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什么是储能双向变流器(PCS)它和储能逆变器的区别

储能双向变流器(PCS)和储能逆变器在储能系统中发挥着互补的作用。储能双向变流器(PCS)用于将储能系统的直流电转换为交流电,以供电或向电网注入多余的电力。相反,储能逆变器用于将来自电网或其他交流电源的电能转换为直流电,为储能设备充电。

事实上,许多人将储能逆变器和储能双向变流器(PCS)视为同一回事。那么储能双向变流器(PCS)它和储能逆变器的区别?


一、什么是储能双向变流器(PCS):

储能变流器(Power Conversion System,简称PCS)电化学储能系统中,连接于电池系统与电网(和/或负荷)之间的实现电能双向转换的装置,可控制蓄电池的充电和放电过程,进行交直流的变换,在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。

储能双向变流器(PCS)是交/直流侧可控的四象限运行的变流装置,实现对电能的交直流双向转换。储能双向变流器(PCS)可以实现电池储能系统直流电池与交流电网之间的双向能量传递,通过控制策略实现对电池系统的充放电管理、对网侧负荷功率的跟踪、对电池储能系统充放电功率的控制、对离网运行方式下网侧电压的控制等。

储能双向变流器(PCS)主要由DC/AC双向变流器、控制单元等构成,通过接收后台控制指令,根据功率指令控制变流器对电池进行充电或放电,实现对电网有功功率及无功功率的调节。同时储能双向变流器(PCS)可通过CAN、RS485接口与BMS通讯、干接点传输等方式,获取电池组状态信息,可实现对电池的保护性充放电,确保电池运行安全。

储能双向变流器(PCS)的主要功能包括过欠压、过载、过流、短路、过温等的保护、具备孤岛检测能力进行模式切换、实现对上级控制系统及能量交换机的通信功能、并网-离网平滑切换控制等。


二、什么是储能逆变器:

储能逆变器是一种重要的能源转换设备,其作用是将电能从一种形式转换为另一种形式,并确保能量的高效利用。

储能逆变器的关键功能是将直流电转换为交流电或者将交流电转换为直流电,以满足不同电力系统的需求。

储能逆变器被广泛应用于能源储备系统中。

在可再生能源领域,如太阳能和风能发电系统中,储能逆变器起着至关重要的作用。

当太阳能电池板或风力发电机产生的电能为直流电时,储能逆变器可以将其转换为交流电,以便供电网络使用。

相反,当需求侧需要直流电时,储能逆变器也可以将交流电转换为直流电。

储能逆变器的工作原理是通过先将输入的电流与电压进行调整和稳定,然后利用电子开关器件将电源电流转换为所需要的电流类型。

逆变器的核心组件通常包括电感元件、电容元件、开关管和控制电路。

通过合理的设计和控制,储能逆变器可以实现高效能量转换和有效的功率输出。

除了在可再生能源领域的应用,储能逆变器还被广泛应用于电力系统的调峰填谷、紧急备用电源和微电网等领域。

在电力系统的调峰填谷中,储能逆变器可以将电网中的多余电能储存起来,以供需求高峰期使用,从而提高电力系统的稳定性和可靠性。

在紧急备用电源方面,储能逆变器可以快速响应,并将储存的电能释放出来,以满足电网停电时的紧急需求。

在微电网中,储能逆变器可以将可再生能源与传统电力系统相结合,实现能源的优化利用和分布式供电。


三、储能双向变流器(PCS)和储能逆变器的不同功能:

储能双向变流器(PCS)是电化学储能中的核心模块。主要用于将电网中的电能储存到电池等储能装置中,并在需要时释放到负载上。

逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置。通常用于太阳能、风能等可再生能源发电系统。逆变器从电池组或其他来源获取直流电,对其进行调节和控制,并将其转换为交流电以供电网使用。

储能双向变流器(PCS)具有切换直流和交流的功能,还具有控制充放电的功能。甚至还有几种并网充放电模式。可以说,储能双向变流器(PCS)具有储能逆变器的功能,但不能代替变流器。


四、工作原理:

1.储能双向变流器(PCS)的工作原理与逆变器有些相似,但也有一些区别。储能双向变流器(PCS)位于电池组和电网之间,实现电能的双向转换。即在放电时,可以将电池的直流电转换为交流电并传输到电网,在充电时,可以将电网的交流电整流成直流电进行充电。

工作步骤:首先,从电池组获取直流电;然后,通过滤波电路等处理,将直流电源输入到DC-AC转换器中;最后,通过控制DC-AC转换器中的半导体元件,将输入的直流电转换为适当的交流电,并输入到负载端。


2.逆变器的工作原理是将直流电转换为交流电。

工作步骤:首先,从电池组或其他来源获取直流电;然后,经过调节和控制,将直流电转换为适当的交流电;最后,将转换后的交流电输入电网供电。


五、储能双向变流器(PCS)的应用:

储能双向变流器(PCS)是储能系统的核心部件,其成本比仅次于电池组。

不同的储能双向变流器(PCS)功率水平用于不同的应用场景。让我们从小到大看看。

1.家用储能双向变流器(PCS)多与家用光伏配合使用,可作为应急电源等,功率通常为≤10kW;

2.工商业储能双向变流器(PCS)与分布式光伏发电相结合,将自用的剩余电力并网,或采用削峰填谷等方式,从峰谷电价差中获利。也用于扩容,功率通常为20kW、30kW、50kW、100kW;

3.集中化。大功率集中式储能双向变流器(PCS)使用设计有大功率模块的转换器。体积小,转换效率高,相同功率下功率器件使用较少。功率通常为200kW、500kW、1250kW;

4.随着储能电站容量的不断扩大,储能双向变流器(PCS)的功率也将不断增加。目前市场上储能双向变流器(PCS)的主流功率有200kW、250kW、500kW、630kW。2020年,部分厂商推出功率等级为2-3MW的产品,功率不断提升。

5.不同的应用场景对储能双向变流器(PCS)的要求也不同。例如,工商业储能用户侧需要灵活性和效率;调频应用要求稳定性、可靠性和大容量;大型储能电站要求体积小,易于集成。因此,未来储能双向变流器(PCS)产品将更加多元化,针对细分应用领域进行差异化。


总结:这两种设备的选择和集成取决于具体的应用要求和系统设计。了解这些将有助于更好地应用和管理这两种设备,为电力系统的安全稳定运行提供保障。