Vom netzfolgenden zum netzbildenden BESS: Wie sich Messgrenzen und EMS-Datenanforderungen ändern

Einführung: BESS Wird mehr als nur ein energieverändernder Vermögenswert

Batterie-Energiespeichersysteme wurden traditionell im Hinblick auf Funktionen wie Spitzenausgleich, Solar-Eigenverbrauch, Zeitverschiebung, Notstromversorgung und Energiearbitrage bewertet.

Da Speicherprojekte eine umfassendere Netzunterstützungsrolle übernehmen, ändert sich die Frage des Systemdesigns.

Von einem BESS kann nun erwartet werden, dass es Folgendes unterstützt:

• Wirkleistungsregelung
• Blindleistungsunterstützung
• Spannungsregelung
• Frequenzbezogene Funktionen
• Schnelle Leistungsreaktion
• Schwachstrombetrieb
• Insel- oder Mikronetzbetrieb
• Schwarzstartstrategien, sofern angegeben
• Netzdienstleistungen auf Anlagenebene

Diese Funktionen erhöhen die Bedeutung von Messgrenzen, Dateneigentum, Zeitausrichtung, Validierung und Systemverantwortung.

Die gitterbildende Steuerung verändert die erwarteten Aufgaben des BESS, beseitigt jedoch nicht die Notwendigkeit einer klaren, unabhängigen und zeitlich abgestimmten elektrischen Messung.

Der Übergang vom gitterfolgenden zum gitterbildenden Betrieb bedeutet nicht zwangsläufig eine Verschiebung der physikalischen Messgrenzen. Es ändert den Zweck dieser Grenzen und erhöht die Anforderungen an Datenauflösung, Zeitausrichtung, Validierung und Definition der Wahrheitsquelle.

Die zentrale Projektfrage lautet:

Welche elektrischen Werte sollten an den Batterie-, PCS-, Hilfslast- und Verbindungspunktgrenzen gemessen werden, wenn ein BESS zu einer aktiven Netzunterstützungsanlage wird?

1. Rasterfolgen und Rasterbilden: Was ändert sich tatsächlich?

Netzfolgende und netzbildende Systeme unterscheiden sich vor allem darin, wie das Stromumwandlungssystem mit dem umgebenden Stromnetz interagiert.

Rasterfolgebetrieb

Ein netzbasiertes PCS oder ein Wechselrichter ist typischerweise:

• Synchronisiert sich mit einer vorhandenen Netzspannungswellenform
• Verwendet das externe System als Spannungs- und Frequenzreferenz
• Speist oder absorbiert Wirk- und Blindleistung entsprechend den Steuerbefehlen
• Hängt von einer ausreichend stabilen externen Netzreferenz für den Normalbetrieb ab

Gitterbildender Betrieb

Ein netzbildendes PCS oder ein Wechselrichter kann so ausgelegt sein, dass er:

• Stellen Sie eine Spannungsreferenz her oder unterstützen Sie diese
• Richten Sie einen Frequenzbezug ein oder unterstützen Sie ihn
• Betrieb unter schwachen Netzbedingungen
• Unterstützung des Inselsystembetriebs
• Tragen Sie zu einem schnellen Spannungs- oder Frequenzgang bei
• Koordination mit Steuerungen auf Anlagenebene oder Mikronetzen
• Unterstützt Schwarzstart- oder Wiederherstellungsfunktionen, sofern angegeben

Die Fähigkeit zur Netzbildung wird durch den Energiezähler nicht geschaffen.

Das netzbildende Verhalten wird durch das PCS, die Wechselrichtersteuerung und die Steuerungsarchitektur auf Anlagenebene umgesetzt – nicht durch den Energiezähler.

Das Messgerät liefert elektrische Messungen und Datenausgänge. Es führt nicht die Steueralgorithmen, die Schutzlogik oder die Koordination auf Anlagenebene durch, die ein netzbildendes Verhalten erzeugen.

Die Gitterbildung ist kein einzelnes universelles Funktionspaket.

Schwacher Netzbetrieb, Inselbetrieb, Schwarzstartfähigkeit, Fehlerüberbrückung, schnelle Frequenzreaktion, trägheitsähnliche Reaktion und Spannungsunterstützung auf Anlagenebene sollten bei Bedarf separat spezifiziert, modelliert und getestet werden.

Bei einem als gitterbildend bezeichneten Produkt sollte nicht automatisch davon ausgegangen werden, dass es alle diese Funktionen bietet. Die anwendbaren Funktionen hängen vom PCS-Design, der Steuerungskonfiguration, der verfügbaren Batterieenergie, der Anlagenarchitektur, dem Schutzsystem und den Projektanforderungen ab.

