EMS vs BMS vs PCS vs SCADA vs BESS optymalizator: kto kontroluje co?

Krótka odpowiedź

Bateria o skali siatki jest kontrolowana przez kilka systemów współpracujących. System zarządzania bateriami (BMS) mierzy i chroni ogniwa, moduły i stojaki. System konwersji mocy (PCS) przekształca moc akumulatora DC na moc sieci AC i z powrotem. System zarządzania energią w elektrowniach (EMS) koordynuje zasoby i wymusza zasady działania na poziomie lokalnym. SCADA daje operatorom nadzór, alarmy, sterowanie i dane historyczne. Optymalizator BESS decyduje, które działania komercyjne lub operacyjne są cenne. Kontroler krawędzi łączy decyzje zewnętrzne z lokalną rośliną z ograniczonymi uprawnieniami.

To jest podział koncepcyjny. Dostawca może nazwać swój kontroler instalacji EMS, PPC, SCADA lub sterownik główny. Inny może spakować kilka funkcji razem. Zamówienia powinny zatem porównywać obowiązki i organy odpowiedzialne za sygnalizację, a nie tylko skróty.

Sześciu warstw w praktycznej architekturze BESS

BMS: bezpieczeństwo i stan baterii

BMS jest najbliżej elektrochemii. Monitoruje poszczególne komórki lub grupy, szacuje SOC i stan zdrowia, równoważy komórki, zarządza kontaktorami i publikuje dynamiczne limity naładowania / rozładowania. Jego granica może spaść z powodu temperatury, rozproszenia napięcia, wad lub historii pracy. Wyższe warstwy powinny zużywać tę granicę, a nie zastępować ją statycznym założeniem tabliczki z nazwą.

PCS: konwersja mocy

PCS stosuje się do instrukcji dotyczącej mocy czynnej i reaktywnej w ramach swojej obecnej zdolności elektrycznej. Zarządza zachowaniem inwertera, synchronizacją sieci i ochroną konwertera. Wniosek o 10 MW do EMS nie jest dowodem na 10 MW przy liczniku przychodów: urządzenia pomocnicze, straty transformatora, ramping, derating i kontrola lokalna mogą mieć wpływ na dostarczoną energię.

Sterownik EMS i power-plant

W sposób ciągły BESS EMS może planować PCS, przestrzegać połączenia z siecią, zarządzać trybami i koordynować bilans instalacji. W miejscu hybrydowym arbitraż między PV, BESS i być może ładowanie za jednym punktem połączenia. Funkcja PPC może w tym punkcie egzekwować wymogi dotyczące mocy czynnej / reaktywnej, napięcia, współczynnika mocy i pochylni. Granice produktu różnią się, więc niezbędny jest dokument kontrolny interfejsu na poziomie sygnalnym.

SCADA

SCADA to okno operacyjne: telemetria, alarmy, wydarzenia, trendy, polecenia i dostęp historyka. Może być gospodarzem logiki sterowania, ale "widoczna w SCADA" nie oznacza automatycznie, że SCADA jest właścicielem decyzji o harmonogramie. Operatorzy muszą wiedzieć, który system jest źródłem prawdy dla trybu, punkt, SOC i dostępności.

Kontroler optymalizatora i krawędzi

Optymalizator pozwala na uzyskanie elastyczności na rynkach i w czasie. Sterownik krawędzi zapewnia wąski, testable most od tej decyzji do lokalnej fabryki. VoltMage Discharge adresuje warstwę optymalizacji; Aptitude stosuje politykę operacyjną; oraz LocalEdge zajmuje się połączeniem i realizacją obiektów, w przypadku gdy wymaga tego zatwierdzony zakres projektu.

Organ kontrolny ma znaczenie większe niż nazwa systemu

Każdy sygnał, który można zapisać, powinien mieć jeden obecny autorytet i udokumentowany priorytet. Typowe źródła o najwyższym priorytecie obejmują ochronę, awaryjne zatrzymanie, instrukcję obsługi grid i autoryzowanego operatora lokalnego. Optymalizacja rynku zwykle znajduje się poniżej tych. Połączenie w chmurze nie powinno być w stanie obejść twardego limitu lokalnego.

