储能系统中的电池管理系统(BMS)是保证储能系统安全和性能稳定的重要组成部分。现在市场上主要存在三种类型的BMS技术,包括分布式BMS、集中式BMS和模块化BMS。
Powin Energy在美国德州的2.4MW/9.6MWh储能项目和Gildemeister Energy Solutions在德国兰茨堡的2MW/5MWh储能项目中均采用了分布式BMS技术。
分布式BMS是将每个电池单体的监测与控制集成在电池单体内部,通过通信协议将信息传输至主控制器。它与集中式BMS最大的不同在于,每个电池单体都拥有独立的监测和控制系统,相互之间不需要进行信息交互。
分布式电池管理系统
由于每个电池单体都拥有独立的监测和控制系统,所以分布式BMS的可靠性更高。即使某个电池单体发生故障,其他电池单体仍然能够正常工作,系统整体性能不会受到太大的影响。
由于分布式BMS的结构相对简单,每个电池单体都可以独立运行,所以维护和升级相对容易。一旦某个电池单体发生故障,可以直接更换该单体,而不必停机进行整个系统的维护和升级。
分布式BMS的监测和控制系统分散在每个电池单体内部,因此系统更加灵活。可以根据实际需求增加或减少电池单体,而不必考虑系统整体的复杂性分布式。
由于每个电池单体都需要安装独立的监测和控制系统,所以成本相对较高。而且对于大规模的储能系统来说,分布式BMS需要安装大量的监测和控制系统,进一步提高了成本。
分布式BMS需要通过通信协议将每个电池单体的信息传输至主控制器,如果通信出现问题,可能会导致整个系统的故障。另外,由于每个电池单体都需要与主控制器通信,所以通信负载相对较大。
澳大利亚NeoenPowin的30MW/30MWh储能项目中采用了集中式BMS技术。集中式BMS将所有电池单体的监测与控制集中在一个主控制器中,通过通信协议将信息传输至主控制器。
由于集中式BMS只需要安装一个主控制器,所以成本相对较低。特别是对于小规模的储能系统,使用集中式BMS可以降低系统的成本。
由于集中式BMS只需要一个主控制器,所以通信负载相对较小,可以有效减少通信问题的发生。
由于所有电池单体的监测和控制集中在一个主控制器中,如果主控制器出现故障,可能会导致整个系统的故障,系统可靠性较低。
由于所有电池单体的监测和控制集中在一个主控制器中,所以维护和升级较为困难。一旦主控制器出现故障,需要停机进行整个系统的维护和升级。
模块化BMS是将电池单体分为若干模块,每个模块都具有独立的监测和控制系统,通过通信协议将信息传输至主控制器。
模块化BMS
模块化BMS需要安装若干个监测和控制模块,相对于分布式BMS和集中式BMS,成本适中。
由于每个模块都具有独立的监测和控制系统,所以系统的可靠性较高。即使某个模块发生故障,其他模块仍然能够正常工作,系统整体性能不会受到太大的影响。
模块化BMS的监测和控制模块分散在每个电池模块内部,因此系统更加灵活。可以根据实际需求增加或减少电池模块,而不必考虑系统整体的复杂性。
模块化BMS需要通过通信协议将每个模块的信息传输至主控制器,通信负载相对较大。
由于模块化BMS需要安装若干个监测和控制模块,所以维护和升级较为困难。一旦某个模块出现故障,需要停机进行维护和更换,可能会影响整个系统的性能。
三种BMS技术各自具有优点和痛点,需要根据实际应用场景进行选择。
对于大规模的储能系统,分布式BMS技术能够提高系统的可靠性和稳定性,但成本较高;对于小规模的储能系统,集中式BMS技术成本相对较低,但可靠性较低;
模块化BMS技术则能够在成本和可靠性之间取得平衡,但需要考虑通信负载和维护升级的问题。
未来的BMS技术将更加注重实时监测和控制能力的提升,同时也将更加注重通信协议的标准化和统一,以提高不同厂商的设备兼容性和互操作性。
资料来源:永泰数能、网络
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原文始发于微信公众号(艾邦储能与充电):储能系统中BMS类型及特点