Sistema de almacenamiento de energía BYD y su aplicación
Basándose en la avanzada tecnología de baterías de hierro, la tecnología de conmutación bidireccional de alta potencia y la tecnología de gestión de baterías para construir soluciones de sistemas de almacenamiento de energía (ESS) a gran escala, los sistemas de almacenamiento de energía a gran escala pueden satisfacer diversas necesidades de almacenamiento de energía.
No sólo regula los picos y la frecuencia, sino que también suaviza eficazmente las fluctuaciones de producción de la energía eólica, la energía solar y otras nuevas energías, mejorando la calidad de la energía en la red y garantizando la seguridad de la red eléctrica.
Se ofrecen distintos tipos de soluciones de almacenamiento de energía, como las de tipo contenedor y las de tipo estación, según las condiciones locales para satisfacer las distintas necesidades de aplicación de los clientes. Almacenamiento de energía BYD también muestra sus superiores ventajas técnicas.
Sistema de conversión de energía BYD
BYD es uno de los 5 principales empresas de baterías de almacenamiento de energíaEl sistema modular de conversión de potencia (PCS) del sistema de almacenamiento de energía de BYD adopta la tecnología de inversores de tres niveles más avanzada y un diseño de estructura modular, y se utiliza principalmente para la conversión de energía, la regulación de potencia y la modulación de frecuencia del sistema de almacenamiento de energía de BYD.
Características:
1) Circuito principal de CC
El circuito principal de CC se compone principalmente de un disyuntor de CC, un circuito de precarga, un circuito de descarga y un filtro EMI de CC. Realiza principalmente funciones como el control de encendido y apagado de la entrada de la batería, la supresión de la corriente de irrupción, la protección contra sobrecorriente y el filtrado de compatibilidad electromagnética.
2) CC/CA
La parte CC/CA es la pieza clave de la conversión de potencia de los PCS y está compuesta principalmente por condensadores de CC, IGBT, accionamiento de IGBT y módulos de protección. Mediante el encendido y apagado de alta frecuencia de los IGBT, se realiza la conversión de CA y CC y el flujo bidireccional de energía.
3) Filtro sinusoidal
El filtro sinusoidal filtra principalmente los armónicos de alta frecuencia en la salida de tensión de onda cuadrada de alta frecuencia por CC/CA, y los convierte en ondas sinusoidales cuyos armónicos cumplen los requisitos.
4) Circuito principal de CA
El circuito principal de CA se compone principalmente de un disyuntor de CA, un contactor de CA, un circuito de precarga de CA y un filtro CEM de CA.
5) Adquisición de señales
La parte de adquisición de señales realiza principalmente la detección de alta precisión de la tensión y la corriente del lado de CC, la señal de tensión y corriente del lado de CA, la función de procesamiento de señales y la función de detección de la señal de fallo.
6) Sección de control
La sección de control es la parte central del PCS. El procesador de señales digitales de alto rendimiento y calidad industrial TMS320F28335 de TI se utiliza como procesador central, que admite operaciones de coma flotante de 32 bits, tiene una capacidad de procesamiento de alta velocidad de 150M, salida PWM dedicada de alta precisión y 16 canales de muestreo A/D de 12 bits.
7) Sección HMI
La parte de monitorización y visualización utiliza una pantalla táctil LCD de alta resolución de 7 pulgadas como interfaz hombre-máquina, que proporciona una interfaz de interacción hombre-ordenador amigable y realiza a la perfección la función de control local del PCS.
Ventaja:
- ● Alta eficiencia de conversión y bajo contenido de armónicos de salida
- ● Amplia gama de temperatura ambiente de trabajo admisible.
- ● Diseño compacto y fácil mantenimiento
- ● Equipado con interfaz de operación de pantalla táctil humanizada, conveniente para la operación local y la consulta de información.
- ● El sistema de supervisión remota se puede utilizar para comprobar y modificar la configuración del sistema, y la velocidad de respuesta de mantenimiento es rápida.
