儲能系統中的電池管理系統(BMS)是保證儲能系統安全和性能穩定的重要組成部分。現在市場上主要存在三種類型的BMS技術,包括分布式BMS、集中式BMS和模塊化BMS。
三種BMS拓撲結構
1.分布式BMS
Powin Energy在美國德州的2.4MW/9.6MWh儲能項目和Gildemeister Energy Solutions在德國蘭茨堡的2MW/5MWh儲能項目中均采用了分布式BMS技術。
分布式BMS是將每個電池單體的監測與控制集成在電池單體內部,通過通信協議將信息傳輸至主控制器。它與集中式BMS最大的不同在于,每個電池單體都擁有獨立的監測和控制系統,相互之間不需要進行信息交互。
分布式電池管理系統
分布式BMS的優點:
1.可靠性更高
由于每個電池單體都擁有獨立的監測和控制系統,所以分布式BMS的可靠性更高。即使某個電池單體發生故障,其他電池單體仍然能夠正常工作,系統整體性能不會受到太大的影響。
2.易于維護和升級
由于分布式BMS的結構相對簡單,每個電池單體都可以獨立運行,所以維護和升級相對容易。一旦某個電池單體發生故障,可以直接更換該單體,而不必停機進行整個系統的維護和升級。
3.靈活性更強
分布式BMS的監測和控制系統分散在每個電池單體內部,因此系統更加靈活??梢愿鶕嶋H需求增加或減少電池單體,而不必考慮系統整體的復雜性分布式。
分布式BMS的缺點:
1.成本較高
由于每個電池單體都需要安裝獨立的監測和控制系統,所以成本相對較高。而且對于大規模的儲能系統來說,分布式BMS需要安裝大量的監測和控制系統,進一步提高了成本。
2.通信問題
分布式BMS需要通過通信協議將每個電池單體的信息傳輸至主控制器,如果通信出現問題,可能會導致整個系統的故障。另外,由于每個電池單體都需要與主控制器通信,所以通信負載相對較大。
2.集中式BMS
澳大利亞NeoenPowin的30MW/30MWh儲能項目中采用了集中式BMS技術。集中式BMS將所有電池單體的監測與控制集中在一個主控制器中,通過通信協議將信息傳輸至主控制器。
集中式BMS的優點:
1.成本較低
由于集中式BMS只需要安裝一個主控制器,所以成本相對較低。特別是對于小規模的儲能系統,使用集中式BMS可以降低系統的成本。
2.通信負載較小
由于集中式BMS只需要一個主控制器,所以通信負載相對較小,可以有效減少通信問題的發生。
集中式BMS的缺點:
1.可靠性較低
由于所有電池單體的監測和控制集中在一個主控制器中,如果主控制器出現故障,可能會導致整個系統的故障,系統可靠性較低。
2.維護和升級困難
由于所有電池單體的監測和控制集中在一個主控制器中,所以維護和升級較為困難。一旦主控制器出現故障,需要停機進行整個系統的維護和升級。
3.模塊化BMS
模塊化BMS是將電池單體分為若干模塊,每個模塊都具有獨立的監測和控制系統,通過通信協議將信息傳輸至主控制器。
模塊化BMS的優點:
1.成本適中
模塊化BMS需要安裝若干個監測和控制模塊,相對于分布式BMS和集中式BMS,成本適中。
2.可靠性高
由于每個模塊都具有獨立的監測和控制系統,所以系統的可靠性較高。即使某個模塊發生故障,其他模塊仍然能夠正常工作,系統整體性能不會受到太大的影響。
3.靈活性強
模塊化BMS的監測和控制模塊分散在每個電池模塊內部,因此系統更加靈活。可以根據實際需求增加或減少電池模塊,而不必考慮系統整體的復雜性。
模塊化BMS的缺點:
1.通信負載較大
模塊化BMS需要通過通信協議將每個模塊的信息傳輸至主控制器,通信負載相對較大。
2.維護和升級較為困難
由于模塊化BMS需要安裝若干個監測和控制模塊,所以維護和升級較為困難。一旦某個模塊出現故障,需要停機進行維護和更換,可能會影響整個系統的性能。
4.總結
三種BMS技術各自具有優點和痛點,需要根據實際應用場景進行選擇。
對于大規模的儲能系統,分布式BMS技術能夠提高系統的可靠性和穩定性,但成本較高;對于小規模的儲能系統,集中式BMS技術成本相對較低,但可靠性較低;
模塊化BMS技術則能夠在成本和可靠性之間取得平衡,但需要考慮通信負載和維護升級的問題。
未來的BMS技術將更加注重實時監測和控制能力的提升,同時也將更加注重通信協議的標準化和統一,以提高不同廠商的設備兼容性和互操作性。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:儲能系統中BMS類型及特點
文章出處:【微信號:dldzjsyyy,微信公眾號:電力電子技術與應用】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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