Dal seguire la griglia alla formazione della griglia BESS: come cambiano i confini della misurazione e i requisiti dei dati EMS

Introduzione: BESS sta diventando più di una risorsa per il trasferimento di energia

I sistemi di accumulo dell’energia tramite batterie sono stati tradizionalmente valutati in base a funzioni quali il peak shaving, l’autoconsumo solare, il time shifting, l’alimentazione di backup e l’arbitraggio energetico.

Man mano che i progetti di storage assumono ruoli più ampi di supporto alla rete, la questione della progettazione del sistema cambia.

Ora ci si può aspettare che un BESS supporti:

• Controllo della potenza attiva
• Supporto della potenza reattiva
• Regolazione della tensione
• Funzioni legate alla frequenza
• Risposta rapida della potenza
• Funzionamento con rete debole
• Funzionamento in isola o microrete
• Strategie black-start dove specificato
• Servizi di rete a livello di impianto

Queste funzioni aumentano l’importanza dei confini di misurazione, della proprietà dei dati, dell’allineamento temporale, della convalida e della responsabilità del sistema.

Il controllo della formazione della griglia cambia ciò che ci si aspetta che faccia il BESS, ma non elimina la necessità di misurazioni elettriche chiare, indipendenti e allineate nel tempo.

Il passaggio dall’operazione di grid-following a quella di grid-forming non necessariamente sposta i confini fisici della misurazione. Cambia lo scopo di tali confini e aumenta i requisiti per la risoluzione dei dati, l’allineamento temporale, la convalida e la definizione della fonte della verità.

La domanda centrale del progetto è:

Quando un BESS diventa una risorsa attiva di supporto alla rete, quali valori elettrici dovrebbero essere misurati ai confini della batteria, del PCS, del carico ausiliario e del punto di interconnessione?

1. Seguire la griglia e formare la griglia: cosa cambia realmente?

I sistemi grid-following e grid-forming differiscono principalmente nel modo in cui il sistema di conversione della potenza interagisce con la rete elettrica circostante.

Operazione che segue la griglia

Un PCS o un inverter che segue la rete in genere:

• Si sincronizza con una forma d'onda della tensione di rete esistente
• Utilizza il sistema esterno come riferimento di tensione e frequenza
• Inietta o assorbe potenza attiva e reattiva in base ai comandi di controllo
• Dipende da un riferimento di rete esterno sufficientemente stabile per il normale funzionamento

Operazione di formazione della griglia

Un PCS o un inverter per la formazione di rete può essere progettato per:

• Stabilire o supportare un riferimento di tensione
• Stabilire o supportare un riferimento di frequenza
• Operare in condizioni di rete debole
• Supporta il funzionamento del sistema in isola
• Contribuire alla rapida risposta in tensione o in frequenza
• Coordinarsi con i controlli a livello di impianto o di microrete
• Supporta le funzioni black-start o di ripristino dove specificato

La capacità di formare la rete non viene creata dal contatore di energia.

Il comportamento di formazione della rete è implementato dal PCS, dai controlli dell'inverter e dall'architettura di controllo a livello di impianto, non dal contatore di energia.

Lo strumento fornisce misurazioni elettriche e output di dati. Non esegue gli algoritmi di controllo, la logica di protezione o il coordinamento a livello di impianto che creano comportamenti di formazione della rete.

La formazione della griglia non è un unico pacchetto universale di funzioni.

Il funzionamento su rete debole, il funzionamento in isola, la capacità di black-start, il superamento dei guasti, la risposta in frequenza rapida, la risposta di tipo inerziale e il supporto di tensione a livello di impianto dovrebbero essere specificati, modellati e testati separatamente ove richiesto.

Non si dovrebbe presumere che un prodotto descritto come grid-forming fornisca automaticamente tutte queste funzionalità. Le funzioni applicabili dipendono dal design del PCS, dalla configurazione del controllo, dall'energia disponibile della batteria, dall'architettura dell'impianto, dal sistema di protezione e dai requisiti del progetto.

