U procesu ubrzanja realizacije dvostrukih ugljeničnih ciljeva i izgradnje novog elektroenergetskog sistema, tehnologija skladištenja energije postepeno postaje jedna od ključnih tehnologija za podršku stabilnom radu novog elektroenergetskog sistema i optimizaciju alokacije resursa. Među njima, PCS (Power Conversion System) pretvarač za skladištenje energije je osnovna oprema sistema za skladištenje energije, a njegove performanse i primena direktno utiču na ukupnu efikasnost i stabilnost sistema za skladištenje energije. Ovaj članak će provesti dubinsku analizu i tumačenje definicije, principa rada, glavnih karakteristika, načina rada, scenarija primjene i budućih trendova razvoja PCS pretvarača za skladištenje energije.
01
Definicija PCS pretvarača za skladištenje energije
PCS pretvarač za skladištenje energije, puni naziv Power Conversion System, ključni je uređaj u sistemu za skladištenje energije, koji se koristi za realizaciju konverzije energije i dvosmjernog toka između baterija za skladištenje energije i energetskih mreža. Može pretvoriti istosmjernu snagu u AC ili AC napajanje u istosmjernu snagu kako bi zadovoljio zahtjeve za punjenje i pražnjenje električne mreže za sisteme za pohranu energije. PCS pretvarač za skladištenje energije igra ulogu "mosta" u sistemu skladištenja energije, povezujući baterije za skladištenje energije i električne mreže kako bi se osigurao efikasan i stabilan rad sistema za skladištenje energije.
02
Princip rada PCS pretvarača za skladištenje energije
Princip rada PCS pretvarača za skladištenje energije uglavnom se zasniva na tehnologiji energetske elektronike, koja ostvaruje konverziju i dvosmjerni tok električne energije kontrolom uključivanja i isključivanja sklopnih uređaja. Kada je energetskoj mreži potreban sistem za skladištenje energije da se isprazni, PCS pretvarač za skladištenje energije pretvara jednosmernu snagu u bateriji za skladištenje energije u AC napajanje i šalje je u električnu mrežu; kada je energetskoj mreži potreban sistem za skladištenje energije za punjenje, PCS pretvarač za skladištenje energije pretvara AC snagu u električnoj mreži u istosmernu energiju i pohranjuje je u bateriju za skladištenje energije. Tokom procesa punjenja i pražnjenja, PCS pretvarač za skladištenje energije takođe treba da izvrši preciznu kontrolu snage i upravljanje energijom u skladu sa potrebama električne mreže i statusom baterije za skladištenje energije kako bi se osigurao stabilan rad i efikasno korišćenje skladišta energije. sistem.
03
Glavne karakteristike PCS pretvarača za skladištenje energije
1. Efikasna konverzija energije: PCS pretvarač za skladištenje energije usvaja naprednu tehnologiju energetske elektronike i strategije upravljanja za postizanje efikasne i stabilne konverzije energije i dvosmjernog toka. Njegova efikasnost konverzije je čak 95%, što može značajno smanjiti troškove rada sistema za skladištenje energije.
2. Precizna kontrola snage: PCS pretvarač za skladištenje energije ima preciznu sposobnost kontrole snage i može izvršiti prilagođavanja u realnom vremenu prema potrebama električne mreže i statusu baterije za pohranu energije. Kroz preciznu kontrolu snage, PCS pretvarač za skladištenje energije može postići brz odgovor i precizno podešavanje sistema za skladištenje energije, te poboljšati stabilnost i pouzdanost elektroenergetskog sistema.
3. Inteligentno upravljanje energijom: PCS pretvarač za pohranu energije također ima funkciju inteligentnog upravljanja energijom, koja se može inteligentno distribuirati i optimizirati prema opterećenju električne mreže i statusu baterije za pohranu energije. Putem inteligentnog upravljanja energijom, PCS pretvarač za skladištenje energije može maksimalno iskoristiti sistem skladištenja energije i minimizirati gubitke, te poboljšati ekonomičnost i zaštitu okoliša cijelog elektroenergetskog sistema.
4. Fleksibilna konfiguracija i proširenje: PCS pretvarač za skladištenje energije usvaja modularni dizajn, koji se može fleksibilno konfigurirati i proširiti prema stvarnim potrebama. Povećanjem ili smanjenjem broja modula, kapacitet sistema za skladištenje energije može se precizno prilagoditi potrebama različitih scenarija primene.
04
Način rada PCS pretvarača za skladištenje energije
1. U mrežnom načinu rada, dvosmjerna konverzija energije između baterije i mreže se ostvaruje prema naredbi za napajanje koju izdaje dispečer višeg nivoa; kao što je punjenje baterije tokom perioda niskog opterećenja mreže i vraćanje u mrežu tokom perioda najvećeg opterećenja mreže;
2. Režim Off-grid/izolovane mreže, kada su ispunjeni postavljeni zahtjevi, isključuje se iz glavne mreže i osigurava AC napajanje koje ispunjava zahtjeve za kvalitet električne energije mreže nekim lokalnim opterećenjima.
