En el procés d'acceleració de la consecució dels objectius de carboni dual i la construcció d'un nou sistema d'energia, la tecnologia d'emmagatzematge d'energia s'està convertint gradualment en una de les tecnologies clau per donar suport al funcionament estable del nou sistema d'energia i optimitzar l'assignació de recursos. Entre ells, el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS (Power Conversion System) és l'equip bàsic del sistema d'emmagatzematge d'energia, i el seu rendiment i aplicació afecten directament l'eficiència i l'estabilitat generals del sistema d'emmagatzematge d'energia. Aquest article realitzarà una anàlisi i interpretació en profunditat de la definició, principi de funcionament, característiques principals, mode de treball, escenaris d'aplicació i tendències futures de desenvolupament del convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS.
01
Definició de convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS
El convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS, nom complet Power Conversion System, és un dispositiu clau en el sistema d'emmagatzematge d'energia, utilitzat per realitzar la conversió d'energia i el flux bidireccional entre les bateries d'emmagatzematge d'energia i les xarxes elèctriques. Pot convertir l'energia de CC en potència de CA o l'alimentació de CA en potència de CC per satisfer els requisits de càrrega i descàrrega de la xarxa elèctrica per als sistemes d'emmagatzematge d'energia. El convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS fa el paper de "pont" al sistema d'emmagatzematge d'energia, connectant les bateries d'emmagatzematge d'energia i les xarxes elèctriques per garantir un funcionament eficient i estable dels sistemes d'emmagatzematge d'energia.
02
Principi de funcionament del convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS
El principi de funcionament del convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS es basa principalment en la tecnologia d'electrònica de potència, que realitza la conversió i el flux bidireccional d'energia elèctrica controlant l'encesa i apagat dels dispositius de commutació. Quan la xarxa elèctrica necessita que el sistema d'emmagatzematge d'energia es descarregui, el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS converteix la potència de CC de la bateria d'emmagatzematge d'energia en potència de CA i l'envia a la xarxa elèctrica; quan la xarxa elèctrica necessita que es carregui el sistema d'emmagatzematge d'energia, el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS converteix la potència de CA de la xarxa elèctrica en potència de CC i l'emmagatzema a la bateria d'emmagatzematge d'energia. Durant el procés de càrrega i descàrrega, el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS també ha de realitzar un control precís de l'energia i una gestió de l'energia segons les necessitats de la xarxa elèctrica i l'estat de la bateria d'emmagatzematge d'energia per garantir un funcionament estable i una utilització eficient de l'emmagatzematge d'energia. sistema.
03
Característiques principals del convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS
1. Conversió d'energia eficient: el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS adopta una tecnologia avançada d'electrònica de potència i estratègies de control per aconseguir una conversió d'energia eficient i estable i un flux bidireccional. La seva eficiència de conversió és de fins al 95%, cosa que pot reduir significativament el cost operatiu del sistema d'emmagatzematge d'energia.
2. Control de potència precís: el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS té una capacitat precisa de control de potència i pot fer ajustos en temps real segons les necessitats de la xarxa elèctrica i l'estat de la bateria d'emmagatzematge d'energia. Mitjançant un control de potència precís, el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS pot aconseguir una resposta ràpida i un ajust precís del sistema d'emmagatzematge d'energia i millorar l'estabilitat i la fiabilitat del sistema d'alimentació.
3. Gestió d'energia intel·ligent: el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS també té una funció de gestió d'energia intel·ligent, que es pot enviar i optimitzar de manera intel·ligent segons la càrrega de la xarxa elèctrica i l'estat de la bateria d'emmagatzematge d'energia. Mitjançant la gestió intel·ligent d'energia, el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS pot maximitzar la utilització del sistema d'emmagatzematge d'energia i minimitzar les pèrdues i millorar l'economia i la protecció del medi ambient de tot el sistema elèctric.
4. Configuració i expansió flexibles: el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS adopta un disseny modular, que es pot configurar i ampliar de manera flexible segons les necessitats reals. En augmentar o disminuir el nombre de mòduls, la capacitat del sistema d'emmagatzematge d'energia es pot ajustar amb precisió per satisfer les necessitats dels diferents escenaris d'aplicació.
04
Mode de treball del convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS
1. En el mode connectat a la xarxa, la conversió d'energia bidireccional entre la bateria i la xarxa es realitza segons l'ordre de potència emès pel despatxador de nivell superior; com ara carregar el paquet de bateries durant el període de baixa càrrega de la xarxa i retornar a la xarxa durant el període de càrrega màxima de la xarxa;
2. Mode de xarxa fora de xarxa/aïllat, quan es compleixen els requisits establerts, es desconnecta de la xarxa principal i proporciona energia de CA que compleix els requisits de qualitat d'energia de la xarxa a algunes càrregues locals.
3. Mode híbrid, el sistema d'emmagatzematge d'energia pot canviar entre el mode connectat a la xarxa i el mode fora de xarxa. El sistema d'emmagatzematge d'energia es troba a la microxarxa, la microxarxa està connectada a la xarxa pública i funciona com un sistema connectat a la xarxa en condicions normals de treball. Si la microxarxa es desconnecta de la xarxa pública, el sistema d'emmagatzematge d'energia funcionarà en mode fora de xarxa per proporcionar l'alimentació principal de la microxarxa. Les aplicacions habituals inclouen el filtratge, l'estabilització de la xarxa, l'ajust de la qualitat de l'energia i la creació de xarxes d'autocuració.
