Power Conversion System (PCS), som et nøgleudstyr i energilagringssystemer, kan opdeles i tre kategorier baseret på forskellige applikationsscenarier: store lagrings-pc'er, industrielle og kommercielle lagrings-pc'er og husholdnings-pc'er. Der er betydelige forskelle mellem disse tre typer PCS med hensyn til effektskala, applikationsscenarier, tekniske krav og kostpris.
1. Store lager-PC'er
Effektniveau:Effektniveauet for store lager-pc'er er normalt højt, når MW-niveauet og endda op til 100MW eller mere. Denne type PCS er velegnet til store energilagringskraftværker og kan håndtere store energiomdannelsesbehov.
Konverteringseffektivitet:Kravene er ekstremt høje og opretholder generelt en konverteringseffektivitet på over 95 % for at reducere energitab og forbedre økonomien i energilagringssystemer.
Svarhastighed:Med hurtig reaktionsevne kan den justere opladnings- og afladningseffekten inden for millisekunder for at sikre stabiliteten af elnettet.
Systemkompatibilitet:Det er godt kompatibelt med energilagringsbatterisystemer i stor skala og komplekse elnet, der tilpasser sig forskellige batterikarakteristika og krav til netadgang.
Eksempel:
Effektområde:10MW-100MW
Effektivitet:Større end eller lig med 95 %
Svartid:< 10ms
Indgangsspændingsområde:700VDC -1500VDC
Udgangsspændingsniveau:35kV eller højere
Gennemsnitlig tid mellem fejl (MTBF):>100000 timer
2. Industrielle og kommercielle lager-pc'er
Effektområde:Effekten er generelt mellem snesevis af kW og adskillige MW, velegnet til industrielle og kommercielle brugerscenarier.
Pålidelighed:Med høj pålidelighed sigter den mod at reducere nedetid på grund af fejl, opfylde behovene for kontinuerlig produktion eller drift og har en længere gennemsnitlig tid mellem fejl.
Funktionelle egenskaber:Sammenlignet med store lager-pc'er er dens funktioner relativt enkle, men mere tilpasningsdygtige; Nogle produkter integrerer også BMS (Battery Management System) funktionalitet. Derudover har den også visse netstøttefunktioner, såsom primær frekvensregulering og hurtig afsendelse af kildenetbelastninger.
Eksempel:
Effektområde:50 kW -2MW
Effektivitet: 90% -94%
Svartid:< 20ms
Indgangsspændingsområde:500VDC -800VDC
Udgangsspændingsniveau:400VAC/690VAC
MTBF:>50000 timer
3. Husstands opbevarings-PCS
Effektskala:Effekten er relativt lille, normalt mellem et par kW og et dusin kW, hovedsagelig brugt til husholdningsfotovoltaisk energilagring og nødstrømforsyning.
Sikkerhed:Læg vægt på sikkerhedsydelse, udstyret med et omfattende batteristyringssystem for at forhindre overopladning, overafladning, kortslutninger og andre situationer, hvilket sikrer husholdningsbrugeres sikkerhed.
Brugervenlighed:Nem at betjene, nem at vedligeholde, med en intuitiv brugergrænseflade, nem at installere og integrere i hjemmestrømsystemer.
Eksempel:
Effektområde:3kW-15kW
Effektivitet:85% -92%
Svartid:< 50ms
Indgangsspændingsområde:200VDC -500VDC
Udgangsspændingsniveau:230VAC
MTBF:>30000 timer
For PCS i tre forskellige applikationsscenarier med stor opbevaring, industriel og kommerciel opbevaring og husholdningsopbevaring, anvender de lignende, men forskellige strategier og tekniske midler, når de håndterer unormale situationer såsom overopladning, overafladning og kortslutninger.
1. Overopladningsbeskyttelse
Storskala energilagring:På grund af brugen af energitype batterier i store energilagringskraftværker og behovet for at levere strømforsyningstjenester, er kravene til batteristyringssystemer (BMS) meget høje. BMS vil løbende overvåge statusinformationen for hver batterienhed. Når den registrerer, at en batterienhed nærmer sig en fuldt opladet tilstand, eller spændingen overstiger den indstillede tærskel, stopper den straks med at oplade batterienheden gennem PCS og afgiver en alarm for at give operatøren besked om at kontrollere problemet. Derudover understøtter nogle avancerede PCS også SOC balanceringskontrolfunktion, som til en vis grad undgår forekomsten af overopladning forårsaget af ujævn opladning af individuelle battericeller.
