모듈형 C&I BESS를 확장하는 방법: 캐비닛이 하나입니까 아니면 여러 개입니까?

모듈식상업용 및 산업용(C&I) 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)확장이 간단해 보일 수 있습니다. 더 많은 용량이 필요하면 다른 캐비닛을 추가하세요. 실제로 올바른 캐비닛 수는 kWh 이상에 따라 달라집니다.

필요한 전력, 사용 가능한 에너지, 방전 시간을 충족한다면 캐비닛 하나면 충분할 수 있습니다. 더 높은 에너지, 더 높은 전력, 더 긴 런타임 또는 향후 성장을 위해 여러 캐비닛이 필요할 수 있습니다.

시스템 확장 방법은 다음에 따라 달라집니다.전력변환시스템(PCS)아키텍처, 충전 요구 사항, 변압기 용량 및 그리드 연결. 이 가이드에서는 현재 요구 사항과 향후 확장에 맞게 모듈식 C&I BESS의 크기를 조정하는 방법을 설명합니다.

모듈형 C&I BESS의 확장은 실제로 무엇을 의미합니까?

에서씨앤아이베스프로젝트 확장에는 에너지 용량, 전력, 더 넓은 시스템이라는 세 가지 영역이 포함될 수 있습니다. 이들은 서로 관련되어 있지만 더 많은 캐비닛을 추가한다고 해서 반드시 같은 방식으로 증가하지는 않습니다.

에너지 용량 확장

에너지 스케일링이는 BESS가 저장할 수 있는 에너지의 양을 늘리는 것을 의미합니다. 동일한 배터리 캐비닛을 사용하면 일반적으로 캐비닛 수에 따라 설치된 에너지가 증가합니다. 추가 에너지 용량은 다음을 지원할 수 있습니다.

• 더 긴 방전 또는 백업 기간
• 더 많은 태양에너지 전환
• 일일 사이클링을 위한 더 큰 에너지 가용성

주요 목표는 반드시 더 높은 순간 출력을 얻기보다는 더 많은 kWh입니다.

전력 스케일링

전력 스케일링BESS가 한 번에 충전하거나 방전할 수 있는 전력량을 늘리는 것을 의미합니다. 현장에서 더 높은 피크 부하, EV 충전 또는 더 많은 동시 장비 수요를 지원해야 하는 경우에 적합합니다.

추가 캐비닛을 추가해도 kW가 증가하는지 여부는 PCS 아키텍처와 정격 전력에 따라 다릅니다.

시스템-수준 확장

BESS가 성장함에 따라 확장은 다음을 포함하여 배터리 캐비닛 이외의 장비에도 영향을 미칠 수 있습니다.

• PCS 및 변압기 용량
• 개폐 장치, 케이블 및 보호 장비
• 에너지 관리 시스템(EMS)통신 아키텍처
• 그리드 상호 연결 용량

모듈형 캐비닛 설계는 확장을 단순화할 수 있지만 더 넓은 전기 및 제어 시스템도 의도한 규모를 지원해야 합니다.

하나의 캐비닛 또는 다중 캐비닛: 프로젝트에 어떤 것이 필요합니까?

BESS 캐비닛의 수는 kWh만을 기준으로 해서는 안 됩니다. 세 가지 프로젝트 요구사항으로 시작하세요.

• 전력(kW):BESS는 한 번에 얼마나 많은 전력을 전달해야 합니까?
• 에너지(kWh):시스템은 얼마나 많은 에너지를 저장해야 합니까?
• 지속:필요한 전력은 얼마나 오랫동안 유지되어야 합니까?

유용한 시작점은 다음과 같습니다. 저장 기간 ≒ 사용 가능한 에너지 ∅ 방전 전력

이러한 가치는 함께 작동해야 합니다. 시스템에는 에너지가 충분하지만 부하에 대한 전력이 충분하지 않을 수도 있고, 전력은 충분하지만 필요한 지속 시간을 충족하기에는 사용 가능한 에너지가 너무 적을 수도 있습니다.

하나의 캐비닛으로 충분할 때

사용 가능한 에너지, 사용 가능한 전력 및 방전 기간이 모두 프로젝트 요구 사항을 충족하는 경우 하나의 캐비닛으로 충분할 수 있습니다.

예를 들어, 하나의 캐비닛이 전체 목표 기간 동안 필요한 피크 부하 부하를 지원할 수 있는 경우 단순히 설치된 kWh를 늘리기 위해 다른 캐비닛을 추가하는 것은 실질적인 가치가 거의 없을 수 있습니다.

