Nossa solução integrada de sistema fotovoltaico, armazenamento de energia e carregamento busca abordar de forma inteligente a ansiedade de autonomia dos veículos elétricos, combinando diversas tecnologias.estações de carregamento de veículos elétricosA iniciativa integra tecnologias de energia solar fotovoltaica e de armazenamento de energia em baterias. Ela promove a mobilidade sustentável de veículos elétricos por meio da energia fotovoltaica, enquanto o armazenamento de energia alivia a pressão sobre a rede elétrica causada por cargas elevadas. Completa a cadeia produtiva da indústria de baterias por meio de uma utilização escalonada, garantindo o desenvolvimento sustentável do setor. A construção desse sistema energético integrado promove a eletrificação e o desenvolvimento inteligente da indústria, permitindo a conversão de energia limpa, como a solar, em energia elétrica por meio da energia fotovoltaica e seu armazenamento em baterias. Postos de recarga para veículos elétricos transferem essa energia elétrica das baterias para os veículos, solucionando o problema do carregamento.
I. Topologia de um sistema de microrrede fotovoltaica com armazenamento e carregamento
Conforme ilustrado no diagrama acima, os principais equipamentos da topologia do sistema integrado de microrrede fotovoltaica, armazenamento de energia e carregamento são descritos a seguir:
1. Conversor de armazenamento de energia fora da rede: O lado CA de um conversor de 250 kW é conectado em paralelo a um barramento CA de 380 V, e o lado CC é conectado em paralelo a quatro conversores CC/CC bidirecionais de 50 kW, permitindo o fluxo bidirecional de energia, ou seja, o carregamento e descarregamento da bateria.
2. Conversores CC/CC bidirecionais: O lado de alta tensão de quatro conversores CC/CC de 50 kW é conectado ao terminal CC do conversor, e o lado de baixa tensão é conectado ao conjunto de baterias. Cada conversor CC/CC é conectado a um conjunto de baterias.
3. Sistema de baterias de potência: Dezesseis células de 3,6 V/100 Ah (1P16S) constituem um módulo de bateria (57,6 V/100 Ah, capacidade nominal de 5,76 kWh). Doze módulos de bateria são conectados em série para formar um cluster de baterias (691,2 V/100 Ah, capacidade nominal de 69,12 kWh). O cluster de baterias é conectado ao terminal de baixa tensão do conversor CC/CC bidirecional. O sistema de baterias compreende quatro clusters de baterias com uma capacidade nominal de 276,48 kWh.
4. Módulo MPPT: O lado de alta tensão do módulo MPPT está conectado em paralelo ao barramento CC de 750 V, enquanto o lado de baixa tensão está conectado ao conjunto fotovoltaico. O conjunto fotovoltaico consiste em seis strings, cada uma contendo 18 módulos de 275 Wp conectados em série, totalizando 108 módulos fotovoltaicos e uma potência total de saída de 29,7 kWp.
5. Estações de carregamento: O sistema inclui três estações de 60 kW.estações de carregamento de veículos elétricos em corrente contínua(O número e a potência das estações de carregamento podem ser ajustados com base no fluxo de tráfego e na demanda diária de energia). O lado CA das estações de carregamento está conectado ao barramento CA e pode ser alimentado por energia fotovoltaica, armazenamento de energia e pela rede elétrica.
6. EMS e MGCC: Esses sistemas executam funções como o controle de carga e descarga do sistema de armazenamento de energia e o monitoramento das informações do estado de carga (SOC) da bateria, de acordo com as instruções do centro de despacho de nível superior.
II. Características dos sistemas integrados de energia fotovoltaica, armazenamento e carregamento
1. O sistema adota uma arquitetura de controle de três camadas: a camada superior é o sistema de gerenciamento de energia, a camada intermediária é o sistema de controle central e a camada inferior é a camada de equipamentos. O sistema integra dispositivos de conversão de energia, monitoramento de carga e dispositivos de proteção relacionados, tornando-o um sistema autônomo capaz de autocontrole, proteção e gerenciamento.
2. A estratégia de despacho de energia do sistema de armazenamento de energia é ajustada/definida de forma flexível com base nos preços de pico, vale e período de menor consumo da rede elétrica e no estado de carga (ou tensão terminal) das baterias de armazenamento de energia. O sistema aceita despacho do sistema de gerenciamento de energia (EMS) para controle inteligente de carga e descarga.
