Коммуникация BMS для интеграции солнечных систем хранения: совместимость с протоколами CAN, RS485 и инвертора.

Почему связь между инвертором является основной причиной поломок в системах хранения солнечной энергии?

Поговорите с любым, кто занимался вводом в эксплуатацию крупномасштабных систем хранения солнечной энергии, и вы услышите примерно одну и ту же историю: батарея прошла все испытания на стенде. Напряжение ячеек в пределах нормы, балансировка работала, защита срабатывала как положено. Затем на объекте инвертор и батарея отказались взаимодействовать друг с другом — или, что еще хуже, взаимодействовали, но сообщали о неправильном уровне заряда, отказывались от команд зарядки или выдавали коды ошибок, которые никто не мог расшифровать. Батарею вернули домой. Проект потерял неделю.

Это не редкий единичный случай. Это один из наиболее распространенных типов отказов в проектах по хранению солнечной энергии, и почти всегда причина одна и та же: система управления батареей (BMS) имеет CAN-порт, но фактически не поддерживает протокол, ожидаемый инвертором. В случае с системами хранения энергии связь — это не просто функция, а фундамент, на котором держится система.

Три канала — что каждый из них делает в системе хранения данных.

Для связи с системами управления солнечными батареями (BMS) обычно используются три физических канала, каждый из которых передает свой собственный трафик. Знание того, какой канал за что отвечает, является первым шагом в написании полезной спецификации связи:

Шина CAN

Высокоприоритетный канал связи в реальном времени между батареей и инвертором. CAN передает информацию о состоянии заряда, ограничениях тока заряда и разряда, ограничениях напряжения, флагах неисправностей и управляющих сообщениях, специфичных для протокола. Именно по этому каналу инвертор знает, как безопасно заряжать и разряжать батарею. Если CAN выходит из строя или передает данные по неправильному протоколу, остальная часть системы не имеет возможности реагировать.

RS485

Используется для мониторинга с более низкой скоростью, телеметрии и интеграции с системами управления энергопотреблением на уровне объекта или программным обеспечением верхнего уровня мониторинга. RS485 также является распространенным интерфейсом для последовательно соединенных многоблочных систем, где каждый блок передает данные контроллеру. Типичным протоколом на этом канале связи является Modbus RTU.

Bluetooth

Для диагностики установщиками и конечными пользователями — приложение для смартфонов, отображающее напряжение элементов, температуру, состояние балансировки и историю аварийных сигналов. Не является частью контура управления в реальном времени; полезно для ввода в эксплуатацию, устранения неполадок и обеспечения прозрачности для конечного пользователя.

Ключевое различие: наличие CAN не означает использование протокола вашего инвертора.

В этом разделе стоит остановиться, потому что именно здесь чаще всего совершаются ошибки при выборе устройства по техническим характеристикам. Шина CAN — это физический и электрический стандарт, способ надежной передачи битов между устройствами. Это не протокол. Протоколы — это соглашения о том, что означают эти биты: какой идентификатор сообщения передает состояние заряда, какая структура байтов представляет собой ограничение тока заряда, какие коды ошибок определены.

Два блока BMS могут одновременно поддерживать CAN и при этом быть совершенно неспособны взаимодействовать с одним и тем же инвертором, поскольку они используют разные протоколы. Блок BMS, поддерживающий стандартный интерфейс CAN, но не реализующий структуру сообщений, ожидаемую вашим инвертором, приведет к точно такому же сбою на месте, как описано выше: провода подключены, индикаторы горят, но никакой полезной информации не передается.

Распространенные протоколы инверторов для накопителей энергии и что на самом деле означает встроенная поддержка.

В глобальном масштабе системы хранения энергии для жилых и небольших коммерческих объектов используют относительно небольшой набор протоколов инверторов. Точный список необходимых для проекта устройств зависит от конкретного инвертора, но обычно обсуждаются основные бренды, работающие на каждом региональном рынке. Помимо уровня бренда, следует понимать два практических аспекта совместимости:

Поддержка нативного протокола

Встроенная прошивка BMS напрямую реализует протокол инвертора. В большинстве случаев ввод в эксплуатацию значительно упрощается, поскольку протокол уже реализован на уровне прошивки — хотя такие детали, как версия протокола, версия прошивки с обеих сторон, сопоставление параметров и конфигурация на стороне инвертора, все еще требуют проверки для конкретного развертывания. Именно это снижает количество отказов в полевых условиях по сравнению с конфигурируемым или работающим только по CAN-шине решением, где помимо всего вышеперечисленного, необходимо разрабатывать или адаптировать сам протокольный уровень.

Настраиваемая/адаптируемая поддержка

Система управления батареей (BMS) обеспечивает передачу данных по протоколу CAN и интерфейс конфигурации верхнего уровня, позволяющий выбирать или адаптировать протокол к конкретному инвертору. Это обеспечивает большую гибкость, но требует от установщика или поставщика знания того, что они делают во время ввода в эксплуатацию.

Только интерфейс CAN

Система управления батареей (BMS) имеет CAN-порт, но не поддерживает протокол инвертора. Предполагается, что интегратор разработает протокольный уровень самостоятельно. Для большинства проектов по хранению энергии это нецелесообразно с коммерческой точки зрения — затраты на разработку превышают стоимость выбора BMS с встроенной поддержкой.

Честный и практичный вопрос для любого запроса предложений по системам хранения данных: вам нужна нативная система, настраиваемая система или вы собираетесь разрабатывать протокольный уровень? Большинство установщиков предпочитают нативную систему. Производители блоков, работающие над несколькими проектами с инверторами разных марок, часто предпочитают настраиваемую систему.

