Mit der rasanten Entwicklung von gewerblichen und industriellen Energiespeichern, Heimspeichern, integrierten PV-plus-Speicher-Systemen und netzseitigen Energiespeicherkraftwerken steigen die Anforderungen an Systemsicherheit, Stabilität, Effizienz sowie intelligente Betriebsführung und Wartung. In Batterie-Energiespeichersystemen benötigen BMS, PCS, EMS, DC-Bus, Netzanschlussschränke und Sicherheitsschutzeinheiten in Echtzeit präzise Daten zu Strom, Spannung und Leckstrom.
PowerUC ist auf Strom- und Spannungssensorprodukte spezialisiert. Für Energiespeichersysteme bietet das Unternehmen Hall-Effekt-Stromsensoren, Nullfluss-Stromsensoren, AC/DC-Strommessumformer, Rogowski-Spulen, Leckstromsensoren, Nullsequenz-Stromwandler, AC/DC-Spannungssensoren und Hall-Effekt-Spannungssensoren. Diese Produkte unterstützen Energiespeichersysteme bei der Überwachung des Batteriezustands, Leistungsregelung, Fehlerabsicherung, Netzanschlusserkennung und vorausschauenden Wartung.
Anwendungen zur Überwachung von Batterieclustern und BMS
In einem Energiespeichersystem ist der Batteriecluster die zentrale Energiespeicherkomponente. Das BMS muss wichtige Parameter in Echtzeit überwachen, darunter Lade- und Entladestrom des Batterieclusters, Batteriespannung und Gesamtspannung des Batterieclusters. Diese Messwerte werden für SOC-Schätzung, SOH-Bewertung, C-Rate-Regelung beim Laden und Entladen, Überstromschutz, Überspannungsschutz, Unterspannungsschutz und Batterieausgleich verwendet.
Ungenaue Strom- oder Spannungsabtastung kann zu Fehlern bei der SOC-Schätzung führen, die Batterienutzung verringern und sogar das Risiko von Überladung, Tiefentladung und unerwarteten Abschaltungen erhöhen. Anwendungen für Batteriecluster und BMS stellen daher hohe Anforderungen an Sensorgenauigkeit, Stabilität, Isolationsleistung und langfristige Zuverlässigkeit.
Auswahlempfehlungen
Für die konventionelle Messung des Gesamtstroms eines Batterieclusters kann der PowerUCHAB55leiterplattenmontierte Hall-Effekt-Stromsensor mit geschlossenem Regelkreis DC-, AC- und pulsierende Ströme messen und eignet sich damit für die bidirektionale Überwachung von Lade- und Entladeströmen.
Für hochgenaue SOC/SOH-Schätzung, Batterietestgeräte oder hochwertige BMS-Anwendungen in Energiespeichern werden Nullfluss-Stromsensoren empfohlen. Diese Sensoren eignen sich für Anwendungen mit strengeren Anforderungen an Genauigkeit, Nullpunktstabilität und Langzeitdrift.
Für die Spannungserfassung an Batteriepacks, Batterieclustern und Hochspannungsboxen können AC/DC-Spannungssensoren oder Hall-Effekt-Spannungssensoren Hochspannungssignale in Standardsignale umwandeln, die vom BMS oder von Datenerfassungsmodulen erkannt werden, und so die Bewertung des Batteriezustands und die Schutzsteuerung erleichtern.
Anwendungen auf der DC-Seite des PCS und am DC-Bus
Das PCS ist die zentrale Ausrüstung, die die Batterie mit dem Netz verbindet. Auf der DC-Seite muss es Batteriestrom am Ein- und Ausgang, DC-Bus-Spannung, Strom des DC/DC-Moduls und Spannungsänderungen während des Vorladens in Echtzeit messen.
Während des Ladens und Entladens stützt sich der PCS-Controller auf Strom- und Spannungsrückmeldungen für Leistungsregelung, Effizienzberechnung, Überstromschutz, Überspannungsschutz, Unterspannungsschutz und Stabilitätsregelung des DC-Busses. Bei Kurzschluss, plötzlicher Laständerung, anormaler Busspannung oder einem Fehler eines Leistungsbauelements helfen Sensorsignale dem System, Schutzstrategien schnell auszulösen.
Auswahlempfehlungen
Für die Strommessung am PCS-DC-Eingang, an DC/DC-Modulen und am DC-Bus können je nach Genauigkeits- und Kostenanforderungen Hall-Effekt-Stromsensoren mit offenem oder geschlossenem Regelkreis ausgewählt werden. DerHK4030Hall-Effekt-Stromsensor mit offenem Regelkreis eignet sich für allgemeine Überwachung und kostensensitive Anwendungen, während derHA5041Hall-Effekt-Stromsensor mit geschlossenem Regelkreis für PCS-Regelanwendungen geeignet ist, die höhere Genauigkeit, schnellere Reaktion und bessere Linearität erfordern.
Für hochgenaue Leistungsberechnung, Energiemessung oder hochwertige PCS-Anwendungen können Nullfluss-Stromsensoren verwendet werden, um Genauigkeit und Stabilität der Strommessung auf der DC-Seite zu verbessern.
Für die Überwachung von DC-Bus-Spannung, Vorladespannung und batterieseitiger Eingangsspannung hilft derHV25Hall-Effekt-Spannungssensor dem PCS, Überspannung, Unterspannung, Busspannungsschwankungen und anormale Betriebszustände zu erkennen.