2. Perché il monitoraggio del solo kWh è insufficiente

Il monitoraggio di base dello storage può concentrarsi su:

• Carica energia
• Scaricare energia
• Produzione energetica giornaliera
• Numero di cicli
• Stato di carica
• Stato di salute

Questi valori rimangono importanti, ma non sono sufficienti per descrivere un BESS che svolge funzioni attive di supporto alla rete.

Ulteriori dati possono includere:

• Potenza attiva
• Potenza reattiva
• Voltaggio
• Corrente
• Frequenza
• Fattore di potenza
• Direzione dell'importazione e dell'esportazione
• Direzione di carica e scarica
• Comportamento in rampa
• Tempi di risposta
• Scambio netto del punto di interconnessione
• Consumo ausiliario
• Stato dell'interruttore o della connessione, ove disponibile
• Stato del dispositivo e della comunicazione

I parametri richiesti, gli intervalli di registrazione e i metodi di verifica dipendono da:

• Il caso d'uso del progetto
• Requisiti di rete applicabili
• Il servizio fornito
• Il contratto
• L'architettura di controllo dell'impianto
• Il metodo di prova delle prestazioni

Non tutti i contatori di energia sono progettati per registrare il comportamento dinamico ad alta velocità.

Un contatore di energia standard può supportare valori di stato stazionario, dati di intervallo ed energia cumulativa, mentre la convalida delle prestazioni di formazione della griglia può richiedere apparecchiature dedicate ad alta velocità.

3. Quattro limiti comuni di misurazione BESS

La decisione di misurazione più importante in un progetto BESS non è semplicemente quale contatore selezionare. È qui che avviene la misurazione.

Questi quattro confini sono punti di riferimento comuni piuttosto che un’architettura universale. I progetti multiblocco, ibridi o su scala industriale possono richiedere limiti aggiuntivi per trasformatori, alimentatori, sistemi di collettori, stazioni di servizio o misurazioni delle entrate.

3.1 Confini CC della batteria

Il limite CC della batteria può essere utilizzato per osservare:

• Tensione CC
• Corrente continua
• Alimentazione lato batteria
• Carica energia
• Scaricare energia
• Contributo rack o stringa ove applicabile
• Direzione del flusso di corrente continua
• Produttività energetica lato batteria

Questo confine aiuta a descrivere cosa sta succedendo sul lato batteria prima delle perdite di conversione del PCS e del consumo ausiliario a valle.

I dati del sistema di gestione della batteria possono includere anche:

• Stato di carica
• Stato di salute
• Voltaggio delle celle
• Temperatura
• Stato dell'allarme
• Disponibilità
• Stato di protezione

Tuttavia, SOC e SOH sono stime di gestione della batteria o valori di stato. Non equivalgono a una misurazione energetica indipendente.

Il BMS della batteria rimane la fonte primaria di informazioni sulle condizioni della batteria e sulla sicurezza, mentre a Contatore di energia CC può fornire un livello di misurazione elettrica indipendente ove richiesto dal progetto.

3.2 Confine CA del PC

Il confine PCS AC può essere utilizzato per osservare:

• Ingresso o uscita CA PCS
• Potenza attiva
• Potenza reattiva
• Energia CA
• Direzione operativa
• Voltaggio
• Corrente
• Frequenza
• Fattore di potenza
• Confronto lato conversione

Questo limite aiuta i team di progetto a valutare come l’energia CC lato batteria viene convertita in uscita elettrica CA.

Può anche supportare il confronto tra:

• Alimentazione CC a batteria
• Alimentazione CA del PC
• Valori interni riportati da PCS
• Valori CA misurati
• Registrazioni energetiche a livello di impianto

I dati del controller PCS e i dati del contatore di energia esterno potrebbero non essere identici perché possono utilizzare diversi:

• Punti di misurazione
• Metodi di campionamento
• Ridimensionamento
• Basi temporali
• Filtraggio
• Calcoli interni
• Tassi di aggiornamento

I valori PCS interni non devono essere trattati automaticamente come equivalenti ai valori misurati in modo indipendente in corrispondenza di un confine elettrico definito.

