U procesu ubrzanja realizacije ciljeva dvostrukog ugljika i izgradnje novog elektroenergetskog sustava, tehnologija pohrane energije postupno postaje jedna od ključnih tehnologija za podršku stabilnom radu novog elektroenergetskog sustava i optimizaciju raspodjele resursa. Među njima, pretvarač za pohranu energije PCS (Power Conversion System) je osnovna oprema sustava za pohranu energije, a njegova izvedba i primjena izravno utječu na ukupnu učinkovitost i stabilnost sustava za pohranu energije. Ovaj članak će provesti dubinsku analizu i tumačenje definicije, principa rada, glavnih značajki, načina rada, scenarija primjene i budućih razvojnih trendova PCS pretvarača za pohranu energije.
01
Definicija PCS pretvarača za pohranu energije
PCS pretvarač za pohranu energije, puni naziv Power Conversion System, ključni je uređaj u sustavu za pohranu energije, koji se koristi za ostvarivanje pretvorbe energije i dvosmjernog protoka između baterija za pohranu energije i električnih mreža. Može pretvoriti istosmjernu struju u izmjeničnu struju ili izmjeničnu struju u istosmjernu kako bi zadovoljio zahtjeve za punjenje i pražnjenje električne mreže za sustave za pohranu energije. PCS pretvarač za pohranu energije igra ulogu "mosta" u sustavu za pohranu energije, povezujući baterije za pohranu energije i električne mreže kako bi se osigurao učinkovit i stabilan rad sustava za pohranu energije.
02
Princip rada PCS pretvarača za pohranu energije
Princip rada PCS pretvarača za pohranu energije uglavnom se temelji na tehnologiji energetske elektronike, koja ostvaruje pretvorbu i dvosmjerni protok električne energije kontroliranjem uključivanja i isključivanja rasklopnih uređaja. Kada električna mreža treba sustav za pohranu energije za pražnjenje, PCS pretvarač za pohranu energije pretvara istosmjernu struju u bateriji za pohranu energije u izmjeničnu struju i šalje je u električnu mrežu; kada električna mreža treba sustav za pohranu energije za punjenje, PCS pretvarač za pohranu energije pretvara izmjeničnu struju u električnoj mreži u istosmjernu i pohranjuje je u bateriju za pohranu energije. Tijekom procesa punjenja i pražnjenja, PCS pretvarač za pohranu energije također treba izvršiti preciznu kontrolu snage i upravljanje energijom u skladu s potrebama električne mreže i statusom baterije za pohranu energije kako bi se osigurao stabilan rad i učinkovito korištenje pohrane energije sustav.
03
Glavne značajke PCS pretvarača za pohranu energije
1. Učinkovita pretvorba energije: PCS pretvarač za pohranu energije usvaja naprednu tehnologiju energetske elektronike i strategije upravljanja za postizanje učinkovite i stabilne pretvorbe energije i dvosmjernog protoka. Njegova učinkovitost pretvorbe je čak 95%, što može značajno smanjiti troškove rada sustava za pohranu energije.
2. Precizna kontrola snage: PCS pretvarač za pohranu energije ima mogućnost precizne kontrole snage i može izvršiti prilagodbe u stvarnom vremenu prema potrebama električne mreže i statusu baterije za pohranu energije. Kroz preciznu kontrolu snage, PCS pretvarač za pohranu energije može postići brzi odziv i precizno podešavanje sustava za pohranu energije, te poboljšati stabilnost i pouzdanost elektroenergetskog sustava.
3. Inteligentno upravljanje energijom: PCS pretvarač za pohranu energije također ima funkciju inteligentnog upravljanja energijom, koja se može inteligentno rasporediti i optimizirati prema opterećenju električne mreže i statusu baterije za pohranu energije. Kroz inteligentno upravljanje energijom, PCS pretvarač za pohranu energije može maksimalno iskoristiti sustav za pohranu energije i minimizirati gubitke te poboljšati ekonomičnost i zaštitu okoliša cijelog elektroenergetskog sustava.
4. Fleksibilna konfiguracija i proširenje: PCS pretvarač za pohranu energije usvaja modularni dizajn, koji se može fleksibilno konfigurirati i proširiti prema stvarnim potrebama. Povećanjem ili smanjenjem broja modula, kapacitet sustava za pohranu energije može se točno prilagoditi potrebama različitih scenarija primjene.
04
Način rada PCS pretvarača pohrane energije
1. U načinu rada povezanom s mrežom, dvosmjerna pretvorba energije između baterije i mreže ostvaruje se prema naredbi napajanja koju izdaje dispečer više razine; kao što je punjenje baterije tijekom razdoblja niskog opterećenja mreže i povratno napajanje u mrežu tijekom razdoblja vršnog opterećenja mreže;
2. Način rada izvan mreže/izolirane mreže, kada se zadovolje postavljeni zahtjevi, isključuje se iz glavne mreže i daje izmjenično napajanje koje zadovoljava zahtjeve mreže za kvalitetu električne energije za neka lokalna opterećenja.
3. Hibridni način rada, sustav za pohranu energije može se prebacivati između načina priključenog na mrežu i načina rada izvan mreže. Sustav za pohranu energije nalazi se u mikromreži, mikromreža je povezana s javnom mrežom i radi kao mrežni sustav u normalnim radnim uvjetima. Ako je mikromreža isključena iz javne mreže, sustav za pohranu energije radit će u načinu rada izvan mreže kako bi osigurao glavno napajanje za mikromrežu. Uobičajene primjene uključuju filtriranje, stabilizaciju mreže, prilagodbu kvalitete energije i stvaranje mreža koje se same obnavljaju.
