يمكن لثلاثة أجهزة دعم نفس البروتوكول ومع ذلك تفشل في التواصل

تقول EMS 100 كيلوواط. لا يمكن لـ PCS ببساطة الامتثال.

في نظام تخزين الطاقة التجاري (BESS)، يقوم نظام إدارة البطارية (BMS) بالإبلاغ عن حالة البطارية وحدود التشغيل، بينما يقوم نظام تحويل الطاقة (PCS) بتحويل الطاقة وتنفيذ أوامر الشحن/التفريغ، ويقرر نظام إدارة الطاقة (EMS) متى يجب أن تنتقل تلك الطاقة وفقًا لأهداف الموقع. عادةً ما تستخدم الاتصالات واجهات CAN وRS485 وModbus RTU/TCP أو واجهات قائمة على Ethernet. لكن مشاركة اسم البروتوكول لا تثبت التوافق - يجب أن تتفق الأجهزة أيضًا على خرائط البيانات، والتدرج، والعناوين، والتوقيت، وسلطة التحكم، ومنطق الإنذار، وسلوك الأمان.

توضح بنية نظام تخزين الطاقة (BESS) في وزارة الطاقة (DOE) هذه كطبقات تحكم مختلفة: يجلس نظام إدارة البطارية (BMS) بالقرب من وحدات البطارية، بينما يتحكم نظام تحويل الطاقة (PCS) في تحويل الطاقة، بينما يعمل نظام إدارة الطاقة (EMS) على مستوى التحكم في الموقع.

من الأسهل فهم تلك الهيكلية إذا اتبعنا أمرًا واحدًا.

CAN وModbus هما لغات، وليس اتفاقيات

تخيل أن الطلب في المصنع يقترب من حد الذروة.

يحسب نظام إدارة الطاقة (EMS):

التفريغ المطلوب من نظام تخزين الطاقة (BESS) = 100 كيلووات

يرسل طلب طاقة نحو نظام تحويل الطاقة (PCS).

لكن قبل تسليم 100 كيلووات، لدى سلسلة التحكم رأي آخر.

قد يقوم نظام إدارة البطارية (BMS) حاليًا بالإبلاغ عن:

حالة الشحن: 24%

أقصى تفريغ مسموح به: 62 كيلووات

ربما بسبب حالة الشحن، جهد الخلية، درجة الحرارة، التيار، أو قيود أخرى على البطارية.

النتيجة الصحيحة ليست:

أمر EMS = 100 كيلووات → مخرج PCS = 100 كيلووات

يجب أن يعمل نظام تحويل الطاقة (PCS) ضمن حدود البطارية المسموح بها.

مفهومياً:

BMS → "ما يُسمح للبطارية بفعله"

EMS → "ما يريده الموقع من البطارية"

PCS → "ما يمكن فعلاً تنفيذه من تحويل الطاقة"

هذا الفصل أساسي للتحكم الآمن في نظام تخزين الطاقة (BESS).

Dawnice

هنا حيث تصبح مواصفات الشراء غالبًا متفائلة للغاية.

المورد A يقول:

تواصل BMS: CAN.

المورد B يقول:

يدعم PCS CAN.

يكتب المشتري:

متوافق.

ليس بعد.

تصف CAN آلية الاتصال. لا تزال الأجهزة بحاجة إلى تعريفات رسائل متوافقة.

تظهر نفس المشكلة مع Modbus.

قد تدعم جهازيْن كلاهما Modbus RTU بينما يختلفان حول:

عناوين السجلات

نوع البيانات

ترتيب البايت

التحجيم

أذونات القراءة/الكتابة

معرفات الأجهزة

معدلات التحديث

رموز الإنذار

قيمة السجل500لا معنى لها حتى يتفق الجميع على ما تعنيه:

500 أ

50.0 أ

أو شيء آخر تمامًا.

لهذا السبب أود طلب بروتوكول الاتصال الفعلي أو خريطة السجل قبل التشغيل.

تظهر لماذا تعتمد الواجهة على حدود النظامالمنتجاتالعداد جزء من المحادثة أيضًا

ليس كل منتج بطارية تجاري يكشف عن نفس الواجهة.