Как проверить совместимость перед заказом

Это контрольный список перед запросом предложений, который предотвращает описанные в начале сбои на объекте. Выполнение его занимает менее часа и экономит недели в дальнейшем:

• Сначала подтвердите модель вашего инвертора, а не системы управления батареей (BMS).Обычно инвертор предъявляет более строгие требования к протоколу, чем система управления батареей (BMS). Заблокируйте инвертор, а затем убедитесь, что BMS соответствует ему — а не наоборот.
• Запросите у поставщика BMS список протоколов инвертора, реализованных на уровне встроенного программного обеспечения, с указанием их названий.В реальном списке будут указаны конкретные протоколы. Расплывчатый ответ типа «поддерживает все основные инверторы» — это тревожный сигнал, к которому следует отнестись серьезно.
• Запросите протокол или подтверждение совместимости, специфичное для вашей модели инвертора.Серьезный поставщик либо подтвердит соответствие, либо честно скажет, что необходимы работы по адаптации.
• Если марка инвертора региональная или выпущена недавно,Следует ожидать, что потребуется настраиваемая, а не встроенная поддержка, и, соответственно, заложить в бюджет время на ввод в эксплуатацию.
• Для проектов с несколькими инверторами (например, когда производитель аккумуляторных блоков поставляет продукцию нескольким маркам инверторов),Предпочитаю систему управления зданием (BMS) с настраиваемой поддержкой верхнего монитора, а не ту, которая на заводе использует только один протокол.

Коммуникационный стек DALY для систем хранения солнечной энергии

Система управления батареями DALY 4-го поколения для систем хранения энергии построена на основе описанной выше схемы связи. Она обеспечивает шину CAN и RS485 для интеграции в режиме реального времени с инвертором и системами на уровне объекта, а также сигнализацию с сухим контактом для аппаратных блокировок. На уровне протокола стандартные протоколы инверторов для систем хранения энергии реализованы на уровне встроенного ПО для основных марок, обслуживающих рынок бытовых и малогабаритных систем хранения энергии; для марок инверторов, не входящих в этот список, интерфейс конфигурации верхнего монитора позволяет разрабатывать адаптацию протокола для конкретного проекта во время ввода в эксплуатацию.

В духе этой статьи следует отметить два момента: точный список поддерживаемых марок инверторов следует запрашивать у инженерной команды для вашего конкретного проекта, а не предполагать на основе общих маркетинговых формулировок; и наличие «поддержки» в техническом описании любого поставщика всегда следует проверять на соответствие вашей конкретной модели инвертора перед размещением заказа.

Часто задаваемые вопросы

Q1Если в спецификации BMS указано "CAN поддерживается", достаточно ли этого для сборки системы хранения данных?

Само по себе это не так. Надпись «CAN supported» означает, что BMS имеет CAN-порт и может передавать данные по шине; она не означает, что BMS использует протокол, ожидаемый вашим конкретным инвертором. Прежде чем принимать решение, уточните, какие протоколы инвертора реализованы на уровне встроенного ПО. Если на этот вопрос будет дан расплывчатый ответ, это и есть та информация, которая вам нужна перед оформлением заказа.

Q2В чём разница между поддержкой нативного протокола и поддержкой только CAN?

CAN — это стандарт проводки и передачи сообщений; протокол — это соглашение о содержании сообщений. Поддержка нативного протокола означает, что встроенное ПО BMS реализует специфическую структуру сообщений, ожидаемую конкретной маркой инвертора, поэтому два устройства корректно взаимодействуют сразу после установки. Поддержка только CAN означает, что у BMS есть порт, но интегратору приходится разрабатывать протокольный уровень для его работы — что редко бывает коммерчески целесообразным для проектов хранения энергии.

Q3Как мне организовать проект с несколькими инверторами, если я поставляю инверторы разных марок?

Ищите систему управления батареями (BMS) с возможностью настройки протоколов через монитор верхнего уровня или встроенное программное обеспечение, а не BMS, в которой на заводе жестко задан единый протокол для инвертора. Это позволит использовать одно и то же оборудование BMS с инверторами разных марок, а адаптация протоколов будет выполнена на этапе ввода в эксплуатацию. Уточните у поставщика, какие марки уже включены в библиотеку настраиваемых протоколов, а для каких требуется разработка с учетом специфики проекта.

О программе DALY

Компания DALY разрабатывает и производит системы управления литий-ионными батареями для OEM-производителей, производителей аккумуляторных блоков и интеграторов, продукция которой используется более чем в 130 странах. Основанная в 2015 году, компания DALY работает в соответствии со стандартами ISO 9001 / ISO 14001, а также соответствует требованиям CE и RoHS; линейка систем хранения энергии имеет статус признанного компонента UL (не полную системную сертификацию UL — это различие важно для проектов в Северной Америке), и предоставляется документация, подтверждающая сертификацию на уровне блока или системы в целом.

Выбираете ли вы систему связи BMS для своего проекта хранения данных?

Если вы планируете проект по установке системы хранения солнечной энергии и хотите, чтобы связь между системой управления батареей (BMS) и инвертором действительно работала на объекте, команда инженеров DALY может подтвердить совместимость протокола с вашей конкретной моделью инвертора до отправки заказа.

• Укажите марку и модель вашего инвертора, масштаб проекта и конфигурацию параллельного подключения.
• Запросите список совместимости нативных протоколов и проверку для конкретного проекта.
• Запросить документацию по техническим характеристикам системы управления батареями (BMS) 4-го поколения для систем хранения энергии.
• Электронная почта:dalybms@dalyelec.com

Страница продукта BMS для систем хранения энергии:https://www.dalybms.com/home-storage-bms/