2. Warum die reine kWh-Überwachung nicht ausreicht

Die grundlegende Speicherüberwachung kann sich auf Folgendes konzentrieren:

• Energie aufladen
• Energie entladen
• Täglicher Energiedurchsatz
• Anzahl der Zyklen
• Ladezustand
• Gesundheitszustand

Diese Werte bleiben wichtig, reichen jedoch nicht aus, um ein BESS zu beschreiben, das aktive Netzunterstützungsfunktionen ausführt.

Zusätzliche Daten können sein:

• Wirkleistung
• Blindleistung
• Spannung
• Aktuell
• Häufigkeit
• Leistungsfaktor
• Import- und Exportrichtung
• Lade- und Entladerichtung
• Rampenverhalten
• Reaktionszeitpunkt
• Point-of-Interconnection-Netzaustausch
• Hilfsverbrauch
• Unterbrecher- oder Verbindungsstatus, sofern verfügbar
• Geräte- und Kommunikationsstatus

Die erforderlichen Parameter, Aufzeichnungsintervalle und Überprüfungsmethoden hängen ab von:

• Der Anwendungsfall des Projekts
• Geltende Netzanforderungen
• Der bereitgestellte Dienst
• Der Vertrag
• Die Anlagensteuerungsarchitektur
• Die Leistungstestmethode

Nicht jeder Energiezähler ist dafür ausgelegt, das dynamische Verhalten bei hoher Geschwindigkeit aufzuzeichnen.

Ein Standard-Energiezähler unterstützt möglicherweise stationäre Werte, Intervalldaten und kumulative Energie, während die Validierung der netzbildenden Leistung möglicherweise spezielle Hochgeschwindigkeitsgeräte erfordert.

3. Vier gemeinsame BESS-Messgrenzen

Die wichtigste Messentscheidung in einem BESS-Projekt ist nicht nur die Auswahl des Messgeräts. Hier findet die Messung statt.

Diese vier Grenzen sind eher gemeinsame Bezugspunkte als eine universelle Architektur. Multiblock-, Hybrid- oder Versorgungsprojekte erfordern möglicherweise zusätzliche Grenzen für Transformatoren, Einspeise-, Kollektorsysteme, Stationsdienste oder Ertragsmessungen.

3.1 DC-Grenze der Batterie

Die DC-Grenze der Batterie kann verwendet werden, um Folgendes zu beobachten:

• Gleichspannung
• Gleichstrom
• Batterieseitige Stromversorgung
• Energie aufladen
• Energie entladen
• Gegebenenfalls Rack- oder String-Beitrag
• Richtung des Gleichstromflusses
• Batterieseitiger Energiedurchsatz

Diese Grenze hilft zu beschreiben, was auf der Batterieseite vor den PCS-Umwandlungsverlusten und dem nachgeschalteten Hilfsverbrauch geschieht.

Zu den Daten des Batteriemanagementsystems können auch gehören:

• Ladezustand
• Gesundheitszustand
• Zellspannung
• Temperatur
• Alarmstatus
• Verfügbarkeit
• Schutzstatus

SOC und SOH sind jedoch Schätzungen oder Statuswerte des Batteriemanagements. Sie sind nicht gleichbedeutend mit einer unabhängigen Energiemessung.

Das Batterie-BMS bleibt die Hauptquelle für Batteriezustands- und Sicherheitsinformationen, während a Gleichstrom-Energiezähler kann eine unabhängige elektrische Messebene bereitstellen, sofern dies für das Projekt erforderlich ist.

3.2 PCS AC-Grenze

Die PCS AC-Grenze kann verwendet werden, um Folgendes zu beobachten:

• PCS AC-Eingang oder -Ausgang
• Wirkleistung
• Blindleistung
• Wechselstromenergie
• Betriebsrichtung
• Spannung
• Aktuell
• Häufigkeit
• Leistungsfaktor
• Vergleich auf der Conversion-Seite

Diese Grenze hilft Projektteams bei der Bewertung, wie batterieseitige Gleichstromenergie in elektrische Wechselstromleistung umgewandelt wird.

