مبدل ذخیره انرژی PCS

در روند تسریع تحقق اهداف کربن دوگانه و ساخت یک سیستم قدرت جدید، فناوری ذخیره انرژی به تدریج به یکی از فناوری های کلیدی برای پشتیبانی از عملکرد پایدار سیستم قدرت جدید و بهینه سازی تخصیص منابع تبدیل می شود. در میان آنها مبدل ذخیره انرژی PCS (سیستم تبدیل نیرو) تجهیزات اصلی سیستم ذخیره انرژی است و عملکرد و کاربرد آن مستقیماً بر کارایی و پایداری کلی سیستم ذخیره انرژی تأثیر می گذارد. این مقاله تجزیه و تحلیل و تفسیر عمیقی از تعریف، اصل کار، ویژگی‌های اصلی، حالت کار، سناریوهای کاربردی و روند توسعه آینده مبدل ذخیره‌سازی انرژی PCS انجام می‌دهد.

تعریف مبدل ذخیره انرژی PCS

مبدل ذخیره انرژی PCS، با نام کامل Power Conversion System، یک دستگاه کلیدی در سیستم ذخیره انرژی است که برای تحقق تبدیل انرژی و جریان دو طرفه بین باتری های ذخیره انرژی و شبکه های برق استفاده می شود. این می تواند برق DC را به برق AC یا برق AC را به برق DC تبدیل کند تا نیازهای شارژ و دشارژ شبکه برق برای سیستم های ذخیره انرژی را برآورده کند. مبدل ذخیره انرژی PCS نقش "پل" را در سیستم ذخیره انرژی ایفا می کند، باتری های ذخیره انرژی و شبکه های برق را برای اطمینان از عملکرد کارآمد و پایدار سیستم های ذخیره انرژی متصل می کند.

اصل کار مبدل ذخیره انرژی PCS

اصل کار مبدل ذخیره انرژی PCS عمدتاً مبتنی بر فناوری الکترونیک قدرت است که با کنترل روشن و خاموش کردن دستگاه های سوئیچینگ تبدیل و جریان دو طرفه انرژی الکتریکی را محقق می کند. هنگامی که شبکه برق برای تخلیه نیاز به سیستم ذخیره انرژی دارد، مبدل ذخیره انرژی PCS برق DC باتری ذخیره انرژی را به برق AC تبدیل می کند و آن را به شبکه برق خروجی می دهد. هنگامی که شبکه برق برای شارژ به سیستم ذخیره انرژی نیاز دارد، مبدل ذخیره انرژی PCS برق AC در شبکه برق را به برق DC تبدیل می کند و آن را در باتری ذخیره انرژی ذخیره می کند. در طول فرآیند شارژ و دشارژ، مبدل ذخیره انرژی PCS همچنین نیاز به انجام کنترل دقیق توان و مدیریت انرژی با توجه به نیازهای شبکه برق و وضعیت باتری ذخیره انرژی برای اطمینان از عملکرد پایدار و استفاده کارآمد از ذخیره‌سازی انرژی دارد. سیستم.

ویژگی های اصلی مبدل ذخیره انرژی PCS

1. تبدیل انرژی کارآمد: مبدل ذخیره انرژی PCS از فناوری پیشرفته الکترونیک قدرت و استراتژی های کنترل برای دستیابی به تبدیل انرژی کارآمد و پایدار و جریان دو طرفه استفاده می کند. راندمان تبدیل آن به 95 درصد می رسد که می تواند هزینه عملیاتی سیستم ذخیره انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

2. کنترل دقیق قدرت: مبدل ذخیره انرژی PCS دارای قابلیت کنترل دقیق توان است و می تواند تنظیمات را در زمان واقعی با توجه به نیازهای شبکه برق و وضعیت باتری ذخیره انرژی انجام دهد. از طریق کنترل دقیق توان، مبدل ذخیره انرژی PCS می تواند به پاسخ سریع و تنظیم دقیق سیستم ذخیره انرژی دست یابد و پایداری و قابلیت اطمینان سیستم قدرت را بهبود بخشد.

