Ein bidirektionales Leistungsumwandlungssystem (PCS) bildet die elektrische Brücke zwischen einer Batterie und einem Wechselstromnetz. Es wandelt Wechselstrom beim Laden der Batterie in Gleichstrom um und anschließend den gespeicherten Gleichstrom wieder in Wechselstrom, wenn die Batterie einen Verbraucher versorgt oder Strom ins Netz einspeist. Darüber hinaus steuert es Spannung, Stromstärke, Frequenz und Betriebsart. Ohne ein geeignetes PCS kann eine Batterie zwar Energie speichern, diese aber nicht sicher oder mit der erforderlichen Leistung abgeben.

Die Wahl des Leistungsumrichters (PCS) ist daher ein entscheidender Faktor bei der Auslegung von Batteriespeichersystemen (BESS). Ein schlecht abgestimmter PCS kann die Leistung einschränken, die Umwandlungsverluste erhöhen, Kommunikationsfehler verursachen oder die Versorgung wichtiger Lasten bei einem Netzausfall beeinträchtigen. Ein korrekt ausgewählter PCS trägt dazu bei, Lastspitzen zu reduzieren, mehr erneuerbare Energien zu nutzen, die Stromqualität zu sichern und den Netzausbau zu unterstützen.

WonVolt Das Unternehmen entwickelt Ausrüstung und integrierte Lösungen für saubere Energie für industrielle, gewerbliche und großtechnische Projekte. Es wurde 2016 gegründet, betreibt zwei Werke in Hefei und verfügt über Kapazitäten von 1,2 GW für Solarmodule und 2,5 GWh für Lithiumbatterien. Weitere Details finden Sie in der [Referenz einfügen]. WonVolt-Unternehmensprofil.

Was genau leistet ein bidirektionaler PCS?

„Bidirektional“ bedeutet, dass der Energiefluss in beide Richtungen erfolgt. Das PCS ändert seine Richtung gemäß den Befehlen des Energiemanagementsystems, bleibt dabei aber innerhalb der vom Batteriemanagementsystem vorgegebenen Grenzen.

AC-zu-DC-Laden

Beim Ladevorgang wandelt der PCS/Gleichrichter Wechselstrom in Gleichstrom um und regelt diesen auf die entsprechende Batteriespannung. Das BMS legt Grenzwerte basierend auf verschiedenen Parametern fest, wie z. B. Ladezustand, Temperatur, Zellspannung, Stromstärke und Fehlerstatus. Das BMS ermöglicht eine präzise Steuerung der Batterie, um Überstrom, Überspannung und andere Ereignisse zu verhindern, die die Batterie belasten oder sogar zum Abschalten führen können. Das BMS ermöglicht außerdem das Laden bei niedrigem Stromtarif oder wenn die Erzeugung erneuerbarer Energien den Bedarf des Standorts übersteigt.

Gleichstrom-Wechselstrom-Entladung

Während der Entladung arbeitet das PCS als Wechselrichter. Es wandelt den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom mit der für die Last oder den Netzanschlusspunkt erforderlichen Spannung, Frequenz, Wellenform und Phase um.

Dies unterstützt Lastspitzenkappung, Notstromversorgung, die Umstellung auf erneuerbare Energien und Netzdienstleistungen. In industriellen Anwendungen können Ansprechgeschwindigkeit und Überlastverhalten darüber entscheiden, ob Motoren, Pumpen, Kompressoren und Produktionssteuerungen weiterhin normal funktionieren.

Steuerung mit dem Gebäudeleitsystem (BMS) und dem Energiemanagementsystem (EMS)

Das Batteriemanagementsystem (BMS) überwacht den Batteriezustand, während das Energiemanagementsystem (EMS) Bedarf, Preise, erneuerbare Energieerzeugung und Betriebsprioritäten auswertet. Das Leistungsumschaltsystem (PCS) empfängt den Leistungsbefehl, prüft die Batteriegrenzen und führt den erforderlichen Lade- oder Entladevorgang durch.

Kommunikationskompatibilität ist unerlässlich. Falsche Protokolle, Datenzuordnungen oder Fehlerlogik können die verfügbare Ausgabeleistung reduzieren oder wiederholte Alarme auslösen. Gängige Schnittstellen sind CAN und RS485.

Warum ist der PCS für die moderne BESS-Auslegung so wichtig?

Batteriekapazität und PCS-Leistung beschreiben unterschiedliche Leistungsaspekte. Die Kapazität gibt an, wie viel Energie gespeichert werden kann. Die PCS-Leistung gibt an, wie schnell diese Energie übertragen werden kann.

Es passt die Leistung an die Betriebsdauer an.

