Power Conversion System (PCS), joka on keskeinen laitteisto energian varastointijärjestelmissä, voidaan jakaa kolmeen luokkaan eri sovellusskenaarioiden perusteella: suuret tallennus-PCS, teolliset ja kaupalliset tallennus-PCS:t ja kotitalouksien varastointi-PCS. Näiden kolmen PCS-tyypin välillä on merkittäviä eroja tehon mittakaavan, sovellusskenaarioiden, teknisten vaatimusten ja omakustannushinnan suhteen.
1. Suuri tallennustila PCS
Tehotaso:Suurten tallennus-PCS:ien tehotaso on yleensä korkea, saavuttaen MW-tason ja jopa 100 MW tai enemmän. Tämän tyyppinen PCS soveltuu suuriin energiaa varastoiviin voimalaitoksiin ja pystyy käsittelemään suuria energian muunnostarpeita.
Muunnostehokkuus:Vaatimukset ovat erittäin korkeat, ja ne säilyttävät yleensä yli 95 %:n muunnoshyötysuhteen energiahäviön vähentämiseksi ja energian varastointijärjestelmien taloudellisuuden parantamiseksi.
Vastausnopeus:Nopealla reagointikyvyllä se voi säätää lataus- ja purkutehoa millisekunneissa varmistaakseen sähköverkon vakauden.
Järjestelmän yhteensopivuus:Se on hyvin yhteensopiva suurten energiaa varastoivien akkujärjestelmien ja monimutkaisten sähköverkkojen kanssa, mukautuen erilaisiin akun ominaisuuksiin ja verkkoon pääsyvaatimuksiin.
Esimerkki:
Tehoalue:10 MW-100MW
Tehokkuus:Suurempi tai yhtä suuri kuin 95 %
Vastausaika:< 10ms
Tulojännitealue:700 VDC -1500VDC
Lähtöjännitetaso:35kV tai enemmän
Keskimääräinen aika epäonnistumisten välillä (MTBF):>100 000 tuntia
2. Teolliset ja kaupalliset tallennustietokoneet
Tehoalue:Teho on yleensä kymmenien kW ja useiden MW välillä, mikä sopii teollisiin ja kaupallisiin käyttäjien skenaarioihin.
Luotettavuus:Korkean luotettavuuden ansiosta se pyrkii lyhentämään vioista johtuvia seisokkeja, vastaamaan jatkuvan tuotannon tai käytön tarpeisiin ja sillä on pidempi keskimääräinen vikojen välinen aika.
Toiminnalliset ominaisuudet:Verrattuna suuriin tallennus-PCS:ihin sen toiminnot ovat suhteellisen yksinkertaisia, mutta mukautuvampia; Joissakin tuotteissa on myös BMS (Battery Management System) -toiminto. Lisäksi siinä on myös tiettyjä verkon tukitoimintoja, kuten ensisijainen taajuuden säätö ja lähdeverkon kuormien nopea välitys.
Esimerkki:
Tehoalue:50 kW -2MW
Tehokkuus: 90% -94%
Vastausaika:< 20ms
Tulojännitealue:500 VDC -800VDC
Lähtöjännitetaso:400VAC/690VAC
MTBF:>50 000 tuntia
3. Kotitalouksien tallennustietokoneet
Tehoasteikko:Teho on suhteellisen pieni, yleensä muutamasta kW:sta tusinaan kW:iin, ja sitä käytetään pääasiassa kotitalouksien aurinkosähkön varastointiin ja hätävirtalähteeseen.
Turvallisuus:Korosta turvallisuutta, joka on varustettu kattavalla akunhallintajärjestelmällä ylilatauksen, ylipurkauksen, oikosulkujen ja muiden tilanteiden estämiseksi, mikä varmistaa kotikäyttäjien turvallisuuden.
Käytettävyys:Helppokäyttöinen, helppo ylläpitää, intuitiivinen käyttöliittymä, helppo asentaa ja integroida kodin sähköjärjestelmiin.
Esimerkki:
Tehoalue:3kW-15kW
Tehokkuus:85% -92%
Vastausaika:< 50ms
Tulojännitealue:200 VDC -500VDC
Lähtöjännitetaso:230 VAC
MTBF:>30 000 tuntia
PCS-tietokoneille kolmessa eri sovellusskenaariossa, joissa on suuri varastointi, teollinen ja kaupallinen varastointi sekä kotitalouksien varastointi, ne käyttävät samanlaisia, mutta erilaisia strategioita ja teknisiä keinoja käsitellessään epänormaaleja tilanteita, kuten ylilatausta, ylipurkausta ja oikosulkuja.
1. Ylilataussuoja
Laajamittainen energian varastointi:Energiatyyppisten akkujen käytön suurissa energiavarastovoimalaitoksissa ja tehonlisäpalveluiden tarpeesta johtuen akkuhallintajärjestelmien (BMS) vaatimukset ovat erittäin korkeat. BMS seuraa jatkuvasti kunkin akkuyksikön tilatietoja. Kun se havaitsee, että akkuyksikkö on lähestymässä täyteen ladattua tilaa tai jännite ylittää asetetun kynnyksen, se lopettaa välittömästi akkuyksikön lataamisen PCS:n kautta ja antaa hälytyksen ilmoittaakseen käyttäjälle ongelman tarkistamista. Lisäksi jotkin edistyneet PCS:t tukevat myös SOC-tasapainotuksen ohjaustoimintoa, joka jossain määrin välttää yksittäisten akkukennojen epätasaisen latauksen aiheuttaman ylilatauksen.
