Nel processo di accelerazione della realizzazione degli obiettivi dual carbon e di costruzione di un nuovo sistema energetico, la tecnologia di stoccaggio dell’energia sta gradualmente diventando una delle tecnologie chiave per supportare il funzionamento stabile del nuovo sistema energetico e ottimizzare l’allocazione delle risorse. Tra questi, il convertitore di accumulo di energia PCS (Power Conversion System) è l'apparecchiatura principale del sistema di accumulo di energia e le sue prestazioni e applicazione influiscono direttamente sull'efficienza e sulla stabilità complessive del sistema di accumulo di energia. Questo articolo condurrà un'analisi e un'interpretazione approfondite della definizione, del principio di funzionamento, delle caratteristiche principali, della modalità di funzionamento, degli scenari applicativi e delle tendenze di sviluppo futuro del convertitore di accumulo di energia PCS.
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Definizione di convertitore di accumulo di energia PCS
Il convertitore di accumulo di energia PCS, nome completo Power Conversion System, è un dispositivo chiave nel sistema di accumulo di energia, utilizzato per realizzare la conversione dell'energia e il flusso bidirezionale tra le batterie di accumulo dell'energia e le reti elettriche. Può convertire l'energia CC in energia CA o l'energia CA in energia CC per soddisfare i requisiti di carica e scarica della rete elettrica per i sistemi di accumulo dell'energia. Il convertitore di accumulo dell'energia PCS svolge il ruolo di "ponte" nel sistema di accumulo dell'energia, collegando le batterie di accumulo dell'energia e le reti elettriche per garantire un funzionamento efficiente e stabile dei sistemi di accumulo dell'energia.
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Principio di funzionamento del convertitore di accumulo di energia PCS
Il principio di funzionamento del convertitore di accumulo di energia PCS si basa principalmente sulla tecnologia dell'elettronica di potenza, che realizza la conversione e il flusso bidirezionale dell'energia elettrica controllando l'accensione e lo spegnimento dei dispositivi di commutazione. Quando la rete elettrica necessita che il sistema di accumulo dell'energia si scarichi, il convertitore di accumulo dell'energia PCS converte la potenza CC nella batteria di accumulo dell'energia in potenza CA e la immette nella rete elettrica; quando la rete elettrica necessita della ricarica del sistema di accumulo dell'energia, il convertitore di accumulo dell'energia PCS converte l'energia CA nella rete elettrica in energia CC e la immagazzina nella batteria di accumulo dell'energia. Durante il processo di carica e scarica, il convertitore di accumulo di energia PCS deve anche eseguire un controllo preciso della potenza e una gestione dell'energia in base alle esigenze della rete elettrica e allo stato della batteria di accumulo di energia per garantire il funzionamento stabile e l'utilizzo efficiente dell'accumulo di energia. sistema.
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Caratteristiche principali del convertitore di accumulo di energia PCS
1. Conversione efficiente dell'energia: il convertitore di accumulo dell'energia PCS adotta tecnologie avanzate di elettronica di potenza e strategie di controllo per ottenere una conversione dell'energia efficiente e stabile e un flusso bidirezionale. La sua efficienza di conversione arriva fino al 95%, il che può ridurre significativamente i costi operativi del sistema di accumulo dell'energia.
2. Controllo preciso della potenza: il convertitore di accumulo di energia PCS ha una precisa capacità di controllo della potenza e può effettuare regolazioni in tempo reale in base alle esigenze della rete elettrica e allo stato della batteria di accumulo di energia. Attraverso un controllo preciso della potenza, il convertitore di accumulo di energia PCS può ottenere una risposta rapida e una regolazione precisa del sistema di accumulo di energia e migliorare la stabilità e l'affidabilità del sistema di alimentazione.
3. Gestione intelligente dell'energia: il convertitore di accumulo dell'energia PCS dispone anche di una funzione di gestione intelligente dell'energia, che può essere distribuita e ottimizzata in modo intelligente in base al carico della rete elettrica e allo stato della batteria di accumulo dell'energia. Attraverso la gestione intelligente dell'energia, il convertitore di accumulo dell'energia PCS può massimizzare l'utilizzo del sistema di accumulo dell'energia, ridurre al minimo le perdite e migliorare l'economia e la protezione ambientale dell'intero sistema energetico.
4. Configurazione ed espansione flessibili: il convertitore di accumulo di energia PCS adotta un design modulare, che può essere configurato ed espanso in modo flessibile in base alle esigenze effettive. Aumentando o diminuendo il numero di moduli, la capacità del sistema di accumulo dell'energia può essere regolata con precisione per soddisfare le esigenze di diversi scenari applicativi.
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Modalità di funzionamento del convertitore di accumulo di energia PCS
1. Nella modalità connessa alla rete, la conversione bidirezionale dell'energia tra il pacco batteria e la rete viene realizzata in base al comando di potenza emesso dal dispatcher di livello superiore; come la ricarica del pacco batteria durante il periodo di basso carico della rete e l'immissione in rete durante il periodo di picco di carico della rete;
2. Modalità off-grid/rete isolata, quando vengono soddisfatti i requisiti impostati, viene disconnesso dalla rete principale e fornisce alimentazione CA che soddisfa i requisiti di qualità dell'alimentazione della rete ad alcuni carichi locali.
