使用泓格解決方案中的電池數據集中器 (VP-25W1) 與電池柜管理平臺 (XP-8341),再加上客戶自行開發的電池管理單元 (BMU),透過高度容錯與偵錯處理能力的 CAN bus 協議, 即可建立一個具備延展性與可擴充性、以及高穩定性的監控系統,做風力發電、太陽能發電,以及儲能的監控。
張北風光儲能工程,位于中國河北省張北縣,是目前世界規模最大的儲電項目。采用世界首創的風光儲輸聯合發電建設思路與技術路線,是集風電、光伏、儲能裝置和智慧輸電“四位一體”的新能源綜合性示范工程。
由于風力與太陽能發電的不穩定性以及電網本身的用電高低峰時間,當發電量大或是晚上7:00到隔天早上 7:00的用電低峰期,可將多余的電力儲存起來,一旦遇到發電量小或是上午 9:00 到下午 3 點的
用電高峰期時,就能將先前儲存于儲能站的電力能源回饋到電網上,補充電力需求缺口,解決電力需求問題。
嚴峻的環境與通訊技術的復雜度,使系統維護的難度增加
嚴峻的環境
中國河北省全年達一半以上時間,日均溫度不到 零度攝氏度,無論是-30℃到85℃的溫度沖擊,還是 4000 米以上的高海拔,對于電池管理系統(BMS)適應高低溫的穩定性格外重要。
通訊技術難度高
客戶自行開發的電池管理單元(BMU)對內管理監控 多個電池組的電池充電狀態(battery state of charge, SOC) 、健康狀況(state of health,SOH)、儲存電量(state of Power,SOP)、電池溫度、充電電流等資訊,欲實現單一電池柜的管理,并將多個電池柜數據提供作后續電力饋送與儲能作業,并將每個電池組狀態及儲能狀況回 傳至遠程的監控中心。
為張北風光儲能工程量身打造的ICP DAS解決方案
每一組系統包含一臺電池柜管理平臺,其下最多可連接12臺電池數據集中器。而每臺電池數據集中器最多可接18臺BMU。

最底層的BMU負責收集電池組的電量、溫 度、SOC、SOH、充電電流、充電電壓等相關資訊,透過CAN Bus將這些資訊提供給電池數據集中器。電池數據集中器收集電池組資訊后,定期透過CAN Bus將 資訊上拋至電池管理平臺XP-8341。在電池數據集中器上使用兩個I-8120W作為CAN通訊界面擴充,其中一顆 I-8120W負責對BMU通訊,另一顆則負責對電池管理平 臺通訊,除了達到兩組CAN Bus隔離的作用之外,也將 CAN Bus訊息隔開,降低不同CAN網域的總線負載。
電池數據集中器除了收集BMU的資訊外,也會透 過I-7012F模擬輸入模塊與I-87017W模擬輸入模塊,不斷偵測電池柜的絕緣偵測器反饋的電流與電壓信號, 并定時回報。由于儲能站充電時,電池柜最大電壓可達 700 VDC,必須及時偵測絕緣狀態,以避免絕緣失效造 成設備損壞甚至公共安全危險發生。
電池柜管理平臺除了管理各個電池柜內電池組狀態,也會透過RS-232與RS-485界面將相關資訊傳給變送器。此外,電池柜管理平臺會定期輪詢絕緣偵測 器是否發出報警,同時對于電磁繼電器進行吸合與斷 開的控制。為了避免電池柜管理平臺失效導致電池繼 電器失控造成危險,控制電池繼電器的DO模塊特別選 用I-87068W繼電器輸出模塊,此模塊內含MCU與看 門狗(watchdog),當電池柜管理平臺一段時間沒有與 I-87068W通訊時,I-87068W就會依據預先設定每個 DO 的輸出狀態,進行安全值輸出,以避免電池柜管理平臺失控造成的危險。
電池柜管理平臺有一對外的以太網絡通訊界面,透過此界面即可及時將整個儲能站內電池柜的資訊回傳至 遠程的監控中心進行管控。
若于儲能站現場希望了解各個電池柜的狀態,也可 以透過電池柜管理平臺的熒幕顯示獲得所有電池柜相關資訊,或通過嵌入電池柜門上的電池數據集中器熒幕,透過電阻式觸控熒幕,切換頁面得到該電池柜內所有電池組的細部資訊,以利日常維護作業進行。

ICP DAS 解決方案為此專案所帶來的效益 :
在嚴峻的環境無論是-30℃到85℃的溫度沖擊,還是4000米以上的高海拔,BMS都能運行正常由于充滿雜訊的電氣環境下,CAN Bus可提供高度容錯的機制與錯誤校正的能力,讓系統連線可靠、節省空間及方便檢修。
提供EMI測試與高低溫測試,讓客戶使用的安心。

結論
張北風光儲能示范工程,自2011年12月25日營運以來,已安全穩定運行多年。在2016年取得的數據顯示,累計輸出優質、安全的綠色電能超過16.5億千瓦時。并將對于2022年在北京-張家口舉辦的冬季奧運會以及北京電動汽車產業的方展,發揮重要作用。
“安全、穩定”一直是泓格多年來研發產品所追求的核心價值,而“獨一無二”是我們服務客戶一貫的理念。我們有強大的研發團隊,以及專業的服務人員,提供客戶最合適的解決方案。中國張北風光儲能示范工程的儲電項目,由ICP DAS來守護。