光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之雙向儲(chǔ)能變流器PCS

儲(chǔ)能變流器，又稱雙向儲(chǔ)能逆變器，英文名PCS（Power Conversion System），應(yīng)用于并網(wǎng)儲(chǔ)能和微網(wǎng)儲(chǔ)能等交流耦合儲(chǔ)能系統(tǒng)中，連接蓄電池組和電網(wǎng)（或負(fù)荷）之間，是實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的裝置。既可把蓄電池的直流電逆變成交流電，輸送給電網(wǎng)或者給交流負(fù)荷使用；也可把電網(wǎng)的交流電整流為直流電，給蓄電池充電。

儲(chǔ)能變流器（PCS）由功率、控制、保護(hù)、監(jiān)控等軟硬件電組成。分為單相機(jī)和三相機(jī)，單相PCS通常由雙向DC-DC升降壓裝置和DC/AC 交直流變換裝置組成，直流端通常是48Vdc，交流端220Vac。三相機(jī)分為兩種，小功率三相PCS由雙向DC-DC升降壓裝置和DC/AC 交直流變換兩級(jí)裝置組成，大功率三相PCS由DC/AC 交直流變換一級(jí)裝置組成。儲(chǔ)能變流器分為高頻隔離、工頻隔離和不隔離三種，單相和小功率20kW以下三相PCS一般采用高頻隔離的方式，50kW到250kW的，一般采用工頻隔離的方式，500kW以上一般采用不隔離的方式。

儲(chǔ)能變流器的重要技術(shù)參數(shù)：由于應(yīng)用場(chǎng)合不同，儲(chǔ)能變流器的功能和技術(shù)參數(shù)差異較大，在選擇時(shí)應(yīng)注意系統(tǒng)電壓、功率因素、峰值功率、轉(zhuǎn)換效率、切換時(shí)間等等，這些參數(shù)的選擇對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)功能影響較大。

系統(tǒng)電壓

就是蓄電池組的電壓，儲(chǔ)能變流器的輸入電壓。不同技術(shù)的儲(chǔ)能逆變器，系統(tǒng)電壓相差較大，單相兩級(jí)結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)能變流器在50V左右，三相兩級(jí)結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)能變流器在150V-550V之間。三相帶工頻隔離變壓器的儲(chǔ)能變流器在500V-800V之間，三相不帶工頻隔離變壓器的儲(chǔ)能變流器在600V-900V之間。

功率因數(shù)

儲(chǔ)能逆變器正常運(yùn)行時(shí)，功率因素應(yīng)大于0.99，當(dāng)系統(tǒng)參與功率因素調(diào)節(jié)時(shí)，功率因素范圍應(yīng)該盡可能寬。

切換時(shí)間

儲(chǔ)能逆變器有兩種切換時(shí)間，一是充放電切換，大型儲(chǔ)能逆流應(yīng)該能快速切換運(yùn)行狀態(tài)，通常要求在90%額定功率并網(wǎng)充電狀態(tài)和90%額定功率并網(wǎng)放電狀態(tài)之間，切換時(shí)間不大于200ms，二是應(yīng)用于并網(wǎng)模式和離網(wǎng)模式的切換，切換時(shí)間不大于100ms。

儲(chǔ)能變流器主要有并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種工作模式。并網(wǎng)模式，實(shí)現(xiàn)蓄電池組和電網(wǎng)之間的雙向能量轉(zhuǎn)換。具有并網(wǎng)逆變器的特性，如防孤島、自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)電壓相位和頻率，低電壓穿越等等，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度或本地控制的要求，PCS 在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期，把電網(wǎng)的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能，給蓄電池組充電，具有蓄電池充放電管理功能；在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期，它又把蓄電池組的直流電逆變成交流電，回饋至公共電網(wǎng)中去；在電能質(zhì)量不好時(shí)，向電網(wǎng)饋送或吸收有功，提供無(wú)功補(bǔ)償?shù)?。離網(wǎng)模式，又稱孤網(wǎng)運(yùn)行，即能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)可以根據(jù)實(shí)際需要，在滿足設(shè)定要求的情況下，與主電網(wǎng)脫開，給本地的部分負(fù)荷提供滿足電網(wǎng)電能質(zhì)量要求的交流電能。

總結(jié)

在多種能源組成的微網(wǎng)系統(tǒng)中，儲(chǔ)能變流器是最核心的設(shè)備，因?yàn)楣夥?、風(fēng)力等可再生能源具有波動(dòng)性，而負(fù)荷也具有波動(dòng)性，燃油發(fā)電機(jī)只能發(fā)出電能，不能吸收電能。如果系統(tǒng)中只有光伏、風(fēng)力和燃油發(fā)電機(jī)，系統(tǒng)運(yùn)行可能會(huì)不平衡，當(dāng)可再生能源的功率大于負(fù)荷功率時(shí)，系統(tǒng)有可能會(huì)出現(xiàn)故障，因此光伏并網(wǎng)逆變器難與燃油發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，而儲(chǔ)能變流器可吸收能量，也可發(fā)出能量，且反應(yīng)速度快，在系統(tǒng)中起到平衡作用。