直流耦合电池储能系统 直流电网可显著提高能源效率和可持续性，在工业领域发挥着愈发重要的作用。为充分利用此类优势，电网必须确保稳定和安全供电。电池储能系统 (BESS) 为此做出了显著贡献。
挑战 全电气社会工厂的供电安全
作为德国早批次工业楼宇之一，我们在布隆伯格的新建全电气社会工厂中安装了直流电网，尽享这项技术带来的优势。当然，我们也十分关注供电安全，同时致力于大幅提高能源效率。因此，集成直连直流电网的电池储能系统是个顺理成章的决定。
与传统交流系统相比，直流耦合BESS的优势之一是高效率。由于无需将直流电（DC）转换为交流电（AC）再转回，因此避免了转换损耗。这样就能更有效地利用储能，大幅提高可用功率，助力电池储能系统成为直流电网的优先之选。
可再生能源发电不仅具备高成本效益，在全电气社会工厂中也发挥着至关重要的作用。借此契机，客户可战略性重新规划自身能耗结构，避免受到电费上涨的影响，进而确保供电。依托电池储能系统，即可在电价便宜时购买电力，并按需调用。
电池储能系统支持大功率储电和放电，响应时间在毫秒级，助力灵活应用。系统采用模块化设计，可灵活扩展和改装，支持构建大型工业储能系统。分析方法可精确监测和控制电池的电量与性能。采集到的数据可用于智能电网，确保优化电力的馈入、储存和使用。这不仅有助于稳定电网，还能高效集成可再生能源。
直流电网优化了从发电、配电到用电的整个能源链。在此方面，储能系统不可或缺。
Phoenix Contact Power Supplies GmbH的Tobias Lüke与Voltfang GmbH的Roman Alberti
合作是成功的关键 菲尼克斯电气与Voltfang合作
Voltfang GmbH总部位于德国亚琛，致力于开发电动汽车电池的回收方案。设计用于电动汽车的二次电池和过量生产电池，产品负载容量通常高于为固定式应用开发的电池。Voltfang利用这一优势，专注于高性能电池的重复使用，这类电池旨在具有高循环稳定性。通过优化运行策略和智能能源管理，电池的使用寿命得以显著延长，并确保了固定式应用的效率。搭配使用Voltfang能源管理系统与PLCnext Technology，用户即可安装调峰、自用电优化、动态电价和灵活性营销等各类应用功能，优化能源系统的经济运营。此外，这家位于亚琛的公司还专注于耦合电池储能系统与直流电网。这为双方的成功合作奠定了基础。
解决方案 从构想到实际运行：电池储能系统助力完善全电气社会工厂
伴随菲尼克斯电气与Voltfang的密切合作，一个储能容量达300 kWh的解决方案由此诞生。
Voltfang使用了来自电动汽车的二次认证电池模块打造储能系统，该系统已部署到全电气社会工厂前。电池使用寿命通过固定式储能应用得到延长，让电池在回收利用之前重焕生机。CHARX直流电源模块为270 kW系统提供双向供电，可用作直流电网和电池之间的接口。除了接线端子、安全组件、继电器和保险丝等控制柜组件，系统还安装了包括菲尼克斯电气UPS在内的Quint系列24 V DC辅助电源。
这些组件由电池供电。因此，该系统可对整个直流电网进行黑启动，进而也可充当楼宇能源系统的备用电源。系统安装在一个20英尺的集装箱内，由菲尼克斯电气VAL MB系列产品提供电涌电压防护。依托菲尼克斯电气PLCnext Technology平台，DC BESS即可集成到直流电网管理系统。Voltfang公司的能源管理系统采用简化控制算法，仅通过直流电网的系统电压来调节充电和放电参数。这可以补偿电压波动，稳定电网。根据具体能源应用，上级能源管理系统会指定电池储能模块系统控制功能的特性曲线。正常运行时，储能系统可助力稳定电网。这种系统架构可有效减少电网中各个子系统之间的通信，从而实现可扩展的抗错运行。通过这一试点项目，两家公司一同构建了模块化、可扩展、可持续且高效的储能系统。相较于交流耦合，该系统效率更高且材料用量更少，因此已在其他工业应用直流电网中得到类似规模的运用。
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