Es kann auch den Vergleich zwischen Folgendem unterstützen:

• Batterie-Gleichstrom
• PCS-Wechselstrom
• Von PCS gemeldete interne Werte
• Gemessene Wechselstromwerte
• Energieaufzeichnungen auf Anlagenebene

Die Daten des PCS-Reglers und die Daten des externen Energiezählers sind möglicherweise nicht identisch, da sie unterschiedliche Daten verwenden können:

• Messpunkte
• Probenahmemethoden
• Skalierung
• Zeitbasen
• Filtern
• Interne Berechnungen
• Aktualisierungsraten

Interne PCS-Werte sollten nicht automatisch als gleichwertig mit unabhängig gemessenen Werten an einer definierten elektrischen Grenze behandelt werden.

Die Systemarchitektur sollte festlegen, welche Datenquelle zur Steuerung, Überwachung, Leistungsanalyse und ggf. Abrechnung bzw. Abrechnung verwendet wird.

3.3 Hilfslastgrenze

Ein BESS umfasst mehr als Batteriemodule und ein PCS.

Zu den Hilfslasten können gehören:

• HVAC
• Kühlsysteme
• Pumpen
• Fans
• Steuerkraft
• Brandschutzsysteme
• Beleuchtung
• Überwachungssysteme
• Kommunikationsausrüstung
• Hilfs- oder Stationsnetztransformatoren
• Stationsdienstlasten
• Container- oder Gehäusesysteme

Diese Belastungen wirken sich auf die Differenz zwischen Bruttospeicherleistung und Nettoexportenergie aus.

Bruttoentladungsenergie und Nettoexportenergie sind nicht unbedingt identisch, da Hilfslasten einen Teil der Leistung verbrauchen.

Eine separate Messung der Hilfslast kann dabei helfen, Folgendes zu quantifizieren:

• Parasitärer Konsum
• Standby-Verbrauch
• Kühlenergie
• Energie des Steuerungssystems
• Nettoanlageneffizienz
• Am Verbindungspunkt verfügbare Energie

Verluste im Haupttransformator- und Kollektorsystem sollten entsprechend der definierten Leistungsgrenze getrennt behandelt werden.

Ohne diese Grenze könnte ein Projekt die nutzbare Leistung oder die Umlaufleistung der gesamten Speicheranlage überbewerten.

3.4 Grenze des Verbindungspunkts

Der Verbindungspunkt oder POI stellt eine gitterseitige Grenze des BESS oder Standorts dar.

Zu den relevanten Messungen können gehören:

• Netzimportenergie
• Netzexportenergie
• Netto-Wirkleistung
• Blindleistungsaustausch
• Spannung
• Häufigkeit
• Leistungsfaktor
• Nachfrage
• Rampenverhalten
• Site-Nettoaustausch
• Unterbrecher- oder Verbindungsstatus, sofern verfügbar

Der POI kann auch als Folgendes dienen:

• Ein dem Versorgungsnetz zugewandter Messpunkt
• Eine vertragliche Liefergrenze
• Gegebenenfalls eine Abrechnungs- oder Abrechnungsgrenze
• Eine Leistungsüberprüfungsgrenze
• Eine Grid-Code-Bewertungsgrenze

POI, PCC, POM, vertraglicher Lieferpunkt, Erlösmesspunkt und Grid-Code-Leistungsmesspunkt können bei einigen Projekten übereinstimmen, es sollte jedoch nicht davon ausgegangen werden, dass sie identisch sind, es sei denn, die Projektdokumente definieren sie so.

Der POI-Zähler zeigt den Nettostromaustausch mit dem Netz an.

Es allein erklärt nicht, wie dieses Ergebnis innerhalb der Pflanze zustande kam.

Derselbe POI-Exportwert könnte beispielsweise aus Folgendem resultieren:

• Batterieentladung
• PV-Erzeugung
• Reduzierte Site-Last
• Backup-Generierung
• Eine Kombination mehrerer Ressourcen

Zur Erklärung der Quelle des Nettoaustauschs sind interne Messungen erforderlich.

4. PCS-Daten, Energiezählerdaten und POI-Daten sind nicht dasselbe

Ein BESS-Projekt kombiniert häufig Daten mehrerer Geräte und Systeme.

Eine zuverlässige BESS-Architektur identifiziert, welches System die Quelle der Wahrheit für jeden Parameter ist.