L’architettura del sistema dovrebbe definire quale fonte di dati viene utilizzata per il controllo, il monitoraggio, l’analisi delle prestazioni e la fatturazione o il regolamento, ove applicabile.

3.3 Confine del carico ausiliario

Un BESS comprende più che semplici moduli batteria e un PCS.

I carichi ausiliari possono includere:

• HVAC
• Sistemi di raffreddamento
• Pompe
• Tifosi
• Controllare il potere
• Sistemi di sicurezza antincendio
• Illuminazione
• Sistemi di monitoraggio
• Apparecchiature di comunicazione
• Trasformatori ausiliari o di servizio di stazione
• Carichi del servizio di stazione
• Sistemi di contenitori o recinzioni

Questi carichi influenzano la differenza tra la produzione lorda di stoccaggio e l’energia netta esportata.

L’energia di scarico lorda e l’energia netta esportata non sono necessariamente la stessa cosa perché i carichi ausiliari consumano parte della produzione.

La misurazione separata del carico ausiliario può aiutare a quantificare:

• Consumo parassitario
• Consumo in stand-by
• Energia di raffreddamento
• Energia del sistema di controllo
• Efficienza netta dell'impianto
• Energia disponibile nel punto di interconnessione

Le perdite nel trasformatore elevatore principale e nel sistema di collettori devono essere trattate separatamente in base al limite di prestazione definito.

Senza questo limite, un progetto potrebbe sopravvalutare la produzione utilizzabile o le prestazioni di andata e ritorno dell'intero impianto di stoccaggio.

3.4 Confine del punto di interconnessione

Il punto di interconnessione, o POI, rappresenta un confine rivolto alla griglia del BESS o del sito.

Le misurazioni rilevanti possono includere:

• Energia importata dalla rete
• Esportazione di energia dalla rete
• Potenza attiva netta
• Scambio di potenza reattiva
• Voltaggio
• Frequenza
• Fattore di potenza
• Domanda
• Comportamento in rampa
• Scambio netto del sito
• Stato dell'interruttore o della connessione, ove disponibile

Il POI può anche servire come:

• Un punto di misurazione rivolto verso i servizi
• Un limite di consegna contrattuale
• Un limite di fatturazione o liquidazione, ove applicabile
• Un limite di verifica delle prestazioni
• Un confine di valutazione del codice di rete

Il POI, il PCC, il POM, il punto di consegna contrattuale, il punto di misurazione dei ricavi e il punto di misurazione delle prestazioni del codice di rete possono coincidere in alcuni progetti, ma non dovrebbero essere considerati identici a meno che i documenti di progetto non li definiscano in questo modo.

Il misuratore POI mostra lo scambio elettrico netto con la rete.

Di per sé non spiega come sia stato creato quel risultato all’interno dell’impianto.

Ad esempio, lo stesso valore di esportazione del PDI potrebbe risultare da:

• Scarica della batteria
• Generazione fotovoltaica
• Carico del sito ridotto
• Generazione di backup
• Una combinazione di diverse risorse

Sono necessarie misurazioni interne per spiegare la fonte dello scambio netto.

4. I dati PCS, i dati del contatore di energia e i dati POI non sono gli stessi

Un progetto BESS spesso combina dati provenienti da diversi dispositivi e sistemi.

Un'architettura BESS affidabile identifica quale sistema è la fonte della verità per ciascun parametro.

Ad esempio:

• Il SOC potrebbe provenire dal BMS della batteria
• La modalità operativa PCS può provenire dal controller PCS
• L'importazione e l'esportazione della rete possono provenire dal misuratore POI
• Consumo ausiliario may come from a dedicated meter
• I comandi dell'impianto possono provenire dal PPC
• I dati operativi aggregati possono essere presentati da SCADA o EMS

Il progetto dovrebbe documentare:

• Origine dati
• Punto di misurazione
• Destinazione d'uso
• Unitàà
• Ridimensionamento
• Convenzione di direzione
• Tasso di aggiornamento
• Sorgente del timestamp
• Stato di validità
• Registra la mappa o la versione del firmware

5. Quali dati dovrebbero raccogliere EMS e SCADA?

Le piattaforme EMS e SCADA dovrebbero raccogliere dati in base allo scopo operativo del progetto.