05
Scenariji primjene PCS pretvarača pohrane energije
1. Vremenski pomak energije: U sustavu za pohranu energije na strani korisnika, pretvarač za pohranu energije PCS može se koristiti za pomicanje vremena energije, pohranjujući višak fotonaponske energije proizvedene tijekom dana i otpuštajući je kroz PCS noću ili po kišnom vremenu kada ne postoji fotonaponska proizvodnja električne energije, čime se može postići maksimalna samoiskorištenost fotonaponske proizvodnje električne energije.
2. Peak-valley arbitraža: U sustavu pohrane energije na strani korisnika, posebno u industrijskim i komercijalnim parkovima koji provode cijene električne energije prema vremenu korištenja, PCS pretvarač pohrane energije može se koristiti za peak-valley arbitražu, punjenjem tijekom razdoblje niskih cijena električne energije i pražnjenja tijekom razdoblja visokih cijena električne energije, kako bi se postigla arbitraža niskog punjenja i visokog pražnjenja, kako bi se uštedjeli ukupni troškovi električne energije u parku.
3. Dinamičko proširenje kapaciteta: U scenarijima s ograničenim kapacitetom napajanja, kao što su stanice za punjenje električnih vozila, PCS pretvarači za pohranu energije konfigurirani su s baterijama za pohranu energije za dinamičko povećanje kapaciteta. Tijekom vršnog punjenja, PCS pretvarači za pohranu energije se prazne kako bi pružili dodatnu podršku za napajanje; tijekom punjenja pri niskim vršnim brzinama, PCS pretvarači za pohranu energije pune i pohranjuju jeftinu električnu energiju za rezervu, čime se može postići arbitraža vršne doline i dinamički proširiti kapacitet stanica za punjenje.
4. Mikromrežni sustav: U mikromrežnom sustavu, PCS pretvarači za pohranu energije mogu postići koordiniranu kontrolu distribuiranih izvora energije i sustava za pohranu energije, poboljšavajući stabilnost i kvalitetu napajanja mikromreža. Kroz preciznu kontrolu snage i inteligentno upravljanje energijom PCS pretvarača za pohranu energije, može se postići ravnoteža i optimalno raspoređivanje napajanja i opterećenja u sustavima mikromreže.
5. Frekvencijska i vršna regulacija elektroenergetskih sustava: U elektroenergetskim sustavima PCS pretvarači za pohranu energije mogu se koristiti za frekvencijsku i vršnu regulaciju kako bi se poboljšala stabilnost i pouzdanost energetskih mreža. Kada je opterećenje mreže na vrhuncu, PCS pretvarač za pohranu energije može osloboditi energiju u bateriji za pohranu energije i pružiti dodatnu podršku za napajanje mreže; kada je opterećenje mreže na niskoj točki, PCS pretvarač za pohranu energije može apsorbirati višak energije u mreži i napuniti bateriju za pohranu energije za kasniju upotrebu.
Growatt 140-250k pretvarač za pohranu energije
06
Trend razvoja PCS pretvarača za pohranu energije
Trenutno se centralizirani PCS naširoko koristi u velikim elektranama za pohranu energije. PCS velike snage kontrolira više klastera paralelnih baterija u isto vrijeme, a problem neravnoteže između klastera baterija ne može se učinkovito riješiti; dok string PCS, PCS male i srednje snage kontrolira samo jedan klaster baterija, ostvarujući upravljanje jednim klasterom, učinkovito izbjegavajući bačvasti učinak između klastera baterija, poboljšavajući vijek trajanja sustava i povećavajući kapacitet pražnjenja cijelog životnog ciklusa. Uobličio se trend masovne primjene string PCS. U integriranom industrijskom i komercijalnom ormaru za pohranu energije, string PCS je postao glavno rješenje u industriji, a također će se u budućnosti primjenjivati u velikoj mjeri u velikim elektranama za pohranu energije.
S brzim razvojem novih energetskih i pametnih mreža te stalnim napretkom tehnologije za pohranu energije, PCS pretvarači za pohranu energije suočit će se s većim razvojnim mogućnostima i izazovima. U budućnosti će se PCS pretvarači za pohranu energije razvijati u učinkovitijem, inteligentnijem i fleksibilnijem smjeru.
S jedne strane, uz kontinuirani napredak tehnologije energetske elektronike i kontinuiranu primjenu novih materijala, učinkovitost pretvorbe PCS pretvarača za pohranu energije dodatno će se poboljšati. S druge strane, kontinuiranim razvojem i primjenom tehnologija kao što su veliki podaci, računalstvo u oblaku i umjetna inteligencija, mogućnosti inteligentnog upravljanja energijom PCS pretvarača za pohranu energije dodatno će se poboljšati, što može bolje zadovoljiti potrebe elektroenergetskog sustava. i optimizirati zakazivanje. Osim toga, uz kontinuirano širenje i produbljivanje scenarija primjene sustava za pohranu energije, PCS pretvarači za pohranu energije također će se suočiti s prilagođenijim potrebama i izazovima inovacija.