Zum Beispiel:

• Der SOC kann vom Batterie-BMS stammen
• Der PCS-Betriebsmodus kann vom PCS-Controller stammen
• Der Rasterimport und -export kann vom POI-Messgerät erfolgen
• Hilfsverbrauch may come from a dedicated meter
• Anlagenbefehle können vom PPC kommen
• Aggregierte Betriebsdaten können von SCADA oder EMS präsentiert werden

Das Projekt sollte Folgendes dokumentieren:

• Datenquelle
• Messpunkt
• Verwendungszweck
• Einheit
• Skalierung
• Richtungskonvention
• Aktualisierungsrate
• Zeitstempelquelle
• Gültigkeitsstatus
• Registerkarte oder Firmware-Version

5. Welche Daten sollten EMS und SCADA sammeln?

EMS- und SCADA-Plattformen sollten Daten entsprechend dem Betriebszweck des Projekts sammeln.

5.1 Betriebsenergiedaten

Zu den betrieblichen Energiedaten können gehören:

• Energie importieren
• Energie exportieren
• Energie aufladen
• Energie entladen
• Wirkleistung
• Blindleistung
• Maximale Nachfrage
• Hilfsverbrauch
• Tägliche und kumulierte Energie
• Richtung des Kraftflusses

5.2 Netzschnittstellendaten

Zu den Netzschnittstellendaten können gehören:

• POI-Spannung
• Häufigkeit
• Wirkleistungsaustausch
• Blindleistungsaustausch
• Leistungsfaktor
• Import- und Exportrichtung
• Nachfrage
• Leistungsschalterstatus, sofern verfügbar
• Verbindungsstatus, sofern verfügbar

5.3 Asset-Statusdaten

Zu den Vermögensstatusdaten können gehören:

• PCS-Betriebsart
• Der gitterfolgende oder gitterbildende Modus wurde vom Controller bereitgestellt
• Batterie-BMS-Status
• SOC
• SOH
• Alarmstatus
• Verfügbarkeit
• Thermischer Status
• Schutzstatus
• Wartungszustand

5.4 Datenqualitätskontext

Für jeden Datensatz sind möglicherweise auch Kontextinformationen erforderlich, z. B.:

• Zeitstempel
• Gerätekennung
• Kennung des Messpunkts
• Einheit
• Skalierung factor
• Richtungskonvention
• Datenherkunft
• Gültigkeitsstatus
• Status „Fehlende Daten“.
• Kommunikationsstatus
• Firmware-Version
• Registerkartenversion
• Priorität der Datenquelle

Dieser Kontext ist erforderlich, wenn das EMS Daten von Messgeräten, PCS-Controllern, Batterie-BMS-Geräten, PPC-Systemen und Schutzgeräten kombiniert.

6. Betriebsüberwachung ist nicht dasselbe wie dynamische Leistungstests

Standardmäßige EMS-Messungen und gitterbildende Leistungstests dienen unterschiedlichen Zwecken.

Standard-EMS-Messung kann unterstützen

• Stationäre Wirkleistung
• Stationäre Blindleistung
• Spannung
• Aktuell
• Häufigkeit
• Leistungsfaktor
• Intervallleistungswerte
• Kumulierte Energie
• Import- und Exportverfolgung
• Routinemäßige EMS-Datenerfassung

Möglicherweise sind Leistungstests zur Gitterbildung erforderlich

• Hochauflösende Wellenform- oder Ereignisdaten mit Abtastraten, die im jeweiligen Testplan definiert sind
• Spannung-step and phase-jump response
• Häufigkeit-step or frequency-disturbance response
• Fehlerüberbrückung und Strombegrenzungsverhalten
• Bewertung der Regelkreis- und Systemfestigkeitsstabilität
• Schnelle Frequenz-, Trägheits- oder trägheitsähnliche Reaktionsbewertung, sofern angegeben
• Schwarzstart-Sequenzierung, wo die Fähigkeit erforderlich ist
• Aufzeichnungen für den Übergang vom Netz zum Inselnetz
• Harmonische, transiente und Störungsanalyse
• Koordinierung des Schutzsystems und Nachweis der Abfolge von Ereignissen

Für diese Funktionen ist möglicherweise Folgendes erforderlich:

• Netzqualitätsanalysatoren
• Störschreiber
• Schutzrelais und Ereignisaufzeichnungen
• Oszillographie
• PCS-Hochgeschwindigkeitsprotokolle
• Spezialisierte Testausrüstung
• Technische Simulationsmodelle

Die erforderlichen Instrumente, Abtastraten, Testbedingungen und Akzeptanzmetriken sollten vom Netzbetreiber, der Testspezifikation, der Verbindungsvereinbarung oder dem Projekttestplan definiert werden.

Standard-EMS-Messung und Hochgeschwindigkeits-Netzbildungsleistungstests ergänzen sich und sind nicht austauschbar.