Eine zu große Batterie in Kombination mit einem unterdimensionierten PCS kann sich bei kurzzeitigen Lastspitzen nicht schnell genug entladen. Ein überdimensioniertes PCS verursacht zusätzliche Kosten, wenn die Batterie nicht den benötigten Strom liefern kann.

Eine 1-MWh-Batterie in Kombination mit einem 250-kW-PCS kann theoretisch etwa vier Stunden lang mit Nennleistung entladen werden, bevor Verluste und Betriebsgrenzen berücksichtigt werden müssen. Ein 500-kW-PCS liefert mehr Leistung für einen kürzeren Zeitraum. Das optimale Verhältnis hängt von der benötigten Leistung und Dauer ab.

Es schützt die Stromqualität

Empfindliche Verbraucher benötigen neben der verfügbaren Energie eine stabile Spannung und Frequenz. Oberschwingungsverzerrung, Leistungsfaktor, Überlastfähigkeit und netzunabhängige Spannungsregelung sollten vor dem Kauf geprüft werden.

Induktive Lasten können hohe Anlaufströme ziehen. Eine unzureichende Überlaststeuerung kann zu Fehlstarts, Auslösungen oder wiederholten Neustarts führen.

Es ermöglicht verschiedene Betriebsmodi

Moderne Batteriespeichersysteme (BESS) können zwischen netzgekoppeltem, netzunabhängigem, Backup- und Mikronetzbetrieb umschalten. Das PCS steuert diesen Übergang und bestimmt, wie schnell die Batterie die Last nach einem Netzausfall aufrechterhalten kann.

Für Industrielle und kommerzielle EnergiespeicherungZu den gängigen Zielen gehören Notstromversorgung, Lastspitzenkappung und höherer Eigenverbrauch. Größere Projekte können zudem die Erzeugung erneuerbarer Energien glätten und mehrere PCS-Einheiten parallel betreiben.

Welche Probleme von Käufern löst ein gut abgestimmtes PCS?

Die Bewertung sollte sich nach dem Problem vor Ort und dem Betriebsziel richten, nicht einfach nach dem größten verfügbaren Modell.

Hohe Spitzennachfrage

Eine Batterie kann geladen werden, wenn der Strompreis niedrig ist, beispielsweise nachts, wenn ein Überschuss an erneuerbarer Energie vorhanden ist. Anschließend kann sie zu Spitzenzeiten entladen werden. Das PCS muss schnell genug reagieren und ausreichend Leistung bereitstellen, um unerwünschte Lastspitzen zu vermeiden.

Überprüfen Sie die Intervalllastdaten, da monatliche Durchschnittswerte kurze, kostspielige Spitzen verschleiern können.

Geringer Eigenverbrauch erneuerbarer Energien

Die Erzeugung erneuerbarer Energien und der Bedarf vor Ort stimmen im Tagesverlauf selten überein. Ein bidirektionales PCS speichert überschüssige Energie und gibt sie ab, wenn der Bedarf steigt oder die Erzeugung sinkt.

Prüfen Sie, ob das System AC-Kopplung, DC-Kopplung oder eine Hybridarchitektur verwendet, da sich jeweils der Wandlungspfad und das Schutzdesign ändern.

Ausfall- und Expansionsrisiko

Ein einzelnes PCS kann zum Flaschenhals werden. Eine Parallelarchitektur kann die Redundanz verbessern, da andere Einheiten weiterarbeiten können, während eine Einheit isoliert ist – abhängig vom endgültigen Steuerungs- und Schutzdesign.

Modularität ermöglicht es Ihnen außerdem, die heute benötigte Leistung zu installieren und Platz, Schaltanlagen, Verkabelung und Steuerungstechnik für spätere Erweiterungen zu reservieren. Dies reduziert anfängliche Überinvestitionen und vermeidet eine komplette Neuplanung bei der Vergrößerung der Anlage.

Wie unterstützt das PCS100-1000 skalierbare BESS-Projekte?

Ein ausgewähltes Produkt aus der beigefügten Liste ist das/die/das 100 kW - 1000 kW Batterie-Wechselrichter, bidirektional, PCS100-1000Die Serie deckt Leistungsstufen von 100 kW bis 1000 kW ab und unterstützt bis zu acht Einheiten parallel, wodurch die Umwandlungsstufe mit der Last erweitert werden kann.

Effizienz und Stromqualität

Die 500-kW- und 1000-kW-Konfigurationen erreichen einen maximalen Wirkungsgrad von bis zu 98,5 %. Die netzgekoppelte Stromoberschwingungsverzerrung liegt unter 3 %, während die netzunabhängige Spannungsoberschwingungsverzerrung unter linearen Lasten nicht mehr als 2 % beträgt.

