電力変換システムPCSのトップガイド

PCS（電力変換システム）は、エネルギー貯蔵バッテリー電力系統と連携し、直流電力と交流電力の変換を実現するだけでなく、電力系統の需要とバッテリーの状態に応じて、精密な電力制御とエネルギー管理を提供します。現在のエネルギー転換の文脈において、エネルギー貯蔵技術の開発は非常に重要であり、エネルギー貯蔵システムの中核部品であるPCSは、電力エネルギーの効率的な貯蔵と調整を実現する上で重要な役割を果たしています。

電力変換システム PCS はどのように機能しますか?

電力変換システムPCSは、主にパワーエレクトロニクス、制御・監視システム、そしてバッテリーで構成されています。その原理は、パワーエレクトロニクスを通して効率的なエネルギー変換と双方向のエネルギーフローを実現し、エネルギー貯蔵システムの安定した運用と効率的な利用を確保することです。電力系統がエネルギー貯蔵システムの放電を必要とする場合、PCSは蓄電池の直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力します。一方、電力系統がエネルギー貯蔵システムの充電を必要とする場合、PCSは電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電池に蓄えます。

電力変換システムPCSのコンポーネントと構造

コンポーネント

主に電源モジュール、制御モジュール、フィルタ回路、保護回路が含まれます。

電源モジュールは電力変換を担当し、制御モジュールは動作監視と制御を実現し、フィルタ回路は電力品質を向上させ、保護回路は機器の安全性を確保します。

構造

壁掛け式: 小型エネルギー貯蔵システムに適しており、設置が簡単で、占有スペースが小さいです。

キャビネット型：中規模および大規模のエネルギー貯蔵システムに最適で、高い出力レベルと信頼性を備えています。キャビネット型エネルギー貯蔵PCSは通常、複数の電源モジュールで構成されており、必要に応じて拡張およびアップグレードできます。

電力変換システムPCSの機能と特徴

関数：

双方向エネルギー変換、電力制御、電力品質調整。需要に応じて充放電電力を調整し、高調波や電磁干渉を低減します。

特徴：

エネルギー効率、信頼性、インテリジェント制御。高い変換効率によりエネルギー損失を低減し、モジュール化された設計によりメンテナンスが容易で、遠隔監視・管理も可能です。

電力変換システムPCSのアプリケーションシナリオ

PCS アプリケーション シナリオの分類については、以下を参照してください。大規模ストレージ、商業および産業ストレージ、家庭用ストレージの PCS の違いは何ですか?

電力変換システムPCSの3つの動作モード

電力変換システム (PCS) は、グリッド接続モード、オフグリッドまたは分離モード、ハイブリッド モードの 3 つの主なモードで動作します。

グリッド接続モード/ バッテリーバンクと電力網間の双方向エネルギー変換を実現

系統接続モードでは、エネルギー貯蔵システム PCS はホスト コンピュータの指示に従って貯蔵装置と系統間の双方向エネルギー変換を実現し、インバータの特性を備えています。

主な役割:

単独運転防止：系統停電時に自動的に送電を停止します。系統同期運転：系統電圧の位相と周波数を自動的に追跡し、同期させます。

低電圧時：系統電圧源の短期的な低下に対応して動作を維持し、電力システムの安定性を保証します。

オフグリッドまたはアイランドモード/ 主電源からの独立運転と電力供給

オフグリッドまたは独立モードでは、蓄電PCSは主系統から独立して動作し、系統の電力品質要件を満たす交流電力をローカル負荷に供給します。遠隔地や緊急バックアップ電源システムにとって、オフグリッドまたは独立モードは電力供給の確保に不可欠な役割を果たします。

主な役割:

自律電源: 設定された要件に応じて AC 電源エネルギーを独立して供給します。

緊急電源: 予期しない状況に対処するために、オフグリッド モードまたは単独グリッド モードにすばやく切り替えます。

ハイブリッドモード/ 系統接続モードとオフグリッドモードの柔軟な切り替え

ハイブリッド モードでは、バッテリー ストレージ システムがグリッド接続モードとオフグリッド モードを切り替えることができるため、複雑で変化するグリッド環境に適応するためのシステムの信頼性と柔軟性が確保されます。

