У процесі прискорення реалізації цілей подвійного вуглецю та побудови нової енергосистеми технологія зберігання енергії поступово стає однією з ключових технологій для підтримки стабільної роботи нової енергосистеми та оптимізації розподілу ресурсів. Серед них перетворювач накопичувача енергії PCS (система перетворення електроенергії) є основним обладнанням системи накопичення енергії, і його продуктивність і застосування безпосередньо впливають на загальну ефективність і стабільність системи накопичення енергії. У цій статті буде проведено поглиблений аналіз та тлумачення визначення, принципу роботи, основних функцій, режиму роботи, сценаріїв застосування та майбутніх тенденцій розвитку конвертера зберігання енергії PCS.
01
Визначення перетворювача накопичення енергії PCS
Перетворювач накопичувача енергії PCS, повна назва Power Conversion System, є ключовим пристроєм у системі накопичення енергії, який використовується для реалізації перетворення енергії та двонаправленого потоку між батареями накопичувачів енергії та електромережами. Він може перетворювати живлення постійного струму в живлення змінного струму або живлення змінного струму в джерело постійного струму, щоб відповідати вимогам заряджання та розряджання електромережі для систем зберігання енергії. Перетворювач накопичувачів енергії PCS відіграє роль «мосту» в системі накопичення енергії, з’єднуючи батареї накопичувачів енергії та електромережі для забезпечення ефективної та стабільної роботи систем накопичення енергії.
02
Принцип роботи накопичувача енергії PCS
Принцип роботи перетворювача накопичувача енергії PCS в основному базується на технології силової електроніки, яка реалізує перетворення та двонаправлений потік електроенергії шляхом керування вмиканням і вимкненням комутаційних пристроїв. Коли електромережі потрібна система накопичення енергії, щоб розрядитися, перетворювач накопичувача енергії PCS перетворює постійний струм в акумуляторі накопичувача енергії в джерело змінного струму та виводить його в електромережу; коли електромережі потрібна система накопичення енергії для заряджання, перетворювач накопичувача енергії PCS перетворює напругу змінного струму в електромережі на постійний струм і зберігає його в акумуляторі накопичувача енергії. Під час процесу заряджання та розряджання перетворювач накопичувача енергії PCS також повинен виконувати точний контроль живлення та управління енергією відповідно до потреб електромережі та стану батареї накопичувача енергії, щоб забезпечити стабільну роботу та ефективне використання накопичувача енергії. система.
03
Основні характеристики накопичувача енергії PCS
1. Ефективне перетворення енергії: перетворювач накопичувача енергії PCS використовує передові технології силової електроніки та стратегії керування для досягнення ефективного та стабільного перетворення енергії та двонаправленого потоку. Його ефективність перетворення досягає 95%, що може значно знизити експлуатаційні витрати системи накопичення енергії.
2. Точне керування потужністю: перетворювач накопичувача енергії PCS має можливість точного керування потужністю та може здійснювати налаштування в реальному часі відповідно до потреб електромережі та стану батареї накопичувача енергії. Завдяки точному контролю потужності перетворювач накопичувача енергії PCS може досягти швидкої реакції та точного налаштування системи накопичення енергії, а також покращити стабільність і надійність системи живлення.
3. Інтелектуальне керування енергією: перетворювач накопичувача енергії PCS також має функцію інтелектуального керування енергією, яку можна інтелектуально розподіляти та оптимізувати відповідно до навантаження електромережі та стану батареї накопичувача енергії. Завдяки інтелектуальному управлінню енергією перетворювач зберігання енергії PCS може максимізувати використання системи накопичення енергії та мінімізувати втрати, а також покращити економічність і захист навколишнього середовища всієї енергосистеми.
4. Гнучка конфігурація та розширення: конвертер зберігання енергії PCS має модульну конструкцію, яку можна гнучко налаштовувати та розширювати відповідно до реальних потреб. Збільшуючи або зменшуючи кількість модулів, ємність системи зберігання енергії можна точно регулювати відповідно до потреб різних сценаріїв застосування.
04
Режим роботи накопичувача енергії PCS
1. У режимі підключення до мережі двонаправлене перетворення енергії між акумуляторною батареєю та мережею реалізується відповідно до команди живлення, виданої диспетчером верхнього рівня; наприклад, зарядка акумуляторної батареї під час періоду низького навантаження мережі та зворотне живлення до мережі під час періоду пікового навантаження мережі;
2. Режим автономної/ізольованої мережі, коли встановлені вимоги виконуються, вона від’єднується від основної мережі та забезпечує живлення змінного струму, яке відповідає вимогам якості електроенергії мережі для деяких локальних навантажень.
