PCS, o Power Conversion System, è un ponte tra ilbatteria di accumulo di energiae la rete elettrica, che non solo realizza la conversione tra corrente continua e corrente alternata, ma fornisce anche un controllo preciso della potenza e una gestione energetica in base alla domanda della rete elettrica e allo stato della batteria. Nel contesto dell'attuale transizione energetica, lo sviluppo della tecnologia di accumulo di energia è di grande importanza e il PCS, in quanto componente principale del sistema di accumulo, svolge un ruolo chiave nel realizzare un accumulo e una regolazione efficienti dell'energia elettrica.
Come funziona il sistema di conversione di potenza PCS?
Il sistema di conversione di potenza (PCS) è composto principalmente da elettronica di potenza, sistemi di controllo e monitoraggio e batterie. Il suo principio è realizzare una conversione efficiente e un flusso bidirezionale di energia attraverso l'elettronica di potenza per garantire un funzionamento stabile e un utilizzo efficiente del sistema di accumulo di energia. Quando la rete richiede che il sistema di accumulo di energia si scarichi, il PCS converte la corrente continua nella batteria di accumulo in corrente alternata e la immette in rete; quando la rete richiede che il sistema di accumulo di energia si carichi, il PCS converte la corrente alternata nella rete in corrente continua e la immagazzina nella batteria di accumulo.
Componenti e struttura del sistema di conversione di potenza PCS
Componenti
Comprende principalmente il modulo di potenza, il modulo di controllo, il circuito di filtro e il circuito di protezione.
Il modulo di potenza è responsabile della conversione di potenza, il modulo di controllo realizza il monitoraggio e il controllo del funzionamento, il circuito di filtro migliora la qualità dell'energia e il circuito di protezione garantisce la sicurezza dell'apparecchiatura.
Struttura
Montaggio a parete: adatto a sistemi di accumulo di energia di piccole dimensioni, facile da installare e occupa poco spazio.
Tipo di cabinet: adatto a sistemi di accumulo di energia di medie e grandi dimensioni, con elevati livelli di potenza e affidabilità. I sistemi di accumulo di energia a cabinet sono solitamente costituiti da più moduli di potenza, che possono essere espansi e aggiornati secondo necessità.
Funzioni e caratteristiche del sistema di conversione di potenza PCS
Funzione:
Conversione bidirezionale dell'energia, controllo della potenza, regolazione della qualità dell'energia. La potenza di carica e scarica può essere regolata in base alla richiesta, riducendo armoniche e interferenze elettromagnetiche.
Caratteristiche:
Efficienza energetica, elevata affidabilità e controllo intelligente. L'elevata efficienza di conversione riduce le perdite di energia, il design modulare è di facile manutenzione e può essere monitorato e gestito da remoto.
Scenari applicativi per il sistema di conversione di potenza PCS
La classificazione degli scenari applicativi PCS può essere trovata in:Qual è la differenza tra PCS per grandi magazzini, magazzini commerciali e industriali e magazzini domestici?
Le 3 modalità di funzionamento del sistema di conversione di potenza PCS
Il sistema di conversione di potenza (PCS) funziona nelle tre modalità principali seguenti: modalità connessa alla rete, modalità isolata o fuori rete e modalità ibrida.
Modalità connessa alla rete/ Realizzare la conversione energetica bidirezionale tra la batteria e la rete elettrica
Nella modalità di connessione alla rete, il sistema di accumulo di energia PCS realizza la conversione bidirezionale dell'energia tra il dispositivo di accumulo e la rete in base alle istruzioni del computer host e ha le caratteristiche di un inverter.
Ruolo principale:
Prevenzione dell'effetto isola: interrompe automaticamente l'erogazione in caso di interruzione dell'alimentazione di rete. Sincronizzazione del funzionamento della rete: traccia e sincronizza automaticamente la tensione di fase e la frequenza della rete.
Tramite bassa tensione: mantenere il funzionamento per far fronte alla riduzione a breve termine della tensione di rete per garantire la stabilità del sistema elettrico.
Modalità fuori rete o isola/ funzionamento indipendente e alimentazione dalla rete principale
In modalità off-grid o isolata, il PCS di accumulo può funzionare indipendentemente dalla rete principale per fornire ai carichi locali un'alimentazione CA che soddisfa i requisiti di qualità dell'energia della rete. Per le aree remote e i sistemi di alimentazione di backup di emergenza, la modalità off-grid o isolata è di fondamentale importanza per garantire l'alimentazione elettrica.
Ruolo principale:
Alimentazione autonoma: fornisce autonomamente energia elettrica CA in base ai requisiti impostati.
