औद्योगिक और वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण प्रणाली में बैटरी प्रणाली (बीएमएस सहित), ईएमएस, पीसीएस, एयर कंडीशनिंग, अग्नि सुरक्षा प्रणाली, निगरानी और अलार्म प्रणाली आदि शामिल हैं, जिनमें से बीएमएस और ईएमएस, ऊर्जा भंडारण प्रणाली की मुख्य नियंत्रण इकाई के रूप में, क्रमशः बैटरी प्रबंधन और ऊर्जा प्रबंधन की महत्वपूर्ण जिम्मेदारी वहन करते हैं, और उनके कार्य, प्रदर्शन और सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर का मिलान ऊर्जा भंडारण प्रणाली के अनुप्रयोग की सुरक्षा और निवेश पर प्रतिफल से सीधे संबंधित हैं।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस)सिस्टम में सेंसिंग का जिम्मा संभालते हुए, यह बैटरी स्टोरेज सिस्टम की सुरक्षा, स्थिरता और प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए उनकी निगरानी और नियंत्रण कर सकता है।
ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस): सिस्टम में निर्णय लेने के लिए जिम्मेदार, यह आम तौर पर लिथियम बैटरी ऊर्जा भंडारण बिजली स्टेशनों के लिए शुरू की गई विनियमन और नियंत्रण एकीकृत ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली को संदर्भित करता है, जो वास्तविक समय की निगरानी और निदान को साकार करती है।
विद्युत रूपांतरण प्रणाली (पीसीएस)सिस्टम में निष्पादन के लिए जिम्मेदार, यह ऊर्जा भंडारण संयंत्र का एक प्रमुख हिस्सा है, जो बैटरी के चार्जिंग और डिस्चार्जिंग को नियंत्रित करता है और ग्रिड की अनुपस्थिति में एसी लोड को सीधे बिजली की आपूर्ति करने के लिए एसी/डीसी रूपांतरण करता है।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस)
बीएमएस का पूरा नाम बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम है, जिसका अर्थ है बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली को प्रबंधित करने के लिए उपयोग की जाने वाली उपप्रणाली।
समारोह
बीएमएस मुख्य रूप से मॉनिटरिंग मॉड्यूल, कंट्रोल मॉड्यूल, कम्युनिकेशन मॉड्यूल और अन्य भागों से मिलकर बना होता है। इसका मुख्य कार्य बैटरी की स्थिति को वास्तविक समय में मॉनिटर और नियंत्रित करना है, जिसमें बैटरी वोल्टेज, करंट, तापमान, एसओसी और अन्य पैरामीटर शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, बीएमएस बैटरी की सुरक्षा और नियंत्रण भी करता है, जिससे बैटरी की सुरक्षा और जीवनकाल सुनिश्चित होता है।
बैटरी को ओवरचार्जिंग और ओवरडिस्चार्जिंग से बचाने के लिए, जिससे बैटरी का सेवा जीवन बढ़ाया जा सके और बैटरी के उपयोग की दक्षता में सुधार किया जा सके।
इतना ही नहीं, बीएमएस डेटा विश्लेषण की भूमिका भी निभाता है; बैटरी की स्थिति का अवलोकन करने के लिए इसे बैटरी की एसओसी (शेष बैटरी क्षमता) और एसओएच (बैटरी की स्वास्थ्य स्थिति) की गणना और विश्लेषण करने की आवश्यकता होती है, और किसी भी असामान्य जानकारी के होने पर, इसकी सूचना समय पर दी जाएगी, ताकि उपयोगकर्ता को समय रहते पता चल सके कि बैटरी में कोई खराबी है।
स्तरित जागरूकता वास्तुकला
अधिकांश बीएमएस प्रणालियों में त्रिस्तरीय वास्तुकला होती है।
1. सबसे निचली परत: स्लेव बीएमयू, इस स्तर का मुख्य कार्य बैटरी सेल वोल्टेज और तापमान का अधिग्रहण करना है, और यह बैटरी इक्वलाइजेशन रणनीति के निष्पादन के लिए जिम्मेदार है। यह अधिग्रहण सूचना दूसरे स्तर से संचार लिंक के माध्यम से संचारित होती है, आमतौर पर सीएएन या डेज़ी चेन संचार का उपयोग किया जाता है।
2. मध्य परत: मुख्य नियंत्रण BCU, इस स्तर के मुख्य कार्य क्लस्टर वोल्टेज, करंट और क्लस्टर इन्सुलेशन की जानकारी एकत्र करना, बैटरी पैक सुरक्षा के लिए कॉन्टैक्टरों को नियंत्रित करना, प्रथम चरण BMU से जानकारी एकत्र करना और बैटरी स्थिति (SoX) का अनुमान लगाना है। यह जानकारी आमतौर पर CAN या ईथरनेट का उपयोग करके संचार लिंक के माध्यम से तीसरे चरण के साथ एकत्र और संप्रेषित की जाती है।