3. O sistema possui funções abrangentes de comunicação, monitoramento, gerenciamento, controle, alerta precoce e proteção, garantindo operação contínua e segura por longos períodos. O status operacional do sistema pode ser monitorado por meio de um computador central, e ele possui amplas capacidades de análise de dados.
4. O sistema de gerenciamento de baterias (BMS) comunica-se com o sistema de gerenciamento de energia (EMS), enviando informações sobre o conjunto de baterias e, em cooperação com o EMS e o PCS, realizando funções de monitoramento e proteção para o conjunto de baterias.
O projeto utiliza um conversor de armazenamento de energia tipo torre (PCS), que integra dispositivos de comutação on-grid e off-grid, além de painéis de distribuição. Ele possui a função de comutação instantânea entre on-grid e off-grid, suporta dois modos de carregamento: on-grid com corrente constante e on-grid com potência constante, e aceita programação em tempo real a partir do computador central.
III. Controle e gerenciamento de sistemas de armazenamento e carregamento fotovoltaico
O controle do sistema adota uma arquitetura de três níveis: o EMS é a camada superior de planejamento, o controlador do sistema é a camada intermediária de coordenação e os conversores CC-CC e os pontos de carregamento são a camada de equipamentos.
O sistema de gerenciamento de energia (EMS) e o controlador do sistema são componentes essenciais, trabalhando em conjunto para gerenciar e programar o sistema de armazenamento e carregamento fotovoltaico:
1. Funções do EMS
1) As estratégias de controle de despacho de energia podem ser ajustadas de forma flexível, e os modos de carga e descarga do armazenamento de energia, bem como os comandos de potência, podem ser definidos de acordo com os preços da eletricidade nos períodos de pico, vale e estabilidade da rede local.
2) O EMS realiza telemetria em tempo real e monitoramento remoto de segurança por meio de sinalização dos principais equipamentos do sistema, incluindo, entre outros, PCS, BMS, inversores fotovoltaicos e estações de carregamento, e gerencia eventos de alarme relatados pelos equipamentos e o armazenamento de dados históricos de forma unificada.
3) O EMS pode enviar dados de previsão do sistema e resultados de análises de cálculos para o centro de despacho de nível superior ou servidor de comunicação remoto via Ethernet ou comunicação 4G, e receber instruções de despacho em tempo real, respondendo à regulação de frequência AGC, redução de pico e outros despachos para atender às necessidades do sistema de energia.
4) O EMS realiza o controle de ligação com os sistemas de monitoramento ambiental e de proteção contra incêndio: garantindo que todos os equipamentos sejam desligados antes que um incêndio ocorra, emitindo alarmes sonoros e visuais e enviando eventos de alarme para o sistema central.
2. Funções do Controlador do Sistema:
1) O controlador de coordenação do sistema recebe estratégias de agendamento do EMS: modos de carga/descarga e comandos de agendamento de energia. Com base na capacidade SOC da bateria de armazenamento de energia, no estado de carga/descarga da bateria, na geração de energia fotovoltaica e no uso da pilha de carregamento, ele ajusta o gerenciamento do barramento de forma flexível. Ao gerenciar a carga e a descarga do conversor CC-CC, ele realiza o controle de carga/descarga da bateria de armazenamento de energia, maximizando a utilização do sistema de armazenamento de energia.
2) Combinando o modo de carga/descarga CC-CC e opilha de carregamento para carros elétricosPara controlar o estado de carregamento, é necessário ajustar a limitação de potência do inversor fotovoltaico e a geração de energia do módulo fotovoltaico. Também é preciso ajustar o modo de operação do módulo fotovoltaico e gerenciar o barramento do sistema.
3. Camada de Equipamentos – Funções DC-DC:
1) Atuador de potência, que realiza a conversão mútua entre energia solar e armazenamento de energia eletroquímica.
2) O conversor CC-CC obtém o estado do BMS e, em conjunto com os comandos de agendamento do controlador do sistema, realiza o controle do cluster CC para garantir a consistência da bateria.
3) Pode alcançar autogestão, controle e proteção de acordo com objetivos predeterminados.
-O FIM-
Data da publicação: 28/11/2025
