Conception d'intégration de systèmes de batteries dans des projets de stockage d'énergie
Configuration du système de batterie au lithium fer phosphate : les batteries au lithium fer phosphate (LFP) utilisées dans les composants de stockage d'énergie du système ont les caractéristiques d'une énergie spécifique élevée, d'une durée de vie plus longue, de taux de charge et de décharge plus élevés, et d'une sécurité et d'une absence de pollution. Ils ont été largement appliqués dans les domaines du stockage d'énergie tels que les véhicules électriques, l'écrêtement des pointes et le remplissage des vallées, la régulation de fréquence, l'écrêtement des pointes et l'alimentation de secours d'urgence. Les batteries de stockage d'énergie adoptent généralement une méthode de composition modulaire, avec des cellules formant des modules, des modules placés dans des boîtiers de batteries et des boîtiers de batteries formant des armoires de batteries pour devenir une unité de stockage d'énergie. Un système de batterie de 2,46 MWh est composé de 12 groupes de batteries de 281,6 kWh chacun ; chaque groupe de batteries de 281,6 kWh est formé de 19 boîtiers enfichables de batterie connectés en série. Un système de batterie de 2 MWh est composé de 9 groupes de batteries de 281,6 kWh chacun, chaque groupe de batteries de 281,6 kWh étant formé de 19 boîtiers de batterie enfichables connectés en série.
Conception d'intégration de cluster de batteries : pour un système de batterie de 2,46 MWh, tous les 19 boîtiers de plug-in de batterie forment un cluster de batteries, et tous les 6 clusters de batteries sont connectés à un PCS de 630 kW. Pour un système de batterie de 2 MWh, tous les 19 boîtiers enfichables de batterie forment un cluster de batteries, et tous les 4 à 5 clusters de batteries sont connectés à un PCS de 500 kW. Chaque groupe de batteries est contrôlé par un boîtier haute tension (comprenant un BCU) pour l'entrée et la sortie de l'énergie de la batterie. Grâce à la configuration et au conditionnement raisonnables des cellules, une gestion efficace et une utilisation complète des cellules sont obtenues.
Configuration du système de batterie à flux redox au vanadium : les batteries à flux redox au vanadium sont sûres, respectueuses de l'environnement, ont une longue durée de vie, de bonnes caractéristiques de charge et de décharge et une bonne uniformité de chaque cellule. Cependant, les batteries à flux ont une faible densité énergétique et occupent un grand espace. Un système de batterie de 500 kWh est composé de 48 groupes de batteries de 10,6 kWh chacun, chaque groupe de batteries de 10,6 kWh étant formé par un module de batterie au vanadium de 5,3 kW.
Conception du système de gestion de batterie : dans ce projet, un ensemble de systèmes de gestion de batterie de stockage d'énergie (BMS) qui correspondent aux caractéristiques des cellules est configuré dans chaque conteneur de batterie de 2,46 MWh. Chaque système BMS est géré en trois niveaux : BMU au niveau du module, MBMS au niveau du cluster de batterie et BAMS au niveau du système de batterie unitaire.
Les principales fonctions de chaque niveau de BMS sont les suivantes : BMU (niveau module, intégré au module) : surveille la tension et la température des cellules individuelles, le courant d'un seul module et la tension totale, et transmet les informations ci-dessus au BMS de niveau supérieur en temps réel via le protocole CAN. Il peut contrôler l'équilibre de tension des cellules individuelles. MBMS (niveau du cluster de batteries, intégré au boîtier de commande central) : détecte la tension totale et le courant total de l'ensemble du cluster de batteries et transmet les informations ci-dessus au BMS de niveau supérieur en temps réel via le protocole CAN. Il peut afficher la capacité et l'état de santé de la batterie pendant la charge et la décharge, prédire la puissance et calculer la résistance interne. BAMS (unité de batterie au niveau du système) : collecte des informations à partir du MBMS de niveau inférieur et peut estimer la capacité restante et l'état de santé de la batterie en temps réel. Il communique avec les systèmes de niveau supérieur et externes via RS-485 ou Modbus-TCP/IP. La conception générale du cadre du système de gestion BMS est présentée dans la figure suivante, et la conception spécifique sera plus détaillée dans l'étape suivante.
