Sistem Penukaran Kuasa (PCS), sebagai peralatan utama dalam sistem storan tenaga, boleh dibahagikan kepada tiga kategori berdasarkan senario aplikasi yang berbeza: PCS storan besar, PCS storan industri dan komersial, dan PCS storan isi rumah. Terdapat perbezaan yang ketara antara ketiga-tiga jenis PCS ini dari segi skala kuasa, senario aplikasi, keperluan teknikal dan harga kos.
1. PC storan besar
Tahap kuasa:Tahap kuasa PCS storan besar biasanya tinggi, mencapai tahap MW, malah sehingga 100MW atau lebih. PCS jenis ini sesuai untuk loji kuasa penyimpanan tenaga yang besar dan boleh mengendalikan keperluan penukaran tenaga berskala besar.
Kecekapan penukaran:Keperluan adalah sangat tinggi, secara amnya mengekalkan kecekapan penukaran melebihi 95% untuk mengurangkan kehilangan tenaga dan meningkatkan ekonomi sistem penyimpanan tenaga.
Kelajuan tindak balas:Dengan keupayaan tindak balas pantas, ia boleh melaraskan kuasa pengecasan dan nyahcas dalam masa milisaat untuk memastikan kestabilan grid kuasa.
Keserasian sistem:Ia sangat serasi dengan sistem bateri storan tenaga berskala besar dan grid kuasa yang kompleks, menyesuaikan diri dengan pelbagai ciri bateri dan keperluan akses grid.
Contoh:
Julat kuasa:10MW-100MW
Kecekapan:Lebih daripada atau sama dengan 95%
Masa tindak balas:< 10ms
Julat voltan input:700VDC -1500VDC
Tahap voltan keluaran:35kV atau lebih tinggi
Purata Masa Antara Kegagalan (MTBF):>100000 jam
2. PCS penyimpanan industri dan komersial
Julat kuasa:Kuasa biasanya antara puluhan kW dan beberapa MW, sesuai untuk senario pengguna industri dan komersial.
Kebolehpercayaan:Dengan kebolehpercayaan yang tinggi, ia bertujuan untuk mengurangkan masa henti akibat kegagalan, memenuhi keperluan pengeluaran atau operasi berterusan, dan mempunyai purata masa yang lebih lama antara kegagalan.
Ciri-ciri fungsi:Berbanding dengan PCS storan yang besar, fungsinya agak mudah, tetapi lebih mudah disesuaikan; Sesetengah produk juga menyepadukan fungsi BMS (Battery Management System). Selain itu, ia juga mempunyai fungsi sokongan grid tertentu, seperti peraturan frekuensi utama dan penghantaran pantas beban grid sumber.
Contoh:
Julat kuasa:50kW -2MW
Kecekapan: 90% -94%
Masa tindak balas:< 20ms
Julat voltan input:500VDC -800VDC
Tahap voltan keluaran:400VAC/690VAC
MTBF:>50000 jam
3. PC simpanan isi rumah
Skala kuasa:Kuasanya agak kecil, biasanya antara beberapa kW dan sedozen kW, terutamanya digunakan untuk simpanan tenaga fotovoltaik isi rumah dan bekalan kuasa kecemasan.
Keselamatan:Tekankan prestasi keselamatan, dilengkapi dengan sistem pengurusan bateri yang komprehensif untuk mengelakkan pengecasan berlebihan, pelepasan berlebihan, litar pintas dan situasi lain, memastikan keselamatan pengguna isi rumah.
Kebolehgunaan:Mudah dikendalikan, mudah diselenggara, dengan antara muka pengguna yang intuitif, mudah dipasang dan disepadukan ke dalam sistem kuasa rumah.
Contoh:
Julat kuasa:3kW-15kW
Kecekapan:85% -92%
Masa tindak balas:< 50ms
Julat voltan input:200VDC -500VDC
Tahap voltan keluaran:230VAC
MTBF:>30000 jam
Untuk PCS dalam tiga senario aplikasi berbeza storan besar, storan perindustrian dan komersil dan storan isi rumah, mereka menggunakan strategi dan cara teknikal yang serupa tetapi berbeza apabila berhadapan dengan situasi yang tidak normal seperti pengecasan berlebihan, pelepasan berlebihan dan litar pintas.
1. Perlindungan cas berlebihan
Penyimpanan tenaga berskala besar:Disebabkan penggunaan bateri jenis tenaga dalam loji janakuasa simpanan tenaga yang besar dan keperluan untuk menyediakan perkhidmatan tambahan kuasa, keperluan untuk sistem pengurusan bateri (BMS) adalah sangat tinggi. BMS akan terus memantau maklumat status setiap unit bateri. Sebaik sahaja ia mengesan bahawa unit bateri menghampiri keadaan dicas penuh atau voltan melebihi ambang yang ditetapkan, ia akan serta-merta berhenti mengecas unit bateri melalui PCS dan mengeluarkan penggera untuk memberitahu operator untuk menyemak masalah. Di samping itu, beberapa PCS canggih juga menyokong fungsi kawalan pengimbangan SOC, yang sedikit sebanyak mengelakkan berlakunya pengecasan berlebihan yang disebabkan oleh pengecasan tidak sekata sel bateri individu.