Teollinen ja kaupallinen energian varastointi:Teollisten ja kaupallisten energian varastointijärjestelmien BMS tarjoaa myös ylilataussuojamekanismeja varmistaakseen, että ylilataus ei vaurioita akun käyttöikää tai aiheuta turvallisuusonnettomuuksia. Kun PCS vastaanottaa BMS:n lähettämän ylilataussignaalin, se säätää nopeasti toimintatapaansa, kuten pienentää syöttötehoa, kunnes virransyöttö katkaistaan kokonaan, jotta lataus ei enää jatku.
Kotitalouden varastointi:Turvallisuus on erityisen tärkeää kotikäyttäjille. Siksi kotitalouksien tallennus-PCS:ssä ei ole vain sisäänrakennettu tiukka ylilataussuojalogiikka, vaan se myös usein yhdistää älykkäitä algoritmeja latausprosessin optimoimiseksi, mikä varmistaa tehokkaan ylilatausriskin estämisen myös miehittämättömissä tilanteissa. Jos ylilataus tapahtuu, PCS lopettaa lataamisen automaattisesti ja lataa asiaankuuluvat hälytystiedot pilvialustaan käyttäjien nähtäväksi.
2. Ylipurkaussuoja
Suuri säilytystila:Jotta varmistetaan vakaa sähköenergian tuotto energian varastointiasemista pitkän ajan kuluessa, on välttämätöntä valvoa tiukasti akun sallittua vähimmäispurkaussyvyyttä. BMS tarkkailee akun yleistä lataustilaa (SOC) reaaliajassa esiasetettujen parametrien perusteella ja laukaisee PCS:n suorittamaan vastaavat suojatoimenpiteet, ennen kuin SOC putoaa kriittiseen arvoon, kuten purkaustehon rajoittaminen tai jopa purkaustoimintojen keskeyttäminen. , kunnes SOC palaa turvalliselle alueelle.
Teollinen ja kaupallinen energian varastointi:Teollisissa ja kaupallisissa energian varastointijärjestelmissä on myös samanlaisia ylipurkauksen suojaustoimenpiteitä, mutta ottaen huomioon käytännön sovellusten usein tapahtuvat lataus- ja purkujaksot, joissakin huippuluokan tuotteissa otetaan käyttöön entistä tarkempia hallintastrategioita, kuten SOC:n ylä- ja alarajojen dynaaminen säätäminen, toteutuskapasiteetti. kalibrointia jne. akun kunnon ylläpitämiseksi.
Kotitalouden varastointi:Kotitalouksien varastointi PCS pitää myös erittäin tärkeänä ylipurkaussuojausta, erityisesti kotiympäristöissä, joissa virransyötössä tarvitaan energian varastointia hämärässä yöllä. Se voi määrittää tarkasti, milloin purkausprosessi lopetetaan, ja saavuttaa tavoitteen priorisoida puhtaan energian käyttö päiväsaikaan yhdistämällä aurinkosähköjärjestelmään, mikä vähentää syväpurkauksen mahdollisuutta yöllä.
3. Oikosulkusuojaus
Laajamittainen energian varastointi:Kun otetaan huomioon suurten energiaa varastoivien voimalaitosten monimutkainen sähköliitäntärakenne, kaikilla oikosulkuvioilla voi olla vakavia seurauksia. Siksi PCS-suunnittelussa kiinnitetään erityistä huomiota oman oikosulkusuojan parantamiseen, mukaan lukien mutta ei rajoittuen tehokkaiden sulakkeiden, nopeiden katkaisijoiden ja muiden laitteistotoimintojen konfigurointiin; Samalla ohjelmistotason turvaohjausohjelmien yhteydessä on mahdollista tunnistaa ja eristää vialliset alueet erittäin lyhyessä ajassa, minimoiden häviöt mahdollisimman suuressa määrin.
Teollinen ja kaupallinen energian varastointi:Teollisissa ja kaupallisissa energian varastointijärjestelmissä on myös oikosulkuriski, varsinkin kun useita PCS:itä on käynnissä rinnakkain. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tavanomaisten sulakkeiden ja katkaisijoiden lisäksi nykyaikaiset PCS-järjestelmät käyttävät älykkäämpiä oikosulkusuojausmenetelmiä, kuten virta-antureita, jotka sieppaavat nopeasti epänormaalit vaihtelut ja reagoivat ajoissa sisäänrakennettujen suojapiirien avulla. kuten lähtökanavien sulkeminen ja hätäjäähdytyslaitteiden aktivointi.
Kotitalouden varastointi:Kotitalouksien varastointiin, kun otetaan huomioon hajanainen asennusympäristö ja rajallinen käyttäjäosaaminen, PCS on suunniteltu alusta alkaen helppokäyttöisyys ja luotettavuus mielessä. Oikosulkusuojauksen perustoimintojen lisäksi monissa tuotteissa on myös redundantteja rakenteita, kuten kaksikerroksisia sulakkeita ja useita maadoitussuojauksia, jotka takaavat maksimaalisen suojan käyttäjien henkilökohtaiselle ja omaisuudelle myös odottamattomissa tilanteissa.