Sygnał domyślny oznacza "to działanie jest obecnie dozwolone"; nie jest to gwarancja, że składnik aktywów dostarczy pełne polecenie. Solidny łańcuch wyróżnia odbiór poleceń, walidację, akceptację, aplikację i mierzoną odpowiedź. To sprawia, że nieudany handel, wykolejeń i kontroli konfliktów diagnozowalnych.

Gdzie pasują Modbus i IEC-104

Modbus TCP / RTU jest powszechnie stosowany do integracji lokalnego urządzenia i sterownika. Zapewnia on rejestry i cewki, ale nie definiuje znaczenia biznesowego, jednostek, skalowania, świeżości lub komendy uścisku dłoni projektu. Te należą do mapy rejestru i specyfikacji interfejsu.

IEC 60870- 5- 104 jest używany do telecontrol nad IP, często między podstacjami, centrami sterowania, RTU i SCADA systemów. Obsługuje obiekty informacyjne, deskryptory jakości, znaczniki czasu i procedury komend. Wsparcie protokołu nadal nie rozstrzyga, kto jest właścicielem punktu odniesienia lub jak elektrownia powinna reagować, gdy sygnał z góry jest sprzeczny z ograniczeniem lokalnym.

API są przydatne między usługami w chmurze, systemami obrotu i platformami portfelowymi. Powinny być one modyfikowane, uwierzytelnione i ideominowane dla poleceń. Segmentacja sieci, dopuszczalne notowanie, najmniej uprzywilejowane, dzienniki audytowe i kontrolowany zdalny dostęp należą do projektu bezpieczeństwa. Niniejszy artykuł nie zawiera wniosku o wydanie certyfikatu dla żadnego konkretnego wykonania.

Przykład: wniosek o rozładowanie o mocy 5 MW

1. Optymalizator widzi cenny odstęp i proponuje 5 MW rozładowania na 15 minut.
2. Warstwa polityczna potwierdza pozycję, okno ważności decyzji, wymagany terminal SOC i autoryzowany tryb pracy.
3. Kontroler krawędzi sprawdza dane dotyczące świeżej strony. BMS pozwala obecnie na 4,4 MW ze względu na temperaturę; połączenie ma również tylko 4,6 MW eksportu headroom.
4. Zatwierdzony lokalny cel staje się 4,4 MW lub komenda zostaje odrzucona, zgodnie z uzgodnioną polityką. Różnica jest zgłaszana w górę rzeki.
5. EMS / PPC koordynuje sterowanie PCS i point-of-connection. Rampy PCS zbliżają się do celu.
6. SCADA rejestruje komendę, limit, stan alarmu i zmierzoną moc. Optymalizator godzi braki i dostosowuje późniejsze pozycje.

Dlatego "optymalizator wysyła punkt setpoint do baterii" jest niekompletną architekturą. Cenne zachowanie jest kontrolowane negocjacje pomiędzy zamiarem handlowym a obecnymi zdolnościami fizycznymi.

Zamówienia i lista kontrolna oddania do eksploatacji

• Stwórz macierz odpowiedzialności dla SOC, SOH, mocy czynnej / reaktywnej, zatrzasku sieci, alarmów, trybów, harmonogramów i działań awaryjnych.
• Określ jednostki, konwencję podpisywania, skalowanie, aktualizację kadencji, jakość i źródło prawdy dla każdego wymienianego punktu.
• Dokument odczytuje i zapisuje uprawnienia oddzielnie.
• Określ tożsamość komendy, okres ważności, stany potwierdzenia i powtórne zachowanie.
• Testowanie nieświeżej telemetrii, utraty sieci, ponownego uruchomienia urządzenia, dryfowania zegara, odrzuconych limitów i konkurencyjnych źródeł poleceń.
• Reconcile dowodził i mierzał moc na granicy rozrachunkowej.
• Zachować ręczną kontrolę i testowaną ścieżkę rollback podczas autonomii fabularnej.

Dla zastosowanego przykładu oddzielonych warstw prognozowania, optymalizacji, polityki i krawędzi, zobacz Architektura Kostinbrod 30 MWh BESSPokazuje koncepcję integracji bez twierdzenia, że VoltMage zastępuje BMS, PCS lub wszystkie funkcje SCADA witryny.