Sistema de gestión de baterías BYD
Las principales funciones del sistema de gestión de baterías adoptado por el sistema de almacenamiento de energía de BYD incluyen:
- Función de gestión de carga y descarga;
- Función de protección;
- Función de control;
- Función de alarma;
- Función de autodiagnóstico;
- Función de visualización local del estado de funcionamiento;
- Función de gestión de la seguridad;
- Función de diagnóstico de averías;
- Función de gestión térmica;
- Función de comunicación.
A través de estas funciones, el BMS del sistema de almacenamiento de energía de BYD puede realizar la supervisión del estado de la batería, el control del funcionamiento, la supervisión del aislamiento, el equilibrado de la gestión, la protección y la comunicación, para garantizar el funcionamiento normal, estable y seguro del sistema mediante la detección en tiempo real del estado de la batería, y la consistencia de la batería se mantiene mediante el equilibrado de la batería para garantizar la eficiencia y la vida útil del sistema de baterías.
El sistema de gestión de baterías incluye una estructura de tres capas: módulo de gestión de baterías (BMU), unidad de control de energía de baterías (BECU) y unidad de módulo de almacenamiento de baterías (BSMU).
Estrategia de control en espera del SGE
1) Estrategia general de control del tiempo de inactividad:
Durante el funcionamiento del sistema, si el estado de la batería alcanza el valor límite establecido, como el valor límite de tensión o el valor límite de SOC, el sistema de unidad de batería de almacenamiento de energía BYD entrará automáticamente en el estado de espera.
2) Estrategia de control de parada de emergencia:
Si el fallo actual del sistema (como la alarma de humo, etc.) causará accidentes de seguridad como incendios y descargas eléctricas, el BMS transmitirá inmediatamente la información del fallo al sistema de monitorización local y controlará el PCS para detener el funcionamiento del sistema.
Si el PCS no responde en el tiempo especificado, el sistema de gestión de la batería controla el sistema para detener el funcionamiento de la unidad de batería de almacenamiento de energía para garantizar la seguridad del funcionamiento del sistema.
Balanza pasiva en línea BMS
Durante la producción en masa de pilas individuales, debido a las fluctuaciones naturales de las materias primas y los procesos de producción, la capacidad, la resistencia interna, la tensión y la tasa de autodescarga de las pilas individuales tendrán ciertas desviaciones.
Durante el uso, con el aumento del número de ciclos de carga y descarga y la influencia del tiempo de almacenamiento y la temperatura, la atenuación de la capacidad de la batería individual también será inconsistente, lo que resulta en la inconsistencia de la batería individual en la misma cadena de baterías, lo que reduce la capacidad de toda la unidad de batería de almacenamiento de energía BYD.
Por lo tanto, es necesario equilibrar la batería para mejorar su consistencia. El dispositivo de ecualización de la batería realiza la ecualización de descarga mediante la BMU. El circuito de igualación de descarga conecta la resistencia de descarga en paralelo con las celdas de la batería a través del interruptor de compuerta de la batería, y realiza el equilibrio de descarga de la batería descargando las celdas de la batería.
Batería de litio hierro fosfato de BYD
La batería de litio hierro fosfato utilizada en el sistema de almacenamiento de energía de BYD puede satisfacer la demanda de potencia de salida a nivel de megavatios. La batería de litio hierro fosfato de BYD se ha utilizado con éxito en los vehículos eléctricos puros E6 y K9 de BYD.
Seguridad de la batería
La batería de litio hierro fosfato del sistema de almacenamiento de energía BYD adopta la tecnología de soldadura láser para la válvula especial a prueba de explosiones y la placa de cubierta, y la presión de arranque de la válvula a prueba de explosiones es estable.
Según diversas normas de seguridad prueba de batería datos de la prueba de presión interna, se establece una presión de arranque razonable para garantizar que la batería única no explotará en diversas condiciones extremas, como acupuntura, impacto, cortocircuito, sobrecarga/descarga, incendio, presurización, etc.
Seguridad de la cadena de baterías
El diseño del circuito principal de la cadena de baterías de litio hierro fosfato utilizada en el almacenamiento de energía de BYD adopta múltiples métodos de protección, como se indica a continuación:
1) Interruptor seccionador de carga:
Se utiliza principalmente para realizar el aislamiento de cadenas de baterías.