5.1 Dati energetici operativi

I dati energetici operativi possono includere:

• Importa energia
• Esportare energia
• Carica energia
• Scaricare energia
• Potenza attiva
• Potenza reattiva
• Massima richiesta
• Consumo ausiliario
• Energia giornaliera e cumulativa
• Direzione del flusso di potenza

5.2 Dati dell'interfaccia di rete

I dati dell'interfaccia di rete possono includere:

• Voltaggio PDI
• Frequenza
• Scambio di potenza attiva
• Scambio di potenza reattiva
• Fattore di potenza
• Direzione dell'importazione e dell'esportazione
• Domanda
• Stato dell'interruttore, ove disponibile
• Stato della connessione, ove disponibile

5.3 Dati sullo stato delle risorse

I dati sullo stato delle risorse possono includere:

• Modalità operativa PC
• Modalità griglia-following o griglia-formazione dove esposta dal controller
• Stato BMS della batteria
• SOC
• SOH
• Stato dell'allarme
• Disponibilità
• Stato termico
• Stato di protezione
• Stato di manutenzione

5.4 Contesto della qualità dei dati

Ogni record può anche richiedere informazioni contestuali come:

• Timestamp
• Identificatore del dispositivo
• Identificatore del punto di misurazione
• Unitàà
• Ridimensionamento factor
• Convenzione di direzione
• Origine dei dati
• Stato di validità
• Stato dei dati mancanti
• Stato della comunicazione
• Versione del firmware
• Versione registrazione-mappa
• Priorità dell'origine dati

Questo contesto è necessario quando l’EMS combina dati provenienti da contatori, controller PCS, dispositivi BMS di batterie, sistemi PPC e dispositivi di protezione.

6. Il monitoraggio operativo non è la stessa cosa del test dinamico delle prestazioni

La misurazione EMS standard e i test delle prestazioni di formazione della griglia hanno scopi diversi.

La misurazione EMS standard può supportare

• Potenza attiva stazionaria
• Potenza reattiva a regime
• Voltaggio
• Corrente
• Frequenza
• Fattore di potenza
• Valori di potenza ad intervallo
• Energia cumulativa
• Monitoraggio dell'importazione e dell'esportazione
• Raccolta dati EMS di routine

Potrebbe essere necessario eseguire test delle prestazioni di formazione della griglia

• Forma d'onda o dati di eventi ad alta risoluzione alle frequenze di campionamento definite dal piano di test applicabile
• Voltaggio-step and phase-jump response
• Frequenza-step or frequency-disturbance response
• Comportamento in caso di guasto e limitazione della corrente
• Valutazione della stabilità del circuito di controllo e della resistenza del sistema
• Valutazione della risposta a frequenza rapida, inerziale o simile all'inerzia, dove specificato
• Sequenziamento black-start dove è richiesta la funzionalità
• Record di transizione da connessione alla rete a isola
• Analisi armonica, transitoria e di disturbo
• Coordinamento del sistema di protezione ed evidenza della sequenza degli eventi

Queste funzioni potrebbero richiedere:

• Analizzatori di qualità dell'energia
• Registratori di disturbi
• Relè di protezione e registrazione degli eventi
• Oscillografia
• Registri PCS ad alta velocità
• Attrezzatura di prova specializzata
• Modelli di simulazione ingegneristica

Gli strumenti richiesti, le frequenze di campionamento, le condizioni di prova e i parametri di accettazione dovrebbero essere definiti dal gestore della rete, dalle specifiche di prova, dall'accordo di interconnessione o dal piano di test del progetto.

La misurazione EMS standard e i test delle prestazioni di formazione della rete ad alta velocità sono complementari, non intercambiabili.

Un contatore di energia di routine non dovrebbe essere presentato come un sostituto di apparecchiature dedicate per i test delle prestazioni dinamiche.

