعت بیشتر بدون افزایش متناظر در کیلووات مورد نیاز.
سناریوی 2: قدرت-گسترش LED - بار افزایش یافته است
اگر کابینت 261 کیلووات ساعت اضافی به یک PCS مشترک متصل شود، انرژی باتری نصب شده ممکن است به 522 کیلووات ساعت افزایش یابد در حالی که قدرت سیستم در 125 کیلووات باقی می ماند مگر اینکه ظرفیت PCS نیز افزایش یابد.
اگر هر کابینت 261 کیلووات ساعتی یک واحد-در- با 125 کیلووات PCS خود باشد، دو کابینت میتوانند حداکثر 250 کیلووات توان نامی نصب شده را ارائه دهند. با این حال، دستیابی به آن خروجی در سایت هنوز به اندازه کافی نیاز دارد:
- ترانسفورماتور و ظرفیت توزیع
- تابلو برق، شینه ها و کابل ها
- EMS و قابلیت کنترل سیستم
- ظرفیت اتصال سایت و شبکه
بنابراین، برای گسترش برق{0}}نیازمند است که باتری، PCS و سیستم الکتریکی گستردهتر با هم ارزیابی شوند.
سناریوی 3: گسترش مرحلهای - اندازه برای امروز، طراحی برای فردا
یک پروژه ممکن است امروز نیازی به انرژی یا توان اضافی نداشته باشد. یک کابین 261 کیلووات ساعتی ممکن است نیازهای فعلی را برآورده کند، در حالی که برنامه های آینده شامل PV بیشتر، ناوگان EV بزرگتر، توسعه تاسیسات یا بارهای تولید بالاتر است.
سپس سیستم باتری می تواند در مراحل زیر گسترش یابد:
- فاز 1: 1 کابینت=261 کیلووات ساعت
- فاز 2: 2 کابینت=522 کیلووات ساعت
- آینده: 4 کابینت=1,044 کیلووات ساعت
این ارقام فقط انرژی باتری نصب شده را نشان میدهند-که قدرت سیستم تضمین نشده است. با این حال، گسترش مرحلهای باید از ابتدا برنامهریزی شود. اگر رشد آینده محتمل است، طراحی اولیه باید در نظر بگیرد که آیا کابینت های اضافی، ظرفیت PCS، زیرساخت های الکتریکی و سیستم های کنترلی را می توان بدون طراحی مجدد عمده اضافه کرد یا خیر.
چگونه یک C&I BESS مدولار را برای توسعه آینده برنامه ریزی کنیم
توسعه آینده باید در طراحی اولیه سیستم گنجانده شود. نکته کلیدی این است که در طرحبندی سایت، زیرساختهای الکتریکی و معماری کنترل، انعطافپذیری کافی برای اضافه کردن ظرفیت بعداً بدون طراحی مجدد عمده ایجاد شود.
1. فضایی را برای کابینت های اضافی رزرو کنید
کابینت های آینده به چیزی بیش از یک جای خالی نیاز دارند. طرح اولیه سایت نیز باید موارد زیر را در نظر بگیرد:
- موقعیت های کابینه اضافی
- ترخیص خدمات و تعمیر و نگهداری
- مسیرهای کابلی آینده
- فواصل جداسازی مورد نیاز
رزرو زودهنگام این فضا می تواند کارهای عمرانی و نصب را در هنگام گسترش سیستم کاهش دهد. همچنین در صورت اضافه شدن کابینت های اضافی، از کار مجدد یا جابجایی تجهیزات موجود جلوگیری می کند.
2. PCS و طراحی الکتریکی را برای توسعه برنامه ریزی کنید
کابینت های آینده ممکن است ظرفیت انرژی، انرژی مورد نیاز یا هر دو را افزایش دهند. بنابراین، طراحی الکتریکی فاز اول باید در نظر بگیرد که آیا توسعه بعدی بدون جایگزینی تجهیزات اصلی قابل انجام است یا خیر.
بررسی قابلیت گسترش:
- ظرفیت PCS یا پیکربندی موازی PCS
- تابلو برق و قطع کننده
- باسبارها
- کابل ها
سوال تنها این نیست که آیا می توان کابینت دیگری را نصب کرد، بلکه این است که آیا سیستم الکتریکی می تواند آن را در توان عملیاتی مورد نظر یکپارچه کند یا خیر.
3. ترانسفورماتور و ظرفیت شبکه را بررسی کنید
گسترش ممکن است در نهایت به محدودیت هایی خارج از خود BESS برسد.
مسیر توسعه مورد انتظار باید با موارد زیر بررسی شود:
- رتبه ترانسفورماتور
- ظرفیت شبکه موجود
- برق مجاز واردات/صادرات در PCC
زمانی که انتظار میرود توسعه آینده کیلووات افزایش یابد، این موضوع بیشترین اهمیت را دارد. انرژی بیشتر باتری می تواند مدت زمان تخلیه را بدون تغییر قدرت سایت افزایش دهد، در حالی که خروجی بالاتر ممکن است نیاز به ارتقاء ترانسفورماتور یا اتصال به شبکه داشته باشد.
4. مطمئن شوید که سیستم کنترل می تواند مقیاس پذیر باشد
افزودن کابینت ها همچنین تعداد دستگاه ها، محدودیت های عملیاتی و نقاط داده ای را که باید هماهنگ شوند افزایش می دهد.
EMS و معماری ارتباطات باید پشتیبانی کند:
- تعداد کابینت های برنامه ریزی شده
- ارسال چند واحدی-
- هماهنگی SOC
- تخصیص نیرو
- ارتباط بین BMS، PCS و EMS
بنابراین، معماری کنترل باید بر اساس اندازه سیستم برنامه ریزی شده بررسی شود، نه تنها با پیکربندی فاز اول.
5. سازگاری باتری آینده را تأیید کنید
کابینتی که چندین سال بعد اضافه شده است ممکن است مشابه تجهیزات اصلی نباشد. بازنگری محصول، تغییرات سفتافزار و قدیمی شدن باتری همگی میتوانند روی اینکه کابینتهای قدیمی و جدید با هم کار کنند تأثیر بگذارند.
بنابراین توسعه آینده باید در نظر گرفته شود:
- شیمی باتری و ولتاژ
- مشخصات کابینت و ماژول
- سازگاری BMS و سیستم عامل
- پروتکل های ارتباطی
- تفاوت در سن باتری و وضعیت سلامت
ماژولار بودن فیزیکی به تنهایی تضمین نمی کند که کابینت های جدید می توانند با یک سیستم قدیمی بدون بررسی های مهندسی اضافی ادغام شوند. قبل از مشخص کردن توسعه آینده، سازگاری باید با سازنده تأیید شود.
به طور خلاصه، مسیر درست گسترش C&I BESS به این بستگی دارد که آیا پروژه به انرژی بیشتر، توان بیشتر یا هر دو نیاز دارد-و اینکه آیا سیستم گستردهتر میتواند آن را پشتیبانی کند.
برنامه ریزی یک پروژه C&I BESS یا توسعه آینده؟ کیلووات، کیلووات ساعت، مدت زمان کارکرد و برنامه توسعه خود را با آنها به اشتراک بگذاریدپولینولبرای یک پروژه{0}}پیکربندی سیستم خاص.