对大型蓄电池系统的期待在高涨。因输出有变动的光伏发电的快速普及,其对电网稳定化已变得不可或缺,且随采用成本的降低,还出现了企业将其用于需求削峰的动向。
走进写着“TMBCS”字样的40英尺集装箱,12m长的空间里摆满了设备器材。手边是500kW逆变器,挨着的是多家企业的蓄电池控制盘,最里面设置着写有“FBCS盘”字样的控制装置。
FBCS是“Front Battery Control System”的缩写。可以说是管理蓄电池盘和逆变器的TMBCS的大脑。
蓄电池系统的基本原理,是将蓄电池充放的直流电用逆变器转换为交流电,通过变压器并网。蓄电池单元(电池元件)的SOC(剩余容量)等状态,由蓄电池厂商配发的BMU(Battery Management Unit:电池管理装置)监控,并将出现过压等严重异常情况的蓄电池从电路上隔离。
FBCS能够监控BMU之外其他的电池单元,并控制其优化充放电。比如说,在感测到部分单元要发生异常情况的征兆时,向逆变器发出指令,不对该单元充电。据称这样不仅可减少事故风险,还能通过降低单元的负载,延长整个系统的寿命(图7)。
图7:“FBCS(Front Battery Control System)”能在监视所有蓄电池状态的同时,相应于电池特性控制充放电量和联锁(出处:东芝三菱电机产业系统)
TMEIC产业第三系统事业部的高级营销部长杉山正幸强调说:“BMU作为安全上的最后一道防线是重要的,但BMU只是监视,没有控制功能。只有使用FBCS监视单元,使用逆变器控制充放电,才能实现整个系统的稳定运转、延缓劣化等。”
只有蓄电池厂商的信息是不够的
设置的蓄电池评价用“TMBCS”,以“背对背测试”的方法评价着受测蓄电池。装备了两个相同的系统A和B,在A设备放电时为B设备充电,在B设备放电时为A设备充电。像这样,令从电力公司充电的电力在两个系统间循环往复,可以反复进行各种充放电模式的评测试验(图8,图9)。
图8:FBCS的控制盘(摄影:日经BP社)
图9:FBCS核心部分的系统控制器(摄影:日经BP社)
主要评价项目有确认连续充放电时的升温和电压特性的“温度特性测试”、确认基本充电性能的“CC-CV(定电流和定电压)测试”;在由CC-CV充电充满电后,放电至下限电压并确认容量的“容量测试”和在测试中确认单元电压失衡的“单元失衡确认”等。
杉山说:“蓄电池厂商通常只提供单元单独的评测数据。要想使系统实现稳定运转,还必须作连续充放电的温度特性、单元电压的差异性等,对蓄电池盘的实机评价。”
TMEIC不生产蓄电池,可以使用多家厂商的蓄电池构建系统。除东芝制造的“SCiB”外,该公司对新神户电机、三星SDI、LG化学制造的蓄电池都做了上述评价测试,目前在对使用其他电池厂商产品的系统进行实证测试。
作者:金子宪治 来源:日经bp社
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