7. Sincronizzazione temporale e allineamento dati

L'allineamento temporale diventa fondamentale quando più sistemi registrano lo stesso evento.

Un progetto può utilizzare:

• Timestamp interni del misuratore
• Timestamp del controller PCS
• Timestamp del BMS della batteria
• Timestamp del gateway
• Timestamp EMS
• Timestamp SCADA
• Tempi degli eventi del relè di protezione
• Orario dell'orologio centrale dell'impianto

Questi timestamp possono differire a causa di:

• Ritardo nel polling
• Latenza della comunicazione
• Deriva dell'orologio
• Tempi di aggiornamento del registro
• Bufferizzazione dei dati
• Elaborazione del gateway
• Diversi fusi orari
• Diverse fonti di sincronizzazione

Un problema tipico potrebbe assomigliare a questo:

• Il PCS riporta una risposta a partire dalle 14:00:02
• Il misuratore POI registra la variazione di potenza corrispondente alle 14:00:04
• SCADA visualizza l'evento alle 14:00:06

Il progetto deve determinare se la differenza è causata da:

• Risposta effettiva del sistema
• Luogo di misurazione
• Tempi di aggiornamento del misuratore
• Ritardo di comunicazione
• Assegnazione della marca temporale
• Elaborazione dei dati

Gli elementi di progettazione rilevanti possono includere:

• NTP
• PTP dove richiesto
• Fonti orarie basate su GPS, ove applicabile
• Orologio SCADA centrale
• Sincronizzazione dell'orologio del contatore
• Deriva massima consentita dell'orologio
• Requisiti della sequenza di eventi
• Recupero dati mancanti
• Gestione delle registrazioni ritardate

La precisione temporale richiesta dovrebbe essere definita dal progetto, dai requisiti di rete, dal tipo di servizio e dal metodo di prova.

Nessun singolo requisito di precisione temporale si applica a ogni progetto BESS.

8. Come calcolare la prestazione energetica BESS senza confondere i confini

Le prestazioni BESS dipendono dal limite di calcolo selezionato.

Un tipico percorso energetico è:

Scarica DC batteria → Uscita AC PCS → Perdite trasformatore e cavo → Consumo ausiliario → Esportazione netta POI

Questi non sono valori intercambiabili.

Limite CC della batteria

Questo limite può essere utilizzato per calcolare il rendimento energetico lato batteria.

Confine CA PCS

Questo limite può essere utilizzato per valutare la resa della conversione prima delle perdite dell'impianto a valle.

Confine ausiliario

Questo limite quantifica il consumo del servizio di stazione.

Confine del PDI

Questo limite mostra la quantità netta immessa o prelevata dalla rete.

L’efficienza di andata e ritorno deve quindi stabilire il limite di misurazione.

Le possibili definizioni possono includere:

• Efficienza di andata e ritorno CC con una batteria definita o un limite CC PCS
• Efficienza AC di andata e ritorno ai terminali AC PCS
• Efficienza di andata e ritorno da POI a POI
• Rendimento lordo dell'impianto
• Efficienza netta dell'impianto including defined auxiliary consumption

Una singola percentuale senza un confine definito può essere fuorviante.

Ad esempio:

• L'efficienza a livello della batteria può escludere perdite di PCS
• L'efficienza a livello PCS può escludere le perdite del trasformatore
• L'efficienza a livello di POI può includere il consumo ausiliario
• L'efficienza a livello di sito può essere influenzata anche dal fotovoltaico, dai carichi locali o da altre risorse

Le relazioni di progetto dovrebbero identificare:

• Inizio confine
• Fine confine
• Importare o caricare energia
• Esportare o scaricare energia
• Trattamento a carico ausiliario
• Trattamento delle perdite del trasformatore
• Intervallo dati
• Convenzione di direzione
• Trattamento dati mancanti

9. BESS con formazione di griglie in applicazioni C&I, microgrid e data center

9.1 Siti C&I

Lo storage C&I può supportare:

• Riduzione dei picchi di domanda
• Alimentazione di riserva
• Autoconsumo fotovoltaico
• Arbitraggio energetico
• Supporto per la qualità dell'alimentazione
• Servizi di supporto alla rete ove consentito

Le misurazioni rilevanti possono includere:

• Importazione ed esportazione del sito
• Carica e scarica BESS
• Consumo ausiliario
• Domanda di carico di produzione
• Scambio netto POI
• Potenza attiva e reattiva PCS

9.2 Microreti

Le microreti possono funzionare sia in modalità connessa alla rete che in isola.