منتج DawniceBS09-225-D نظام 225.07 كيلووات ساعة على الجانب المباشر للتيار المستمر, على سبيل المثال، ينشرCAN/RS485واجهات ويحدد CAN كطريقة الاتصال لنظام إدارة البطارية.

نظامه المدمجBS07-265-ES-X 125 كيلووات/265.3 كيلووات ساعةبدلاً من ذلك ينشرمودبوس TCP/RTUوجاهزية EMS/السحابة.

وتدرج مواصفات حاوية Dawnice التي تبلغ 1 ميغاوات/2.089 ميغاوات ساعة الاتصال عبرRS485 وTCP/IP.

تلك الاختلافات منطقية.

تحتاج بطارية الجانب المباشر للتيار المستمر إلى واجهة مع PCS خارجي.

نظام شامل يحتوي بالفعل على المزيد من العلاقة بين البطارية وPCS داخليًا.

تحتاج محطة الحاويات بعد ذلك إلى اتصالات على مستوى أعلى مع EMS، والمراقبة، والعدادات، وربما SCADA للموقع.

يتبع هيكل الاتصالحدود النظام.

تحتاج فشل الاتصال إلى حالة آمنة محددة

يوفر تقليل الذروة مثالًا جيدًا.

يبلغ عداد الموقع:

استيراد الشبكة = 680 كيلووات

الهدف من EMS هو:

600 كيلووات

يحسب EMS تقريبًا:

80 كيلووات من التفريغ المطلوبة

ويرسل الأمر.

ينفذه PCS.

ثم يبلغ العداد عن حالة الشبكة الجديدة، مما يسمح لـ EMS بالتعديل مرة أخرى.

لذا فإن الحلقة الحقيقية أقرب إلى:

عداد الموقع → EMS → PCS ↔ BMS → PCS → عداد الموقع

لهذا السبب يمكن أن تجعل CT المعكوس أو قياس العداد غير الصحيح بطارية سليمة تمامًا تتصرف بشكل غير صحيح.

يقوم EMS باتخاذ قرارات عقلانية بناءً على معلومات سيئة.

تشمل بنية الاتصال الخاصة بـ BESS في DOE أيضًا العدادات وEMS وPCS وBMS والتحكم البيئي وHMI وأنظمة الحريق والبنية التحتية للشبكة بدلاً من التعامل مع اتصال البطارية ككابل CAN واحد.

فشل الاتصال يحتاج إلى حالة أمان محددة

الآن افصل شبكة EMS.

ماذا يجب أن يحدث؟

تلك الإجابة تنتمي إلى مواصفات التصميم.

اعتمادًا على التطبيق والهندسة المعتمدة، قد يقوم النظام بـ:

استمرار الأمر الأخير الصالح لفترة محددة

العودة إلى التحكم المحلي في PCS

تقليل الطاقة

إيقاف الشحن/التفريغ

رفع إنذار

أو الدخول في حالة آمنة محددة مسبقًا.

ينطبق نفس السؤال عندما:

فشل الاتصال بين BMS و PCS

اختفاء بيانات العداد

فقدان الاتصال بالسحابة

عدم توفر SCADA

هذه الأعطال ليست متكافئة.

يجب ألا يؤدي انقطاع السحابة بالضرورة إلى نفس العواقب المترتبة على فقدان حدود BMS المطلوبة لتشغيل البطارية بشكل آمن.

لذا يجب أن تحدد مصفوفة فقدان الاتصال:

رابط مفقود → مهلة → إجراء احتياطي → إنذار → شرط الاسترداد

قبل SAT.

مصفوفة المسؤوليات أهم من قائمة البروتوكولات

سأضع هذه الجدول في الاتفاقية الفنية:

العمود الأخير يمنع محادثة تكليف شائعة بشكل مدهش:

مزود البطارية:

“نظام CAN لدينا يعمل.”

مزود PCS:

“نظام CAN لدينا يعمل.”

المتكامل:

“إذاً لماذا لا يتواصلون؟”

تحتوي مكتبة الدعم الفني لـ Dawnice على إجراءات اتصال مخصصة لمجموعات مثلPCS سوليس 50 كيلو واط مع تخزين Dawnice 100/143 كيلو واط ساعةوPCS ميغاريفو 500 كيلو واط مع تخزين Dawnice 860 كيلو واط ساعة C&I، مما يوضح أن اقتران الأجهزة الفعلي يتطلب تكوينًا وعمل تكامل يتجاوز مجرد إدراج بروتوكول في ورقة البيانات.

