اجزای اصلی و اصول عملیاتی یک نیروگاه ذخیره انرژی

بسته باتری قلب کل سیستم ذخیره انرژی است که وظایف اصلی ذخیره و آزادسازی انرژی الکتریکی را بر عهده دارد. معمولاً شامل صدها یا هزاران سلول است که به صورت سری و موازی به هم متصل شده‌اند و به تدریج ماژول‌های باتری، خوشه‌های باتری و حتی پشته‌های باتری را تشکیل می‌دهند و در نهایت یک سیستم قدرت ایجاد می‌کنند که نیازهای ولتاژ و ظرفیت خاصی را برآورده می‌کند. در حال حاضر، باتری‌های لیتیوم آهن فسفات، با ایمنی بالا و عمر چرخه طولانی، انتخاب اصلی برای ذخیره‌سازی انرژی صنعتی و تجاری هستند. چه برای تراشیدن پیک و پر کردن دره یا مدیریت تقاضا استفاده شود، عملکرد شیمیایی و قوام این دستگاه ذخیره انرژی مبتنی بر باتری{3}} مستقیماً بازده تولید برق و طول عمر کل سیستم را تعیین می‌کند.

اگر باتری قلب است، پس سیستم تبدیل نیرو (PCS) دریچه عروقی سیستم است. این یک دستگاه کلیدی است که بسته باتری را به شبکه AC متصل می کند و عملکرد دو طرفه وارونگی و اصلاح را امکان پذیر می کند. در طول شارژ، PCS برق AC شبکه را برای ذخیره در باتری به برق DC تبدیل می کند. در طول تخلیه، برق DC باتری را به برق AC با کیفیت بالا برای تامین بار تبدیل می کند. برای شرکت‌هایی که به‌دنبال استقرار انعطاف‌پذیر هستند، راه‌حل ذخیره‌سازی انرژی مدولار برای C&I اغلب PCS (سیستم تبدیل نیرو) را با باتری‌ها در یک کابینت ادغام می‌کند، که به طور قابل‌توجهی فضای کف را کاهش می‌دهد و راندمان تبدیل انرژی و سرعت پاسخ را به طور چشمگیری بهبود می‌بخشد.

برای اطمینان از عملکرد ایمن آرایه های باتری بزرگ، یک سیستم مدیریت باتری (BMS) بسیار پیچیده ضروری است. BMS به عنوان یک "دستیار شخصی" برای باتری ها عمل می کند، پارامترهای کلیدی مانند ولتاژ، جریان، و دمای هر سلول را در زمان واقعی نظارت می کند و تخمین های SOC (وضعیت شارژ) و SOH (وضعیت سلامت) را با دقت بالا انجام می دهد. هنگامی که سیستم شرایط غیرعادی مانند شارژ بیش از حد، تخلیه بیش از حد، جریان بیش از حد، یا دمای بیش از حد را تجربه می‌کند، BMS مکانیسم‌های حفاظتی را در عرض میلی‌ثانیه راه‌اندازی می‌کند و مدار را برای جلوگیری از فرار حرارتی قطع می‌کند. این حفاظت پیشگیرانه ایمنی جامع، سنگ بنای کاربرد-در مقیاس بزرگ ذخیره‌سازی انرژی تجاری مدرن است.

سیستم مدیریت انرژی (EMS) مغز هوشمند کل سیستم است که مسئول تحقق مدیریت هوشمند انرژی برای ذخیره سازی تجاری است. EMS داده‌ها را از PCS، BMS و کنتورهای برق از طریق یک شبکه ارتباطی با سرعت بالا جمع‌آوری می‌کند و این داده‌ها را با سیاست‌های قیمت‌گذاری برق محلی در اوج{2}}دره، منحنی‌های بار سازمانی، و شرایط تولید برق فتوولتائیک ترکیب می‌کند تا استراتژی‌های شارژ و تخلیه بهینه را به‌طور هوشمندانه تدوین کند. به عنوان مثال، شارژ خودکار در زمان‌های خاموش{4}}برق و تخلیه در دوره‌های اوج مصرف برای تامین برق کارخانه، صرفه‌جویی در هزینه را به حداکثر می‌رساند. علاوه بر این، EMS از نظارت ابری و نگهداری از راه دور پشتیبانی می‌کند و به مدیران این امکان را می‌دهد تا وضعیت عملیاتی نیروگاه ذخیره‌سازی انرژی صنعتی (EMS) را در هر زمان و هر مکان نظارت کنند.

در کاربردهای صنعتی و تجاری در مقیاس بزرگ، ترانسفورماتورهای ایزوله برای تبدیل-به{{2} ولتاژ پایین و تضمین ایمنی الکتریکی ضروری هستند. آنها نه تنها خروجی AC ولتاژ پایین را از PCS به سطحی منطبق با شبکه برق نیروگاه افزایش می‌دهند، بلکه به طور مؤثری تجهیزات ولتاژ بالا را از سمت DC باتری جدا می‌کنند و از آسیب ناشی از نوسانات جانبی شبکه باتری به سیستم ظریف باتری جلوگیری می‌کنند. سیستم‌های ذخیره‌سازی صنعتی متصل به شبکه، همراه با کابینت‌های کمباین جامع، تابلو برق و سایر تجهیزات توزیع برق،-می‌توانند به‌طور پایدار و سازگار به ریزشبکه سازمانی یا شبکه برق عمومی متصل شوند و به توان عملیاتی کارآمد دست یابند.