EMS vs BMS vs PCS vs SCADA vs BESS βελτιστοποιητής: ποιος ελέγχει τι;

Η σύντομη απάντηση

Μια μπαταρία κλίμακας δικτύου ελέγχεται από πολλά συνεργαζόμενα συστήματα. Το σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS) μετρά και προστατεύει κυψέλες, μονάδες και rack. Το σύστημα μετατροπής ισχύος ( PCS ) μετατρέπει την ισχύ της μπαταρίας DC σε τροφοδοσία δικτύου AC και πίσω.Ένα σύστημα διαχείρισης ενέργειας εγκαταστάσεων (EMS) συντονίζει τους πόρους και επιβάλλει κανόνες λειτουργίας σε επίπεδο τοποθεσίας. Η SCADA παρέχει στους χειριστές εποπτεία, συναγερμούς, έλεγχο και ιστορικά δεδομένα.Ένας βελτιστοποιητής BESS αποφασίζει ποια εμπορική ή επιχειρησιακή δράση είναι πολύτιμη.Ένας ελεγκτής ακμών συνδέει τις εξωτερικές αποφάσεις με την τοπική εγκατάσταση με περιορισμένη εξουσία.

Αυτή είναι η εννοιολογική διαίρεση.Ένας προμηθευτής μπορεί να αποκαλεί τον ελεγκτή της εγκατάστασης του ελεγκτή EMS, PPC, SCADA ή κύριο ελεγκτή.Ένα άλλο μπορεί να συσκευάσει πολλές λειτουργίες μαζί. Ως εκ τούτου, οι προμήθειες θα πρέπει να συγκρίνουν τις αρμοδιότητες και την αρχή σήματος, όχι μόνο τα ακρωνύμια.

Τα έξι επίπεδα σε μια πρακτική αρχιτεκτονική BESS

BMS : ασφάλεια και κατάσταση μπαταρίας

Το BMS είναι πιο κοντά στην ηλεκτροχημεία. Παρακολουθεί μεμονωμένα κύτταρα ή ομάδες, εκτιμά το SOC και την κατάσταση της υγείας, εξισορροπεί τα κύτταρα, διαχειρίζεται τους επαφές και δημοσιεύει δυναμικά όρια φόρτισης/εκφόρτισης. Το όριο του μπορεί να πέσει λόγω θερμοκρασίας, διασποράς τάσης, σφαλμάτων ή ιστορικού λειτουργίας. Τα υψηλότερα επίπεδα θα πρέπει να καταναλώνουν αυτό το όριο, όχι να το αντικαθιστούν με μια υπόθεση στατικής πινακίδας.

PCS : μετατροπή ισχύος

Το PCS ακολουθεί μια οδηγία ενεργού και αέργου ισχύος στο πλαίσιο των σημερινών ηλεκτρικών δυνατοτήτων του. Διαχειρίζεται τη συμπεριφορά του μετατροπέα, το συγχρονισμό δικτύου και την προστασία του μετατροπέα.Ένα αίτημα 10 MW στο EMS δεν αποτελεί απόδειξη των 10 MW στον μετρητή εσόδων: βοηθητικές συσκευές, απώλειες μετασχηματιστή, ράμπα, μείωση και τοπικός έλεγχος μπορούν όλα να επηρεάσουν την παραδοθείσα ισχύ.

Ελεγκτής EMS και μονάδας παραγωγής ενέργειας

Σε ένα αυτόνομο BESS, το EMS μπορεί να προγραμματίσει το PCS, να σέβεται τη σύνδεση στο δίκτυο, να διαχειρίζεται λειτουργίες και να συντονίζει την ισορροπία της εγκατάστασης. Σε μια υβριδική τοποθεσία διαιτητεύεται μεταξύ PV , BESS και ίσως φορτίου πίσω από ένα σημείο σύνδεσης. Μια λειτουργία PPC μπορεί να επιβάλλει απαιτήσεις ενεργού/άεργου ισχύος, τάσης, συντελεστή ισχύος και ράμπας σε αυτό το σημείο. Τα όρια του προϊόντος ποικίλλουν, επομένως ένα έγγραφο ελέγχου διεπαφής σε επίπεδο σήματος είναι απαραίτητο.