Penyimpanan tenaga industri dan komersial:BMS dalam sistem penyimpanan tenaga industri dan komersial juga menyediakan mekanisme perlindungan cas berlebihan untuk memastikan pengecasan berlebihan tidak merosakkan hayat bateri atau menyebabkan kemalangan keselamatan. Apabila PCS menerima isyarat cas berlebihan yang dihantar oleh BMS, ia akan melaraskan mod kerjanya dengan cepat, seperti mengurangkan kuasa input sehingga input kuasa terputus sepenuhnya untuk mengelakkan pengecasan selanjutnya.
Penyimpanan isi rumah:Keselamatan amat penting bagi pengguna isi rumah. Oleh itu, PCS storan isi rumah bukan sahaja mempunyai logik perlindungan cas berlebihan yang ketat terbina dalam, tetapi juga sering menggabungkan algoritma pintar untuk mengoptimumkan proses pengecasan, memastikan pencegahan berkesan terhadap risiko caj berlebihan walaupun dalam situasi tanpa pemandu. Jika pengecasan berlebihan berlaku, PCS akan berhenti mengecas secara automatik dan memuat naik maklumat penggera yang berkaitan ke platform awan untuk dilihat oleh pengguna.
2. Perlindungan pelepasan berlebihan
Storan besar:Untuk memastikan output tenaga elektrik yang stabil dari stesen simpanan tenaga dalam jangka masa yang panjang, adalah perlu untuk mengawal ketat kedalaman nyahcas minimum yang dibenarkan bagi bateri. BMS akan memantau Keadaan Caj (SOC) keseluruhan pek bateri dalam masa nyata berdasarkan parameter pratetap, dan mencetuskan PCS untuk melakukan tindakan perlindungan yang sepadan sebelum SOC menurun kepada nilai kritikal, seperti mengehadkan kuasa nyahcas atau malah menggantung operasi nyahcas , sehingga SOC kembali ke julat selamat.
Penyimpanan tenaga industri dan komersial:Sistem storan tenaga industri dan komersial juga mempunyai langkah perlindungan ke atas nyahcas yang serupa, tetapi memandangkan kitaran pengecasan dan pelepasan yang kerap dalam aplikasi praktikal, sesetengah produk mewah akan memperkenalkan strategi pengurusan yang lebih halus, seperti melaraskan had atas dan bawah SOC secara dinamik, melaksanakan kapasiti penentukuran, dsb., untuk mengekalkan kesihatan bateri dengan lebih baik.
Penyimpanan isi rumah:PCS storan isi rumah juga amat mementingkan perlindungan lebihan nyahcas, terutamanya dalam persekitaran rumah yang bergantung pada storan tenaga untuk bekalan kuasa di bawah keadaan cahaya malap pada waktu malam. Ia boleh menentukan dengan tepat bila untuk menamatkan proses nyahcas dan mencapai matlamat untuk mengutamakan penggunaan tenaga bersih pada siang hari melalui hubungan dengan sistem fotovoltaik, mengurangkan kemungkinan pelepasan dalam pada waktu malam.
3. Perlindungan litar pintas
Penyimpanan tenaga berskala besar:Memandangkan struktur sambungan elektrik yang kompleks dalam loji janakuasa simpanan tenaga yang besar, sebarang kerosakan litar pintas boleh membawa akibat yang serius. Oleh itu, reka bentuk PCS memberi perhatian khusus untuk meningkatkan rintangan litar pintasnya sendiri, termasuk tetapi tidak terhad kepada mengkonfigurasi fius berprestasi tinggi, pemutus litar pantas dan kemudahan perkakasan lain; Pada masa yang sama, bersama-sama dengan program kawalan keselamatan peringkat perisian, adalah mungkin untuk mengenal pasti dan mengasingkan kawasan yang rosak dalam tempoh masa yang sangat singkat, meminimumkan kerugian setakat yang mungkin.
Penyimpanan tenaga industri dan komersial:Sistem storan tenaga industri dan komersial juga menghadapi risiko litar pintas, terutamanya apabila berbilang PCS berjalan secara selari. Untuk menyelesaikan masalah ini, sebagai tambahan kepada fius dan pemutus litar konvensional, PCS moden juga menggunakan kaedah yang lebih pintar untuk perlindungan litar pintas, seperti menggunakan penderia semasa untuk menangkap turun naik yang tidak normal dengan cepat dan bertindak balas tepat pada masanya melalui litar perlindungan terbina dalam, seperti menutup saluran keluaran dan mengaktifkan peranti penyejukan kecemasan.
Penyimpanan isi rumah:Untuk storan isi rumah, memandangkan persekitaran pemasangan yang tersebar dan kepakaran pengguna yang terhad, PCS telah direka bentuk dengan mengambil kira kemudahan penggunaan dan kebolehpercayaan dari awal. Sebagai tambahan kepada fungsi perlindungan litar pintas asas, banyak produk juga menyepadukan reka bentuk berlebihan seperti fius dua lapisan dan perlindungan pembumian berbilang untuk memastikan perlindungan maksimum keselamatan peribadi dan harta pengguna walaupun sekiranya berlaku situasi yang tidak dijangka.