PCS, o Sistema de Conversión de Potencia, es un puente entre elbatería de almacenamiento de energíay la red eléctrica, que no solo realiza la conversión entre CC y CA, sino que también proporciona un control preciso de la potencia y la gestión energética según la demanda de la red y el estado de la batería. En el contexto de la transición energética actual, el desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía es fundamental, y el PCS, como componente central del sistema de almacenamiento de energía, desempeña un papel clave en el almacenamiento y la regulación eficientes de la energía eléctrica.
¿Cómo funciona el sistema de conversión de energía PCS?
El sistema de conversión de energía (PCS) se compone principalmente de electrónica de potencia, sistemas de control y monitoreo, y baterías. Su principio es lograr una conversión eficiente y un flujo bidireccional de energía a través de la electrónica de potencia para garantizar un funcionamiento estable y un uso eficiente del sistema de almacenamiento de energía. Cuando la red necesita que el sistema de almacenamiento de energía se descargue, el PCS convierte la corriente continua (CC) de la batería en corriente alterna (CA) y la envía a la red; cuando la red necesita que el sistema de almacenamiento de energía se cargue, el PCS convierte la corriente alterna (CA) de la red en CC y la almacena en la batería.
Componentes y estructura del sistema de conversión de potencia PCS
Componentes
Incluye principalmente módulo de potencia, módulo de control, circuito de filtro y circuito de protección.
El módulo de potencia es responsable de la conversión de energía, el módulo de control realiza el monitoreo y control de la operación, el circuito de filtro mejora la calidad de la energía y el circuito de protección garantiza la seguridad del equipo.
Estructura
Montaje en pared: adecuado para sistemas de almacenamiento de energía de tamaño pequeño, fácil de instalar y ocupa poco espacio.
Tipo gabinete: Adecuado para sistemas de almacenamiento de energía medianos y grandes, con alta potencia y confiabilidad. Los sistemas de almacenamiento de energía tipo gabinete suelen constar de múltiples módulos de potencia, que pueden ampliarse y actualizarse según sea necesario.
Funciones y características del sistema de conversión de energía PCS
Función:
Conversión bidireccional de energía, control de potencia y regulación de la calidad de la energía. La potencia de carga y descarga se puede ajustar según la demanda, lo que reduce los armónicos y las interferencias electromagnéticas.
Características:
Eficiencia energética, alta confiabilidad y control inteligente. Su alta eficiencia de conversión reduce las pérdidas de energía, su diseño modular facilita el mantenimiento y permite la monitorización y gestión remotas.
Escenarios de aplicación para el sistema de conversión de energía PCS
La clasificación de los escenarios de aplicación del PCS se puede encontrar en:¿Cuál es la diferencia entre PCS para almacenamiento a gran escala, almacenamiento comercial e industrial y almacenamiento doméstico?
Los 3 modos de funcionamiento del sistema de conversión de potencia PCS
El sistema de conversión de energía (PCS) funciona en los tres modos principales siguientes: modo conectado a la red, modo fuera de la red o aislado y modo híbrido.
Modo conectado a la red/ Realizar una conversión de energía bidireccional entre el banco de baterías y la red eléctrica
En el modo conectado a la red, el sistema de almacenamiento de energía PCS realiza una conversión de energía bidireccional entre el dispositivo de almacenamiento y la red de acuerdo con las instrucciones de la computadora central y tiene las características de un inversor.
Rol principal:
Prevención del efecto isla: detiene automáticamente el suministro en caso de fallo de la red. Sincronización del funcionamiento de la red: monitoriza y sincroniza automáticamente la fase y la frecuencia de la tensión de la red.
Mediante bajo voltaje: mantener la operación para hacer frente a la reducción a corto plazo de la fuente de voltaje de la red para garantizar la estabilidad del sistema eléctrico.
Modo fuera de la red o modo isla/ funcionamiento independiente y alimentación de la red principal
En modo aislado o fuera de la red, el PCS de almacenamiento puede operar independientemente de la red principal para suministrar a las cargas locales energía de CA que cumple con los requisitos de calidad de la red. Para zonas remotas y sistemas de energía de respaldo de emergencia, el modo aislado o fuera de la red es fundamental para garantizar el suministro eléctrico.
Rol principal:
Fuente de alimentación autónoma: proporciona energía eléctrica de CA de forma independiente según los requisitos establecidos.
