Enerji depolama sistemlerinde önemli bir ekipman olarak Güç Dönüşüm Sistemi (PCS), farklı uygulama senaryolarına göre üç kategoriye ayrılabilir: büyük depolama PCS'si, endüstriyel ve ticari depolama PCS'si ve ev tipi depolama PCS'si. Bu üç tip PCS arasında güç ölçeği, uygulama senaryoları, teknik gereksinimler ve maliyet fiyatı açısından önemli farklılıklar vardır.
1. Büyük depolama PCS'si
Güç seviyesi:Büyük depolama PCS'nin güç seviyesi genellikle yüksektir, MW seviyesine ulaşır ve hatta 100 MW veya daha fazlasına kadar çıkar. Bu tip PCS, büyük enerji depolamalı enerji santralleri için uygundur ve büyük ölçekli enerji dönüşüm ihtiyaçlarını karşılayabilir.
Dönüşüm verimliliği:Gereksinimler son derece yüksektir; enerji kaybını azaltmak ve enerji depolama sistemlerinin ekonomisini iyileştirmek için genellikle %95'in üzerinde bir dönüşüm verimliliğini korurlar.
Tepki hızı:Hızlı yanıt verme özelliğiyle, elektrik şebekesinin stabilitesini sağlamak için şarj ve deşarj gücünü milisaniyeler içinde ayarlayabilir.
Sistem uyumluluğu:Çeşitli pil özelliklerine ve şebeke erişim gereksinimlerine uyum sağlayarak, büyük ölçekli enerji depolama pil sistemleri ve karmaşık güç şebekeleriyle iyi uyumludur.
Örnek:
Güç aralığı:10MW-100MW
Yeterlik:%95'ten büyük veya eşit
Tepki süresi:< 10ms
Giriş voltajı aralığı:700VDC -1500VDC
Çıkış voltajı seviyesi:35kV veya daha yüksek
Arızalar Arasındaki Ortalama Süre (MTBF):>100000 saat
2. Endüstriyel ve ticari depolama PC'leri
Güç aralığı:Güç genellikle onlarca kW ile birkaç MW arasındadır ve endüstriyel ve ticari kullanıcı senaryolarına uygundur.
Güvenilirlik:Yüksek güvenilirliği ile arızalardan kaynaklanan duruş sürelerini azaltmayı, sürekli üretim veya operasyon ihtiyaçlarını karşılamayı ve arızalar arasında ortalama sürenin daha uzun olmasını hedeflemektedir.
Fonksiyonel özellikler:Büyük depolamalı PCS ile karşılaştırıldığında işlevleri nispeten basittir ancak daha uyarlanabilirdir; Bazı ürünler aynı zamanda BMS (Pil Yönetim Sistemi) işlevselliğini de entegre eder. Ayrıca, birincil frekans düzenlemesi ve kaynak şebeke yüklerinin hızlı dağıtımı gibi belirli şebeke destek fonksiyonlarına da sahiptir.
Örnek:
Güç aralığı:50kW -2MW
Yeterlik: 90% -94%
Tepki süresi:< 20ms
Giriş voltajı aralığı:500VDC -800VDC
Çıkış voltajı seviyesi:400VAC/690VAC
MTBF:>50000 saat
3. Ev depolama PC'leri
Güç ölçeği:Güç nispeten küçüktür, genellikle birkaç kW ile bir düzine kW arasındadır ve çoğunlukla ev tipi fotovoltaik enerji depolama ve acil durum güç kaynağı için kullanılır.
Emniyet:Aşırı şarjı, aşırı deşarjı, kısa devreleri ve diğer durumları önlemek ve ev kullanıcılarının güvenliğini sağlamak için kapsamlı bir pil yönetim sistemi ile donatılmış güvenlik performansını vurgulayın.
Kullanılabilirlik:Kullanımı kolay, bakımı kolay, sezgisel kullanıcı arayüzü ile kurulumu ve ev güç sistemlerine entegrasyonu kolaydır.
Örnek:
Güç aralığı:3kW-15kW
Yeterlik:85% -92%
Tepki süresi:< 50ms
Giriş voltajı aralığı:200VDC -500VDC
Çıkış voltajı seviyesi:230VAC
MTBF:>30000 saat
Büyük depolama, endüstriyel ve ticari depolama ve ev depolamadan oluşan üç farklı uygulama senaryosunda PCS için aşırı şarj, aşırı deşarj ve kısa devre gibi anormal durumlarla uğraşırken benzer ancak farklı stratejiler ve teknik araçlar benimserler.
1. Aşırı şarj koruması
Büyük ölçekli enerji depolama:Büyük enerji depolama santrallerinde enerji tipi bataryaların kullanılması ve güç yardımcı hizmetlerinin sağlanması ihtiyacından dolayı batarya yönetim sistemlerine (BMS) yönelik gereksinimler oldukça yüksektir. BMS, her pil ünitesinin durum bilgisini sürekli olarak izleyecektir. Bir pil ünitesinin tam şarjlı duruma yaklaştığını veya voltajın ayarlanan eşiği aştığını tespit ettiğinde, pil ünitesini PCS aracılığıyla şarj etmeyi derhal durduracak ve sorunu kontrol etmesi için operatöre bildirimde bulunmak üzere bir alarm verecektir. Ek olarak, bazı gelişmiş PCS, ayrı ayrı pil hücrelerinin eşit olmayan şekilde şarj edilmesinden kaynaklanan aşırı şarj oluşumunu bir dereceye kadar önleyen SOC dengeleme kontrol fonksiyonunu da destekler.