3. Hibridni način rada, sistem za skladištenje energije može se prebacivati između mrežnog načina rada i načina rada van mreže. Sistem za skladištenje energije je u mikromrežu, mikromreža je povezana na javnu mrežu i radi kao sistem povezan na mrežu u normalnim uslovima rada. Ako je mikromreža isključena iz javne mreže, sistem za skladištenje energije će raditi u režimu van mreže kako bi obezbedio glavno napajanje mikromreže. Uobičajene aplikacije uključuju filtriranje, stabilizaciju mreže, podešavanje kvaliteta električne energije i stvaranje samoizlječivih mreža.
05
Scenariji primjene PCS pretvarača za skladištenje energije
1. Vremensko pomeranje energije: U sistemu za skladištenje energije na strani korisnika, PCS pretvarač za skladištenje energije se može koristiti za vremensko pomeranje energije, skladištenje viška fotonaponske energije tokom dana i njeno puštanje kroz PCS noću ili po kišnom vremenu kada ne postoji fotonaponska proizvodnja električne energije koja može postići maksimalnu vlastitu upotrebu proizvodnje fotonaponske energije.
2. Peak-valley arbitraža: U sistemu skladištenja energije na strani korisnika, posebno u industrijskim i komercijalnim parkovima koji primjenjuju cijene električne energije po vremenu korištenja, PCS pretvarač za skladištenje energije može se koristiti za arbitražu vršne doline, punjenjem tokom period niskih cijena električne energije i pražnjenja u periodu visokih cijena električne energije, kako bi se postigla niska naplata i visoka arbitraža za pražnjenje, kako bi se uštedio ukupni trošak električne energije u parku.
3. Dinamičko proširenje kapaciteta: U scenarijima sa ograničenim kapacitetom snage, kao što su stanice za punjenje električnih vozila, PCS pretvarači za pohranu energije su konfigurisani sa baterijama za skladištenje energije za dinamičko proširenje kapaciteta. Tokom vršnog punjenja, PCS pretvarači za skladištenje energije se isprazne kako bi pružili dodatnu podršku za napajanje; tokom niskog vršnog punjenja, PCS pretvarači za skladištenje energije pune i pohranjuju jeftinu električnu energiju za rezervnu kopiju, što može postići arbitražu vršnih vrijednosti i dinamički proširiti kapacitet stanica za punjenje.
4. Microgrid sistem: U mikromrežnom sistemu, PCS pretvarači za skladištenje energije mogu postići koordiniranu kontrolu distribuiranih izvora energije i sistema za skladištenje energije, poboljšavajući stabilnost i kvalitet napajanja mikromreža. Kroz preciznu kontrolu snage i inteligentno upravljanje energijom PCS pretvarača za skladištenje energije, može se postići balans i optimalno planiranje napajanja i opterećenja u mikromrežnim sistemima.
5. Učestalost i vršna regulacija energetskih sistema: U elektroenergetskim sistemima, PCS pretvarači za skladištenje energije mogu se koristiti za regulaciju frekvencije i vršne vrijednosti 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 tački, PCS pretvarač za pohranu energije može apsorbirati višak energije u mreži i napuniti bateriju za pohranu energije za kasniju upotrebu.
Pretvarač za pohranu energije od 140-250 k
06
Trend razvoja PCS pretvarača za skladištenje energije
Trenutno se centralizovani PCS široko koristi u velikim elektranama za skladištenje energije. PCS velike snage kontroliše više grupa paralelnih baterija u isto vreme, a problem neravnoteže između grupa baterija ne može se efikasno rešiti; dok PCS sa nizom, PCS male i srednje snage kontroliše samo jedan klaster baterija, ostvarujući upravljanje jednim klasterom, efektivno izbegavajući efekat barela između klastera baterija, poboljšavajući životni vek sistema i povećavajući kapacitet pražnjenja tokom celog životnog ciklusa. Oblikovao se trend široke primjene string PCS-a. 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 velikom obimu u velikim elektranama za skladištenje energije.
Uz brzi razvoj nove energije i pametnih mreža i kontinuirano unapređenje tehnologije skladištenja energije, PCS pretvarači za skladištenje energije suočit će se s većim razvojnim mogućnostima i izazovima. U budućnosti će se PCS pretvarači za skladištenje energije razvijati u efikasnijem, inteligentnijem i fleksibilnijem smjeru.
S jedne strane, uz kontinuirano unapređenje tehnologije energetske elektronike i kontinuiranu primjenu novih materijala, efikasnost konverzije PCS pretvarača za pohranu energije će biti dodatno poboljšana. 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 bit će dodatno poboljšane, što može bolje zadovoljiti potrebe elektroenergetskog sistema. i optimizirati zakazivanje. Uz to, uz kontinuirano širenje i produbljivanje scenarija primjene sistema za pohranu energije, PCS pretvarači za skladištenje energije će se također suočiti s prilagođenijim potrebama i izazovima inovacija.