Diseño de integración de sistemas de baterías en proyectos de almacenamiento de energía.
Configuración del sistema de batería de fosfato de hierro y litio: las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) utilizadas en los componentes de almacenamiento de energía del sistema tienen las características de alta energía específica, ciclo de vida más largo, mayores tasas de carga y descarga, y seguridad y libre de contaminación. Se han aplicado ampliamente en campos de almacenamiento de energía, como vehículos eléctricos, reducción de picos y llenado de valles, regulación de frecuencia, reducción de picos y energía de respaldo de emergencia. Las baterías de almacenamiento de energía generalmente adoptan un método de composición modular, con celdas que forman módulos, módulos colocados en cajas de baterías y cajas de baterías que forman gabinetes de baterías para convertirse en una unidad de almacenamiento de energía. Un sistema de baterías de 2,46 MWh se compone de 12 grupos de baterías de 281,6 kWh cada uno; Cada grupo de baterías de 281,6 kWh está formado por 19 cajas enchufables de baterías conectadas en serie. Un sistema de baterías de 2 MWh se compone de 9 grupos de baterías de 281,6 kWh cada uno, y cada grupo de baterías de 281,6 kWh está formado por 19 cajas enchufables de baterías conectadas en serie.
Diseño de integración del grupo de baterías: para un sistema de baterías de 2,46 MWh, cada 19 cajas enchufables de baterías forman un grupo de baterías y cada 6 grupos de baterías están conectados a un PCS de 630 kW. Para un sistema de batería de 2 MWh, cada 19 cajas enchufables de batería forman un grupo de baterías, y cada 4 o 5 grupos de baterías están conectados a un PCS de 500 kW. Cada grupo de baterías está controlado por una caja de alto voltaje (incluida la BCU) para la entrada y salida de energía de la batería. Mediante la configuración y el empaquetado razonables de las células, se logra una gestión eficaz y una utilización total de las células.
Configuración del sistema de batería de flujo redox de vanadio: las baterías de flujo redox de vanadio son seguras, respetuosas con el medio ambiente, tienen un ciclo de vida prolongado, buenas características de carga y descarga y buena uniformidad de cada celda. Sin embargo, las baterías de flujo tienen baja densidad energética y ocupan un gran espacio. Un sistema de batería de 500 kWh se compone de 48 grupos de baterías de 10,6 kWh cada uno, y cada grupo de baterías de 10,6 kWh está formado por un módulo de batería de vanadio de 5,3 kW.
Diseño del sistema de gestión de baterías: en este proyecto, en cada contenedor de baterías de 2,46 MWh se configura un conjunto de sistemas de gestión de baterías de almacenamiento de energía (BMS) que coinciden con las características de las celdas. Cada sistema BMS se gestiona en tres niveles: BMU a nivel de módulo, MBMS a nivel de grupo de baterías y BAMS a nivel de sistema de batería unitaria.
Las funciones principales de cada nivel de BMS son las siguientes: BMU (nivel de módulo, integrado en el módulo): monitorea el voltaje y la temperatura de las celdas individuales, la corriente de un solo módulo y el voltaje total, y transmite la información anterior al BMS de nivel superior en tiempo real a través del protocolo CAN. Puede controlar el equilibrio de voltaje de celdas individuales. MBMS (nivel de grupo de baterías, integrado en la caja de control central): detecta el voltaje total y la corriente total de todo el grupo de baterías y transmite la información anterior al BMS de nivel superior en tiempo real a través del protocolo CAN. Puede mostrar la capacidad y el estado de salud de la batería durante la carga y descarga, predecir la potencia y calcular la resistencia interna. BAMS (nivel de sistema de batería de unidad): recopila información del MBMS de nivel inferior y puede estimar la capacidad restante y el estado de salud de la batería en tiempo real. Se comunica con los sistemas superiores y externos mediante RS-485 o Modbus-TCP/IP. El diseño general del marco del sistema de gestión BMS se muestra en la siguiente figura, y el diseño específico se detallará con más detalle en la siguiente etapa.