Considerazioni rilevanti possono includere:

• Misurazione dei POI
• Misura dell'alimentatore interno
• Contributo generazionale
• BESS carica e scarica
• Carichi prioritari
• Dati connessi alla rete e dati in isola
• Registri di transizione
• Coordinamento dei riferimenti di tensione e frequenza tra più risorse che compongono la rete, macchine sincrone e controllori dell'impianto
• Coordinamento tra PCS, PPC, EMS e sistemi di protezione

Laddove siano presenti diverse risorse per la formazione della griglia, ulteriori problemi di progettazione possono includere:

• Droop o altre strategie di condivisione del potere
• Sincronizzazione
• Corrente limiting
• Coordinamento di riferimento
• Transizione di modalità
• Coordinamento della protezione

9.3 Centri dati

Le applicazioni del data center possono comportare:

• Cambiamenti rapidi del carico
• Interazione UPS e BESS
• IT e separazione del carico di raffreddamento
• Flussi di potenza sulla rete e dietro il contatore
• Generazione di backup
• Richiesta POI
• Integrazione EMS, BMS della struttura e DCIM
• Dati BMS batteria ove applicabile

In questa sezione:

• BMS batteria significa sistema di gestione della batteria
• BMS per struttura o edificio significa Building Management System

In questo contesto, il BESS può supportare la continuità, la gestione della domanda o l’interazione con la rete.

Tuttavia, la progettazione del sistema del data center deve comunque distinguere:

• Energia dell'UPS
• Energia BESS
• Carico informatico
• Carico di raffreddamento
• Consumo ausiliario
• Potenza netta rivolta alla rete

10. Rischi comuni di integrazione BESS

I rischi comuni del progetto includono:

1. Trattare i dati PCS come dati di liquidazione indipendenti senza conferma
2. Combinazione dei confini di misurazione DC, PCS AC e POI
3. Ignorando il consumo ausiliario
4. Inversione della direzione di importazione/esportazione o di carico/scarico
5. Applicazione di un rapporto CT o di un fattore di scala errato
6. Utilizzo di timestamp incoerenti tra contatori, PCS e SCADA
7. Non riuscire a documentare la fonte della verità per ciascun parametro
8. Utilizzo dei dati operativi come prova delle prestazioni ad alta velocità
9. Miscelazione dell'energia lorda con l'energia netta
10. Utilizzo di unità diverse su tutti i dispositivi
11. Perdita di dati durante le interruzioni della comunicazione
12. Modifica delle mappe dei registri dopo gli aggiornamenti del firmware
13. Supponendo che il supporto Modbus garantisca la compatibilità EMS
14. Frequenza di aggiornamento del misuratore confusa con la frequenza di campionamento del test dinamico
15. Trattare le stime BMS come automaticamente equivalenti alla misurazione indipendente
16. Esclusione delle perdite del trasformatore e del cavo dai calcoli delle prestazioni
17. Utilizzo di un valore di efficienza senza definire il limite di calcolo
18. Mancata conferma del codice di rete e dei requisiti contrattuali
19. Supponendo che ogni contatore di energia possa catturare le dinamiche di formazione della rete
20. Impossibile completare la convalida pilota contatore-gateway-EMS-PCS

11. Elenco di controllo dell'architettura di misurazione BESS

L'architettura dovrebbe essere definita prima della scelta del contatore.

