V procesu urychlení realizace dvouuhlíkových cílů a budování nového energetického systému se technologie skladování energie postupně stává jednou z klíčových technologií pro podporu stabilního provozu nového energetického systému a optimalizaci alokace zdrojů. Mezi nimi je konvertor pro ukládání energie PCS (Power Conversion System) základním vybavením systému pro ukládání energie a jeho výkon a aplikace přímo ovlivňují celkovou účinnost a stabilitu systému ukládání energie. Tento článek provede hloubkovou analýzu a interpretaci definice, pracovního principu, hlavních funkcí, pracovního režimu, aplikačních scénářů a budoucích trendů vývoje konvertoru PCS pro ukládání energie.
01
Definice konvertoru pro ukládání energie PCS
Konvertor pro ukládání energie PCS, celým názvem Power Conversion System, je klíčové zařízení v systému ukládání energie, které se používá k realizaci přeměny energie a obousměrného toku mezi bateriemi pro ukládání energie a rozvodnými sítěmi. Dokáže přeměnit stejnosměrný proud na střídavý proud nebo střídavý proud na stejnosměrný proud, aby splnil požadavky na nabíjení a vybíjení rozvodné sítě pro systémy skladování energie. Převodník pro ukládání energie PCS hraje roli „mostu“ v systému skladování energie, propojuje akumulátory energie a rozvodné sítě pro zajištění efektivního a stabilního provozu systémů skladování energie.
02
Princip činnosti konvertoru pro ukládání energie PCS
Princip činnosti konvertoru pro ukládání energie PCS je založen především na technologii výkonové elektroniky, která realizuje přeměnu a obousměrný tok elektrické energie řízením zapínání a vypínání spínacích zařízení. Když rozvodná síť potřebuje vybít systém pro ukládání energie, konvertor pro ukládání energie PCS přemění stejnosměrný proud v akumulátoru energie na střídavý proud a odešle ho do rozvodné sítě; když rozvodná síť potřebuje k nabití systém pro ukládání energie, konvertor pro ukládání energie PCS přemění střídavý proud v rozvodné síti na stejnosměrný proud a uloží jej do akumulátoru energie. Během procesu nabíjení a vybíjení musí konvertor úložiště energie PCS také provádět přesné řízení výkonu a řízení energie podle potřeb elektrické sítě a stavu akumulátoru energie, aby byl zajištěn stabilní provoz a efektivní využití úložiště energie. Systém.
03
Hlavní vlastnosti konvertoru pro ukládání energie PCS
1. Efektivní přeměna energie: Převodník pro ukládání energie PCS využívá pokročilou technologii výkonové elektroniky a řídicí strategie k dosažení účinné a stabilní přeměny energie a obousměrného toku. Jeho účinnost přeměny je až 95 %, což může výrazně snížit provozní náklady systému skladování energie.
2. Přesné řízení výkonu: Převodník pro ukládání energie PCS má schopnost přesné kontroly výkonu a může provádět úpravy v reálném čase podle potřeb elektrické sítě a stavu akumulátoru energie. Prostřednictvím přesného řízení výkonu může konvertor úložiště energie PCS dosáhnout rychlé odezvy a přesného nastavení systému skladování energie a zlepšit stabilitu a spolehlivost energetického systému.
3. Inteligentní správa energie: Převodník pro ukládání energie PCS má také inteligentní funkci správy energie, kterou lze inteligentně odesílat a optimalizovat podle zatížení elektrické sítě a stavu akumulátoru energie. Prostřednictvím inteligentní správy energie může konvertor pro ukládání energie PCS maximalizovat využití systému skladování energie a minimalizovat ztráty a zlepšit ekonomiku a ochranu životního prostředí celého energetického systému.
4. Flexibilní konfigurace a rozšíření: Převodník pro ukládání energie PCS využívá modulární design, který lze flexibilně konfigurovat a rozšiřovat podle skutečných potřeb. Zvýšením nebo snížením počtu modulů lze kapacitu systému skladování energie přesně upravit tak, aby vyhovovala potřebám různých aplikačních scénářů.
04
Pracovní režim konvertoru pro ukládání energie PCS
1. V režimu připojení k síti je obousměrná přeměna energie mezi akumulátorem a sítí realizována podle příkazu napájení vydaného nadřízeným dispečerem; jako je nabíjení sady baterií během období nízkého zatížení sítě a zpětné napájení sítě během období špičkového zatížení sítě;
2. Režim Off-grid/izolovaná síť, když jsou splněny nastavené požadavky, je odpojen od hlavní sítě a poskytuje střídavý proud, který splňuje požadavky na kvalitu elektrické energie sítě pro některé místní zátěže.
3. Hybridní režim, systém ukládání energie může přepínat mezi režimem připojení k síti a režimem off-grid. Systém skladování energie je v mikrosíti, mikrosíť je připojena k veřejné síti a za normálních pracovních podmínek funguje jako systém připojený k síti. Pokud je mikrosíť odpojena od veřejné sítě, systém ukládání energie bude pracovat v režimu off-grid, aby zajistil hlavní napájení mikrosítě. Mezi běžné aplikace patří filtrování, stabilizace sítě, úprava kvality napájení a vytváření samoopravných sítí.
