导语:大型电池阵列正逐渐成为备用和连续供电的热门选择,特斯拉公司的Powerwall系统是这一趋势的明显例证。这类系统中的电池通过与电网或其他能源的持续充电,然后利用DC/AC逆变器向用户提供稳定交流(AC)电。
在谈论使用电池作为备份能源时,我们并不局限于新兴技术。现有的各种备份体系已经为我们提供了丰富的选择,包括小型120/240V AC功率和几百瓦的小型电脑短期备份系统,以及船舶、混合动力汽车甚至全 电动车所需的大功率数千瓦特种车船备份系统。此外,还有专门用于通信网络和数据中心的大规模数百千瓦级别的紧急补给体系(如图1所示)。
尽管对化学组成和技术进步感到兴奋,但一个可行且高效的储能解决方案还需要考虑另一个关键要素——智能管理体系(BMS)。BMS对于从数千瓦到数百kW固定及移动应用非常适合,为多种场景提供可靠、高效供电服务。
在实现完善BMS时,我们面临着挑战,不仅要确保高准确度丈量值,还必须使子模块规划变得模块化,以便根据特定需求进行定制,并预见可能扩展的情况、整体管理问题以及维护要求。在更大的存储阵列中工作意味着处理逆变器产生高压、高流并引发尖峰流的问题,同时保持精确数据传输,即使是在噪声极高、温度极高环境下。此外,BMS还需提供广泛而“细腻”的内部模块和整个体系温度监测值,因为这些数据对于充放两端至关重要。
由于这些储能解决方案在保障业务连续性的核心作用上扮演如此关键角色,其工作可靠性具有不可或缺的地位。为了将这个目标转化为现实,BMS必须保证数据准确性与完整性,并不断进行健康评估以采取必要措施。完成强壮规划并确保安全是一个多层次过程,其中BMS必须针对潜在问题执行自我测试,并实施故障检测机制。在备选模式与正常运行模式之间作出恰当决策也是必不可少的一环。而且,由于涉及到的是大压力、大流量以及大功率,因此 BMS 必须符合众多严格监管标准要求。
将概念转化为实际操作
虽然理论上只需简单地安装读数设备即可监督再生式蓄电池,但实际操作远比想象中复杂得多。坚固规划始于全面监控每个单独电子元件,这要求提出一系列重要要求,比如达到毫伏安级别精度,对读数进行同步以计算功率等。同时,它们还必须评估每次读取是否有效,以最大限度提高数据质量,并识别错误或不寻常读取信号。不过,如果依赖有误差信息做出决定同样是不可以接受的事务,而这正是现代蓄能技术面临的一个巨大挑战。如果没有正确处理这些信息,那么可能会导致资源浪费或者最坏情况下造成危险事故发生。在这种背景下,可以看出为什么设计好的管理系统对于能够成功实现蓄能项目至关重要,而不是简单地扩展某个小型包容量存储解决方案来满足更大的需求;相反,它们需要新的策略以及支持它们运行所必需的一些特殊组件来应对日益增长需求。