3. Modalità ibrida, il sistema di accumulo dell'energia può passare dalla modalità connessa alla rete alla modalità off-grid. Il sistema di accumulo dell’energia si trova nella microrete, la microrete è connessa alla rete pubblica e funziona come un sistema connesso alla rete in normali condizioni di lavoro. Se la microrete è disconnessa dalla rete pubblica, il sistema di accumulo dell'energia funzionerà in modalità off-grid per fornire l'alimentazione principale alla microrete. Le applicazioni comuni includono il filtraggio, la stabilizzazione della rete, la regolazione della qualità dell'energia e la creazione di reti autorigeneranti.
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Scenari applicativi del convertitore di accumulo di energia PCS
1. Spostamento temporale dell'energia: nel sistema di accumulo dell'energia lato utente, il convertitore di accumulo dell'energia PCS può essere utilizzato per lo spostamento temporale dell'energia, immagazzinando la generazione di energia fotovoltaica in eccesso durante il giorno e rilasciandola tramite PCS di notte o in caso di pioggia quando non esiste una generazione di energia fotovoltaica, che possa raggiungere il massimo autoconsumo della produzione di energia fotovoltaica.
2. Arbitraggio picco-valle: nel sistema di accumulo di energia lato utente, in particolare nei parchi industriali e commerciali che implementano i prezzi dell'elettricità in base al tempo di utilizzo, il convertitore di accumulo di energia PCS può essere utilizzato per l'arbitraggio picco-valle, caricando durante il periodo di prezzi bassi dell'elettricità e scarico durante il periodo di prezzi elevati dell'elettricità, per ottenere un arbitraggio di carica basso e di scarico elevato, in modo da risparmiare sul costo complessivo dell'elettricità del parco.
3. Espansione dinamica della capacità: in scenari con capacità di potenza limitata, come le stazioni di ricarica per veicoli elettrici, gli inverter di accumulo di energia PCS sono configurati con batterie di accumulo di energia per l'espansione dinamica della capacità. Durante la ricarica di picco, gli inverter di accumulo dell'energia PCS si scaricano per fornire ulteriore supporto di alimentazione; durante la ricarica a basso picco, gli inverter di accumulo di energia PCS caricano e immagazzinano elettricità a basso prezzo per il backup, che può raggiungere l'arbitraggio picco-valle ed espandere dinamicamente la capacità delle stazioni di ricarica.
4. Sistema microrete: In un sistema microrete, gli inverter di accumulo di energia PCS possono ottenere un controllo coordinato delle fonti di energia distribuite e dei sistemi di accumulo di energia, migliorando la stabilità e la qualità dell'alimentazione elettrica delle microreti. Attraverso il controllo preciso della potenza e la gestione intelligente dell'energia degli inverter di accumulo di energia PCS, è possibile raggiungere l'equilibrio e la pianificazione ottimale dell'alimentazione e del carico nei sistemi di microrete.
5. Regolazione della frequenza e dei picchi dei sistemi elettrici: Nei sistemi elettrici, gli inverter di accumulo dell'energia PCS possono essere utilizzati per la regolazione della frequenza e dei picchi per migliorare la stabilità e l'affidabilità delle reti elettriche. Quando il carico della rete è al massimo, l'inverter di accumulo dell'energia PCS può rilasciare l'energia nella batteria di accumulo dell'energia e fornire ulteriore supporto energetico alla rete; quando il carico della rete è basso, l'inverter con accumulo di energia PCS può assorbire l'energia in eccesso nella rete e caricare la batteria di accumulo per un uso successivo.
Growatt 140-250k inverter per l'accumulo di energia
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Trend di sviluppo dell'inverter per accumulo di energia PCS
Attualmente, i PCS centralizzati sono ampiamente utilizzati nelle grandi centrali elettriche di accumulo di energia. Un PCS ad alta potenza controlla più gruppi di batterie parallele contemporaneamente e il problema dello squilibrio tra i gruppi di batterie non può essere gestito in modo efficace; mentre il PCS di stringa, un PCS di piccola e media potenza controlla solo un cluster di batterie, realizzando la gestione di un cluster one, evitando efficacemente l'effetto barile tra i cluster di batterie, migliorando la vita del sistema e aumentando la capacità di scarica dell'intero ciclo di vita. La tendenza all'applicazione su larga scala dei PCS con stringhe ha preso forma. Negli armadi integrati per l'accumulo di energia industriale e commerciale, il PCS a stringa è diventato la soluzione tradizionale nel settore e in futuro verrà applicato su larga scala anche nelle grandi centrali elettriche di accumulo di energia.
Con il rapido sviluppo di nuova energia e reti intelligenti e il continuo progresso della tecnologia di stoccaggio dell’energia, i convertitori di stoccaggio dell’energia PCS si troveranno ad affrontare maggiori opportunità e sfide di sviluppo. In futuro, i convertitori di accumulo di energia PCS si svilupperanno in una direzione più efficiente, intelligente e flessibile.
Da un lato, con il continuo progresso della tecnologia dell’elettronica di potenza e la continua applicazione di nuovi materiali, l’efficienza di conversione dei convertitori di accumulo di energia PCS sarà ulteriormente migliorata. D'altra parte, con il continuo sviluppo e applicazione di tecnologie come big data, cloud computing e intelligenza artificiale, le capacità di gestione intelligente dell'energia dei convertitori di accumulo di energia PCS saranno ulteriormente migliorate, in grado di soddisfare meglio le esigenze del sistema energetico. e ottimizzare la pianificazione. Inoltre, con la continua espansione e approfondimento degli scenari applicativi dei sistemi di accumulo di energia, i convertitori di accumulo di energia PCS dovranno affrontare anche esigenze più personalizzate e sfide di innovazione.