ما الذي سأختبره قبل أن أعتبر الواجهة مكتملة

لا أعتبر الاتصال مكلفًا لأن كل جهاز يظهر رمزًا أخضر.

خلال FAT/SAT، أريد أن أثبت:

أن قيم SoC ودرجة الحرارة تم قياسها بشكل صحيح

أن حدود شحن/تفريغ BMS تصل إلى PCS

أن أوامر الطاقة EMS يتم تنفيذها بشكل صحيح

أن اتجاه العداد والتدرج صحيحان

أن الإنذارات تنتقل إلى HMI/SCADA المقصودة

أن الطوابع الزمنية متوافقة

أن سلوك فقدان الاتصال يتطابق مع المواصفات

يستعيد النظام عمله بشكل صحيح بعد عودة الاتصال

بالنسبة لمشروع Ruibit/Dawnice، يجب تجميد تلك المسؤولية قبل الشحن كلما كانت أنظمة PCS الخارجية أو EMS أو العدادات أو SCADA متورطة. تشير Dawnice إلى أن أنظمتها C&Iتستخدم كشف الدخان ودرجة الحرارة في الوقت الحقيقي والإخماد التلقائي، بينما تجمع بعض الأنظمة الشاملةتدعم واجهات قياسية تشمل CAN وRS232 وRS485 وتقدم خدمات تكامل النظام والتكليف لمشاريع C&I الأكبر.

تخبرني قائمة البروتوكولات أي المحادثات قد تكون ممكنة.

يثبت نظام BESS المفوض أن الأجهزة تفهم نفس البيانات، وتحترم نفس تسلسل التحكم، وتفشل بشكل آمن عند توقف المحادثة، ولا تترك أي غموض حول من هو المسؤول عن جعل الواجهات تعمل.

أسئلة شائعة

1. كيف تتواصل أنظمة إدارة البطاريات (BMS) وأنظمة التحكم في الطاقة (PCS) وأنظمة إدارة الطاقة (EMS) في نظام تخزين الطاقة التجاري (BESS)؟

الـيوفر BMS حالة البطارية، ونسبة الشحن، والإنذارات، وحدود التشغيل، وتحدد EMS القدرة المطلوبة للشحن أو التفريغ، وينفذ PCS أوامر تحويل الطاقة مع احترام حدود البطارية والنظام.

2. ما هي بروتوكولات الاتصال المستخدمة عادة في أنظمة تخزين الطاقة التجارية؟

تشمل الواجهات الشائعةCAN وRS485 وModbus RTU/TCP، والاتصال القائم على Ethernet. دعم نفس البروتوكول لا يضمن تلقائيًا التوافق بين الأجهزة.

3. لماذا يمكن لجهازي BESS دعم CAN أو Modbus ولكن لا يزال يفشلان في التواصل؟

قد يستخدمون تعريفات رسائل مختلفة، وعناوين سجلات، وتدرجات، وترتيب بايت، ومعرفات الأجهزة، ومعدلات تحديث، ورموز إنذار، أو منطق تحكم. لذلك يجب التحقق من خريطة البروتوكول/السجل الفعلية.يجب أن يدخل النظام في حالة محددة مسبقًا بناءً على الواجهة الفاشلة. يجب أن تحدد المواصفات

4. ماذا يجب أن يحدث إذا فقدت أنظمة BMS أو PCS أو EMS الاتصال؟

مهلة، وإجراء التراجع، وسلوك الإنذار، وظروف الاستردادلكل فشل في الاتصال.يجب تعيين المسؤولية بشكل صريح في مستندات المشروع. يجب على المشترين تحديد من يمتلك كل واجهة بين

5. من المسؤول عن تكامل BMS وPCS وEMS؟

البطارية وPCS وEMS والعداد وSCADA والمنصة البعيدة وشبكة الموقعقبل FAT والتكليف.كيف تتواصل BMS وPCS وEMS في نظام BESS التجاري؟ الواجهات والبروتوكولات ومسؤوليات التكامل