Com o rápido desenvolvimento do armazenamento de energia comercial e industrial, armazenamento de energia residencial, sistemas integrados fotovoltaicos com armazenamento e centrais de armazenamento de energia do lado da rede, são colocadas exigências mais elevadas à segurança, estabilidade, eficiência e operação e manutenção inteligentes dos sistemas. Em sistemas de armazenamento de energia por baterias, o BMS, PCS, EMS, barramento CC, armários de ligação à rede e unidades de proteção de segurança exigem dados precisos de corrente, tensão e corrente de fuga em tempo real.
A PowerUC é especializada em produtos de sensores de corrente e tensão. Para sistemas de armazenamento de energia, fornece sensores de corrente de efeito Hall, sensores de corrente de fluxo zero, transdutores de corrente CA/CC, bobinas de Rogowski, sensores de corrente de fuga, transformadores de corrente de sequência zero, sensores de tensão CA/CC e sensores de tensão de efeito Hall. Estes produtos ajudam os sistemas de armazenamento de energia a implementar monitorização do estado da bateria, controlo de potência, proteção contra falhas, deteção de ligação à rede e manutenção preditiva.
Aplicações de monitorização de clusters de baterias e BMS
Num sistema de armazenamento de energia, o cluster de baterias é o componente central de armazenamento de energia. O BMS deve monitorizar parâmetros-chave em tempo real, incluindo a corrente de carga e descarga do cluster de baterias, a tensão do pack de baterias e a tensão total do cluster de baterias. Estas medições são utilizadas para estimativa de SOC, avaliação de SOH, controlo da taxa C de carga/descarga, proteção contra sobrecorrente, proteção contra sobretensão, proteção contra subtensão e balanceamento da bateria.
A amostragem imprecisa de corrente ou tensão pode levar a erros de estimativa de SOC, reduzir a utilização da bateria e até aumentar o risco de sobrecarga, descarga excessiva e paragens inesperadas. As aplicações de clusters de baterias e BMS, portanto, impõem elevadas exigências à precisão, estabilidade, desempenho de isolamento e fiabilidade a longo prazo dos sensores.
Recomendações de seleção
Para a medição convencional da corrente total do cluster de baterias, o sensor de corrente de efeito Hall em malha fechada da PowerUCHAB55montado em PCB pode medir correntes CC, CA e pulsantes, sendo adequado para a monitorização bidirecional da corrente de carga e descarga.
Para estimativa SOC/SOH de alta precisão, equipamento de teste de baterias ou aplicações BMS de armazenamento de energia de alto desempenho, recomendam-se sensores de corrente de fluxo zero. Estes sensores são adequados para aplicações com requisitos mais rigorosos de precisão, estabilidade do ponto zero e deriva a longo prazo.
Para aquisição de tensão de packs de baterias, clusters de baterias e caixas de alta tensão, sensores de tensão CA/CC ou sensores de tensão de efeito Hall podem converter sinais de alta tensão em sinais padrão reconhecidos pelo BMS ou por módulos de aquisição de dados, facilitando a avaliação do estado da bateria e o controlo de proteção.
Aplicações no lado CC do PCS e no barramento CC
O PCS é o equipamento-chave que liga a bateria à rede. No lado CC, deve medir em tempo real a corrente de entrada/saída da bateria, a tensão do barramento CC, a corrente do módulo CC/CC e as variações de tensão durante a pré-carga.
Durante a carga e descarga, o controlador PCS depende do feedback de corrente e tensão para regulação de potência, cálculo de eficiência, proteção contra sobrecorrente, proteção contra sobretensão, proteção contra subtensão e controlo de estabilidade do barramento CC. Se ocorrer um curto-circuito, uma alteração súbita de carga, tensão anormal do barramento ou falha de dispositivo de potência, os sinais dos sensores ajudam o sistema a acionar rapidamente estratégias de proteção.
Recomendações de seleção
Para medição de corrente na entrada CC do PCS, nos módulos CC/CC e no barramento CC, podem ser selecionados sensores de corrente de efeito Hall em malha aberta ou malha fechada conforme os requisitos de precisão e custo. O sensor de corrente de efeito Hall em malha abertaHK4030é adequado para monitorização geral e aplicações sensíveis ao custo, enquanto o sensor de corrente de efeito Hall em malha fechadaHA5041é adequado para aplicações de controlo PCS que exigem maior precisão, resposta mais rápida e melhor linearidade.
Para cálculo de potência de alta precisão, medição de energia ou aplicações PCS de alto desempenho, sensores de corrente de fluxo zero podem ser utilizados para melhorar a precisão e a estabilidade da medição de corrente do lado CC.
Para monitorizar a tensão do barramento CC, a tensão de pré-carga e a tensão de entrada do lado da bateria, o sensor de tensão de efeito HallHV25ajuda o PCS a detetar sobretensão, subtensão, flutuações de tensão do barramento e condições operacionais anormais.