Fuente de alimentación de emergencia: cambie rápidamente al modo fuera de la red o al modo de red solitaria para hacer frente a situaciones inesperadas.
Modo híbrido/ Cambio flexible entre modo conectado a la red y modo fuera de la red
El modo híbrido permite que el sistema de almacenamiento de baterías alterne entre los modos conectado a la red y fuera de ella, lo que garantiza la confiabilidad del sistema y la flexibilidad para adaptarse a entornos de red complejos y cambiantes.
Rol principal:
Operación de microrred: cuando la microrred se desconecta de la red pública, se puede cambiar de manera flexible al modo fuera de la red o aislado para asegurar el suministro de energía a través del sistema de almacenamiento de energía en la microrred.
Aplicación multifuncional: puede realizar filtrado, estabilización de la red eléctrica y regulación de la calidad de la energía, reparación automática de fallas, restauración y seguridad del suministro de energía.
Tendencias en sistemas de conversión de energía PCS
Un mayor rendimiento, una gestión inteligente y una profunda integración de múltiples sistemas de energía son las tendencias futuras del PCS.
Alta densidad de potencia y alta eficiencia. Los futuros sistemas de control de procesos (PCS) adoptarán dispositivos semiconductores de potencia y tecnologías de disipación de calor más avanzados para mejorar la densidad de potencia y la eficiencia de conversión, así como para reducir el costo y el volumen de los equipos. Al mismo tiempo, la aplicación de una arquitectura de sistema de 1500 V mejorará aún más la densidad energética y la eficiencia del sistema, convirtiéndose en la principal solución técnica para reducir costos y aumentar la eficiencia. Algunos fabricantes propusieron un programa de sistema de 2000 V.
Los PCS inteligentes e integrados tenderán a ser inteligentes, equipados con algoritmos de control avanzados y sensores para lograr una toma de decisiones autónoma y un funcionamiento optimizado. Además, se integrarán con otros sistemas clave (como baterías de almacenamiento de energía, sistemas de gestión de baterías (BMS), sistemas de gestión de energía (EMS), etc.) para mejorar la fiabilidad y el mantenimiento del sistema.
Aplicaciones complementarias multienergéticas y de microrredes. El PCS se aplicará con múltiples formas de energía (solar, eólica, hidroeléctrica, etc.) de forma complementaria para lograr un desarrollo energético diversificado y sostenible. En las microrredes, el PCS desempeñará un papel fundamental para garantizar un funcionamiento estable y un control óptimo de las microrredes, satisfaciendo así las necesidades específicas de cada escenario.
¿Sistema de conversión de energía (PCS) versus inversor de almacenamiento de energía e inversor elevador?
Sistema de conversión de energía (PCS):
El PCS es el equipo principal del sistema de almacenamiento de energía, que se utiliza para lograr la conversión de energía y el flujo bidireccional entre la batería de almacenamiento y la red eléctrica. Puede ser un convertidor CC/CA (inversor) o un convertidor CA/CC (rectificador).
Consiste en un convertidor bidireccional CC/CA, una unidad de control, etc. El controlador recibe la instrucción de control de fondo a través de la comunicación y controla el convertidor para cargar o descargar la batería de acuerdo con el símbolo y el tamaño de la instrucción de potencia, realizando la regulación de la potencia activa y reactiva de la red eléctrica.
Convierte la corriente alterna (CA) de la red eléctrica en energía CC requerida por la batería, y convierte la energía CC almacenada en la batería en energía CA para ser suministrada a la red eléctrica.
Inversor de almacenamiento de energía:
Un inversor de almacenamiento de energía se centra principalmente en la función de inversor, es decir, en convertir la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA). Se utiliza principalmente para convertir la corriente continua (CC) de la batería de almacenamiento en corriente alterna (CA) para alimentar cargas de CA o conectarlas a la red eléctrica de CA.
Inversor de refuerzo:
El inversor elevador es un dispositivo altamente integrado que combina un convertidor de almacenamiento de energía (PCS) y un transformador elevador. La función elevadora se basa en la conversión bidireccional de energía en el PCS, de modo que la energía almacenada se puede convertir y elevar eficientemente para satisfacer las necesidades de acceso a la red.
Conclusión
El Sistema de Conversión de Energía (SCP) es un puente importante en el sistema de almacenamiento de energía de baterías y un componente indispensable y vital de la transición energética. Comprender qué hace un SCP y cómo funciona ayudará a elegir un producto.
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Hora de publicación: 08-ene-2025