3. مدیریت هوشمند انرژی: مبدل ذخیره انرژی PCS همچنین دارای عملکرد مدیریت هوشمند انرژی است که می تواند به طور هوشمند با توجه به بار شبکه برق و وضعیت باتری ذخیره انرژی ارسال و بهینه شود. از طریق مدیریت هوشمند انرژی، مبدل ذخیره انرژی PCS می تواند استفاده از سیستم ذخیره انرژی را به حداکثر برساند و تلفات را به حداقل برساند و اقتصاد و حفاظت از محیط زیست کل سیستم قدرت را بهبود بخشد.

4. پیکربندی و گسترش انعطاف پذیر: مبدل ذخیره انرژی PCS طراحی مدولار را اتخاذ می کند، که می تواند به طور انعطاف پذیر پیکربندی و بر اساس نیازهای واقعی گسترش یابد. با افزایش یا کاهش تعداد ماژول ها، می توان ظرفیت سیستم ذخیره انرژی را به طور دقیق تنظیم کرد تا نیازهای سناریوهای مختلف کاربردی را برآورده کند.

حالت کار مبدل ذخیره انرژی PCS

1. در حالت متصل به شبکه، تبدیل انرژی دو طرفه بین بسته باتری و شبکه طبق فرمان قدرت صادر شده توسط توزیع کننده سطح بالا انجام می شود. مانند شارژ بسته باتری در دوره بار کم شبکه و برگشت به شبکه در طول دوره اوج بار شبکه.

2. حالت شبکه خارج از شبکه/شبکه ایزوله، زمانی که الزامات تنظیم شده برآورده شود، از شبکه اصلی جدا می شود و برق AC را فراهم می کند که نیازهای کیفیت برق شبکه را برای برخی از بارهای محلی برآورده می کند.

3. حالت ترکیبی، سیستم ذخیره انرژی می تواند بین حالت متصل به شبکه و حالت خارج از شبکه جابجا شود. سیستم ذخیره انرژی در ریزشبکه است، ریزشبکه به شبکه عمومی متصل است و تحت شرایط کاری عادی به عنوان یک سیستم متصل به شبکه عمل می کند. اگر ریزشبکه از شبکه عمومی قطع شود، سیستم ذخیره انرژی در حالت خارج از شبکه کار می کند تا منبع تغذیه اصلی ریزشبکه را تامین کند. کاربردهای متداول شامل فیلتر کردن، تثبیت شبکه، تنظیم کیفیت برق و ایجاد شبکه های خود ترمیمی است.

سناریوهای کاربردی مبدل ذخیره انرژی PCS

1. تغییر زمان انرژی: در سیستم ذخیره انرژی سمت کاربر، مبدل ذخیره انرژی PCS را می توان برای جابجایی زمان انرژی، ذخیره انرژی اضافی فتوولتائیک در طول روز، و آزاد کردن آن از طریق PCS در شب یا در هوای بارانی استفاده کرد. هیچ تولید برق فتوولتاییکی وجود ندارد که بتواند حداکثر استفاده خود را از تولید برق فتوولتائیک به دست آورد.

2. آربیتراژ Peak-valley: در سیستم ذخیره انرژی سمت کاربر، به ویژه در پارک های صنعتی و تجاری که قیمت برق در زمان مصرف را اعمال می کنند، می توان از مبدل ذخیره انرژی PCS برای آربیتراژ پیک دره، با شارژ در طول مدت زمان استفاده کرد. دوره قیمت پایین برق و تخلیه در دوره قیمت بالای برق، برای دستیابی به آربیتراژ شارژ کم و تخلیه بالا، به طوری که در هزینه کلی برق پارک صرفه جویی شود.

3. افزایش ظرفیت پویا: در سناریوهایی با ظرفیت توان محدود، مانند ایستگاه های شارژ وسایل نقلیه الکتریکی، اینورترهای ذخیره انرژی PCS با باتری های ذخیره انرژی برای افزایش ظرفیت پویا پیکربندی می شوند. در طول اوج شارژ، اینورترهای ذخیره‌سازی انرژی PCS تخلیه می‌شوند تا پشتیبانی انرژی اضافی را فراهم کنند. در طول شارژ کم پیک، اینورترهای ذخیره انرژی PCS، الکتریسیته ارزان قیمت را برای پشتیبان شارژ و ذخیره می کنند، که می تواند به آربیتراژ پیک دره دست یابد و به صورت پویا ظرفیت ایستگاه های شارژ را افزایش دهد.

