Obousměrný systém pro přeměnu energie (PCS) je elektrický most mezi baterií a sítí střídavého proudu. Při nabíjení baterie převádí střídavý proud na stejnosměrný proud a poté převádí uloženou stejnosměrnou elektřinu zpět na střídavý proud, když baterie napájí zátěž nebo odesílá energii do sítě. Řídí také napětí, proud, frekvenci a provozní režim. Bez vhodného PCS může baterie energii ukládat, ale nemůže ji bezpečně nebo v požadovaném výkonu dodávat.
Systém PCS je proto klíčovou volbou při návrhu BESS. Špatně zvolená jednotka může omezit výkon, zvýšit ztráty konverze, způsobit komunikační poruchy nebo selhat při přerušení sítě. Správně zvolený systém PCS pomáhá snižovat špičkovou spotřebu, využívat více obnovitelné elektřiny, chránit kvalitu energie a podporovat expanzi.
WonVoltu vyvíjí zařízení a integrovaná řešení čisté energie pro průmyslové, komerční a užitkové projekty. Společnost byla založena v roce 2016, provozuje dvě továrny v Che-fej a uvádí kapacity 1,2 GW pro solární panely a 2,5 GWh pro lithiové baterie. Více informací naleznete v Profil společnosti WonVolt.
Co vlastně dělá obousměrný PCS?
„Obousměrný“ označuje obousměrný tok energie. PCS mění směr podle příkazů ze systému řízení energie a zároveň zůstává v mezích stanovených systémem řízení baterie.
Nabíjení AC-DC
Při nabíjení převádí PCS/usměrňovač střídavý proud na stejnosměrný proud a reguluje stejnosměrný proud na odpovídající napětí baterie. BMS nastavuje limity na základě různých parametrů, jako je stav nabití, teplota, napětí článku, proud a poruchový stav. BMS umožňuje přesné řízení baterie, aby se zabránilo nadproudu, přepětí a dalším událostem, které mohou způsobit její namáhání nebo dokonce vypnutí. BMS také umožňuje nabíjení, když je nízký tarif nebo když je výstup obnovitelné energie vyšší než poptávka na místě.
Vybíjení DC-AC
Během vybíjení funguje PCS jako střídač. Převádí stejnosměrný proud z baterie na střídavý proud s napětím, frekvencí, tvarem vlny a fází požadovanými zátěží nebo bodem připojení k síti.
To podporuje potlačování špiček, záložní napájení, přepínání zdrojů energie z obnovitelných zdrojů a síťové služby. V průmyslových aplikacích může rychlost odezvy a výkon při přetížení určovat, zda motory, čerpadla, kompresory a řídicí systémy výroby budou i nadále normálně fungovat.
Ovládání pomocí BMS a EMS
Systém BMS monitoruje stav baterie, zatímco systém EMS vyhodnocuje poptávku, ceny, výrobu energie z obnovitelných zdrojů a provozní priority. Systém PCS přijímá příkazy k napájení, kontroluje limity baterie a provádí požadované nabití nebo vybití.
Kompatibilita komunikace je nezbytná. Nesprávné protokoly, mapování dat nebo logika poruch mohou snížit dostupný výstup nebo způsobit opakované alarmy. Mezi běžná rozhraní patří CAN a RS485.
Proč je PCS klíčový pro moderní návrh BESS?
Kapacita baterie a výkon PCS popisují různé složky výkonu. Kapacita udává, kolik energie lze uložit. Výkon PCS udává, jak rychle lze tuto energii přesunout.
Přizpůsobuje výkon provozní době
Velká baterie spárovaná s poddimenzovaným PCS se nedokáže dostatečně rychle vybít během krátké špičky odběru. Předimenzovaný PCS zvyšuje náklady, pokud baterie nedokáže dodat požadovaný proud.
Baterie s kapacitou 1 MWh spárovaná s 250kW PCS se teoreticky může vybíjet při jmenovitém výkonu přibližně čtyři hodiny, než se zohlední ztráty a provozní limity. 500kW PCS dodává více energie po kratší dobu. Správný poměr závisí na požadovaném výkonu a délce trvání.
Chrání kvalitu energie
Citlivé zátěže potřebují stabilní napětí a frekvenci, nejen dostupnou energii. Před nákupem je třeba zkontrolovat harmonické zkreslení, rozsah účiníku, přetížitelnost a regulaci napětí mimo síť.
Indukční zátěže mohou odebírat vysoký rozběhový proud. Slabá regulace přetížení může způsobit neúspěšné starty, vypnutí nebo opakované restarty.
Umožňuje různé provozní režimy
Moderní projekty BESS mohou přepínat mezi režimy připojení k síti, offline, záložní a mikrosíťové. PCS řídí přechod a určuje, jak rychle baterie po výpadku sítě udrží zátěž.
Pro průmyslové a komerční skladování energieMezi běžné cíle patří záložní napájení, eliminace špiček a vyšší vlastní spotřeba. Větší projekty mohou také vyhladit výrobu z obnovitelných zdrojů a provozovat několik jednotek PCS paralelně.
Které problémy kupujících řeší dobře sladěný PCS?
Jeho hodnocení by se mělo řídit problémem lokality a provozním cílem, nikoli pouze největším dostupným modelem.
Vysoká špičková poptávka
Baterii lze nabíjet, když je cena elektřiny nízká, např. v noci, kdy je přebytek obnovitelné energie. Poté ji lze vybíjet ve špičce. Systém PCS musí reagovat dostatečně rychle a poskytovat dostatečný výkon, aby se zabránilo nežádoucím špičkám v poptávce.
Zkontrolujte data intervalového zatížení, protože měsíční průměry mohou skrývat krátké a drahé špičky.