05
Escenaris d'aplicació del convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS
1. Desplaçament del temps d'energia: al sistema d'emmagatzematge d'energia del costat de l'usuari, el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS es pot utilitzar per canviar el temps d'energia, emmagatzemar l'excés de generació d'energia fotovoltaica durant el dia i alliberar-lo a través de PCS a la nit o en temps de pluja quan no hi ha generació d'energia fotovoltaica, que pot aconseguir el màxim auto-ús de la generació d'energia fotovoltaica.
2. Arbitratge de vall màxima: en el sistema d'emmagatzematge d'energia de l'usuari, especialment en parcs industrials i comercials que implementen els preus de l'electricitat en el temps d'ús, el convertidor d'emmagatzematge d'energia PCS es pot utilitzar per a l'arbitratge de vall punta, carregant-se durant el període de preus baixos de l'electricitat i descàrrega durant el període de preus elevats de l'electricitat, per aconseguir un arbitratge de càrrega baixa i alta descàrrega, per tal d'estalviar el cost total de l'electricitat del parc.
3. Expansió de la capacitat dinàmica: en escenaris amb capacitat de potència limitada, com les estacions de recàrrega de vehicles elèctrics, els inversors d'emmagatzematge d'energia PCS es configuren amb bateries d'emmagatzematge d'energia per a l'ampliació de la capacitat dinàmica. Durant la càrrega màxima, els inversors d'emmagatzematge d'energia PCS es descarreguen per proporcionar suport d'energia addicional; durant la càrrega de punta baixa, els inversors d'emmagatzematge d'energia PCS carreguen i emmagatzemen electricitat de baix preu per a una còpia de seguretat, que pot aconseguir l'arbitratge de la vall punta i ampliar dinàmicament la capacitat de les estacions de càrrega.
4. Sistema de microxarxes: en un sistema de microxarxes, els inversors d'emmagatzematge d'energia PCS poden aconseguir un control coordinat de les fonts d'energia distribuïdes i els sistemes d'emmagatzematge d'energia, millorant l'estabilitat i la qualitat del subministrament d'energia de les microxarxes. Mitjançant el control precís de la potència i la gestió intel·ligent d'energia dels inversors d'emmagatzematge d'energia PCS, es pot aconseguir l'equilibri i la programació òptima de l'alimentació i la càrrega dels sistemes de microxarxa.
5. Regulació de freqüència i pics dels sistemes d'alimentació: en els sistemes d'alimentació, els inversors d'emmagatzematge d'energia PCS es poden utilitzar per a la regulació de freqüència i pics per millorar l'estabilitat i la fiabilitat de les xarxes elèctriques. Quan la càrrega de la xarxa està en un punt màxim, l'inversor d'emmagatzematge d'energia PCS pot alliberar l'energia de la bateria d'emmagatzematge d'energia i proporcionar suport d'energia addicional per a la xarxa; quan la càrrega de la xarxa està en un punt baix, l'inversor d'emmagatzematge d'energia PCS pot absorbir l'excés d'energia a la xarxa i carregar la bateria d'emmagatzematge d'energia per a un ús posterior.
Inversor d'emmagatzematge d'energia de Growatt 140-250k
06
Tendència de desenvolupament de l'inversor d'emmagatzematge d'energia PCS
Actualment, el PCS centralitzat s'utilitza àmpliament a les grans centrals elèctriques d'emmagatzematge d'energia. Un PCS d'alta potència controla diversos grups de bateries paral·leles al mateix temps i el problema de desequilibri entre els grups de bateries no es pot gestionar de manera eficaç; mentre que String PCS, un PCS de potència petita i mitjana només controla un clúster de bateries, realitzant una gestió d'un clúster, evitant eficaçment l'efecte barril entre grups de bateries, millorant la vida del sistema i augmentant la capacitat de descàrrega de tot el cicle de vida. La tendència d'aplicació a gran escala de string PCS ha pres forma. Al gabinet d'emmagatzematge d'energia industrial i comercial integrat, string PCS s'ha convertit en la solució principal de la indústria i també s'aplicarà a gran escala en grans centrals elèctriques d'emmagatzematge d'energia en el futur.
Amb el ràpid desenvolupament de nova energia i xarxes intel·ligents i l'avenç continu de la tecnologia d'emmagatzematge d'energia, els convertidors d'emmagatzematge d'energia PCS s'enfrontaran a majors oportunitats i reptes de desenvolupament. En el futur, els convertidors d'emmagatzematge d'energia PCS es desenvoluparan en una direcció més eficient, intel·ligent i flexible.
D'una banda, amb l'avenç continu de la tecnologia d'electrònica de potència i l'aplicació contínua de nous materials, es millorarà encara més l'eficiència de conversió dels convertidors d'emmagatzematge d'energia PCS. D'altra banda, amb el desenvolupament i l'aplicació continus de tecnologies com ara el big data, la computació en núvol i la intel·ligència artificial, es milloraran encara més les capacitats intel·ligents de gestió d'energia dels convertidors d'emmagatzematge d'energia PCS, que poden satisfer millor les necessitats del sistema elèctric. i optimitzar la programació. A més, amb l'expansió i l'aprofundiment contínues dels escenaris d'aplicació dels sistemes d'emmagatzematge d'energia, els convertidors d'emmagatzematge d'energia PCS també s'enfrontaran a necessitats més personalitzades i reptes d'innovació.