2) Contactor principal:
Bajo el control del BMS, las funciones de conexión automática a la red, desconexión de la red, aislamiento de fallos y recuperación de la conexión a la red tras un fallo. Cuando el sistema de baterías está en funcionamiento y el BMS detecta una señal de fallo, la unidad envía un mensaje de alarma y, al mismo tiempo, controla la desconexión del dispositivo, de modo que el sistema deja de funcionar.
3) Fusible de CC:
Se adopta el fusible ultrarrápido de CC. Cuando se produce un accidente o un cortocircuito en el circuito primario del pack de baterías, el valor de la corriente del circuito principal aumenta instantáneamente, y la gran corriente puede fundir rápidamente el fusible, cortando así el circuito primario, protegiendo eficazmente el pack de baterías y evitando además la expansión del fallo.
Campo de aplicación del sistema de almacenamiento de energía BYD
Basado en la avanzada tecnología de baterías de litio hierro fosfato, la tecnología de gestión de baterías, la tecnología de conversión de energía y la tecnología de gestión de control de BYD, el sistema de almacenamiento de energía de BYD puede proporcionar energía a gran escala. soluciones de almacenamiento de energía que satisfacen diversas necesidades.
Las principales aplicaciones del sistema de almacenamiento de energía de BYD incluyen:
- El lado de la generación de energía, como la producción fluida de nueva energía.
- Lado de la red de transmisión y distribución, como la regulación de la frecuencia de la red y la regulación de picos.
- Lado de distribución de energía/lado del usuario, como reducción de picos y relleno de valles, suministro de energía independiente.
Suavizar la producción de nueva energía (generación de electricidad)
Ante la creciente demanda de suministro energético y la contaminación ambiental, las nuevas fuentes de energía, como la energía solar, como fuente de energía limpia, son cada vez más valoradas por los países de todo el mundo. Debido a la naturaleza intermitente y aleatoria de la energía solar, la potencia de generación en red del sistema de almacenamiento de energía de BYD cambia en tiempo real, lo que tiene un cierto impacto en la estabilidad de la red eléctrica.
Mediante el control de la carga y descarga del almacenamiento de energía BYD para estabilizar la producción de energía solar, reducir el abandono de la luz, y mantener la potencia de la red dentro de un rango estable, para garantizar la calidad del suministro de energía.
Modulación de la frecuencia de la red (transmisión y distribución)
La modulación de frecuencia puede dividirse en modulación de frecuencia primaria y modulación de frecuencia secundaria. El sistema de almacenamiento de energía en baterías pertenece a la regulación de frecuencia secundaria. En comparación con la regulación de frecuencia de energía tradicional, tiene una velocidad de respuesta y una precisión de control incomparables, y su efecto de regulación de frecuencia supera con creces el de los equipos de generación de energía rotativos tradicionales.
El sistema de almacenamiento de energía de BYD puede convertirse en un recurso de despacho de alta calidad y completar las tareas de regulación de frecuencia aceptando las instrucciones de despacho de la red. La fluctuación de frecuencia de la red eléctrica se controla dentro del rango permitido mediante la modulación de frecuencia.
Reducción de picos y relleno de valles (lado usuario)
Con el desarrollo de la economía, la importancia del equilibrio oferta-demanda entre la generación y el consumo de electricidad en el sistema eléctrico es cada vez mayor. El sector energético busca activamente diversos métodos para garantizar la seguridad y fiabilidad del sistema eléctrico.
Entre ellos, el precio de la electricidad en horas punta es un método relativamente común. Basándose en el precio de la electricidad en horas punta, la transferencia de energía puede realizarse mediante el almacenamiento de energía y, al mismo tiempo, pueden obtenerse beneficios de ahorro energético.
Beneficio de ahorro energético = cantidad de descarga en periodo punta × precio unitario de la electricidad en periodo punta - cantidad de carga en periodo valle × precio unitario de la electricidad en periodo valle - cantidad de carga en periodo normal × precio unitario de la electricidad en periodo normal + otros ingresos (como subvenciones).
