Demacht konverzje systeem(PCS) is de ynterface tusken de batterij en it stroomnet as AC-last. It bepaalt net allinich de krêftkwaliteit en dynamyske skaaimerken fan 'e útfier fan it batterij-enerzjy-opslachsysteem, mar hat ek signifikant ynfloed op' e feiligens en libbensduur fan 'e batterij. Op grûn fan circuittopology en transformatorkonfiguraasje kinne de basistypen fan PCS wurde ferdield yn macht-frekwinsjestap-op-type en hege-direkte-ferbiningstype, lykas werjûn yn 'e figuer.
Op it stuit is it spanningsnivo fan konvinsjonele batterijklusters net mear as 1500V, en d'r is in bepaald fluktuaasjeberik ôfhinklik fan 'e steat fan lading (SOC). Dêrom, om oan te passen oan 'e spanningseasken fan ferskate stroomnetten as loads, wurdt in stroomfrekwinsjetransformator faak konfigureare oan' e AC-kant fan 'e PCS (Power Conversion System). Dit berikt net allinich AC-spanningfergrutting of regeling, mar makket ek it meitsjen fan in trije-faze fjouwer-draadsysteem yn út-gridsystemen mooglik om ien-faze loads te leverjen. Fierder ferbetteret it de beskerming en ûnderdrukking fan elektromagnetyske kompatibiliteit fan it enerzjyopslachsysteem.
Op grûn fan it oantal stadia, power frekwinsje stap -up type PCS kin wurde ferdield yn ien- en dûbele-etappe topologyen.
De power-frekwinsje stap-up single-PCS biedt hege effisjinsje en in ienfâldige struktuer; lykwols, it lêst fan lege batterij kapasiteit en beheinde fleksibiliteit yn voltage seleksje. Fierder kin in koart-fout oan 'e DC-kant fan' e PCS maklik liede ta in grutte stroomsteuring yn it batterijpakket, wat in signifikant risiko foarmet. Single-stage PCS kin ek klassifisearre wurde yn twa-nivo, trije-nivo, of multi-nivo systemen basearre op it útfierspanningsnivo. As it oantal nivo's ferheget, kin it DC-spanningsnivo en de kwaliteit fan 'e útfierkrêft fan' e PCS fierder ferbettere wurde, lykas yn 'e figuer werjûn.
De macht-frekwinsjefersterking-type twa-poadium PCS, lykas werjûn yn figuer 2-22, is konfigurearre mei in bidirectionele DC/DC-omrekkener by de batterijynputterminal, dy't de batterijpakketkapasiteit fergruttet en de fleksibiliteit fan spanningseleksje ferbettert, en kin ûnôfhinklike kontrôle fan meardere batterijpakketten berikke. It hat lykwols hege kosten, relatyf komplekse kontrôle en lege effisjinsje. Op grûn fan de ferskillende struktueren fan 'e DC/DC-konverter kinne de twa-poadium PCS's wurde ferdield yn net-isolearre en isolearre typen. De isolearre twa-stage PCS kin de spanningstransformaasjeferhâlding fierder ferbetterje en hat in bredere batterijspanningsoanpassingsfermogen, mar it ûntwerp fan in grutte-kapasiteit isolearre hege-boost ratio bidirectionele DC/DC-omrekkener presintearret wichtige technyske útdagings. De wichtichste swierrichheden omfetsje hege-transformatorûntwerp, systeemisolaasje, faze-ferskowing of searje resonante sêfte skeakeljen, en ûntwerp mei hege machtstichtens.
Foar lithium-ionbatterijen, dy't gewoanlik brûkt wurde yn enerzjyopslachsystemen mei grutte-kapasiteit, feroaret de útfierspanning net signifikant as de ladingstatus (SOC) binnen it berik fan 15% oant 85% leit. Dêrom brûke de measte enerzjyopslachsystemen mei grutte-kapasiteit dy't op it stuit brûkt wurde yn myn lân in ienstaps-enerzjykonverzjesysteem (PCS). As de DC-spanning lykwols 1500V benaderet, sille trije -topologystruktueren hieltyd mear wurde oannommen. In 1500V batterij-enerzjy-opslachsysteem ferleget de fereaske foetôfdruk en it gebrûk fan elektryske apparatuer lykas skeakeldoazen en DC-kabels, sadat de systeemkosten yn guon mjitte ferleegje. Troch de koarte ôfstân tusken de batterij en de PCS biedt it lykwols net de signifikante reduksje fan DC-oerdrachtferlies te sjen yn grutte -fotovoltaïske krêftsintrales. Fierder stelt it hegere prestaasjeseasken oan komponinten lykas bidirectionele DC circuit breakers en bidirectionele DC contactors. It ûntwerp fan elektryske feiligens en beskerming fan it DC-sirkwy is in kearnútdaging yn 'e ymplemintaasje fan dit systeem.
Om de tapassing fan ultra-grut-opslachkraftstasjons foar batterijenerzjy yn te skeakeljen, en om de parallelle ferbining fan tefolle batterijpakketten te foarkommen, en ek de ferliezen te foarkommen troch stroomfrekwinsjetransformatoren en kosten te ferminderjen, is hege-direkte-ferbûne PCS mei in modulêre kaskadestruktuer in wichtige ûndersyksrjochting wurden. Fergelykber mei macht frekwinsje stap-up PCS, hege-direkte-ferbûne PCS kinne ek ferdield wurde yn ien-etappe en twa-etappe topologyen neffens it oantal macht konverzje stadia.
De cascaded single-stage PCS kin heechspanning útfiere sûnder in stroomfrekwinsjetransformator, direkt ferbinend mei it heech-netwurknet, wêrtroch it geskikt is foar it bouwen fan ultra-grutte-enerzjyopslachsystemen. De cascadearde struktuer berikt útfier op meardere -nivo's, en soarget foar harmoniken fan lege útfierspanning, sels mei lege skeakelfrekwinsjes yn yndividuele modules, sadat skeakelferlies ferminderje. Lykwols, de cascaded single -stage PCS fereasket wjerskanten isolaasje oan de DC kant, resultearret yn hege isolaasje stress foar lege útfier voltages, necessitating spesjaal ûntwerp. D'r binne gewoane -modusstrompaden tusken elk batterijpakket en de grûn, dy't oplossings nedich binne foar gewoane-modus-streamûnderdrukking.
De oplaad- en ûntlaadstreamen fan 'e batterijpakketten befetsje twadde -harmonyske rimpeling, dy't negatyf beynfloedet it aktuele paad fan 'e batterij en de kosten ferheget. Cascaded single-stage PCS's kinne benammen ferdield wurde yn H-brêge kaskade en modulêre multilevel converter (MMC) cascaded types, lykas werjûn yn 'e figuer.
Oer it algemien is hege-direkte-ferbining PCS (Power Conversion System) in wichtige oplossing om de feiligens- en effisjinsjeútdagings oan te pakken dy't ûntstien binne troch de ultra-grutte kapasiteit fan enerzjyopslachsystemen. It pleatst lykwols hege isolaasjeeasken op sawol it batterijpakket as de isolearre DC / DC-konverter, wat syn wiidferspraat oannimmen en tapassing beheint. Fierder binne d'r útdagings yn it konsintrearre stapeljen, elektryske ferbining en feiligensûntwerp fan ultra-batterijsystemen mei grutte kapasiteit.