Datensicherung und Kommunikation

Die Serie unterstützt eine optionale automatische Umschaltung von maximal 10 ms, die dazu beitragen kann, ausgewählte kritische Verbraucher nach einem Netzausfall aufrechtzuerhalten. CAN- und RS485-Kommunikation ermöglichen die Integration mit Batterie- und Energiemanagementsystemen.

Batterie- und Standortabstimmung

Ermitteln Sie die erforderliche Batteriespannung für Ihr gewähltes Modell. Modelle mit geringerer Leistung decken den Bereich von 500 V bis 900 V ab, während Modelle mit höherer Leistung den Bereich von 900 V bis 1500 V abdecken. Weitere Informationen zu dieser Serie, einschließlich Zwangsluftkühlung und Betrieb bei Temperaturen von -25 °C bis +55 °C, finden Sie in den technischen Daten unter Berücksichtigung Ihrer Batterie, des Aufstellungsortes, der Höhenlage, der Belüftung und Ihres Lastprofils.

Eine Fabrik kann es zur Spitzenlastabdeckung und als Reserve nutzen, während ein Kraftwerk für erneuerbare Energien es zur Verschiebung der Stromerzeugung einsetzen kann. Bei größeren Projekten… BESS-Lösung im Versorgungsmaßstab Kombiniert Batterien, Wechselrichter, Temperaturregelung, Sicherheitsvorkehrungen und Überwachung in einer containerisierten Architektur.

Was sollten Sie vor der Auswahl eines PCS überprüfen?

Ein Datenblatt definiert zwar die Gerätegrenzen, aber nicht das richtige Projekt. Beginnen Sie mit Ihrem Lastprofil, den Batterieeigenschaften, dem Betriebsziel, der Umgebung und Ihrem Erweiterungsplan.

Leistungs- und Lastanforderungen

Überprüfen Sie Dauerlast, Maximalbedarf, Anlaufstrom des Motors, angestrebte Spitzenlastreduzierung und Backup-Prioritäten. Trennen Sie kritische von nichtkritischen Lasten.

Batteriekompatibilität

Prüfen Sie den gesamten Batteriespannungsbereich, den maximalen Strom, die Ladezustandsgrenzen und das Verhalten bei niedrigen Temperaturen. Die Kompatibilität muss sowohl bei der höchsten als auch bei der niedrigsten Betriebsspannung gewährleistet sein.

Systemkommunikation

Protokolle, Register, Befehle, Alarme und die Zuständigkeit der Hauptsteuerung bestätigen. Ladevorgang, Netzausfall, Not-Aus, Kommunikationsausfall, Wiederherstellung und Fehler in parallelen Einheiten testen.

Installationsbedingungen

Prüfen Sie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Höhe, Staub, Belüftung, Lärm, Gehäuseschutz, Transformatorbedarf, Kabellänge und Wartungszugänglichkeit.

WonVolt bietet maßgeschneiderte Lösungen EnergielösungenDies umfasst Voruntersuchungen vor Ort, Unterstützung bei der Installation, Inbetriebnahme und technische Schulungen. Projektinformationen können über das [Portal/die Plattform einfügen] eingereicht werden. Kontaktseite So können PCS, Batterie, Schutz- und Steuerungsarchitektur gemeinsam bewertet werden.

FAQ (häufig gestellte Fragen)

Frage 1: Ist ein bidirektionaler PCS dasselbe wie ein normaler Solarwechselrichter?
A: Nein. Ein normaler Solarwechselrichter wandelt hauptsächlich photovoltaischen Gleichstrom in Wechselstrom um. Ein bidirektionaler PCS wandelt Wechselstrom ebenfalls in Gleichstrom zum Laden von Batterien um.

Frage 2: Wie bestimmt man die Größe eines PCS für ein BESS?
A: Berücksichtigen Sie die erforderliche Lade- und Entladeleistung, die Spitzenlast, die Notstromlast, die Batteriespannung, den Strom und die Betriebsdauer. Die Batteriekapazität allein reicht nicht aus.

Frage 3: Kann ein PCS mit jeder Lithiumbatterie betrieben werden?
A: Nein. Spannung, Stromstärke, Kommunikationsprotokoll, Steuerlogik und Sicherheitsgrenzwerte müssen übereinstimmen. WonVolt empfiehlt, die Kompatibilität vor der Installation zu prüfen.

Frage 4: Warum ist die PCS-Effizienz wichtig?
A: Jeder Lade- und Entladezyklus durchläuft das PCS. Höhere Effizienz reduziert Energieverluste, Wärmeentwicklung und Betriebskosten.

Frage 5: Kann ein bidirektionales PCS die Lasten während eines Netzausfalls weiter betreiben?
A: Ja, wenn das PCS den netzunabhängigen Betrieb unterstützt und das System über geeignete Schalt-, Batteriekapazitäts-, Steuerlogik- und Schutzmechanismen verfügt.