미래의 성장도 여전히 고려해야 합니다. 계획된 PV 확장, EV 충전 또는 새로운 생산 부하로 인해 나중에 추가 용량을 위한 여유 공간을 확보할 수 있습니다.

여러 캐비닛이 더 의미가 있는 경우

하나의 캐비닛이 더 이상 프로젝트의 에너지 또는 운영 요구 사항을 충족할 수 없을 때 여러 캐비닛을 사용하는 것이 더욱 실용적입니다.

에너지가 제한 요소인 경우 추가 캐비닛을 통해 다음을 지원할 수 있습니다.

• 더 긴 방전 또는 백업 기간
• 더 많은 태양에너지 전환
• 일일 사이클링에 더 많은 사용 가능한 에너지

전력이 제한 요소인 경우 확장 경로는 PCS 아키텍처에 따라 다릅니다. 공유 또는 중앙 집중식 PCS에는 추가 PCS 용량이 필요할 수 있지만 자체 PCS가 있는-올인원-캐비닛은 에너지와 정격 전력을 모두 추가할 수 있습니다. 두 경우 모두 지원 전기 인프라가 더 높은 출력을 지원해야 합니다.

향후 확장은 다중-캐비닛 설계를 고려해야 하는 또 다른 이유입니다. 오늘날 하나의 캐비닛에 맞는 사이트는 부하가 증가함에 따라 더 많은 에너지와 전력이 필요할 수 있습니다.

BESS 캐비닛을 더 추가하면 실제로 무엇이 바뀌나요?

프로젝트의 확장 요구 사항이 명확해지면 다음 질문은 다른 캐비닛을 추가할 때 실제로 변경되는 사항입니다.

설치된 배터리 에너지는 캐비닛 수에 따라 가장 직접적으로 확장됩니다. 전력, 충전 기능, 그리드{1}}측 용량 및 제어 요구 사항은 BESS 아키텍처와 더 넓은 전기 시스템에 따라 더 많이 달라집니다.

배터리 에너지는 가장 직접적으로 확장됩니다.

동일한 261kWh 캐비닛을 사용하여 캐비닛 수에 따라 설치된 배터리 에너지 스케일을 직접 측정합니다.

• 1 × 261kWh=261kWh
• 2 × 261kWh=522kWh
• 4 × 261kWh=1,044kWh

이러한 추가 용량은 더 긴 방전 기간, 더 많은 태양 에너지 전환 또는 더 긴 백업 작업을 지원할 수 있습니다. 이 수치는 사용 가능한 에너지가 아닌 설치된 에너지를 나타냅니다. 실제 사용 가능한 에너지는 SOC 작동 창, 예비 SOC, 배터리 성능 저하 및 온도-관련 경감으로 인해 더 낮을 수 있습니다.

시스템 전력은 PCS 아키텍처에 따라 달라집니다.

전력은 배터리 에너지와 정확히 동일한 방식으로 캐비닛 수를 따르지 않습니다.

공유 또는 중앙 집중식 PCS의 경우 배터리 캐비닛을 추가하면 PCS 정격 전력을 높이지 않고도 설치 에너지를 늘릴 수 있습니다. 각각 자체 PCS가 포함된 올인원-인원 캐비닛을 사용하면 캐비닛을 추가하면 설치 에너지와 정격 전력을 모두 높일 수 있습니다.

두 아키텍처 모두에서 사용 가능한 시스템 출력은 다음과 같이 제한될 수 있습니다.

• PCS 수량 및 정격 전력
• 배터리 전류 제한 및 C-속도
• AC 버스 용량
• 변압기 및 개폐기 용량
• EMS 운영 한계 및 제어 전략
• 그리드 상호 연결 제한

따라서 더 넓은 전기 시스템에 따라 설치된 전력 용량이 실제로 얼마나 사용될 수 있는지가 결정됩니다.

더 많은 에너지로 인해 충전 요구 사항이 변경될 수도 있습니다.

캐비닛을 더 추가하면 방전 후 재충전해야 할 에너지 양이 늘어납니다.

충전 전력이 변하지 않으면 일반적으로 더 큰 배터리 시스템에는 더 긴 충전 시간이 필요합니다. 동일한 충전 시간을 유지하려면 다음과 같은 경우에 더 많은 충전 전력이 필요할 수 있습니다.