Aplicações de ligação à rede CA e armários de distribuição
Quando um sistema de armazenamento de energia opera em modo ligado à rede, a medição de corrente e tensão do lado CA é crítica para controlo de potência, sincronização com a rede, análise da qualidade de energia e proteção da ligação à rede. Armários de ligação à rede, armários de distribuição CA, armários combinadores e unidades de medição normalmente precisam de monitorizar corrente trifásica, tensão trifásica, potência ativa, potência reativa, fator de potência e estado da rede.
No armazenamento de energia do lado da rede, no armazenamento de energia comercial e industrial e em sistemas de microrrede, a aquisição precisa dos parâmetros elétricos do lado da rede ajuda o sistema a realizar deslocamento de picos e vales, regulação de pico e frequência, compensação de potência reativa, proteção anti-ilhamento e gestão da qualidade de energia.
Recomendações de seleção
Para medição convencional de corrente em armários de distribuição CA, armários de ligação à rede e armários de medição, transdutores de corrente CA/CC ou transdutores de corrente true-RMS podem fornecer sinais de saída analógicos padrão para ligação a PLCs, controladores PCS, um EMS ou módulos de aquisição de dados.
Para projetos de retrofit de centrais de armazenamento de energia que envolvam barramentos de alta corrente, espaço de instalação limitado ou situações em que desligar condutores seja impraticável, as bobinas de Rogowski da sérieRFSZpodem ser utilizadas com integradores de três canais da sérieTRA05com saídas de 1 A. As bobinas de Rogowski são flexíveis de instalar e são adequadas para aplicações de medição de alta corrente, ampla faixa e não intrusivas.
Para medição de tensão do lado CA da rede, sensores de tensão CA/CC podem ser utilizados para aquisição de tensão da rede, sincronização de fase, cálculo de potência e proteção da ligação à rede.
Para desequilíbrio trifásico, falha à terra ou medição de corrente de sequência zero, transformadores de corrente de sequência zero podem ser selecionados de acordo com os requisitos de proteção do sistema.
Aplicações de proteção contra corrente de fuga e segurança de isolamento
Os sistemas de armazenamento de energia normalmente operam em ambientes de alta tensão e alta corrente. Envelhecimento do isolamento, entrada de humidade, danos em cabos ou anomalias de aterramento em clusters de baterias, no PCS, no barramento CC, em cabos ou em equipamentos de distribuição podem gerar corrente de fuga e criar riscos de segurança.
A monitorização da corrente de fuga é uma parte importante da proteção de segurança do sistema de armazenamento de energia. Ao monitorizar em tempo real a corrente de fuga à terra e a corrente residual anormal, o sistema de controlo pode emitir avisos antecipados e tomar medidas como redução de potência, abertura de contactores, desligamento de proteção ou ativação de alarme.
Recomendações de seleção
Para falhas de isolamento no lado CC e monitorização de corrente de fuga CC, o transdutor de corrente de fuga CCZDA2020ou um sensor de corrente de fuga pode ser utilizado para detetar corrente de fuga anormal no lado da bateria, no barramento CC e em circuitos CC de alta tensão.
Para proteção de distribuição do lado CA e deteção de falhas à terra, transformadores de corrente de sequência zero podem ser utilizados para monitorizar corrente residual e falhas à terra em sistemas trifásicos.
Para aplicações que exigem aquisição simultânea da corrente operacional e das tendências de corrente anormal, transdutores de corrente CA/CC podem ser combinados para vincular a monitorização do estado operacional à proteção de segurança.
O valor que os sensores PowerUC trazem aos sistemas de armazenamento de energia
Suporte para múltiplas arquiteturas de armazenamento de energia
Os produtos PowerUC podem ser utilizados em armazenamento de energia residencial, armazenamento de energia comercial e industrial, sistemas integrados fotovoltaicos com armazenamento, armazenamento de energia em microrredes, centrais de armazenamento de energia do lado da rede e equipamentos de teste de armazenamento de energia, atendendo às necessidades de medição em diferentes capacidades nominais e plataformas de tensão.
Menores custos de operação e manutenção do sistema
O fornecimento estável de produtos a longo prazo e a qualidade fiável reduzem paragens não planeadas e melhoram a disponibilidade do sistema de armazenamento de energia.
Uma ampla variedade de tipos e tamanhos de produtos
A PowerUC oferece múltiplos tipos de sensores de corrente, sensores de tensão e produtos de deteção de corrente de fuga. O seu portfólio cobre áreas-chave dos sistemas de armazenamento de energia, desde o lado da bateria, o lado CC e o lado CA até à proteção de segurança e à monitorização de operação e manutenção, fornecendo soluções de sensores fiáveis para fabricantes de equipamentos de armazenamento de energia, integradores de sistemas e operadores de centrais elétricas.