Ein routinemäßiger Energiezähler sollte nicht als Ersatz für spezielle Geräte zur dynamischen Leistungsprüfung dargestellt werden.

7. Zeitsynchronisation und Datenausrichtung

Die Zeitausrichtung wird entscheidend, wenn mehrere Systeme dasselbe Ereignis aufzeichnen.

Ein Projekt kann Folgendes verwenden:

• Interne Zeitstempel des Messgeräts
• Zeitstempel des PCS-Controllers
• Batterie-BMS-Zeitstempel
• Gateway-Zeitstempel
• EMS-Zeitstempel
• SCADA-Zeitstempel
• Ereigniszeiten für Schutzrelais
• Zentrale Anlagenuhrzeit

Diese Zeitstempel können aus folgenden Gründen abweichen:

• Abfrageverzögerung
• Kommunikationslatenz
• Uhrdrift
• Timing der Registeraktualisierung
• Datenpufferung
• Gateway-Verarbeitung
• Verschiedene Zeitzonen
• Verschiedene Synchronisierungsquellen

Ein typisches Problem könnte so aussehen:

• Das PCS meldet ab 14:00:02 Uhr eine Antwort
• Der POI-Zähler erfasst die entsprechende Leistungsänderung um 14:00:04 Uhr
• SCADA zeigt das Ereignis um 14:00:06 Uhr an

Das Projekt muss feststellen, ob der Unterschied verursacht wird durch:

• Tatsächliche Systemreaktion
• Messort
• Zeitpunkt der Zähleraktualisierung
• Kommunikationsverzögerung
• Zeitstempel assignment
• Datenverarbeitung

Zu den relevanten Designelementen können gehören:

• NTP
• PTP, wo erforderlich
• Gegebenenfalls GPS-basierte Zeitquellen
• Zentrale SCADA-Uhr
• Synchronisation der Zähleruhr
• Maximal zulässige Taktabweichung
• Anforderungen an die Ereignissequenz
• Wiederherstellung fehlender Daten
• Umgang mit verzögerten Datensätzen

Die erforderliche Zeitgenauigkeit sollte durch das Projekt, die Netzanforderung, die Serviceart und die Testmethode definiert werden.

Für jedes BESS-Projekt gilt keine einheitliche Anforderung an die Zeitgenauigkeit.

8. So berechnen Sie die BESS-Energieleistung ohne Mischgrenzen

Die Leistung von BESS hängt von der ausgewählten Berechnungsgrenze ab.

Ein typischer Energiepfad ist:

Batterie-Gleichstromentladung → PCS-Wechselstromausgang → Transformator- und Kabelverluste → Hilfsverbrauch → POI-Nettoexport

Dies sind keine austauschbaren Werte.

Batterie-DC-Grenze

Diese Grenze kann zur Berechnung des batterieseitigen Energiedurchsatzes verwendet werden.

PCS AC-Grenze

Diese Grenze kann verwendet werden, um die Umwandlungsleistung vor Verlusten nachgeschalteter Anlagen zu bewerten.

Hilfsgrenze

Diese Grenze quantifiziert den Stationsdienstverbrauch.

POI-Grenze

Diese Grenze zeigt die Nettomenge an, die ins Netz eingespeist oder aus dem Netz entnommen wird.

Die Round-Trip-Effizienz muss daher die Messgrenze angeben.

Mögliche Definitionen können sein:

• DC-Round-Trip-Effizienz an einer definierten Batterie- oder PCS-DC-Grenze
• AC-Round-Trip-Effizienz an den PCS-AC-Terminals
• POI-zu-POI-Roundtrip-Effizienz
• Bruttoanlageneffizienz
• Nettoanlageneffizienz including defined auxiliary consumption

Ein einzelner Prozentsatz ohne definierte Grenze kann irreführend sein.

Zum Beispiel:

• Die Effizienz auf Batterieebene kann PCS-Verluste ausschließen
• Der Wirkungsgrad auf PCS-Ebene kann Transformatorverluste ausschließen
• Die Effizienz auf POI-Ebene kann den Zusatzverbrauch umfassen
• Die Effizienz auf Standortebene kann auch durch PV, lokale Lasten oder andere Anlagen beeinflusst werden

Projektberichte sollten Folgendes angeben:

• Startgrenze
• Endgrenze
• Energie importieren oder laden
• Energie exportieren oder entladen
• Hilfslastbehandlung
• Behandlung von Transformatorverlusten
• Datenintervall
• Richtungskonvention
• Behandlung fehlender Daten