• PCS 충전 전원
• 배터리 충전-현재 한도
• 변압기 용량
• 사용 가능한 그리드 전력

그리드-측면 용량이 자동으로 확장되지 않음

배터리와 PCS 용량을 더 추가해도 사이트에서 가져오거나 내보내거나 배포할 수 있는 전력은 자동으로 증가하지 않습니다.

더 높은 시스템 전력에는 다음과 같은 경우에도 충분한 용량이 필요할 수 있습니다.

• 변신 로봇
• 배전반 및 차단기
• 모선
• 케이블
• PCC의 그리드 상호 연결 용량

 

배터리와 PCS가 더 높은 출력을 지원하더라도 기존 전기 인프라 또는 PCC에서 허용된 가져오기/내보내기 용량으로 인해 확장된 시스템에 사용 가능한 전력이 제한될 수 있습니다.

캐비닛이 많을수록 더 많은 시스템 조정이 필요함

다중-캐비닛 BESS는 하나의 조정 시스템으로 작동해야 합니다. 캐비닛 수가 증가함에 따라 제어 아키텍처는 다음을 관리해야 합니다.

• 캐비닛 간의 SOC 차이점
• 충전 및 방전 전력 할당
• PCS 파견
• 작동 제한 및 상태 교환배터리 관리 시스템(BMS)그리고 EMS
• 경보 및 시스템 모니터링

따라서 제어 및 통신 기능은 처음부터 확장 설계의 일부로 간주되어야 합니다.

빠른 요약: 선형적으로 확장되는 것은 무엇이며-그렇지 않은 것은 무엇입니까?

아래 표에는 캐비닛이 추가됨에 따라 주요 시스템 매개변수가 어떻게 확장되는지 요약되어 있습니다.

세 가지 일반적인 C&I BESS 확장 경로: 에너지, 전력 및 단계적 확장

같은 것으로 시작하는 프로젝트125kW / 261kWh C&I 베스제약이 에너지인지, 전력인지, 미래 성장인지에 따라 매우 다른 확장 경로가 필요할 수 있습니다.

시나리오 1: 에너지-주도 확장 - kWh 증가, 유사한 kW

125kW 작동 요구 사항이 충분하지만 BESS가 더 오랫동안 부하를 지원해야 하는 현장을 생각해 보십시오.

여기서 제약은 전력이 아닌 에너지 용량입니다.

두 번째 동일한 캐비닛을 추가하면 설치된 배터리 에너지가 261kWh에서 522kWh로 늘어납니다. 현장이 대략 동일한 전력 수준으로 계속 운영되는 경우, 추가 용량은 순시 출력을 늘리기보다는 주로 방전 기간을 연장하는 데 사용됩니다.

확장 경로:125kW / 261kWh → 유사한 작동 전력 요구사항으로 더 많은 설치 에너지

이는 간단한 에너지-주도형 확장입니다. 즉, 필요한 kW를 늘리지 않고도 kWh를 더 늘릴 수 있습니다.

시나리오 2: 전원-주도 확장 - 부하가 증가함

추가 261kWh 캐비닛을 공유 PCS에 연결하면 설치된 배터리 에너지는 522kWh로 증가할 수 있으며, PCS 용량도 확장하지 않는 한 시스템 전력은 125kW로 유지됩니다.

각 261kWh 캐비닛이 자체 125kW PCS가 포함된 올인원-장치인 경우 2개의 캐비닛은 최대 250kW의 설치 정격 전력을 제공할 수 있습니다. 그러나 현장에서 해당 결과를 얻으려면 여전히 다음 사항이 충분해야 합니다.

• 변압기 및 배전 용량
• 개폐기, 모선 및 케이블
• EMS 및 시스템 제어 기능
• 사이트 및 그리드 상호 연결 용량

따라서 전력-주도 확장을 위해서는 배터리, PCS 및 더 넓은 전기 시스템을 함께 평가해야 합니다.

시나리오 3: 단계적 확장 - 오늘을 위한 크기, 내일을 위한 디자인

현재 프로젝트에는 추가 에너지나 전력이 필요하지 않을 수도 있습니다. 하나의 261kWh 캐비닛이 현재 요구 사항을 충족할 수 있으며 향후 계획에는 더 많은 PV, 더 큰 EV 차량, 시설 확장 또는 더 높은 생산 부하가 포함됩니다.

그러면 배터리 시스템이 단계적으로 확장될 수 있습니다.

