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一文读懂PCS储能变流器

日期:2024-05-28    来源:古瑞瓦特

国际储能网

2024
05/28
09:40
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关键词: 古瑞瓦特 储能系统 PCS储能变流器

在加快实现双碳目标和构建新型电力系统的进程中,储能技术正逐步成为支撑新型电力系统稳定运行、优化资源配置的关键技术之一。其中,PCS(Power Conversion System)储能变流器作为储能系统的核心设备,其性能和应用直接影响着储能系统的整体效率和稳定性。本文将从PCS储能变流器的定义、工作原理、主要特点、工作模式、应用场景以及未来发展趋势等方面进行深入分析和解读。

PCS储能变流器的定义

PCS储能变流器,全称Power Conversion System,是储能系统中的关键设备,用于实现储能电池与电网之间的能量转换和双向流动。它能够将直流电转换为交流电或将交流电转换为直流电,以满足电网对储能系统的充放电需求。PCS储能变流器在储能系统中扮演着“桥梁”的角色,连接着储能电池和电网,确保储能系统的高效、稳定运行。

PCS储能变流器的工作原理

PCS储能变流器的工作原理主要基于电力电子技术,通过控制开关器件的通断来实现电能的转换和双向流动。当电网需要储能系统放电时,PCS储能变流器将储能电池中的直流电转换为交流电,并输出到电网中;当电网需要储能系统充电时,PCS储能变流器则将电网中的交流电转换为直流电,并存储到储能电池中。在充放电过程中,PCS储能变流器还需要根据电网的需求和储能电池的状态进行精确的功率控制和能量管理,以确保储能系统的稳定运行和高效利用。

古瑞瓦特100k储能变流器

PCS储能变流器的主要特点

1. 高效能量转换:PCS储能变流器采用先进的电力电子技术和控制策略,能够实现高效、稳定的能量转换和双向流动。其转换效率高达95%以上,能够显著降低储能系统的运行成本。

2. 精确功率控制:PCS储能变流器具有精确的功率控制能力,能够根据电网的需求和储能电池的状态进行实时调整。通过精确的功率控制,PCS储能变流器可以实现储能系统的快速响应和精确调节,提高电力系统的稳定性和可靠性。

3. 智能能量管理:PCS储能变流器还具有智能能量管理功能,能够根据电网的负荷情况和储能电池的状态进行智能调度和优化。通过智能能量管理,PCS储能变流器可以实现储能系统的最大化利用和最小化损耗,提高整个电力系统的经济性和环保性。

4. 灵活配置和扩展:PCS储能变流器采用模块化设计,可以根据实际需求进行灵活配置和扩展。通过增加或减少模块数量,可以实现对储能系统容量的精确调整,满足不同应用场景的需求。

古瑞瓦特180-210k储能变流器

PCS储能变流器的工作模式

1.并网模式下按照上层调度下发的功率指令实现蓄电池组和电网之间的双向能量转换;如在电网负荷低谷期给蓄电池组充电,在电网负荷高峰期回馈电网;

2.离网/孤网模式,在满足设定要求的情况下,与主电网脱开,给本地的部分负荷提供满足电网电能质量要求的交流电能。

3.混合模式,储能系统能够在并网模式和离网模式之间进行切换。储能系统处于微网中,微网与公共电网接,正常工作状态下作为并网系统运行如果微网与公共电网脱离,储能系统将工作在离网模式为微网提供主电源。常见应用包括滤波,稳定电网,调节电能质量和创造自愈网。

PCS储能变流器的应用场景

1.能量时移:在用户侧储能系统中,PCS储能变流器可以用于能量时移,将白天时段内光伏多余的发电量储存起来,在晚上或者阴雨天气无光伏发电量的时段内再通过PCS释放出来,可以实现光伏发电的最大化自发自用。

2.峰谷套利:在用户侧储能系统中,尤其是执行分时电价的工商业园区,PCS储能变流器可用于进行峰谷套利,通过在电价低廉的时间段进行充电,在电价高昂的时间段进行放电,实现低充高放进行套利,达到节省园区整体用电成本的目的。

3.动态扩容:在电力容量受限的场景,类似电动汽车充电站场景,通过PCS储能变流器配置储能电池来进行动态扩容,充电高峰时候,PCS储能变流器进行放电,提供额外的功率支持;充电低峰时,PCS储能变流器进行充电,储存低价的电能进行备用,既能实现峰谷套利,又能给充电场站进行动态扩容。

4. 微电网系统:在微电网系统中,PCS储能变流器能够实现分布式电源与储能系统的协调控制,提高微电网的稳定性和供电质量。通过PCS储能变流器的精确功率控制和智能能量管理,可以实现微电网系统中电源和负荷的平衡和优化调度。

5. 电力系统调频调峰:在电力系统中,PCS储能变流器可以用于调频调峰,提高电网的稳定性和可靠性。当电网负荷高峰时,PCS储能变流器可以释放储能电池中的能量,为电网提供额外的功率支持;当电网负荷低谷时,PCS储能变流器则可以吸收电网中的多余能量,为储能电池充电,以备后用。

古瑞瓦特140-250k储能变流器

PCS储能变流器的发展趋势

目前在大型储能电站中普遍采用集中式PCS,一台大功率PCS同时控制多簇并联的电池,电池簇间的不均衡问题得不到有效的处理;而组串式PCS,一台中小功率的PCS只控制一簇电池,实现一簇一管理,有效规避电池簇间的木桶效应,提升系统寿命,提高全寿命周期放电容量,组串式PCS规模化应用趋势已见雏形,在工商业储能一体柜中组串式PCS已成为行业主流方案,未来在大型储能电站中也将实现大规模化应用。

随着新能源和智能电网的快速发展以及储能技术的不断进步,PCS储能变流器将面临更大的发展机遇和挑战。未来,PCS储能变流器将朝着更高效、更智能、更灵活的方向发展。

一方面,随着电力电子技术的不断进步和新材料的不断应用,PCS储能变流器的转换效率将得到进一步提高。另一方面,随着大数据、云计算、人工智能等技术的不断发展和应用,PCS储能变流器的智能能量管理能力将得到进一步提升,能够更好地满足电力系统的需求和优化调度。此外,随着储能系统应用场景的不断拓展和深化,PCS储能变流器也将面临更多的定制化需求和创新挑战。  


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