9. Netzbildendes BESS in C&I-, Microgrid- und Rechenzentrumsanwendungen

9.1 C&I-Standorte

C&I-Speicher kann Folgendes unterstützen:

• Reduzierung der Spitzennachfrage
• Notstrom
• PV-Eigenverbrauch
• Energiearbitrage
• Unterstützung der Stromqualität
• Netzstützungsleistungen soweit zulässig

Zu den relevanten Messungen können gehören:

• Site-Import und -Export
• BESS Ladung und Entladung
• Hilfsverbrauch
• Produktionsauslastungsbedarf
• POI-Netzaustausch
• PCS Wirk- und Blindleistung

9.2 Mikronetze

Mikronetze können sowohl im netzgekoppelten als auch im Inselmodus betrieben werden.

Zu den relevanten Überlegungen können gehören:

• POI-Messung
• Interne Feedermessung
• Generationsbeitrag
• Laden und Entladen von BESS
• Vorrangige Ladungen
• Netzgebundene versus Inseldaten
• Übergangsaufzeichnungen
• Koordination von Spannungs- und Frequenzreferenzen zwischen mehreren netzbildenden Ressourcen, Synchronmaschinen und Anlagensteuerungen
• Koordination zwischen PCS, PPC, EMS und Schutzsystemen

Wenn mehrere gitterbildende Ressourcen vorhanden sind, können zusätzliche Entwurfsprobleme auftreten:

• Droop oder andere Strategien zur Machtteilung
• Synchronisation
• Aktuell limiting
• Referenzkoordination
• Modusübergang
• Schutzkoordination

9.3 Rechenzentren

Anwendungen im Rechenzentrum können Folgendes umfassen:

• Schnelle Lastwechsel
• UPS- und BESS-Interaktion
• IT- und Kühllasttrennung
• Stromflüsse im Netz und hinter dem Zähler
• Backup-Generierung
• POI-Nachfrage
• EMS-, Anlagen-BMS- und DCIM-Integration
• Batterie-BMS-Daten, sofern zutreffend

In diesem Abschnitt:

• Batterie-BMS bedeutet Batterie-Management-System
• Facility- oder Gebäude-BMS bedeutet Gebäudemanagementsystem

In diesem Zusammenhang kann das BESS Kontinuität, Nachfragemanagement oder Netzinteraktion unterstützen.

Beim Design von Rechenzentrumssystemen muss jedoch weiterhin Folgendes unterschieden werden:

• USV-Energie
• BESS-Energie
• IT-Last
• Kühllast
• Hilfsverbrauch
• Netzgekoppelter Nettostrom

10. Häufige Risiken bei der BESS-Integration

Zu den häufigsten Projektrisiken gehören:

1. Behandlung von PCS-Daten als unabhängige Abrechnungsdaten ohne Bestätigung
2. Mischen von DC-, PCS-AC- und POI-Messgrenzen
3. Nebenverbrauch außer Acht lassen
4. Umkehrung der Import-/Export- oder Lade-/Entladerichtung
5. Anwenden eines falschen CT-Verhältnisses oder Skalierungsfaktors
6. Verwendung inkonsistenter Zeitstempel zwischen Messgerät, PCS und SCADA
7. Es ist nicht möglich, für jeden Parameter die Quelle der Wahrheit zu dokumentieren
8. Nutzung von Betriebsdaten als Nachweis der Hochgeschwindigkeitsleistung
9. Bruttoenergie mit Nettoenergie mischen
10. Verwendung unterschiedlicher Einheiten auf verschiedenen Geräten
11. Datenverlust bei Kommunikationsunterbrechungen
12. Ändern der Registerzuordnungen nach Firmware-Updates
13. Vorausgesetzt, die Modbus-Unterstützung gewährleistet die EMS-Kompatibilität
14. Die Aktualisierungsrate des Messgeräts ist mit der Abtastrate des dynamischen Tests verwechselt
15. BMS-Schätzungen werden automatisch als gleichwertig mit unabhängiger Messung behandelt
16. Berücksichtigung von Transformator- und Kabelverlusten bei der Leistungsberechnung
17. Verwendung eines Effizienzwerts ohne Definition der Berechnungsgrenze
18. Versäumnis, den Netzkodex und die vertraglichen Anforderungen zu bestätigen
19. Vorausgesetzt, jeder Energiezähler kann netzbildende Dynamiken erfassen
20. Die Pilotvalidierung zwischen Messgerät, Gateway, EMS und PCS konnte nicht abgeschlossen werden

11. Checkliste für die BESS-Metering-Architektur

Die Architektur sollte vor der Auswahl des Zählers definiert werden.