12. Come YTL può supportare la valutazione iniziale del contatore

Zhejiang Yongtalong Electronic Co., Ltd. (YTL) può supportare la valutazione iniziale di contatori di energia CA e CC selezionati, contatori azionati da CT, Contatori su guida DIN , misuratori da pannello e prodotti di misurazione abilitati alla comunicazione per applicazioni BESS, C&I, microreti e distribuzione di energia.

A seconda del modello selezionato e dei requisiti del progetto, YTL può supportare:

• Selezione iniziale del modello di misuratore
• Voltaggio and current-range review
• Discussione tecnica iniziale sui punti di misurazione CA e CC proposti dal cliente e sui limiti previsti
• Revisione dei rapporti TA proposti dal cliente, degli ingressi shunt o delle disposizioni dei sensori compatibili
• Revisione della direzione di importazione/esportazione e carico/scarico
• Conferma dell'opzione RS485 e Modbus
• Revisione della mappa dei registri, delle unità, della scala e del formato dei dati
• Supporto per il test dei campioni
• Revisione dell'interfaccia dati contatore-gateway o contatore-EMS proposta
• Revisione tecnica iniziale dei punti di misura proposti dal cliente

Le capacità del prodotto variano in base al modello del misuratore, all'hardware, al firmware, alla disposizione del rilevamento della corrente, all'intervallo di misurazione, all'interfaccia di comunicazione, alla versione della mappa di registro e all'ambito di certificazione.

Le funzioni di comunicazione, gli intervalli di misurazione, l'accuratezza, l'ambito di certificazione e la compatibilità della piattaforma devono essere confermati per il modello selezionato e i requisiti del progetto.

YTL non definisce il POI del progetto, il PCC, il POM, il confine di misurazione dei ricavi, il confine dell'insediamento, la gerarchia della fonte della verità o il piano di test delle prestazioni dinamiche.

YTL non fornisce controlli PCS per la formazione della rete, algoritmi di controllo PPC, piattaforme di invio BESS, coordinamento della protezione, modellazione dinamica del sistema, approvazione della conformità del codice di rete, convalida delle prestazioni dinamiche ad alta velocità o qualificazione dei servizi ausiliari e approvazione del mercato.

Il controllo della formazione della rete, il coordinamento a livello di impianto, la progettazione della protezione, la modellazione dinamica, i test delle prestazioni e la conformità del codice di rete rimangono responsabilità del fornitore PCS, del fornitore del controllore dell'impianto, dell'ingegnere della protezione, dell'integratore di sistema, del consulente, del servizio di pubblica utilità e di altre parti interessate al progetto.

YTL supporta la misurazione elettrica a livello di campo e il livello di output dei dati.

13. Domande frequenti

Qual è la differenza principale tra il BESS che segue la griglia e quello che forma la griglia?

Un BESS che segue la rete normalmente si sincronizza con un riferimento di tensione e frequenza di rete esistente. Un BESS che forma la rete può stabilire o supportare riferimenti di tensione e frequenza attraverso il suo PCS e l'architettura di controllo.

La formazione della griglia include automaticamente la risposta black start, islanding e di tipo inerziale?

No. Queste funzioni dovrebbero essere specificate, modellate e testate individualmente. La loro disponibilità dipende dal design del PCS, dall'energia della batteria, dal sistema di protezione, dai controlli dell'impianto e dai requisiti del progetto.

Un contatore di energia crea una rete BESS?

No. Il comportamento di formazione della rete è implementato dal PCS, dai controlli dell'inverter e dall'architettura di controllo a livello di impianto. Lo strumento misura e fornisce dati elettrici.

Quali sono i limiti comuni di misurazione BESS?

I confini comuni includono il lato CC della batteria, il lato CA del PCS, i circuiti di carico ausiliario e il punto di interconnessione. Progetti più grandi o ibridi possono richiedere ulteriori limiti di trasformatore, alimentatore, sistema di collettore o misurazione delle entrate.

POI, PCC, POM e punti di contabilizzazione dei ricavi sono sempre gli stessi?

No. Possono coincidere in alcuni progetti, ma non dovrebbero essere considerati identici a meno che i documenti del progetto non li definiscano in questo modo.