SCADA

Το SCADA είναι το λειτουργικό παράθυρο: τηλεμετρία, συναγερμοί, συμβάντα, τάσεις, εντολές και πρόσβαση ιστορικού. Μπορεί να φιλοξενεί τη λογική ελέγχου, αλλά το "ορατό στο SCADA" δεν σημαίνει αυτόματα ότι η SCADA κατέχει την απόφαση προγραμματισμού. Οι χειριστές πρέπει να γνωρίζουν ποιο σύστημα είναι η πηγή της αλήθειας για τη λειτουργία, το σημείο ρύθμισης, το SOC και τη διαθεσιμότητα.

Βελτιστοποιητής και ελεγκτής άκρων

Το εργαλείο βελτιστοποίησης εκτιμά την ευελιξία μεταξύ των αγορών και του χρόνου. Ο ελεγκτής άκρων παρέχει μια στενή, ελεγχόμενη γέφυρα από αυτήν την απόφαση στην τοπική εγκατάσταση. VoltMage Discharge αντιμετωπίζει το επίπεδο βελτιστοποίησης· Aptitude εφαρμόζει πολιτική λειτουργίας· και LocalEdge χειρίζεται τη συνδεσιμότητα και την εκτέλεση του ιστότοπου όπου το απαιτεί το εγκεκριμένο εύρος του έργου.

Η αρχή ελέγχου έχει μεγαλύτερη σημασία από το όνομα του συστήματος

Κάθε εγγράψιμο σήμα πρέπει να έχει μια τρέχουσα αρχή και μια τεκμηριωμένη προτεραιότητα. Οι τυπικές πηγές υψηλότερης προτεραιότητας περιλαμβάνουν προστασία, διακοπή έκτακτης ανάγκης, οδηγίες χειριστή δικτύου και εξουσιοδοτημένο τοπικό χειριστή. Η βελτιστοποίηση της αγοράς συνήθως βρίσκεται κάτω από αυτά. Μια σύνδεση cloud δεν θα πρέπει να μπορεί να παρακάμψει ένα σκληρό τοπικό όριο.

Ένα επιτρεπτικό σήμα σημαίνει "αυτή η ενέργεια επιτρέπεται επί του παρόντος".δεν αποτελεί εγγύηση ότι το στοιχείο θα δώσει την πλήρη εντολή. Μια ισχυρή αλυσίδα διακρίνει τη λήψη εντολής, την επικύρωση, την αποδοχή, την εφαρμογή και τη μετρημένη απόκριση. Αυτό καθιστά τις αποτυχημένες συναλλαγές, τις μειώσεις και τις συγκρούσεις ελέγχου διαγνώσιμες.

Όπου ταιριάζουν τα Modbus και IEC-104

Modbus TCP/RTU χρησιμοποιείται συνήθως για τοπική συσκευή και την ενσωμάτωση ελεγκτή. Παρέχει μητρώα και πηνία, αλλά δεν καθορίζει την επιχειρηματική σημασία, μονάδες, κλιμάκωση, φρεσκάδα ή χειραψία εντολής ενός έργου. Αυτά ανήκουν στον χάρτη μητρώου και στις προδιαγραφές διεπαφής.

IEC 60870-5-104 χρησιμοποιείται για τηλεέλεγχο μέσω IP, συχνά μεταξύ υποσταθμών, κέντρων ελέγχου, RTU και συστημάτων SCADA. Υποστηρίζει πληκτρολογημένα αντικείμενα πληροφοριών, περιγραφείς ποιότητας, χρονικές σημάνσεις και διαδικασίες εντολών. Η υποστήριξη πρωτοκόλλου εξακολουθεί να μην καθορίζει σε ποιον ανήκει το σημείο ρύθμισης ή πώς πρέπει να αντιδρά μια εγκατάσταση όταν το σήμα ανάντη έρχεται σε διένεξη με έναν τοπικό περιορισμό.