3. ऊपरी स्तर: बैटरी क्लस्टर प्रबंधन के लिए सामान्य नियंत्रण। इस स्तर का मुख्य कार्य द्वितीय स्तर के बीसीयू द्वारा प्रेषित जानकारी को एकत्रित करना, संग्रहीत करना और प्रदर्शित करना आदि है। इसमें वास्तविक समय अलार्म फ़ंक्शन, मुख्य सर्किट ब्रेकर का नियंत्रण और संपर्क प्रतिक्रिया फ़ंक्शन, और पीसीएस, ईएमएस और स्थानीय निगरानी के साथ वास्तविक समय संचार फ़ंक्शन शामिल हैं।
तकनीकी आवश्यकताएं
ऑटोमोटिव पावर बैटरी के लिए बीएमएस की तुलना में, ऊर्जा भंडारण बीएमएस की संरचना अधिक जटिल होती है।
सबसे पहले, बैटरी की क्षमता का स्तर अलग-अलग होता है, बिजली आपूर्ति स्तर का बीएमएस प्रबंधन उच्चतर होता है, श्रृंखला और समानांतर कनेक्शन के लिए अधिक बैटरी की आवश्यकता होती है।
बीएमएस को ग्रिड कनेक्शन के लिए उच्च आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है। ग्रिड से कनेक्शन के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं। पावर बैटरी, बैटरी और वाहन के इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम से जुड़ी होती है, इसलिए तकनीकी आवश्यकताएं कम होती हैं।
बाज़ार
बीएमएस बाजार में तीन मुख्य प्रकार के उद्यम शामिल हैं: वाहन निर्माता, पावर बैटरी निर्माता और स्वतंत्र बीएमएस उत्पादक। वाहन निर्माता और बैटरी निर्माता स्वतंत्र अनुसंधान और विकास या बीएमएस आपूर्तिकर्ताओं के साथ सहयोगात्मक विकास के रूप में व्यवसाय करते हैं। बीवाईडी, निंगडे टाइम्स, गुओक्सुआन गाओके और एवीआईसी जैसे अधिकांश घरेलू पावर बैटरी निर्माता बैटरी पैक और बीएमएस पैकेज प्रदान करने के लिए बीएमएस+पैक लेआउट मॉडल अपनाते हैं। स्वतंत्र बीएमएस निर्माताओं की संख्या वर्तमान में काफी अधिक है और वे कई उद्योगों को बीएमएस उत्पाद श्रृंखला की आपूर्ति कर सकते हैं।
वर्तमान में, चीन के बीएमएस उद्योग में अग्रणी उद्यमों को स्पष्ट लाभ प्राप्त है। विशेष रूप से, 2022 में, चीन के नए ऊर्जा पावर बैटरी बीएमएस की स्थापित क्षमता में शीर्ष दस निर्माताओं की हिस्सेदारी 76.1% थी। इनमें से शीर्ष तीन कंपनियां बीवाईडी, निंगडे टाइम्स और टेस्ला हैं, जो सभी वाहन और बैटरी निर्माता हैं, जिनकी हिस्सेदारी क्रमशः 26.4%, 16.9% और 9% है। स्वतंत्र बीएमएस निर्माताओं की हिस्सेदारी अपेक्षाकृत कम है, और चीन में सबसे बड़े स्वतंत्र बीएमएस निर्माता, ली शिनेन्ग, हिस्सेदारी के मामले में चौथे स्थान पर है, लेकिन कुल हिस्सेदारी केवल 6.7% है।
बुनियादी कार्यों से लेकर उन्नत कार्यों तक आगे बढ़ना
1. उच्च विश्वसनीयता
चूंकि प्रत्येक बैटरी यूनिट का अपना मॉनिटरिंग और कंट्रोल सिस्टम होता है, इसलिए डिस्ट्रीब्यूटेड बीएमएस की विश्वसनीयता अधिक होती है। यदि एक बैटरी खराब भी हो जाती है, तो भी अन्य बैटरियां सामान्य रूप से काम करती रहती हैं, और सिस्टम के समग्र प्रदर्शन पर ज्यादा असर नहीं पड़ता।
2. रखरखाव और अपग्रेड करना आसान है
डिस्ट्रिब्यूटेड बीएमएस की संरचना अपेक्षाकृत सरल होने के कारण, प्रत्येक बैटरी सेल स्वतंत्र रूप से कार्य कर सकता है, जिससे रखरखाव और अपग्रेडिंग अपेक्षाकृत आसान हो जाती है। बैटरी यूनिट खराब होने पर, पूरे सिस्टम को बंद किए बिना ही उसे सीधे बदला जा सकता है।
3. अधिक लचीलापन
वितरित बीएमएस की निगरानी और नियंत्रण प्रणाली प्रत्येक बैटरी इकाई में फैली हुई है, इसलिए यह प्रणाली अधिक लचीली है। समग्र रूप से वितरित प्रणाली की जटिलता पर विचार किए बिना, वास्तविक मांग के अनुसार बैटरी सेल की संख्या बढ़ाई या घटाई जा सकती है।
ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस)