Endüstriyel ve ticari enerji depolama:Endüstriyel ve ticari enerji depolama sistemlerindeki BMS, aşırı şarjın pil ömrüne zarar vermemesini veya güvenlik kazalarına neden olmamasını sağlamak için aşırı şarj koruma mekanizmaları da sağlar. PCS, BMS tarafından gönderilen aşırı şarj sinyalini aldığında, daha fazla şarjı önlemek için güç girişi tamamen kesilene kadar giriş gücünü azaltmak gibi çalışma modunu hızlı bir şekilde ayarlayacaktır.
Evde depolama:Güvenlik özellikle ev kullanıcıları için önemlidir. Bu nedenle, ev tipi depolama PCS'si yalnızca dahili aşırı şarj koruma mantığına sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda şarj sürecini optimize etmek için sıklıkla akıllı algoritmaları birleştirerek insansız durumlarda bile aşırı şarj risklerinin etkili bir şekilde önlenmesini sağlar. Aşırı şarj meydana gelirse, PCS otomatik olarak şarjı durduracak ve ilgili alarm bilgilerini kullanıcıların görüntülemesi için bulut platformuna yükleyecektir.
2. Aşırı deşarj koruması
Büyük depolama:Enerji depolama istasyonlarından uzun süre boyunca istikrarlı elektrik enerjisi çıkışı sağlamak için, pilin izin verilen minimum deşarj derinliğini sıkı bir şekilde kontrol etmek gerekir. BMS, önceden ayarlanmış parametrelere göre pil takımının genel Şarj Durumunu (SOC) gerçek zamanlı olarak izleyecek ve SOC kritik bir değere düşmeden önce, deşarj gücünü sınırlamak ve hatta deşarj işlemlerini askıya almak gibi ilgili koruyucu eylemleri gerçekleştirmesi için PCS'yi tetikleyecektir. SOC güvenli bir aralığa dönene kadar.
Endüstriyel ve ticari enerji depolama:Endüstriyel ve ticari enerji depolama sistemleri de benzer aşırı deşarj koruma önlemlerine sahiptir, ancak pratik uygulamalardaki sık şarj ve deşarj döngüleri göz önüne alındığında, bazı ileri teknoloji ürünler, SOC üst ve alt limitlerinin dinamik olarak ayarlanması, kapasitenin uygulanması gibi daha rafine yönetim stratejileri sunacaktır. Pil sağlığını daha iyi korumak için kalibrasyon vb.
Evde depolama:Ev depolama PCS'leri, özellikle geceleri düşük ışık koşullarında güç kaynağı için enerji depolamaya dayanan ev ortamlarında aşırı deşarj korumasına da büyük önem vermektedir. Deşarj sürecinin ne zaman sonlandırılacağını doğru bir şekilde belirleyebilir ve fotovoltaik sistemle bağlantı kurarak gündüzleri temiz enerji kullanımına öncelik verme hedefine ulaşarak geceleri derin deşarj olasılığını azaltabilir.
3. Kısa devre koruması
Büyük ölçekli enerji depolama:Büyük enerji depolama santrallerindeki karmaşık elektrik bağlantı yapısı göz önüne alındığında, herhangi bir kısa devre arızasının ciddi sonuçları olabilir. Bu nedenle PCS tasarımı, yüksek performanslı sigortaların, hızlı devre kesicilerin ve diğer donanım olanaklarının yapılandırılması dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere kendi kısa devre direncini artırmaya özel önem verir; Aynı zamanda yazılım düzeyindeki güvenlik kontrol programları ile birlikte hatalı alanların çok kısa sürede tespit edilip izole edilmesi sağlanarak kayıpların mümkün olan en aza indirilmesi mümkün olmaktadır.
Endüstriyel ve ticari enerji depolama:Endüstriyel ve ticari enerji depolama sistemleri de, özellikle birden fazla PC'nin paralel çalıştığı durumlarda kısa devre riskiyle karşı karşıyadır. Bu sorunu çözmek için, geleneksel sigortalara ve devre kesicilere ek olarak modern PCS, anormal dalgalanmaları hızlı bir şekilde yakalamak ve yerleşik koruma devreleri aracılığıyla zamanında yanıt vermek için akım sensörlerini kullanmak gibi kısa devre koruması için daha akıllı yöntemler de benimser. çıkış kanallarının kapatılması ve acil durum soğutma cihazlarının etkinleştirilmesi gibi.
Evde depolama:Evsel depolama için, dağınık kurulum ortamı ve sınırlı kullanıcı uzmanlığı göz önüne alındığında, PCS, başından itibaren kullanım kolaylığı ve güvenilirlik göz önünde bulundurularak tasarlandı. Pek çok ürün, temel kısa devre koruma fonksiyonlarının yanı sıra, beklenmedik durumlarda bile kullanıcıların kişisel ve mülk güvenliğinin maksimum düzeyde korunmasını sağlamak için çift katmanlı sigortalar ve çoklu topraklama korumaları gibi yedekli tasarımları da entegre eder.