4. سیستم ریزشبکه: در یک سیستم ریزشبکه، اینورترهای ذخیره انرژی PCS می توانند به کنترل هماهنگ منابع برق توزیع شده و سیستم های ذخیره انرژی دست یابند، که پایداری و کیفیت منبع تغذیه ریزشبکه ها را بهبود می بخشد. از طریق کنترل دقیق توان و مدیریت هوشمند انرژی اینورترهای ذخیره انرژی PCS، می توان به تعادل و برنامه ریزی بهینه منبع تغذیه و بار در سیستم های ریزشبکه دست یافت.

5. تنظیم فرکانس و پیک سیستم های قدرت: در سیستم های قدرت می توان از اینورترهای ذخیره انرژی PCS برای تنظیم فرکانس و پیک برای بهبود پایداری و قابلیت اطمینان شبکه های برق استفاده کرد. هنگامی که بار شبکه در اوج است، اینورتر ذخیره انرژی PCS می تواند انرژی را در باتری ذخیره انرژی آزاد کند و پشتیبانی انرژی اضافی را برای شبکه فراهم کند. هنگامی که بار شبکه در نقطه پایینی است، اینورتر ذخیره انرژی PCS می تواند انرژی اضافی در شبکه را جذب کرده و باتری ذخیره انرژی را برای استفاده بعدی شارژ کند.

اینورتر ذخیره انرژی Growatt 140-250k

روند توسعه اینورتر ذخیره انرژی PCS

در حال حاضر، PCS متمرکز به طور گسترده در نیروگاه های بزرگ ذخیره انرژی استفاده می شود. یک PCS پرقدرت چندین خوشه از باتری های موازی را به طور همزمان کنترل می کند و مشکل عدم تعادل بین خوشه های باتری را نمی توان به طور موثر مدیریت کرد. در حالی که PCS رشته ای، یک PCS با توان کوچک و متوسط فقط یک خوشه از باتری ها را کنترل می کند، یک دسته یک مدیریت را درک می کند، به طور موثر از تاثیر بشکه بین خوشه های باتری جلوگیری می کند، عمر سیستم را بهبود می بخشد و ظرفیت تخلیه کل چرخه عمر را افزایش می دهد. روند کاربرد گسترده PCS رشته ای شکل گرفته است. در کابینت ذخیره سازی انرژی صنعتی و تجاری یکپارچه، PCS رشته ای به راه حل اصلی در صنعت تبدیل شده است، و همچنین در مقیاس بزرگ در نیروگاه های ذخیره انرژی بزرگ در آینده استفاده خواهد شد.

با توسعه سریع انرژی های جدید و شبکه های هوشمند و پیشرفت مداوم فناوری ذخیره سازی انرژی، مبدل های ذخیره انرژی PCS با فرصت ها و چالش های توسعه بیشتری روبرو خواهند شد. در آینده، مبدل های ذخیره انرژی PCS در جهت کارآمدتر، هوشمندانه و انعطاف پذیرتر توسعه خواهند یافت.

از یک طرف، با پیشرفت مداوم فناوری الکترونیک قدرت و استفاده مداوم از مواد جدید، راندمان تبدیل مبدل های ذخیره انرژی PCS بیشتر بهبود می یابد. از سوی دیگر، با توسعه و کاربرد مستمر فناوری‌هایی مانند داده‌های بزرگ، رایانش ابری و هوش مصنوعی، قابلیت‌های مدیریت هوشمند انرژی مبدل‌های ذخیره‌سازی انرژی PCS بیشتر خواهد شد که می‌تواند نیازهای سیستم قدرت را بهتر برآورده کند. و زمان بندی را بهینه کنید. علاوه بر این، با گسترش و تعمیق مستمر سناریوهای کاربردی سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، مبدل‌های ذخیره‌سازی انرژی PCS نیز با نیازهای سفارشی‌شده‌تر و چالش‌های نوآوری مواجه خواهند شد.