Ipagpalagay na hinihiling sa isang sistema ng imbakan ng enerhiya gamit ang baterya na mag-discharge sa 50 kW, ngunit ang aktuwal na output ay nananatili sa 35 kW. Hindi nangangahulugang may mali. Maaaring ang kaibahan ay nangangahulugan lamang na 50 kW ang gusto ng site, samantalang 35 kW ang kayang suportahan ng baterya at power-conversion equipment sa sandaling iyon. Ang agwat na ito ay kapaki-pakinabang na paraan upang maunawaan ang PCS, BMS, at EMS bilang mga bahagi ng iisang proseso ng operasyon.Tatlong Gampanin, Magkakaibang Uri ng Awtoridad
Karaniwang pinakamalapit ang EMS sa layunin ng operasyon ng site. Maaari nitong pagpasiyahan na dapat mag-discharge ang baterya dahil tumaas ang load, bumaba ang solar output, o may ibang tagubilin sa operasyon na nangangailangan ng paggamit ng nakaimbak na enerhiya. Maaaring simple ang agarang resulta: mag-charge, mag-discharge, o manatili sa isang partikular na antas ng power. Inilalarawan ng Siemens Energy ang EMS bilang layer na namamahala sa pangkalahatang operasyon at dispatch ng BESS, habang ginagawa ng PCS ang power conversion at mino-monitor at kinokontrol ng BMS ang mga kondisyon ng baterya. (siemens-energy.com)
May sarili nitong kondisyon ng operasyon ang baterya. Ang mga boltahe ng cell, temperatura at iba pang sukat, kasama ng mga tinatayang estado gaya ng SOC, ay nakaaapekto sa dami ng pag-charge o pag-discharge na kaya nitong suportahan. Inililista ng Infineon ang pagtataya ng SOC/SOH, kasama ng pagsubaybay, pagbabalanse, at pagtukoy ng fault at komunikasyon, bilang mahahalagang tungkulin ng BMS para sa imbakan ng enerhiya ng baterya. (infineon.com) Sa mga pinamamahalaang system, maaaring ipaalam ng BMS ang status ng baterya kasama ng mga limitasyon sa boltahe ng pag-charge, charging current at discharge current. Halimbawa, idinodokumento ng Victron ang mga bateryang dinamikong nagpapadala ng mga limitasyong ito sa system controller habang nagbabago ang boltahe ng cell, SOC o temperatura. (victronenergy.com)
Samakatuwid, iba ang layunin ng limitasyon ng baterya kaysa sa kahilingan ng EMS. Halimbawa, humihiling ang EMS ng 50 kW na discharge, ngunit ipinapakita ng kasalukuyang mga limitasyon sa panig ng baterya na humigit-kumulang 35 kW lamang ang available. Itinatakda ng halagang 35 kW ang hangganan sa panig ng baterya sa mga kondisyong iyon. Kung 20 kW lamang ang kailangan ng site, walang dahilan upang mag-discharge sa 35 kW dahil lamang kaya ito ng baterya. Kung nais ng site ang 50 kW, kailangang ibaba ang hinihinging operating point sa antas na talagang kayang suportahan ng system.
Isipin na ang parehong control screen ay nagpapakita ng kahilingan na 50 kW, pinapayagang halaga na 35 kW, at nasukat na output na 34.7 kW. Lahat ng tatlo ay nasa kilowatt, ngunit magkaiba ang inilalarawan nila: layunin, hangganan at resulta. Hindi sapat ang unit lamang. Mahalaga ang label at pinagmulan dahil maaaring magkaiba nang lehitimo ang setpoint, limitasyon at aktuwal na sukat nang hindi ito nagpapahiwatig ng malfunction.
