¿Cuál es la diferencia entre un PC y un inversor?

En el almacenamiento de energía y los sistemas de energía renovable, las PC (sistema de conversión de energía) e inversores son dos dispositivos centrales que con frecuencia se mencionan pero a menudo confundidos. Es posible que muchas personas no comprendan completamente las diferencias funcionales, los principios operativos o incluso los escenarios de aplicación de estos dos dispositivos. Si bien las PC e inversores comparten conexiones técnicas cercanas, también tienen diferencias fundamentales.

Este artículo, proporcionado por GSL Energy, un fabricante de baterías de almacenamiento, describe sistemáticamente las similitudes y diferencias entre PC e inversores. Basándose en los casos de aplicaciones del mundo real, explora los principios de conversión de energía, las funciones del sistema, las estructuras topológicas y las recomendaciones de configuración para ayudarlo a obtener una comprensión más profunda de sus roles y posicionamiento en los sistemas modernos de almacenamiento de energía, ofreciendo así una orientación profesional para su selección y configuración de su sistema.

1. Diferencias fundamentales entre PC e inversores

1.1 Dirección de conversión de energía y estructura de topología

PCS (convertidor de almacenamiento de energía): un sistema complejo con flujo de energía bidireccional

Habilita la conversión bidireccional y de alta eficiencia entre la corriente continua (DC) y la corriente alterna (AC).

Admite conmutación de carga/descarga a nivel de milisegundo ( & LE; 200 ms) y conmutación perfecta de cuadrícula/fuera de la red ( & LE; 100 ms).

Por lo general, emplea una topología de conversión de potencia de nivel múltiple AC/DC + DC, integrada con interfaces BMS y EMS.

Inversor: un dispositivo de conversión de energía unidireccional

Admite solo DC → Conversión de CA, utilizada principalmente para conectar la generación de energía fotovoltaica a la cuadrícula.

Topología simple, carente de capacidades de control para la carga y descarga de la batería.

1.2 Implementación funcional y roles del sistema

Funciones de PCS:

Habilita el control de energía bidireccional, admite la respuesta al precio y la regulación de frecuencia.

Proporciona soporte de voltaje fuera de la red y protección de UPS.

Admite un viaje de bajo voltaje, envío de energía activo y reactivo, y optimización de calidad de potencia (THDI < 3%).

Funcionalidad del inversor:

Conversión de DC-AC de alta eficiencia (>98%).

Proporciona funciones básicas de estabilización y protección de voltaje y frecuencia.

1.3 Escenarios de aplicación

Escenarios de aplicación PCS:

Microgridas, almacenamiento de energía a escala de cuadrícula, vehículo eléctrico V2G y almacenamiento de energía comercial e industrial.

Escenarios de aplicación del inversor:

Sistemas fotovoltaicos conectados a la red, suministro de energía fuera de la red y suministro de energía de emergencia UPS.

2. Tecnologías clave para la configuración del sistema de almacenamiento de energía

2.1 Diseño de arquitectura del sistema

Acoplamiento de DC:

Los sistemas fotovoltaicos y de batería comparten un bus de CC común, que ofrece una alta eficiencia de conversión e idoneidad para nuevos proyectos.

Acoplamiento de CA:

Los inversores fotovoltaicos y las PC están conectados a buses de CA separados, con módulos independientes, lo que hace que esta configuración sea adecuada para actualizaciones del sistema y aplicaciones de microrredes.

2.2 Selección de equipos clave

Selección de PCS:

Residencial: 5–50 KW

Comercial e industrial: 100–250 KW

A escala de cuadrícula: clase MW

Los sistemas atados a la red/fuera de la red son adecuados para aplicaciones de alta confiabilidad, como hospitales y centros de datos.

Tipos de baterías:

Fosfato de hierro de litio (LFP): alta seguridad, larga vida útil y alta profundidad de descarga, adecuada para la mayoría de las aplicaciones.

Batterias de plomo-ácido: bajo costo, vida útil corta, adecuada para aplicaciones con presupuesto.

Resaltos de configuración de EMS:

Admite programación de escala múltiple, control de energía en tiempo real, alertas de seguridad de tres niveles y monitoreo gemelo digital.

2.3 Estrategias operativas

Arbitraje de pico de valle:

Carga durante los bajos precios de la electricidad y el alta durante los altos precios de la electricidad para lograr el ahorro de costos.

Coordinación de microrredes:

Las PC responden rápidamente a las fluctuaciones fotovoltaicas, coordenadas con la operación del motor diesel y admite el arranque negro.

3. Esquema de configuración de escenarios de aplicación típico

3.1 estación de energía de almacenamiento de energía del lado de la cuadrícula

PCS: unidad de paso integrada de 1.25MW

Batería: batería LFP, configurada a una velocidad de 2 horas

EMS: admite la programación AGC/AVC

Características: Transformador de tipo seco, sistema de extinción de incendios heptafluoropropano

3.2 Almacenamiento de energía comercial e industrial

PCS: gabinete refrigerado por líquido de 100-200kW

Batería: configurada a una velocidad de 0.5c, típica de 400kWh

EMS: optimización de la estrategia de precio de electricidad

Características: Control individual por clúster, sistema de protección contra incendios de tres niveles

3.3 Microgridación fotovoltaica-almacenamiento diesel

PCS: unidad híbrida de 50 kW de cuadrícula/fuera de la red

Batería: configurado durante 3 días de autosuficiencia

Generador diesel: Fuente de alimentación de respaldo, admite una conmutación perfecta

Estrategia: prioridad solar, relé de batería, copia de seguridad diesel

4.   Escenarios de aplicación

PCS se usa en:

Almacenamiento de energía a escala de cuadrícula

Microrredes

EV Cargo (con V2G)

Comercial & almacenamiento de energía industrial

Se usa un inversor en:

Sistemas de corbata de cuadrícula solar

Suministros fuera de la red

Sistemas de copia de seguridad básicos (UPS)

En resumen

PCS es un controlador inteligente, bidireccional y multifuncional en el corazón de los sistemas modernos de almacenamiento de energía.

Un inversor es un convertidor de potencia unidireccional más simple, principalmente para aplicaciones solares o de respaldo.