12. Wie YTL die erste Zählerbewertung unterstützen kann

Zhejiang Yongtailong Electronic Co., Ltd. (YTL) kann die Erstbewertung ausgewählter AC- und DC-Energiezähler, CT-betriebener Zähler unterstützen. DIN-Schienenzähler , Einbaumessgeräte und kommunikationsfähige Messgeräte für BESS-, C&I-, Mikronetz- und Stromverteilungsanwendungen.

Abhängig vom gewählten Modell und den Projektanforderungen kann YTL Folgendes unterstützen:

• Auswahl des ersten Zählermodells
• Spannung and current-range review
• Erste technische Diskussion der vom Kunden vorgeschlagenen AC- und DC-Messpunkte und beabsichtigten Grenzen
• Überprüfung der vom Kunden vorgeschlagenen CT-Verhältnisse, Shunt-Eingänge oder kompatiblen Sensoranordnungen
• Überprüfung der Import-/Export- und Lade-/Entladerichtung
• Bestätigung der RS485- und Modbus-Option
• Überprüfung von Registerkarte, Einheit, Skalierung und Datenformat
• Unterstützung bei Mustertests
• Überprüfung der vorgeschlagenen Zähler-zu-Gateway- oder Zähler-zu-EMS-Datenschnittstelle
• Erste technische Überprüfung der vom Kunden vorgeschlagenen Messpunkte

Die Produktfunktionen variieren je nach Messgerätemodell, Hardware, Firmware, Stromerfassungsanordnung, Messintervall, Kommunikationsschnittstelle, Registerkartenversion und Zertifizierungsumfang.

Kommunikationsfunktionen, Messintervalle, Genauigkeit, Zertifizierungsumfang und Plattformkompatibilität müssen für das ausgewählte Modell und die Projektanforderungen bestätigt werden.

YTL definiert nicht den Projekt-POI, PCC, POM, die Umsatzmessungsgrenze, die Abrechnungsgrenze, die Source-of-Truth-Hierarchie oder den dynamischen Leistungstestplan.

YTL bietet keine netzbildenden PCS-Steuerungen, PPC-Steuerungsalgorithmen, BESS-Dispatch-Plattformen, Schutzkoordination, dynamische Systemmodellierung, Genehmigung zur Einhaltung von Netzvorschriften, Hochgeschwindigkeitsvalidierung der dynamischen Leistung oder Qualifizierung und Marktzulassung von Zusatzdiensten.

Netzbildende Steuerung, Koordination auf Anlagenebene, Schutzdesign, dynamische Modellierung, Leistungstests und Netzcode-Konformität bleiben weiterhin die Verantwortung des PCS-Lieferanten, Anlagensteuerungsanbieters, Schutzingenieurs, Systemintegrators, Beraters, Versorgungsunternehmens und anderer Projektbeteiligter.

YTL unterstützt die elektrische Mess- und Datenausgabeschicht auf Feldebene.

13. Häufig gestellte Fragen

Was ist der Hauptunterschied zwischen gitterfolgendem und gitterbildendem BESS?

Ein netzfolgendes BESS synchronisiert sich normalerweise auf eine vorhandene Netzspannungs- und Frequenzreferenz. Ein netzbildendes BESS kann über seine PCS- und Steuerungsarchitektur Spannungs- und Frequenzreferenzen herstellen oder unterstützen.

Beinhaltet die Gitterbildung automatisch Schwarzstart, Inselbildung und trägheitsähnliche Reaktion?

Nein. Diese Funktionen sollten einzeln spezifiziert, modelliert und getestet werden. Ihre Verfügbarkeit hängt vom PCS-Design, der Batterieenergie, dem Schutzsystem, der Anlagensteuerung und den Projektanforderungen ab.

Macht ein Energiezähler eine BESS-Netzbildung?

Nein. Das netzbildende Verhalten wird durch das PCS, die Wechselrichtersteuerung und die Steuerungsarchitektur auf Anlagenebene umgesetzt. Das Messgerät misst und gibt elektrische Daten aus.

Was sind die üblichen BESS-Messgrenzen?

Zu den gemeinsamen Grenzen gehören die Batterie-Gleichstromseite, die PCS-Wechselstromseite, Hilfslastkreise und der Verbindungspunkt. Größere oder Hybridprojekte erfordern möglicherweise zusätzliche Transformator-, Einspeise-, Kollektorsystem- oder Ertragsmessungsgrenzen.