ईएमएस (ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली), जिसे ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली के नाम से भी जाना जाता है, हालांकि संपूर्ण ऊर्जा भंडारण प्रणाली में इसका अनुपात बहुत बड़ा नहीं है, फिर भी यह पूरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली का एक अत्यंत महत्वपूर्ण मूल घटक है। सामान्यतः, यह लिथियम बैटरी भंडारण विद्युत स्टेशन के विनियमन और नियंत्रण के लिए शुरू की गई एकीकृत ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली को संदर्भित करता है।
संगठन
ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली में कई भाग शामिल हैं, जिन्हें नीचे दिखाया जाएगा।
1. निगरानी और डेटा संग्रह: ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली सेंसर और उपकरण के माध्यम से ऊर्जा भंडारण सुविधा में ऊर्जा के उत्पादन, भंडारण और खपत की वास्तविक समय में निगरानी करती है। यह बैटरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग स्थिति, तापमान, वोल्टेज, करंट आदि सहित विभिन्न प्रकार के डेटा को एकत्रित करने में सक्षम है।
2. डेटा विश्लेषण और अनुकूलन: ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली, ऊर्जा प्रणाली की कार्य स्थिति और प्रदर्शन को समझने के लिए एकत्रित डेटा को संसाधित और विश्लेषण करने हेतु उन्नत डेटा विश्लेषण तकनीक पर निर्भर करती है। डेटा विश्लेषण के माध्यम से, यह ऊर्जा प्रणाली में संभावित समस्याओं की पहचान कर सकती है और अनुकूलन सुझाव प्रदान कर सकती है, जैसे कि चार्जिंग और डिस्चार्जिंग रणनीतियों को समायोजित करना और ऊर्जा उपयोग दक्षता को अनुकूलित करना।
3. ऊर्जा समय-निर्धारण और नियंत्रण: ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली वास्तविक समय की ऊर्जा मांग और सिस्टम संचालन के आधार पर ऊर्जा का बुद्धिमानी से समय-निर्धारण और नियंत्रण कर सकती है। यह मांग पूर्वानुमान, बिजली की कीमत की स्थिति, ग्रिड लोड और अन्य कारकों के अनुसार ऊर्जा भंडारण सुविधाओं के चार्जिंग और डिस्चार्जिंग संचालन को उचित रूप से व्यवस्थित कर सकती है, ताकि ऊर्जा का कुशल उपयोग और बचत सुनिश्चित हो सके।
4. दोष पहचान और सुरक्षा: ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली ऊर्जा भंडारण सुविधा में बैटरी के ओवर-डिस्चार्ज, ओवर-चार्जिंग और तापमान में असामान्यता जैसी दोषों का समय पर पता लगाकर अलार्म प्रदान कर सकती है, जिससे ऊर्जा भंडारण सुविधा का सुरक्षित संचालन सुनिश्चित हो सके। साथ ही, इसे वितरण नेटवर्क प्रणाली से जोड़कर ऊर्जा भंडारण सुविधाओं का दूरस्थ नियंत्रण और सुरक्षा भी की जा सकती है।
संचालन रणनीति और नियंत्रण रणनीति के डिजाइन का अनुकूलन ही मुख्य बिंदु है।
ईएमएस उत्पादों की मुख्य विशेषता और चुनौती अनुकूलित संचालन रणनीति और नियंत्रण रणनीति का डिजाइन तैयार करना है।
ऊर्जा भंडारण की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग विशेषताओं, ऊर्जा भंडारण इकाई की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग लागतों और ऊर्जा भंडारण के अनुप्रयोग लाभों को ध्यान में रखते हुए, और ग्रिड डिस्पैच नियंत्रण आवश्यकताओं को पूरा करने की शर्त पर, अनुकूलित संचालन और नियंत्रण रणनीतियों का डिजाइन ऊर्जा भंडारण प्रणाली के संचालन के आर्थिक लाभों को बढ़ा सकता है और विभिन्न तकनीकी सूचकांकों में सुधार कर सकता है।
ईएमएस उत्पाद आम तौर पर ऊर्जा भंडारण प्रणाली और उच्च स्तरीय सूचना प्रणालियों के बीच एक सेतु का काम करते हैं।
ऊर्जा भंडारण प्रणाली ईएमएस के माध्यम से ग्रिड शेड्यूलिंग, वर्चुअल पावर प्लांट शेड्यूलिंग, "स्रोत-ग्रिड-लोड-भंडारण" अंतःक्रिया आदि में शामिल हो सकती है।
ईएमएस उत्पाद और ग्रिड शेड्यूलिंग तथा अन्य कार्यों में घनिष्ठ समन्वय होता है, और कार्यों में कुछ समानता भी होती है। कंपनी को ग्रिड की परिचालन विशेषताओं को समझना आवश्यक है। ग्रिड-साइड सूचना प्रौद्योगिकी कंपनियों द्वारा संचित ज्ञान और जानकारी का गहन अध्ययन करने से पुन: उपयोग करने की क्षमता विकसित होती है, जिससे निश्चित रूप से लाभ होता है।