Nízká spotřeba energie z obnovitelných zdrojů
Výroba energie z obnovitelných zdrojů a poptávka po energii zřídkakdy odpovídají během dne. Obousměrný PCS ukládá přebytečnou energii a uvolňuje ji, když poptávka stoupne nebo výroba klesne.
Ověřte, zda systém používá střídavé propojení, stejnosměrné propojení nebo hybridní architekturu, protože každá z nich mění cestu převodu a návrh ochrany.
Riziko prostojů a expanze
Jeden PCS se může stát úzkým hrdlem. Paralelní architektura může zlepšit redundanci, protože ostatní jednotky mohou pokračovat v práci, i když je jedna jednotka izolována, v závislosti na konečném návrhu řízení a ochrany.
Modularita vám také umožňuje instalovat energii potřebnou dnes a rezervovat prostor, rozvaděče, kabeláž a ovládací prvky pro pozdější rozšíření. To snižuje nadměrné investice včas a zabraňuje kompletní přestavbě, když se zařízení rozroste.
Jak PCS100-1000 podporuje škálovatelné projekty BESS?
Doporučeným produktem z dodaného seznamu je 100KW-1000KW bateriový měnič obousměrný PCS100-1000Řada pokrývá výkonové úrovně od 100 kW do 1000 kW a podporuje až osm jednotek paralelně, což umožňuje rozšíření stupně konverze s rostoucí zátěží.
Účinnost a kvalita energie
Konfigurace 500 kW a 1000 kW dosahují maximální účinnosti až 98,5 %. Harmonické zkreslení proudu v síti je pod 3 %, zatímco harmonické zkreslení napětí mimo síť nepřesahuje 2 % při lineárním zatížení.
Zálohování a komunikace
Řada podporuje volitelný automatický přenos s dobou nepřesahující 10 ms, což může pomoci udržet vybrané kritické zátěže po výpadku sítě. Komunikace CAN a RS485 podporuje integraci s ovládacími prvky pro správu baterií a energie.
Párování baterií a pracovišť
Určete požadované napětí baterie pro vámi zvolený model. Modely s nižším výkonem pokrývají napětí 500 V až 900 V, zatímco modely s vyšším výkonem pokrývají napětí 900 V až 1500 V. Více informací o této řadě, včetně nuceného chlazení a provozu při teplotách od -25 °C do +55 °C, naleznete ve specifikacích vzhledem k vaší baterii, instalační místnosti, nadmořské výšce, větrání a profilu zatížení.
Továrna jej může využít pro odstranění špičky a zálohování, zatímco elektrárna na obnovitelné zdroje energie jej může využít k přesunu výroby. U větších projektů… Řešení BESS v užitkovém měřítku kombinuje baterie, střídače, regulaci teploty, bezpečnostní ochranu a monitorování v kontejnerové architektuře.
Co byste si měli ověřit před výběrem PCS?
Datový list definuje limity zařízení, ale nedefinuje správný projekt. Začněte s profilem zátěže, charakteristikami baterie, provozním cílem, prostředím a plánem rozšíření.
Požadavky na napájení a zátěž
Zkontrolujte trvalé zatížení, maximální odběr, rozběhový proud motoru, cílové snížení špičkového proudu a priority zálohování. Oddělte kritické zátěže od nekritických.
Kompatibilita baterií
Zkontrolujte plný rozsah napětí baterie, maximální proud, limity stavu nabití a chování při nízkých teplotách. Kompatibilita musí zůstat platná při nejvyšším i nejnižším provozním napětí.
Systémová komunikace
Ověřte protokoly, registry, příkazy, alarmy a odpovědnost hlavního řízení. Zkuste nabíjení, výpadek sítě, nouzové zastavení, selhání komunikace, obnovení a poruchy paralelních jednotek.
Instalační podmínky
Zkontrolujte teplotu, vlhkost, nadmořskou výšku, prach, větrání, hluk, ochranu krytu, potřeby transformátoru, vzdálenost kabelů a přístup pro údržbu.
WonVolt nabízí na míru energetická řešení, včetně předprojektového průzkumu v terénu, podpory instalace, uvedení do provozu a technického školení. Informace o projektu lze podat prostřednictvím kontaktní stránka takže architektura PCS, baterie, ochrany a řízení může být vyhodnocena společně.
Časté dotazy
Otázka 1: Je obousměrný PCS stejný jako normální solární invertor?
A: Ne. Běžný solární invertor přeměňuje hlavně stejnosměrný proud z fotovoltaiky na střídavý proud. Obousměrný PCS také přeměňuje střídavý proud na stejnosměrný proud pro nabíjení baterií.
Otázka 2: Jak se určuje velikost PCS pro BESS?
A: Použijte požadovaný nabíjecí a vybíjecí výkon, špičkové zatížení, záložní zatížení, napětí baterie, proud a dobu provozu. Samotná kapacita baterie nestačí.
Q3: Může jeden počítač fungovat s jakoukoli lithiovou baterií?
A: Ne. Napětí, proud, komunikační protokol, řídicí logika a bezpečnostní limity se musí shodovat. Společnost WonVolt doporučuje před instalací ověřit kompatibilitu.
Otázka 4: Proč je důležitá účinnost PCS?
A: Každý cyklus nabíjení a vybíjení prochází PCS. Vyšší účinnost snižuje energetické ztráty, tvorbu tepla a provozní náklady.
Otázka 5: Může obousměrný PCS udržet zátěže v chodu i během výpadku sítě?
A: Ano, pokud PCS podporuje provoz mimo síť a systém má vhodné spínání, kapacitu baterie, řídicí logiku a ochranu.