• 1단계: 캐비닛 1개=261kWh
• 2단계: 캐비닛 2개=522kWh
• 향후: 캐비닛 4개=1,044kWh

이 수치는 설치된 배터리 에너지만을 보여주며{0}}보장된 시스템 전력은 아닙니다. 그러나 단계적 확장은 처음부터 계획되어야 합니다. 향후 성장이 예상된다면 초기 설계에서는 큰 재설계 없이 추가 캐비닛, PCS 용량, 전기 인프라 및 제어 시스템을 추가할 수 있는지 여부를 고려해야 합니다.

향후 확장을 위한 모듈형 C&I BESS를 계획하는 방법

향후 확장은 초기 시스템 설계에 포함되어야 합니다. 핵심은 나중에 대대적인 재설계 없이 용량을 추가할 수 있도록 현장 레이아웃, 전기 인프라 및 제어 아키텍처에 충분한 유연성을 남겨 두는 것입니다.

1. 추가 캐비닛을 위한 예비 공간

미래의 캐비닛에는 빈 공간 이상의 것이 필요합니다. 초기 사이트 레이아웃에서는 다음 사항도 고려해야 합니다.

• 추가 캐비닛 위치
• 서비스 및 유지보수 허가
• 미래의 케이블 경로
• 필요한 이격 거리

이 공간을 조기에 확보하면 시스템 확장 시 토목 및 설치 작업을 줄일 수 있습니다. 또한 캐비닛을 추가할 때 기존 장비를 재작업하거나 재배치하는 것을 방지하는 데도 도움이 됩니다.

2. 확장을 위한 PCS 및 전기 설계 계획

미래의 캐비닛은 에너지 용량, 전력 요구 사항 또는 둘 다를 증가시킬 수 있습니다. 따라서 첫 번째-단계 전기 설계에서는 주요 장비를 교체하지 않고도 향후 확장을 수용할 수 있는지 여부를 고려해야 합니다.

다음의 확장 기능을 확인하십시오.

• PCS 용량 또는 병렬 PCS 구성
• 배전반 및 차단기
• 모선
• 케이블

문제는 다른 캐비닛을 설치할 수 있는지 여부뿐만 아니라 전기 시스템이 이를 의도된 작동 전력으로 통합할 수 있는지 여부입니다.

3. 변압기 및 전력망 용량 확인

확장은 결국 BESS 자체 외부의 한계에 도달할 수 있습니다.

예상되는 확장 경로는 다음을 기준으로 확인해야 합니다.

• 변압기 정격
• 사용 가능한 그리드 용량
• PCC에서 허용된 수입/수출 권한

이는 향후 확장으로 kW가 증가할 것으로 예상되는 경우 가장 중요합니다. 배터리 에너지가 많을수록 현장 전력을 변경하지 않고도 방전 기간을 연장할 수 있으며, 출력이 높을수록 변압기나 그리드 연결을 업그레이드해야 할 수 있습니다.

4. 제어 시스템이 확장 가능한지 확인

캐비닛을 추가하면 조정해야 하는 장치 수, 작동 제한 및 데이터 포인트도 늘어납니다.

EMS 및 통신 아키텍처는 다음을 지원해야 합니다.

• 계획된 캐비닛 수
• 다중-단위 파견
• SOC 조정
• 전력 할당
• BMS, PCS, EMS 간 통신

따라서 제어 아키텍처는 첫 번째-단계 구성뿐만 아니라 계획된 시스템 크기와 비교하여 확인되어야 합니다.

5. 향후 배터리 호환성 확인

몇 년 후에 추가된 캐비닛은 원래 장비와 동일하지 않을 수 있습니다. 제품 개정, 펌웨어 변경 및 배터리 노후화는 모두 기존 캐비닛과 새 캐비닛이 함께 작동할 수 있는지 여부에 영향을 미칠 수 있습니다.

따라서 향후 확장에서는 다음 사항을 고려해야 합니다.

• 배터리 화학 및 전압
• 캐비닛 및 모듈 사양
• BMS 및 펌웨어 호환성
• 통신 프로토콜
• 배터리 수명과 건강 상태의 차이

물리적 모듈성만으로는 추가 엔지니어링 점검 없이 새 캐비닛을 기존 시스템과 통합할 수 있다고 보장할 수 없습니다. 향후 확장을 지정하기 전에 제조업체와 호환성을 확인해야 합니다.

요약하자면, 올바른 C&I BESS 확장 경로는 프로젝트에 더 많은 에너지가 필요한지, 더 많은 전력이 필요한지, 아니면 둘 다 필요한지-그리고 더 넓은 시스템이 이를 지원할 수 있는지 여부에 따라 달라집니다.

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