Industriel og kommerciel energilagring:BMS i industrielle og kommercielle energilagringssystemer giver også overopladningsbeskyttelsesmekanismer for at sikre, at overopladning ikke beskadiger batteriets levetid eller forårsager sikkerhedsulykker. Når PCS modtager overopladningssignalet sendt af BMS, vil det hurtigt justere sin arbejdstilstand, såsom at reducere indgangseffekten, indtil strømindgangen er fuldstændig afbrudt for at forhindre yderligere opladning.
Husholdningsopbevaring:Sikkerhed er særlig vigtig for husholdningsbrugere. Derfor har husstandens lager-PCS ikke kun indbygget streng overladningsbeskyttelseslogik, men kombinerer også ofte intelligente algoritmer for at optimere opladningsprocessen, hvilket sikrer effektiv forebyggelse af overladningsrisici selv i ubemandede situationer. Hvis der opstår overopladning, stopper PCS automatisk opladningen og uploader relevante alarmoplysninger til cloud-platformen, så brugerne kan se dem.
2. Overudladningsbeskyttelse
Stor opbevaring:For at sikre stabil produktion af elektrisk energi fra energilagringsstationer over en længere periode er det nødvendigt at kontrollere den mindste tilladte afladningsdybde af batteriet strengt. BMS vil overvåge batteripakkens overordnede ladningstilstand (SOC) i realtid baseret på forudindstillede parametre og udløse PCS til at udføre tilsvarende beskyttelseshandlinger, før SOC falder til en kritisk værdi, såsom at begrænse afladningseffekten eller endda suspendere afladningsoperationer , indtil SOC vender tilbage til et sikkert område.
Industriel og kommerciel energilagring:Industrielle og kommercielle energilagringssystemer har også lignende beskyttelsesforanstaltninger for overafladning, men i betragtning af de hyppige opladnings- og afladningscyklusser i praktiske applikationer vil nogle avancerede produkter introducere mere raffinerede styringsstrategier, såsom dynamisk justering af SOC øvre og nedre grænser, implementering af kapacitet kalibrering osv. for bedre at bevare batteriets sundhed.
Husholdningsopbevaring:Opbevarings-pc'er til husholdninger lægger også stor vægt på beskyttelse mod overafladning, især i hjemmemiljøer, der er afhængige af energilagring til strømforsyning under dårlige lysforhold om natten. Den kan præcist bestemme, hvornår udladningsprocessen skal afsluttes og nå målet om at prioritere brugen af ren energi i løbet af dagen gennem kobling til solcelleanlægget, hvilket reducerer muligheden for dybafladning om natten.
3. Kortslutningsbeskyttelse
Storskala energilagring:På grund af den komplekse elektriske forbindelsesstruktur inden for store energilagerkraftværker kan enhver kortslutningsfejl have alvorlige konsekvenser. Derfor lægger PCS-design særlig vægt på at forbedre sin egen kortslutningsmodstand, herunder, men ikke begrænset til, konfiguration af højtydende sikringer, hurtige afbrydere og andre hardwarefaciliteter; Samtidig er det i forbindelse med sikkerhedskontrolprogrammer på softwareniveau muligt at identificere og isolere fejlbehæftede områder på meget kort tid, hvilket minimerer tab i videst muligt omfang.
Industriel og kommerciel energilagring:Industrielle og kommercielle energilagringssystemer står også over for risikoen for kortslutninger, især når flere PCS kører parallelt. For at løse dette problem, ud over konventionelle sikringer og afbrydere, anvender moderne PCS også mere intelligente metoder til kortslutningsbeskyttelse, såsom at bruge strømsensorer til hurtigt at fange unormale udsving og reagere rettidigt gennem indbyggede beskyttelseskredsløb, såsom lukning af udgangskanaler og aktivering af nødkøleanordninger.
Husholdningsopbevaring:Til husholdningsopbevaring, i betragtning af det spredte installationsmiljø og begrænsede brugerekspertise, blev PCS designet med brugervenlighed og pålidelighed i tankerne fra begyndelsen. Ud over grundlæggende kortslutningsbeskyttelsesfunktioner integrerer mange produkter også redundante designs såsom dobbeltlagssikringer og flere jordingsbeskyttelser for at sikre maksimal beskyttelse af brugernes personlige og ejendomsmæssige sikkerhed selv i tilfælde af uventede situationer.