В процеса на ускоряване на реализацията на двойните въглеродни цели и изграждането на нова енергийна система, технологията за съхранение на енергия постепенно се превръща в една от ключовите технологии за подпомагане на стабилната работа на новата енергийна система и оптимизиране на разпределението на ресурсите. Сред тях преобразувателят за съхранение на енергия PCS (система за преобразуване на енергия) е основното оборудване на системата за съхранение на енергия и неговата производителност и приложение пряко влияят върху цялостната ефективност и стабилност на системата за съхранение на енергия. Тази статия ще извърши задълбочен анализ и тълкуване на определението, принципа на работа, основните характеристики, режима на работа, сценариите на приложение и бъдещите тенденции на развитие на преобразувателя за съхранение на енергия PCS.
01
Дефиниция на PCS конвертор за съхранение на енергия
Преобразувателят за съхранение на енергия PCS, пълно име Power Conversion System, е ключово устройство в системата за съхранение на енергия, използвано за реализиране на преобразуване на енергия и двупосочен поток между батериите за съхранение на енергия и електрическите мрежи. Той може да преобразува постоянен ток в променлив ток или променлив ток в постоянен ток, за да отговори на изискванията за зареждане и разреждане на електрическата мрежа за системи за съхранение на енергия. Конверторът за съхранение на енергия PCS играе ролята на "мост" в системата за съхранение на енергия, свързвайки батериите за съхранение на енергия и електрическите мрежи, за да осигури ефективна и стабилна работа на системите за съхранение на енергия.
02
Принцип на работа на преобразувателя за съхранение на енергия PCS
Принципът на работа на преобразувателя за съхранение на енергия PCS се основава главно на технология за силова електроника, която реализира преобразуването и двупосочния поток на електрическа енергия чрез контролиране на включването и изключването на превключващите устройства. Когато електрическата мрежа се нуждае от системата за съхранение на енергия, за да се разреди, конверторът за съхранение на енергия PCS преобразува постояннотоковото захранване в батерията за съхранение на енергия в променливотоково захранване и го извежда към електрическата мрежа; когато електрическата мрежа се нуждае от системата за съхранение на енергия, за да се зареди, конверторът за съхранение на енергия PCS преобразува променливотоковото захранване в електрическата мрежа в постоянен ток и го съхранява в батерията за съхранение на енергия. По време на процеса на зареждане и разреждане преобразувателят за съхранение на енергия PCS също трябва да извършва прецизен контрол на мощността и управление на енергията според нуждите на електрическата мрежа и състоянието на батерията за съхранение на енергия, за да осигури стабилна работа и ефективно използване на съхранението на енергия система.
03
Основни характеристики на конвертора за съхранение на енергия PCS
1. Ефективно преобразуване на енергия: Конверторът за съхранение на енергия PCS използва усъвършенствана технология за силова електроника и стратегии за управление за постигане на ефективно и стабилно преобразуване на енергия и двупосочен поток. Неговата ефективност на преобразуване достига до 95%, което може значително да намали оперативните разходи на системата за съхранение на енергия.
2. Прецизен контрол на мощността: Преобразувателят за съхранение на енергия PCS има възможност за прецизен контрол на мощността и може да прави корекции в реално време според нуждите на електрическата мрежа и състоянието на батерията за съхранение на енергия. Чрез прецизен контрол на мощността PCS преобразувателят за съхранение на енергия може да постигне бърза реакция и прецизна настройка на системата за съхранение на енергия и да подобри стабилността и надеждността на енергийната система.
3. Интелигентно управление на енергията: Конверторът за съхранение на енергия PCS също има функция за интелигентно управление на енергията, която може да бъде интелигентно разпределена и оптимизирана според натоварването на електрическата мрежа и състоянието на батерията за съхранение на енергия. Чрез интелигентно управление на енергията преобразувателят за съхранение на енергия PCS може да увеличи максимално използването на системата за съхранение на енергия и да минимизира загубите и да подобри икономичността и защитата на околната среда на цялата енергийна система.
4. Гъвкава конфигурация и разширение: PCS конверторът за съхранение на енергия приема модулен дизайн, който може да бъде гъвкаво конфигуриран и разширен според действителните нужди. Чрез увеличаване или намаляване на броя на модулите, капацитетът на системата за съхранение на енергия може да бъде точно регулиран, за да отговори на нуждите на различни сценарии на приложение.
04
Режим на работа на преобразувателя за съхранение на енергия PCS
1. В режим на свързаност към мрежата, двупосочното преобразуване на енергията между батерията и мрежата се реализира в съответствие с командата за захранване, издадена от диспечера от по-високо ниво; като зареждане на батерията по време на периода на ниско натоварване на мрежата и подаване обратно към мрежата по време на периода на пиково натоварване на мрежата;
2. Режим извън мрежата/изолирана мрежа, когато зададените изисквания са изпълнени, тя се изключва от главната мрежа и осигурява променлив ток, който отговаря на изискванията за качество на електроенергията на мрежата за някои локални товари.