I dati PCS sono uguali ai dati del contatore indipendente?

Non necessariamente. I dati PCS possono essere basati su misurazioni e calcoli interni del controller. I contatori di energia esterni possono fornire valori indipendenti in corrispondenza di un confine elettrico definito.

Perché misurare i consumi ausiliari?

I carichi ausiliari riducono la differenza tra la produzione lorda di BESS e l’energia netta esportata. La misurazione separata aiuta a quantificare le prestazioni nette dell'impianto.

Cosa dovrebbe essere misurato al POI?

A seconda del progetto, i valori rilevanti possono includere energia di importazione/esportazione, potenza attiva, potenza reattiva, tensione, frequenza, fattore di potenza e scambio netto del sito.

Un contatore di energia standard può verificare le prestazioni di formazione della rete?

Un contatore di energia standard può supportare il monitoraggio operativo e la misurazione dell'energia cumulativa. I test delle prestazioni di formazione della griglia ad alta velocità richiedono solitamente attrezzature specializzate e un piano di test definito dal progetto.

Perché è importante la sincronizzazione dell'ora?

Dispositivi diversi potrebbero registrare la stessa risposta in momenti diversi a causa della deriva del clock, del polling, del buffering o della latenza della comunicazione. L'allineamento temporale è necessario per una ricostruzione affidabile degli eventi.

Come dovrebbe essere calcolata l'efficienza di andata e ritorno del BESS?

Il calcolo deve definire i limiti di inizio e fine misurazione e spiegare se sono incluse le perdite del PCS, le perdite del trasformatore e il consumo ausiliario.

Un contatore di energia Modbus può integrarsi con un BESS EMS?

Potenzialmente. L'integrazione dipende dall'interfaccia fisica, dall'implementazione del protocollo, dalla mappa dei registri, dal ridimensionamento, dalla frequenza di aggiornamento e dall'architettura EMS.

14. Conclusione

La capacità di formare una griglia cambia il ruolo di controllo del BESS, ma non elimina la necessità di misurazioni elettriche strutturate.

Un’architettura dati BESS affidabile dovrebbe distinguere chiaramente:

• Misurazione della corrente continua della batteria
• Misurazione AC PCS
• Misurazione del carico ausiliario
• Misurazione dei POI
• Stato BMS della batteria data
• Dati di controllo PCS
• Comandi PPC
• Aggregazione EMS e SCADA
• Dati di test ad alta velocità

Il principio centrale della progettazione è:

Ciascun parametro dovrebbe avere un confine di misurazione, una fonte di verità, un timestamp, una convenzione di direzione e un uso previsto chiaramente definiti.

I contatori di energia standard supportano il livello di misurazione operativa. Rimangono complementari ai dati BMS della batteria, ai controlli PCS, ai sistemi di protezione e alle apparecchiature specializzate per prestazioni dinamiche.

Per i progetti BESS che formano una rete, la precisione dei dati non dipende da un singolo dispositivo, ma da un coordinamento coerente tra i confini di misurazione, i sistemi di comunicazione e l’architettura di controllo dell’impianto.

Riferimenti

1. Laboratorio Nazionale per le Energie Rinnovabili, Introduzione agli inverter per la formazione della rete: una chiave per trasformare la nostra rete elettrica , 2024.
2. Gruppo Integrazione dei Sistemi Energetici, Tecnologia di formazione della griglia nell'integrazione dei sistemi energetici , 2022.
3. Gruppo Integrazione dei Sistemi Energetici, Testare le prestazioni delle risorse che formano la griglia: metodi di test e parametri prestazionali per valutare il comportamento della sorgente di tensione delle risorse che formano la griglia , 2025.
4. Società nordamericana per l'affidabilità elettrica, Prestazioni, modellazione e simulazioni di sistemi di accumulo di energia a batteria collegati a BPS e centrali elettriche ibride , 2023.
5. Laboratorio Nazionale per le Energie Rinnovabili e partner del progetto, Le sfide del Black Start della microgrid: il ruolo degli inverter che formano la rete , 2025.