Alimentazione di emergenza: passaggio rapido alla modalità fuori rete o isolata dalla rete per far fronte a situazioni impreviste.
Modalità ibrida/ Passaggio flessibile tra la modalità connessa alla rete e quella fuori rete
La modalità ibrida consente al sistema di accumulo della batteria di passare dalla modalità connessa alla rete a quella fuori dalla rete, garantendo l'affidabilità del sistema e la flessibilità per adattarsi ad ambienti di rete complessi e in continua evoluzione.
Ruolo principale:
Funzionamento della microrete: quando la microrete è scollegata dalla rete pubblica, può essere commutata in modo flessibile in modalità off-grid o isolata per garantire l'approvvigionamento energetico tramite il sistema di accumulo di energia nella microrete.
Applicazione multifunzionale: può realizzare il filtraggio, la stabilizzazione della rete elettrica e la regolazione della qualità dell'energia, l'auto-riparazione dei guasti, il ripristino e la protezione dell'alimentazione elettrica.
Tendenze nel sistema di conversione di potenza PCS
Prestazioni più elevate, gestione intelligente e profonda integrazione di più sistemi energetici sono le tendenze future del PCS.
Alta densità di potenza ed elevata efficienza. I futuri PCS adotteranno dispositivi a semiconduttore di potenza e tecnologie di dissipazione del calore più avanzate per migliorare la densità di potenza e l'efficienza di conversione, riducendo al contempo i costi e il volume delle apparecchiature. Allo stesso tempo, l'applicazione di un'architettura di sistema a 1500 V migliorerà ulteriormente la densità energetica e l'efficienza del sistema, diventando la principale soluzione tecnica per ridurre i costi e aumentare l'efficienza. I singoli produttori hanno proposto un programma per sistemi a 2000 V.
I PCS intelligenti e integrati tenderanno ad essere intelligenti, dotati di algoritmi di controllo e sensori avanzati per raggiungere processi decisionali autonomi e un funzionamento ottimizzato. Inoltre, i PCS saranno integrati con altri sistemi chiave (come la batteria di accumulo dell'energia, il sistema di gestione della batteria (BMS), il sistema di gestione dell'energia (EMS), ecc.) per migliorarne l'affidabilità e la manutenibilità.
Applicazioni complementari multi-energia e microreti: il PCS sarà applicato a diverse forme di energia (solare, eolica, idroelettrica, ecc.) in modo complementare per realizzare uno sviluppo energetico diversificato e sostenibile. Nelle microreti, il PCS svolgerà un ruolo importante nel garantire un funzionamento stabile e un controllo ottimale delle microreti, per soddisfare le esigenze specifiche di scenari segmentati.
Sistema di conversione di potenza (PCS) vs. inverter di accumulo di energia e inverter booster?
Sistema di conversione di potenza (PCS):
Il PCS è l'apparecchiatura principale del sistema di accumulo di energia, che realizza la conversione dell'energia e il flusso bidirezionale tra la batteria di accumulo e la rete elettrica. Può essere un convertitore CC/CA (funzione inverter) o un convertitore CA/CC (funzione raddrizzatore).
È costituito da un convertitore bidirezionale CC/CA, un'unità di controllo, ecc. Il controller riceve le istruzioni di controllo di base tramite comunicazione e controlla il convertitore per caricare o scaricare la batteria in base al simbolo e alla dimensione dell'istruzione di potenza, realizzando la regolazione della potenza attiva e reattiva della rete elettrica.
Converte la corrente alternata (CA) della rete elettrica in corrente continua (CC) richiesta dalla batteria e converte la corrente continua immagazzinata nella batteria in corrente alternata da fornire alla rete elettrica.
Inverter per accumulo di energia:
Un inverter con accumulo di energia si concentra principalmente sulla funzione di inverter, ovvero la conversione della corrente continua in corrente alternata. Viene utilizzato principalmente per convertire la corrente continua presente nella batteria di accumulo in corrente alternata per alimentare carichi in corrente alternata o per collegarli alla rete elettrica in corrente alternata.
Inverter booster:
Il Booster Inverter è un dispositivo altamente integrato che combina un convertitore di accumulo di energia (PCS) e un trasformatore elevatore. La funzione boost si basa sulla conversione bidirezionale dell'energia nel PCS, in modo che l'energia accumulata possa essere convertita e potenziata in modo efficiente per soddisfare i requisiti di accesso alla rete.
Conclusione
Il sistema di conversione di potenza (PCS) è un elemento fondamentale del sistema di accumulo di energia a batteria e una componente indispensabile e vitale della transizione energetica. Capire cosa fa un sistema di conversione di potenza (PCS) e come funziona sarà utile nella scelta del prodotto.
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Data di pubblicazione: 08-01-2025