主な役割:

マイクログリッドの運用：マイクログリッドが公共グリッドから切り離された場合、オフグリッドまたは独立モードに柔軟に切り替えることができ、マイクログリッド内のエネルギー貯蔵システムを通じて電力供給を確保できます。

多機能アプリケーション: フィルタリング、電力網の安定化、電力品質の調整、障害の自己修復、電力供給の回復と確保を実現できます。

電力変換システムPCSの動向

より高いパフォーマンス、インテリジェントな管理、および複数のエネルギー システムの緊密な統合は、PCS の将来のトレンドです。

高電力密度・高効率 将来のPCSは、より先進的なパワー半導体デバイスと放熱技術を採用することで、電力密度と変換効率を向上させ、設備コストと体積を削減します。同時に、1500Vシステムアーキテクチャの適用により、エネルギー密度とシステム効率がさらに向上し、コスト削減と効率向上のための主要な技術ソリューションとなります。各メーカーは2000Vシステムプログラムを提案しています。

インテリジェント統合型PCSは、高度な制御アルゴリズムとセンサーを搭載し、自律的な意思決定と最適な運用を実現するインテリジェント化が進む傾向があります。さらに、PCSは他の主要システム（蓄電池、バッテリー管理システム（BMS）、エネルギー管理システム（EMS）など）と統合され、システムの信頼性と保守性を向上させます。

マルチエネルギー補完とマイクログリッドへの応用：PCSは、太陽光、風力、水力など複数のエネルギー源を補完的に活用することで、多様化と持続可能なエネルギー開発を実現します。マイクログリッドにおいては、PCSは、セグメント化されたシナリオの特定のニーズを満たすために、マイクログリッドの安定運用と最適な制御を確保する上で重要な役割を果たします。

電力変換システム (PCS) とエネルギー貯蔵インバーターおよびブースターインバーターの違いは何ですか?

電力変換システム（PCS）：

PCSはエネルギー貯蔵システムの中核機器であり、蓄電池と電力系統間のエネルギー変換と双方向の電力供給を実現するために使用されます。PCSは、DC/ACコンバータ（インバータ機能）またはAC/DCコンバータ（整流機能）のいずれかです。

DC/AC双方向コンバータ、制御ユニットなどから構成されます。コントローラは通信を介してバックグラウンド制御命令を受信し、電力命令のシンボルとサイズに応じてコンバータを制御してバッテリーを充電または放電し、電力網の有効電力と無効電力の調整を実現します。

電力網の交流電力をバッテリーに必要な直流電力に変換し、バッテリーに蓄えられた直流電力を交流電力に変換して電力網に供給します。

エネルギー貯蔵インバーター：

エネルギー貯蔵インバータは、主にインバータ機能、つまり直流電力を交流電力に変換することに重点を置いています。主に、蓄電池内の直流電力を交流電力に変換し、交流負荷に供給したり、交流電力網に接続したりするために使用されます。

ブースターインバーター:

ブースターインバータは、エネルギー貯蔵コンバータ（PCS）と昇圧変圧器を組み合わせた高度に統合された装置です。PCSの双方向電力変換をベースに昇圧機能を追加することで、蓄電された電力を効率的に変換・昇圧し、系統アクセスの要件を満たすことができます。

結論

電力変換システム（PCS）は、バッテリーエネルギー貯蔵システムにおける重要な橋渡し役であり、エネルギー変換に不可欠かつ不可欠な要素です。電力変換システム（PCS）の機能と仕組みを理解することは、製品選定に役立ちます。

さらにご質問がある場合は、専門家にご相談ください。BSLBATTは、商業および産業用エネルギー貯蔵システムのメーカー兼サプライヤーです。当社のターンキー型商業および産業用エネルギー貯蔵ソリューションには、LiFePO4バッテリーパック、ストレージPCS、DC/DCコンバータ、監視システム、防火システム、冷却システム、その他重要なコンポーネントが含まれており、太陽光発電、公共事業、ディーゼル発電など、幅広いハイブリッドエネルギー源に直接適用できます。