3. Гібридний режим, система зберігання енергії може перемикатися між режимом підключення до мережі та режимом поза мережею. Система зберігання енергії знаходиться в мікромережі, мікромережа підключена до загальної мережі та працює як система, підключена до мережі за нормальних робочих умов. Якщо мікромережу від’єднати від загальної мережі, система накопичення енергії працюватиме в автономному режимі, щоб забезпечити основне електропостачання мікромережі. Загальні програми включають фільтрацію, стабілізацію мережі, коригування якості електроенергії та створення самовідновлювальних мереж.
05
Сценарії застосування накопичувача енергії PCS
1. Зсув енергії в часі: у системі накопичення енергії на стороні користувача конвертер накопичення енергії PCS може використовуватися для зсуву енергії в часі, зберігання надлишку виробленої фотоелектричної енергії вдень і випускання її через PCS вночі або в дощову погоду, коли немає фотоелектричної генерації електроенергії, яка може досягти максимального самостійного використання фотоелектричної генерації електроенергії.
2. Арбітраж у режимі пікового накопичення: у системі накопичення енергії на стороні користувача, особливо в промислових і комерційних парках, які встановлюють ціни на електроенергію за часом використання, перетворювач накопичення енергії PCS можна використовувати для арбітражу в режимі пікового накопичення, заряджаючи під час період низьких цін на електроенергію та розряду протягом періоду високих цін на електроенергію, щоб досягти низького арбітражу зарядки та високого розряду, щоб заощадити загальну вартість електроенергії в парку.
3. Динамічне збільшення ємності: у сценаріях з обмеженою ємністю, наприклад на зарядних станціях для електромобілів, інвертори накопичувачів енергії PCS налаштовані з акумуляторами для динамічного збільшення ємності. Під час пікової зарядки інвертори зберігання енергії PCS розряджаються, щоб забезпечити додаткову підтримку живлення; під час низької пікової зарядки інвертори зберігання енергії PCS заряджають і накопичують недорогу електроенергію для резервного копіювання, що може досягти арбітражу пікової долини та динамічно розширювати ємність зарядних станцій.
4. Система мікромережі: у системі мікромережі інвертори накопичення енергії PCS можуть досягати скоординованого керування розподіленими джерелами живлення та системами накопичення енергії, покращуючи стабільність і якість електропостачання мікромереж. Завдяки точному контролю потужності та інтелектуальному управлінню енергією інверторів зберігання енергії PCS можна досягти балансу та оптимального планування електропостачання та навантаження в системах мікромереж.
5. Частота та пікове регулювання енергосистем: в енергосистемах інвертори накопичення енергії PCS можна використовувати для частотного та пікового регулювання для підвищення стабільності та надійності електромереж. Коли навантаження на мережу досягає піку, інвертор зберігання енергії PCS може вивільнити енергію в акумуляторі накопичувача енергії та забезпечити додаткову підтримку живлення для мережі; коли навантаження мережі знаходиться на низькому рівні, інвертор зберігання енергії PCS може поглинати надлишок енергії в мережі та заряджати батарею накопичення енергії для подальшого використання.
Інвертор накопичення енергії Growatt 140-250k
06
Тенденція розвитку інвертора зберігання енергії PCS
В даний час централізована АСУТП широко використовується на великих енергоакумулюючих електростанціях. Потужний PCS одночасно керує декількома кластерами паралельних батарей, і проблему дисбалансу між кластерами батарей неможливо ефективно вирішити; у той час як string PCS, PCS малої та середньої потужності контролює лише один кластер акумуляторів, реалізуючи управління одним кластером, ефективно уникаючи ефекту бочки між кластерами акумуляторів, покращуючи термін служби системи та збільшуючи ємність розряду протягом усього життєвого циклу. Оформилася тенденція широкомасштабного застосування струнних ПКС. У інтегрованих промислових і комерційних шафах зберігання енергії струнний PCS став основним рішенням у галузі, а також буде широко застосований у великих електростанціях зберігання енергії в майбутньому.
Зі швидким розвитком нових енергетичних і інтелектуальних мереж, а також безперервним прогресом технологій накопичення енергії, перетворювачі накопичувачів енергії PCS зіткнуться з більшими можливостями розвитку та викликами. У майбутньому перетворювачі накопичувачів енергії PCS розвиватимуться в більш ефективному, інтелектуальному та гнучкому напрямку.
З одного боку, завдяки безперервному розвитку технологій силової електроніки та безперервному застосуванню нових матеріалів ефективність перетворення перетворювачів зберігання енергії PCS буде ще більше покращуватися. З іншого боку, з безперервним розвитком і застосуванням таких технологій, як великі дані, хмарні обчислення та штучний інтелект, можливості інтелектуального управління енергією перетворювачів зберігання енергії PCS будуть ще більше розширені, що може краще задовольняти потреби енергосистеми. і оптимізувати планування. Крім того, з безперервним розширенням і поглибленням сценаріїв застосування систем накопичення енергії, перетворювачі накопичувачів енергії PCS також стикаються з більш індивідуальними потребами та викликами інновацій.