Maaaring magkaroon ng ilang limitasyon nang sabay ang parehong system. Idinodokumento ng Victron ang isang ayos kung saan inihahambing ang limitasyon sa charging current na ibinibigay ng BMS sa maximum na kino-configure ng user, at ang mas mababang halaga ang inilalapat, habang maaaring manatiling aktibo ang mga limitasyon sa antas ng device. Nag-iiba ayon sa arkitektura kung aling controller ang nagsasama-sama ng mga constraint na ito, kaya nakaliligaw ang isang pangkalahatang hierarchy. Inilalarawan ng kahilingan ang nilalayong operasyon; itinatakda ng limitasyon ang hangganan kung saan maaaring maganap ang operasyong iyon. Ang magagawang operating point ay kung saan nagtatagpo ang dalawa. (victronenergy.com)
Ginagawang elektrikal na kapangyarihan ng PCS ang isang magagawang kahilingan
Kapag pasok ang isang operating request sa mga aktibong limitasyon, ginagawa ng PCS ang pasyang iyon bilang daloy ng elektrikal na kapangyarihan. Gumagana ang baterya sa panig ng DC, samantalang ang site o grid ay karaniwang nasa panig ng AC; kinokontrol ng PCS ang conversion sa pagitan ng mga ito. Inilalarawan ng Siemens Energy ang PCS bilang power-conversion element ng BESS, na iba sa EMS na namamahala sa dispatch at sa BMS na namamahala sa mga kondisyon ng baterya. (siemens-energy.com)
Maaaring magmungkahi ang isang simpleng diagram ng malinaw na pagkakasunod-sunod kung saan naglalabas ng utos ang EMS, inaaprubahan ito ng BMS, at isinasagawa ito ng PCS. Karaniwang mas distributed ang mga totoong system. Halimbawa, itinalaga ng mataas na boltahe BESS sangguniang disenyo ng NXP sa battery-management unit ang responsibilidad para sa interlock monitoring at contactor control, pati na rin ang komunikasyon sa isang EMS. Kung nangangailangan ng isolation ang proteksiyon ng baterya, maaaring mangyari ang tugon sa loob ng battery-protection layer sa halip na maghintay sa site-level na desisyon sa optimization. (nxp.com)
Gumagana rin ang PCS sa loob ng sarili nitong mga elektrikal na limitasyon at kondisyon sa panig ng AC. Nahuhubog ang panghuling daloy ng kapangyarihan ng operating request kasama ng mga constraint ng baterya, converter at system. Itinatago ng pagtawag sa alinmang controller bilang “utak” ng system kung paano talaga ipinamamahagi ang awtoridad. Tinutukoy ng EMS ang nais ipagawa ng site sa baterya. Ibinibigay ng BMS ang status, mga limitasyon at proteksiyon sa panig ng baterya. Kino-convert ng PCS ang pinapayagang operating point tungo sa kontroladong elektrikal na kapangyarihan.
Mas nagiging kapaki-pakinabang ang halimbawa ng 50 kW kung nagbabago ang mga kondisyon habang tumatakbo ang system. Ang kahilingang posible isang minuto ang nakalipas ay maaaring hindi na posible matapos tumaas ang temperatura ng baterya o humigpit ang isa pang limitasyon sa panig ng baterya. Sa dokumentadong setup ng Victron, nagsa-shut down ang Multis at Quattros sa island mode kapag naging zero ang pinakamataas na kuryente sa pag-discharge. Kasama rin sa BESS battery-management unit ng NXP ang contactor control, na nagpapakitang ang proteksiyon sa panig ng baterya ay maaaring lumipat mula sa ipinapaalam na operating limit tungo sa pisikal na isolation kapag kinakailangan. (victronenergy.com) (nxp.com)
Ang nagbabagong limitasyon ay nangangahulugan lamang na nagbago ang magagawang operating point. Maaaring ipaalam sa higher-level control ang status at mga limitasyon sa panig ng baterya sa pamamagitan ng mga interface gaya ng CAN FD, RS485 at Ethernet; isinama ng NXP ang lahat ng tatlo sa BESS battery-management unit nito para sa komunikasyon sa isang EMS. Makakatugon ang higher-level control sa bagong hangganan ng baterya habang patuloy na gumagana ang PCS sa loob ng mga constraint na nananatiling aktibo. Kaya tuloy-tuloy ang proseso ng control: inoobserbahan ang mga kondisyon, ina-update ang mga limitasyon, ina-adjust ang mga operating request kung kinakailangan, at nagiging bahagi ng impormasyong ginagamit sa susunod na desisyon ang aktuwal na operasyon. (nxp.com)
Sa ganitong pananaw, nagiging mapa ang isang 3S diagram kung paano nagiging maisasagawang daloy ng kapangyarihan ang isang layunin sa operasyon. Kinakatawan ng EMS ang nais gawin ng site, ibinibigay ng BMS ang impormasyon at mga hangganan sa panig ng baterya na humuhubog sa posible, at isinasagawa ng PCS ang conversion na ginagawang totoo ang nagreresultang operating point. Kapag humihiling ang system ng 50 kW at naghahatid ng 35 kW, ang kapaki-pakinabang na tanong ay kung aling constraint ang nagtakda sa 35 kW bilang magagawang operating point. Mas marami itong ibinubunyag tungkol sa system kaysa sa mga pangalan lamang ng controller.