Anwendungen für AC-Netzanschluss und Verteilerschränke
Wenn ein Energiespeichersystem im netzgekoppelten Betrieb arbeitet, ist die Messung von Strom und Spannung auf der AC-Seite entscheidend für Leistungsregelung, Netzsynchronisierung, Analyse der Stromqualität und Netzanschlussschutz. Netzanschlussschränke, AC-Verteilerschränke, Sammelschränke und Messeinheiten müssen typischerweise Dreiphasenstrom, Dreiphasenspannung, Wirkleistung, Blindleistung, Leistungsfaktor und Netzstatus überwachen.
Bei netzseitigen Energiespeichern, gewerblichen und industriellen Energiespeichern sowie Mikronetzsystemen hilft die genaue Erfassung netzseitiger elektrischer Parameter dem System bei Spitzenlastkappung und Lastverschiebung, Spitzenlast- und Frequenzregelung, Blindleistungskompensation, Inselnetzerkennungsschutz und Management der Stromqualität.
Auswahlempfehlungen
Für die konventionelle Strommessung in AC-Verteilerschränken, Netzanschlussschränken und Messschränken können AC/DC-Strommessumformer oder True-RMS-Strommessumformer standardisierte analoge Ausgangssignale für den Anschluss an SPS, PCS-Controller, ein EMS oder Datenerfassungsmodule bereitstellen.
Für Nachrüstprojekte in Energiespeicherkraftwerken mit Hochstrom-Sammelschienen, begrenztem Einbauraum oder Situationen, in denen ein Trennen der Leiter unpraktisch ist, könnenRogowski-Spulen der RFSZ-Seriezusammen mitdreikanaligen Integratoren der TRA05-Seriemit 1-A-Ausgängen verwendet werden. Rogowski-Spulen sind flexibel zu installieren und eignen sich für Hochstrom-, Weitbereichs- und nicht-invasive Messanwendungen.
Für die Spannungsmessung auf der AC-Netzseite können AC/DC-Spannungssensoren zur Erfassung der Netzspannung, Phasensynchronisierung, Leistungsberechnung und zum Netzanschlussschutz verwendet werden.
Für Messungen von Dreiphasenunsymmetrie, Erdschluss oder Nullsequenzstrom können entsprechend den Schutzanforderungen des Systems Nullsequenz-Stromwandler ausgewählt werden.
Anwendungen für Leckstrom- und Isolationsschutz
Energiespeichersysteme arbeiten typischerweise in Hochspannungs- und Hochstromumgebungen. Alterung der Isolation, Eindringen von Feuchtigkeit, Kabelschäden oder Erdungsanomalien in Batterieclustern, PCS, DC-Bus, Kabeln oder Verteilungsausrüstung können Leckstrom erzeugen und Sicherheitsrisiken verursachen.
Die Leckstromüberwachung ist ein wichtiger Bestandteil des Sicherheitsschutzes von Energiespeichersystemen. Durch die Echtzeitüberwachung von Erdleckstrom und anormalem Fehlerstrom kann das Steuerungssystem frühzeitig warnen und Maßnahmen wie Leistungsreduzierung, Öffnen von Schützen, Schutzabschaltung oder Alarmauslösung ergreifen.
Auswahlempfehlungen
Für Isolationsfehler auf der DC-Seite und die Überwachung von DC-Leckstrom kann derZDA2020DC-Leckstrommessumformer oder ein Leckstromsensor verwendet werden, um anormalen Leckstrom auf der Batterieseite, am DC-Bus und in Hochspannungs-DC-Stromkreisen zu erkennen.
Für AC-seitigen Verteilungsschutz und Erdschlusserkennung können Nullsequenz-Stromwandler zur Überwachung von Fehlerstrom und Erdschlüssen in Dreiphasensystemen verwendet werden.
Für Anwendungen, die eine gleichzeitige Erfassung von Betriebsstrom und anormalen Stromtrends erfordern, können AC/DC-Strommessumformer kombiniert werden, um die Überwachung des Betriebszustands mit dem Sicherheitsschutz zu verknüpfen.
Der Nutzen von PowerUC-Sensoren für Energiespeichersysteme
Unterstützung für mehrere Energiespeicherarchitekturen
PowerUC-Produkte können in Heimspeichern, gewerblichen und industriellen Energiespeichern, integrierten PV-plus-Speicher-Systemen, Mikronetz-Energiespeichern, netzseitigen Energiespeicherkraftwerken und Energiespeicher-Testgeräten eingesetzt werden und erfüllen Messanforderungen über unterschiedliche Kapazitätsklassen und Spannungsplattformen hinweg.
Geringere Betriebs- und Wartungskosten des Systems
Eine stabile langfristige Produktversorgung und zuverlässige Qualität reduzieren ungeplante Ausfallzeiten und verbessern die Verfügbarkeit von Energiespeichersystemen.
Eine breite Auswahl an Produkttypen und Baugrößen
PowerUC bietet mehrere Typen von Stromsensoren, Spannungssensoren und Produkten zur Leckstromerkennung. Das Portfolio deckt zentrale Bereiche von Energiespeichersystemen von der Batterie-, DC- und AC-Seite bis hin zu Sicherheitsschutz sowie Betriebs- und Wartungsüberwachung ab und stellt zuverlässige Sensorlösungen für Hersteller von Energiespeicheranlagen, Systemintegratoren und Betreiber von Kraftwerken bereit.
