Con el desarrollo de las energías renovables y el rápido avance de la transición energética mundial,El sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS) desempeña un papel cada vez más importante en los sistemas energéticos modernosAdoptando tecnología avanzada de baterías de iones de litio, BESS almacena energía eléctrica en baterías y la distribuye según la demanda cuando sea necesario, ayudando así a mantener el funcionamiento estable de la red eléctrica.Mientras tanto, puede integrarse con dispositivos de generación de energía renovable para lograr una gestión energética más eficiente.Este artículo proporcionará una introducción detallada de la arquitectura básica del sistema de almacenamiento de energía de batería y los principios de funcionamiento de sus componentes clave.
La estructura y el flujo de energía del sistema BESS se muestran en la figura siguiente.
El BESS consta de los siguientes componentes clave:
1El paquete de baterías.
Un paquete de baterías está formado por múltiples células conectadas en serie y paralelamente (con un rango de voltaje de 2.5V a 3.65V), que es responsable de almacenar y liberar energía eléctrica.Para aumentar el voltaje de la bateríaPara aumentar la capacidad energética, las baterías se conectan en serie para formar racks de baterías o grupos de baterías (con un voltaje de hasta 1500VDC).los bastidores/agrupaciones de baterías están conectados en paralelo para formar contenedores de baterías (generalmente de 20 pies de tamaño), con una capacidad de aproximadamente 5 MWh).
Los tipos de células incluyen baterías de iones de litio, baterías de plomo y otros tipos, y las baterías con diferentes prestaciones generalmente se seleccionan de acuerdo con escenarios de aplicación específicos.a través del cual fluye la energía de los paneles fotovoltaicos a las baterías, las cargas y la red eléctrica.
2.Sistema de gestión de la batería (BMS)
El BMS (Battery Management System) es un sistema central diseñado para monitorear y gestionar baterías con una serie de funciones vitales.corriente y temperatura, el BMS mantiene el funcionamiento de la batería dentro de límites seguros y evita eficazmente riesgos como sobrecarga, sobre descarga, cortocircuitos y sobrecalentamiento.aprovecha estrategias inteligentes de carga-descarga y tecnologías de gestión de equilibrio para optimizar el rendimiento de la batería y extender su vida útilTambién adopta tecnologías de equilibrio pasivo o activo para eliminar el "efecto barril" causado por niveles de potencia inconsistentes entre las células de la batería.el BMS puede estimar el estado de carga (SOC) y el estado de salud (SOH) de la batería, proporcionando un apoyo preciso para el funcionamiento seguro y la optimización del rendimiento de las baterías.El diagrama de bloques del sistema BMS que se muestra a continuación ilustra intuitivamente sus funciones y componentes generalesPara más detalles, consulte las soluciones BMS apilables en el sitio web oficial de Infineon.
3Sistema de conversión de potencia (PCS)
El PCS sirve como dispositivo intermedio entre los componentes de almacenamiento de energía (como grandes baterías de CC) y la red eléctrica CA,Empresa de conversión bidireccional de energía eléctrica con su principio de funcionamiento que abarca los modos de carga y descarga.
En el modo de carga, el PCS convierte la corriente alterna de la red eléctrica en corriente continua y almacena la energía eléctrica en baterías.que emplea un convertidor CC/CC para ajustar la corriente continua a la tensión y corriente adecuadas para la carga de la batería, para lograr una carga eficiente de la batería.
En el modo de descarga, el PCS transforma la corriente continua de las baterías en corriente alterna para suministrar energía a las cargas eléctricas o alimentar la electricidad en la red eléctrica.un convertidor de CC/DC modula primero la corriente continua de las baterías a la tensión y corriente que coinciden con los requisitos de funcionamiento del inversor, después de lo cual el inversor CC/AC convierte la corriente continua acondicionada en corriente alterna.y tipos de estaciones de almacenamiento de energía a gran escalaSe utiliza ampliamente en hogares, empresas y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala, y se ha convertido en un componente esencial indispensable de los sistemas energéticos modernos.La figura siguiente ilustra el diagrama de bloques del sistema PCSPara obtener más detalles, consulte la introducción del sistema de conversión de potencia (PCS) en el sitio web oficial de Infineon.
4.Sistema de gestión de la energía (SGE)
El Sistema de Gestión de la Energía (SGA) es un sistema inteligente diseñado para vigilar, controlar y optimizar el flujo y el consumo de energía de los sistemas energéticos.EMS recopila datos en tiempo real, incluido el estado de carga y descarga de la bateríaLa tecnología de análisis de datos se utiliza para monitorear el funcionamiento del sistema, identificar posibles problemas y mejorar la eficiencia de utilización de la energía.El EMS puede despachar de forma inteligente las instalaciones de almacenamiento de energía según la demanda de energía, los precios de la electricidad, la carga de la red y otras condiciones para lograr un consumo de energía eficiente.que puede advertir oportunamente de anomalías tales como sobrecarga y sobre descarga de la batería, y apoya el control remoto y la protección de enlace para garantizar el funcionamiento seguro del sistema.la plataforma de seguimiento del SGA puede adoptar arquitectura C/S (Cliente/Servidor) o B/S (Browser/Servidor)La figura siguiente muestra el diagrama de topología del sistema EMS de una central eléctrica de almacenamiento de energía y la plataforma de monitorización del sistema EMS de almacenamiento de energía.que presenta la arquitectura general del sistema, así como los modos detallados de flujo y gestión de la energía.
5- Sistema auxiliar
El sistema auxiliar del sistema de almacenamiento de energía es la clave para garantizar el funcionamiento seguro y estable del sistema, que incluye los siguientes componentes:El sistema de control de temperatura controla de manera eficiente la temperatura de la batería mediante refrigeración por aire o refrigeración por líquido para evitar que el sobrecalentamiento o el bajo enfriamiento afecten el rendimiento y la vida útil de la batería.El sistema de protección contra incendios está equipado con detección de incendios y dispositivos automáticos de extinción de incendios (como el heptafluoropropano,Los extinguidores de incendios de gas y de polvo seco) para responder rápidamente a posibles peligros de incendio y garantizar la seguridad operativa.El gabinete de distribución de energía realiza funciones de distribución de energía y protección de circuitos para evitar daños en el equipo causados por fallos.El gabinete del combinador recoge la energía eléctrica de los módulos de la batería y la transmite al equipo de conversión de energíaEstos subsistemas auxiliares trabajan en coordinación para garantizar la eficacia, la fiabilidad y la fiabilidad de los sistemas.funcionamiento seguro y estable del sistema de almacenamiento de energía en diversas condiciones.
El sistema de almacenamiento de energía de la batería (BESS) permite el almacenamiento eficiente de energía, la programación inteligente y la gestión segura de la energía mediante el funcionamiento coordinado de los paquetes de baterías, BMS, PCS,Sistema EMS y sistemas auxiliaresAl mismo tiempo que apoya el funcionamiento estable de la red eléctrica, el BESS está profundamente integrado con la energía renovable.Proporcionar un apoyo sólido para mejorar la eficiencia de la utilización de la energía y promover la transición energética mundial, y seguirá desempeñando un papel vital en el sistema energético en el futuro.
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