Sind POI, PCC, POM und Revenue-Metering-Punkte immer gleich?

Nein. Sie können in einigen Projekten übereinstimmen, es sollte jedoch nicht davon ausgegangen werden, dass sie identisch sind, es sei denn, die Projektdokumente definieren sie so.

Sind PCS-Daten dasselbe wie unabhängige Zählerdaten?

Nicht unbedingt. PCS-Daten können auf internen Messungen und Berechnungen des Controllers basieren. Externe Energiezähler können unabhängige Werte an einer definierten elektrischen Grenze liefern.

Warum sollte der Nebenverbrauch gemessen werden?

Hilfslasten verringern die Differenz zwischen Brutto-BESS-Produktion und Netto-Exportenergie. Eine separate Messung hilft, die Nettoanlagenleistung zu quantifizieren.

Was soll am POI gemessen werden?

Abhängig vom Projekt können relevante Werte Import-/Exportenergie, Wirkleistung, Blindleistung, Spannung, Frequenz, Leistungsfaktor und Netto-Standortaustausch sein.

Kann ein Standard-Energiezähler die netzbildende Leistung überprüfen?

Ein Standard-Energiezähler kann die Betriebsüberwachung und kumulative Energiemessung unterstützen. Leistungstests zur Hochgeschwindigkeits-Gitterbildung erfordern in der Regel spezielle Ausrüstung und einen projektdefinierten Testplan.

Warum ist Zeitsynchronisation wichtig?

Verschiedene Geräte können aufgrund von Taktabweichung, Abfrage, Pufferung oder Kommunikationslatenz zu unterschiedlichen Zeiten dieselbe Antwort aufzeichnen. Für eine zuverlässige Ereignisrekonstruktion ist eine Zeitausrichtung erforderlich.

Wie sollte die BESS-Round-Trip-Effizienz berechnet werden?

Die Berechnung muss die Anfangs- und Endmessgrenzen definieren und erklären, ob PCS-Verluste, Transformatorverluste und Hilfsverbrauch enthalten sind.

Kann ein Modbus-Energiezähler in ein BESS EMS integriert werden?

Potenziell. Die Integration hängt von der physischen Schnittstelle, der Protokollimplementierung, der Registerzuordnung, der Skalierung, der Bildwiederholfrequenz und der EMS-Architektur ab.

14. Fazit

Die Fähigkeit zur Netzbildung verändert die Kontrollfunktion des BESS, macht aber eine strukturierte elektrische Messung nicht überflüssig.

Eine zuverlässige BESS-Datenarchitektur sollte klar unterscheiden:

• Batterie-Gleichstrommessung
• PCS AC-Messung
• Hilfslastmessung
• POI-Messung
• Batterie-BMS-Status data
• PCS-Steuerdaten
• PPC-Befehle
• EMS- und SCADA-Aggregation
• Hochgeschwindigkeits-Testdaten

Der zentrale Gestaltungsgrundsatz lautet:

Jeder Parameter sollte eine klar definierte Messgrenze, Wahrheitsquelle, Zeitstempel, Richtungskonvention und Verwendungszweck haben.

Standard-Energiezähler unterstützen die betriebliche Messebene. Sie ergänzen weiterhin Batterie-BMS-Daten, PCS-Steuerungen, Schutzsysteme und spezielle dynamische Leistungsgeräte.

Bei netzbildenden BESS-Projekten hängen genaue Daten nicht von einem einzelnen Gerät ab, sondern von einer konsistenten Koordination zwischen Messgrenzen, Kommunikationssystemen und Anlagensteuerungsarchitektur.

Referenzen

1. Nationales Labor für erneuerbare Energien, Einführung in netzbildende Wechselrichter: Ein Schlüssel zur Umgestaltung unseres Stromnetzes , 2024.
2. Energiesystemintegrationsgruppe, Gitterbildende Technologie in der Energiesystemintegration , 2022.
3. Energiesystemintegrationsgruppe, Testen der Leistung netzbildender Ressourcen: Testmethoden und Leistungsmetriken zur Bewertung des Spannungsquellenverhaltens netzbildender Ressourcen , 2025.
4. North American Electric Reliability Corporation, Leistung, Modellierung und Simulationen von BPS-verbundenen Batteriespeichersystemen und Hybridkraftwerken , 2023.
5. National Renewable Energy Laboratory und Projektpartner, Herausforderungen beim Black Start von Mikronetzen: Die Rolle netzbildender Wechselrichter , 2025.