05
Aplikační scénáře konvertoru ukládání energie PCS
1. Časový posun energie: V systému ukládání energie na straně uživatele lze konvertor pro ukládání energie PCS použít pro časový posun energie, ukládání přebytečné fotovoltaické energie vyrobené během dne a její uvolňování prostřednictvím PCS v noci nebo za deštivého počasí, když nedochází k výrobě fotovoltaické energie, čímž lze dosáhnout maximálního vlastního využití výroby fotovoltaické energie.
2. Arbitráž ve špičkách: V systému skladování energie na straně uživatele, zejména v průmyslových a komerčních parcích, které zavádějí ceny elektřiny podle doby spotřeby, lze konvertor pro ukládání energie PCS použít pro arbitráž ve špičkách, a to nabíjením během období nízkých cen elektřiny a vybíjení v období vysokých cen elektřiny, dosáhnout nízké arbitráže nabíjení a vysokého vybíjení, aby se ušetřily celkové náklady parku na elektřinu.
3. Dynamické rozšiřování kapacity: Ve scénářích s omezenou kapacitou energie, jako jsou nabíjecí stanice pro elektromobily, jsou invertory PCS pro ukládání energie konfigurovány s bateriemi pro ukládání energie pro dynamické rozšiřování kapacity. Během špičkového nabíjení se invertory PCS pro ukládání energie vybíjejí, aby poskytovaly další podporu napájení; během nízkošpičkového nabíjení invertory PCS pro ukládání energie nabíjejí a ukládají levnou elektřinu pro zálohování, což může dosáhnout arbitráže ve špičce a dynamicky rozšiřovat kapacitu nabíjecích stanic.
4. Systém Microgrid: V systému microgrid mohou invertory PCS pro ukládání energie dosáhnout koordinovaného řízení distribuovaných zdrojů energie a systémů skladování energie, čímž se zlepší stabilita a kvalita napájení mikrosítí. Přesným řízením výkonu a inteligentním řízením energie střídačů pro ukládání energie PCS lze dosáhnout rovnováhy a optimálního plánování napájení a zátěže v systémech mikrosítě.
5. Frekvenční a špičková regulace energetických systémů: V energetických systémech lze pro frekvenční a špičkovou regulaci použít invertory PCS pro ukládání energie, aby se zlepšila stabilita a spolehlivost energetických sítí. Když je zatížení sítě na špičce, střídač PCS pro ukládání energie může uvolnit energii v akumulátoru energie a poskytnout dodatečnou podporu napájení pro síť; když je zatížení sítě na nízkém bodě, střídač PCS pro ukládání energie může absorbovat přebytečnou energii v síti a nabíjet akumulátor energie pro pozdější použití.
Úložný střídač energie Growatt 140-250k
06
Trend vývoje střídačů pro ukládání energie PCS
V současné době je centralizované PCS široce používáno ve velkých elektrárnách pro ukládání energie. Vysoce výkonný PCS řídí více shluků paralelních baterií současně a problém nevyváženosti mezi shluky baterií nelze efektivně řešit; zatímco string PCS, malý a středně výkonný PCS řídí pouze jeden cluster baterií, realizuje správu jeden cluster jeden, účinně zabraňuje sudovitému efektu mezi clustery baterií, zlepšuje životnost systému a zvyšuje vybíjecí kapacitu celého životního cyklu. Trend rozsáhlé aplikace strunových PCS nabral obrysy. V integrované průmyslové a komerční skříni pro skladování energie se string PCS stal hlavním řešením v průmyslu a v budoucnu bude také ve velkém měřítku používán ve velkých elektrárnách pro skladování energie.
S rychlým rozvojem nových energetických a inteligentních sítí a neustálým pokrokem v technologii skladování energie budou konvertory pro ukládání energie PCS čelit větším příležitostem a výzvám ve vývoji. V budoucnu se budou měniče PCS pro ukládání energie vyvíjet účinnějším, inteligentnějším a flexibilnějším směrem.
Na jedné straně s neustálým pokrokem v technologii výkonové elektroniky a neustálým používáním nových materiálů bude účinnost konverze PCS konvertorů pro ukládání energie dále zlepšena. Na druhou stranu, s neustálým vývojem a aplikací technologií, jako jsou velká data, cloud computing a umělá inteligence, budou schopnosti inteligentního řízení energie konvertorů pro ukládání energie PCS dále posíleny, což může lépe vyhovět potřebám energetického systému. a optimalizovat plánování. Kromě toho s neustálým rozšiřováním a prohlubováním aplikačních scénářů systémů skladování energie budou konvertory pro ukládání energie PCS čelit také více přizpůsobeným potřebám a výzvám v oblasti inovací.