3. Хибриден режим, системата за съхранение на енергия може да превключва между свързан към мрежата режим и режим извън мрежата. Системата за съхранение на енергия е в микромрежата, микромрежата е свързана към обществената мрежа и работи като свързана към мрежата система при нормални работни условия. Ако микромрежата е изключена от обществената мрежа, системата за съхранение на енергия ще работи в режим извън мрежата, за да осигури основно захранване за микромрежата. Общите приложения включват филтриране, стабилизиране на мрежата, регулиране на качеството на захранването и създаване на самовъзстановяващи се мрежи.
05
Сценарии за приложение на PCS конвертор за съхранение на енергия
1. Изместване на времето за енергия: В системата за съхранение на енергия от страна на потребителя преобразувателят за съхранение на енергия PCS може да се използва за изместване на времето за енергия, съхранявайки излишното генериране на фотоволтаична енергия през деня и освобождаването му през PCS през нощта или при дъждовно време, когато няма фотоволтаично производство на енергия, което може да постигне максимално самостоятелно използване на фотоволтаично производство на енергия.
2. Peak-valley арбитраж: В системата за съхранение на енергия от страна на потребителя, особено в индустриални и търговски паркове, които прилагат цени за време на потребление на електроенергия, конверторът PCS за съхранение на енергия може да се използва за peak-valley арбитраж, чрез зареждане по време на период на ниски цени на електроенергията и разреждане по време на периода на високи цени на електроенергията, за да се постигне нисък арбитраж на зареждане и висок разряд, така че да се спестят общите разходи за електроенергия на парка.
3. Динамично разширяване на капацитета: В сценарии с ограничен мощностен капацитет, като например станции за зареждане на електрически превозни средства, PCS инверторите за съхранение на енергия са конфигурирани с батерии за съхранение на енергия за динамично разширяване на капацитета. По време на пиково зареждане, PCS инверторите за съхранение на енергия се разреждат, за да осигурят допълнителна мощност; по време на зареждане при нисък пик, инверторите за съхранение на енергия PCS зареждат и съхраняват електричество на ниска цена за резервно копие, което може да постигне арбитраж при пикови долини и динамично да разшири капацитета на станциите за зареждане.
4. Микромрежова система: В микромрежова система PCS инверторите за съхранение на енергия могат да постигнат координиран контрол на разпределени източници на енергия и системи за съхранение на енергия, подобрявайки стабилността и качеството на електрозахранването на микромрежите. Чрез прецизния контрол на мощността и интелигентното управление на енергията на PCS инверторите за съхранение на енергия може да се постигне балансът и оптималното планиране на захранването и натоварването в микромрежовите системи.
5. Честота и пиково регулиране на енергийни системи: В енергийните системи PCS инверторите за съхранение на енергия могат да се използват за честотно и пиково регулиране за подобряване на стабилността и надеждността на електрическите мрежи. Когато натоварването на мрежата е на пик, инверторът за съхранение на енергия PCS може да освободи енергията в батерията за съхранение на енергия и да осигури допълнителна захранваща поддръжка за мрежата; когато натоварването на мрежата е в ниска точка, инверторът за съхранение на енергия PCS може да абсорбира излишната енергия в мрежата и да зареди батерията за съхранение на енергия за по-късна употреба.
Инвертор за съхранение на енергия Growatt 140-250k
06
Тенденция на развитие на PCS инвертор за съхранение на енергия
В момента централизираният PCS се използва широко в големи електроцентрали за съхранение на енергия. PCS с висока мощност контролира множество клъстери от паралелни батерии едновременно и проблемът с дисбаланса между клъстерите на батериите не може да бъде ефективно решен; докато string PCS, PCS с малка и средна мощност контролира само един клъстер от батерии, осъществявайки управление на един клъстер, ефективно избягвайки ефекта на барел между клъстерите на батериите, подобрявайки живота на системата и увеличавайки капацитета за разреждане на целия жизнен цикъл. Тенденцията за широкомащабно приложение на струнни PCS се оформи. В интегрирания промишлен и търговски шкаф за съхранение на енергия string PCS се превърна в основното решение в индустрията и също така ще се прилага в голям мащаб в големи електроцентрали за съхранение на енергия в бъдеще.
С бързото развитие на нови енергийни и интелигентни мрежи и непрекъснатия напредък на технологията за съхранение на енергия, преобразувателите за съхранение на енергия PCS ще бъдат изправени пред по-големи възможности за развитие и предизвикателства. В бъдеще PCS конверторите за съхранение на енергия ще се развиват в по-ефективна, интелигентна и гъвкава посока.
От една страна, с непрекъснатия напредък на технологията за силова електроника и непрекъснатото прилагане на нови материали, ефективността на преобразуване на конверторите за съхранение на енергия PCS ще бъде допълнително подобрена. От друга страна, с непрекъснатото развитие и прилагане на технологии като големи данни, облачни изчисления и изкуствен интелект, възможностите за интелигентно управление на енергията на преобразувателите за съхранение на енергия PCS ще бъдат допълнително подобрени, което може по-добре да отговори на нуждите на енергийната система и оптимизирайте планирането. В допълнение, с непрекъснатото разширяване и задълбочаване на сценариите за приложение на системи за съхранение на енергия, преобразувателите за съхранение на енергия PCS също ще се изправят пред по-персонализирани нужди и предизвикателства за иновации.