Τα API είναι χρήσιμα μεταξύ υπηρεσιών cloud, συστημάτων συναλλαγών και πλατφορμών χαρτοφυλακίου. Θα πρέπει να έχουν εκδοθεί, να έχουν πιστοποιηθεί και να είναι ανίκανοι για εντολές. Η τμηματοποίηση δικτύου, η λίστα επιτρεπόμενων, τα ελάχιστα προνόμια, τα αρχεία καταγραφής ελέγχου και η ελεγχόμενη απομακρυσμένη πρόσβαση ανήκουν στη σχεδίαση ασφάλειας του έργου. Αυτό το άρθρο δεν διεκδικεί πιστοποίηση για κάποια συγκεκριμένη εφαρμογή.

Παράδειγμα: αίτημα εκφόρτισης 5 MW

1. Ο βελτιστοποιητής βλέπει ένα πολύτιμο διάστημα και προτείνει εκφόρτιση 5 MW για 15 λεπτά.
2. Το επίπεδο πολιτικής επιβεβαιώνει τη θέση, το παράθυρο εγκυρότητας απόφασης, το απαιτούμενο τερματικό SOC και τον εξουσιοδοτημένο τρόπο λειτουργίας.
3. Ο ελεγκτής άκρων ελέγχει νέα δεδομένα τοποθεσίας. Το BMS επιτρέπει επί του παρόντος 4,4 MW λόγω θερμοκρασίας.η σύνδεση έχει επίσης μόνο 4,6 MW εξαγωγικό χώρο.
4. Ο εγκεκριμένος τοπικός στόχος γίνεται 4,4 MW ή η εντολή απορρίπτεται, σύμφωνα με τη συμφωνημένη πολιτική. Η διαφορά αναφέρεται ανάντη.
5. Το EMS/PPC συντονίζει τον έλεγχο PCS και σημείου σύνδεσης. Το PCS ανεβαίνει προς τον στόχο.
6. Το SCADA καταγράφει τις εντολές, το όριο, την κατάσταση συναγερμού και τη μετρούμενη ισχύ. Ο βελτιστοποιητής συμβιβάζει το έλλειμμα και προσαρμόζει τις μεταγενέστερες θέσεις.

Γι' αυτόν τον λόγο η "βελτιστοποίηση στέλνει το σημείο ρύθμισης στην μπαταρία" είναι μια ελλιπής αρχιτεκτονική. Η πολύτιμη συμπεριφορά είναι η ελεγχόμενη διαπραγμάτευση μεταξύ της εμπορικής πρόθεσης και της τρέχουσας φυσικής ικανότητας.

Λίστα ελέγχου προμηθειών και ανάθεσης

• Δημιουργήστε μια μήτρα ευθύνης για SOC , SOH, ενεργό/άεργο ισχύ, όριο δικτύου, συναγερμούς, λειτουργίες, χρονοδιαγράμματα και ενέργειες έκτακτης ανάγκης.
• Ορίστε μονάδες, υπογράψτε τη σύμβαση, την κλιμάκωση, ενημερώστε τον ρυθμό, την ποιότητα και την πηγή αλήθειας για κάθε σημείο που ανταλλάσσεται.
• Δικαιώματα ανάγνωσης και εγγραφής εγγράφου χωριστά.
• Καθορίστε την ταυτότητα εντολής, την περίοδο ισχύος, τις καταστάσεις επιβεβαίωσης και τη συμπεριφορά επανάληψης δοκιμής.
• Δοκιμή παλιής τηλεμετρίας, απώλειας δικτύου, επανεκκίνησης συσκευής, μετατόπισης ρολογιού, απορριφθέντων ορίων και ανταγωνιστικών πηγών εντολών.
• Εναρμόνιση ισχύος με εντολή και μέτρηση στα όρια εμπορικού οικισμού.
• Διατηρήστε τον χειροκίνητο έλεγχο και μια δοκιμασμένη διαδρομή επαναφοράς κατά τη σταδιακή αυτονομία.

Για ένα αναπτυγμένο παράδειγμα διαχωρισμένων επιπέδων πρόβλεψης, βελτιστοποίησης, πολιτικής και ακμών, βλ. Αρχιτεκτονική BESS 30 MWh Kostinbrod. Δείχνει την έννοια της ενοποίησης χωρίς να ισχυρίζεται ότι το VoltMage αντικαθιστά το BMS , το PCS ή όλες τις λειτουργίες SCADA του ιστότοπου.