Яка різниця між ПК та інвертором?

У системах накопичення енергії та відновлюваної енергії PCS (система перетворення енергії) та інвертори – це два основні пристрої, які часто згадуються, але часто плутають. Багато людей можуть не до кінця розуміти функціональні відмінності, принципи роботи або навіть сценарії застосування цих двох пристроїв. Хоча PCS та інвертори мають тісні технічні зв'язки, вони також мають фундаментальні відмінності.

У цій статті, наданій компанією GSL ENERGY, виробником акумуляторних батарей, систематично викладено подібності та відмінності між системами накопичення енергії (PCS) та інверторами. Спираючись на реальні приклади застосування, вона досліджує принципи перетворення енергії, функції системи, топологічні структури та рекомендації щодо конфігурації, щоб допомогти вам глибше зрозуміти їхні ролі та положення в сучасних системах накопичення енергії, тим самим надаючи професійні рекомендації щодо вибору та конфігурації вашої системи.

1. Фундаментальні відмінності між PCS та інверторами

1.1 Напрямок перетворення енергії та топологічна структура

PCS (перетворювач накопичувача енергії): складна система з двонаправленим потоком енергії

Забезпечує двонаправлене, високоефективне перетворення між постійним струмом (DC) та змінним струмом (AC).

Підтримує перемикання заряджання/розряджання на мілісекундному рівні ( ≤ 200 мс) та безперебійне перемикання між підключенням до мережі та автономним режимом ( ≤ 100 мс).

Зазвичай використовує багаторівневу топологію перетворення енергії AC/DC + DC/DC, інтегровану з інтерфейсами BMS та EMS.

Інвертор: однонаправлений пристрій перетворення енергії

Підтримує лише перетворення постійного струму на змінний, в основному використовується для підключення фотоелектричних установок до мережі.

Проста топологія, відсутність можливостей керування зарядкою та розрядкою акумулятора.

1.2 Функціональна реалізація та системні ролі

Функції ПКС:

Забезпечує двонаправлене керування потужністю, підтримує цінову реакцію та регулювання частоти.

Забезпечує підтримку напруги поза мережею та захист ДБЖ.

Підтримує низьковуглецевий режим роботи, диспетчеризацію активної та реактивної потужності, а також оптимізацію якості електроенергії (THDi < 3%).

Функціональність інвертора:

Високоефективне перетворення постійного струму в змінний (>98%).

Забезпечує основні функції стабілізації та захисту напруги та частоти.

1.3 Сценарії застосування

Сценарії застосування PCS:

Мікромережі, накопичення енергії в масштабі мережі, V2G для електромобілів, а також комерційне та промислове накопичення енергії.

Сценарії застосування інвертора:

Фотоелектричні системи, підключені до мережі, автономне живлення та аварійне живлення від ДБЖ.

2. Ключові технології для конфігурації систем накопичення енергії

2.1 Проектування архітектури системи

Зв'язок постійного струму:

Фотоелектричні та акумуляторні системи мають спільну шину постійного струму, що забезпечує високу ефективність перетворення та придатність для нових проектів.

З'єднання змінного струму:

Фотоелектричні інвертори та системи захисту фотоелектричних систем (PCS) підключені до окремих шин змінного струму з незалежними модулями, що робить цю конфігурацію придатною для модернізації системи та застосувань у мікромережах.

2.2 Вибір ключового обладнання

Вибір ПК:

Побутові: 5–50 кВт

Комерційні та промислові: 100–250 кВт

Масштаб сітки: клас MW

Системи, підключені до мережі/автономні, підходять для високонадійних застосувань, таких як лікарні та центри обробки даних.

Типи акумуляторів:

Літій-залізофосфатний (LFP): Висока безпека, тривалий термін служби та висока глибина розряду, підходить для більшості застосувань.

Свинцево-кислотні акумулятори: Низька вартість, короткий термін служби, підходять для застосувань з обмеженим бюджетом.

Основні моменти конфігурації EMS:

Підтримує багаточасове планування, керування живленням у режимі реального часу, трирівневі сповіщення про безпеку та моніторинг цифрового двійника.

2.3 Операційні стратегії

Арбітраж Пік-Веллі:

Заряджайте під час низьких цін на електроенергію та розряджайте під час високих цін на електроенергію, щоб заощадити кошти.

Координація мікромережі:

PCS швидко реагує на коливання фотоелектричної енергії, координує роботу з дизельним двигуном та підтримує запуск без активованого двигуна.

3. Схема конфігурації типового сценарію застосування

3.1 Електростанція з накопиченням енергії, підключена до мережі

PCS: інтегрований підвищувальний блок потужністю 1,25 МВт

Акумулятор: акумулятор LFP, налаштований на 2 години роботи

EMS: Підтримка планування AGC/AVC

Характеристики: Сухий трансформатор, система пожежогасіння на гептафторпропані

3.2 Комерційне та промислове накопичення енергії

PCS: шафа з рідинним охолодженням потужністю 100-200 кВт

Акумулятор: налаштований на швидкість 0,5°C, типова ємність 400 кВт·год

EMS: Оптимізація стратегії цін на електроенергію

Особливості: Індивідуальне керування кожним кластером, трирівнева система пожежогасіння

3.3 Фотоелектрична-акумулююча-дизельна мікромережа

PCS: гібридний блок потужністю 50 кВт, підключений до мережі/автономний

Батарея: Розрахована на 3 дні автономної роботи

Дизельний генератор: резервне джерело живлення, підтримує безперебійне перемикання

Стратегія: пріоритет сонячної енергії, реле акумулятора, резервне дизельне живлення

4. Сценарії застосування

PCS використовується в:

Зберігання енергії масштабу мережі

Мікромережі

Зарядка електромобілів (з V2G)

Комерційне та промислове накопичення енергії

Інвертор використовується в:

Сонячні мережі

Автономні джерела живлення

Базові системи резервного копіювання (ДБЖ)

Коротко кажучи

PCS — це інтелектуальний, двонаправлений, багатофункціональний контролер, що лежить в основі сучасних систем накопичення енергії.

Інвертор — це простіший односторонній перетворювач енергії, який використовується переважно для сонячних батарей або резервного живлення.