華天儲(chǔ)能變流器HTPCS
儲(chǔ)能變流器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、軌道交通、軍工、石油機(jī)械、新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏等領(lǐng)域，在電網(wǎng)削峰填谷、平滑新能源波動(dòng)、能量回收利用等場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)電壓頻率主動(dòng)支撐，提高供電電能質(zhì)量。
電池儲(chǔ)能作為大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要形式之一，具有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、事故備用等多種用途。與常規(guī)電源相比，大規(guī)模儲(chǔ)能電站能夠適應(yīng)負(fù)荷的快速變化，對(duì)提高電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行水平、電網(wǎng)供電質(zhì)量和可靠性起到了重要作用，同時(shí)還可以優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保，達(dá)到電力系統(tǒng)的總體節(jié)能降耗，提高總體的經(jīng)濟(jì)效益。
工作原理
儲(chǔ)能變流器(Power Conversion System，簡稱PCS)在電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，連接于電池系統(tǒng)與電網(wǎng)(和/或負(fù)荷)之間，實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的裝置，可控制蓄電池的充電和放電過程，進(jìn)行交直流的變換，在無電網(wǎng)情況下可以直接為交流負(fù)荷供電。
山東華天PCS 由并網(wǎng)隔離單元、 DC/AC 雙向變流器功率單元、直流緩沖控制單元、控制器等構(gòu)成。PCS控制器通過通訊接收后臺(tái)控制指令，根據(jù)功率指令的符號(hào)及大小控制變流器對(duì)電池進(jìn)行充電或放電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)有功功率及無功功率的調(diào)節(jié)。同時(shí)PCS 可通過CAN接口與BMS通訊、干接點(diǎn)傳輸?shù)确绞?，獲取電池組狀態(tài)信息，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)性充放電，確保電池運(yùn)行安全。
儲(chǔ)能雙向變流器(PCS)是交/直流側(cè)可控的四象限運(yùn)行的變流裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的交直流雙向轉(zhuǎn)換。PCS可以實(shí)現(xiàn)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)直流電池與交流電網(wǎng)之間的雙向能量傳遞，通過控制策略實(shí)現(xiàn)對(duì)電池系統(tǒng)的充放電管理、對(duì)網(wǎng)側(cè)負(fù)荷功率的跟蹤、對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率的控制、對(duì)離網(wǎng)運(yùn)行方式下網(wǎng)側(cè)電壓的控制等。
功能特點(diǎn)
并網(wǎng)條件下，儲(chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)微網(wǎng)監(jiān)控指令進(jìn)行恒功率或恒流控制，給電池充電或放電，同時(shí)平滑風(fēng)電、太陽能等波動(dòng)性電源的輸出；微網(wǎng)條件下，儲(chǔ)能系統(tǒng)作為主電源提供微網(wǎng)的電壓和頻率支撐(V/F控制),微網(wǎng)中負(fù)荷以此電壓和頻率為基準(zhǔn)工作。PCS采用雙閉環(huán)控制和SPWM脈沖調(diào)制方法，能夠精確快速地調(diào)節(jié)輸出電壓、頻率、有功和無功功率。
基本控制功能：
并網(wǎng)恒功率充、放電控制；
并網(wǎng)恒壓限流充電；
離網(wǎng) V/F 控制；
無功調(diào)節(jié)控制；
并網(wǎng)-離網(wǎng)平滑切換控制；
防孤島保護(hù)功能及孤島檢測(cè)進(jìn)行模式切換功能故障穿越控制功能。
基本保護(hù)功能：
電池極性反接保護(hù)；
直流過壓過流保護(hù)；
網(wǎng)側(cè)過/欠壓、過流、過/欠頻保護(hù)；
IGBT 模塊過流、過溫保護(hù)；
變壓器/電抗器過溫保護(hù)；
防雷保護(hù)；
非計(jì)劃性孤島保護(hù)。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
獨(dú)特的模式切換平滑控制技術(shù)，保證并網(wǎng)-離網(wǎng)兩種模式相互切換無沖擊，確保變流器可靠運(yùn)行；
保證變流器并網(wǎng)時(shí)按要求增減有功功率、無功功率；獨(dú)立運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定負(fù)荷電壓、頻率；
充電、放電一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的能量雙向流動(dòng)；
高效的矢量控制算法，實(shí)現(xiàn)有功、無功的解耦控制；
功率因數(shù)任意可調(diào)，在容量范圍內(nèi)可以全發(fā)無功，實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償；
在MEMS(微網(wǎng)能量管理系統(tǒng))的調(diào)度下，主動(dòng)參與電網(wǎng)的調(diào)峰，有效緩解大電網(wǎng)的壓力；
支持并網(wǎng)運(yùn)行、離網(wǎng)運(yùn)行;并可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)與離網(wǎng)的平滑無縫切換；
獨(dú)特的模式切換平滑控制技術(shù)，保證并網(wǎng)-離網(wǎng)兩種模式相互切換無沖擊，確保變流器可靠運(yùn)行；
保證變流器并網(wǎng)時(shí)按要求增減有功功率、無功功率;獨(dú)立運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定負(fù)荷電壓、頻率；
充電、放電一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的能量雙向流動(dòng)；
支持微網(wǎng)運(yùn)行，可為微網(wǎng)提供穩(wěn)定的電壓和頻率支撐；
主動(dòng)式與被動(dòng)式孤島檢測(cè)方法相結(jié)合，滿足 UL1741 標(biāo)準(zhǔn)；
完善的繼電保護(hù)功能，有效防止逆變器的異常損壞；
支持多種儲(chǔ)能電池，不同的型號(hào)僅控制器的軟件不同；
提供 CAN 、485，可與電池管理系統(tǒng)(BMS)、上層監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊；
多臺(tái)PCS可實(shí)現(xiàn)多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行；
支持交流側(cè)短時(shí)短路運(yùn)行模式；
支持自同期功能。
儲(chǔ)能PCS及控制系統(tǒng)典型應(yīng)用
可用于風(fēng)能、太陽能等分布式發(fā)電系統(tǒng)中，保證分布式電源供電的均衡性和連續(xù)性，有效地改善其電能輸出質(zhì)量，提高接入電網(wǎng)的能力。
可用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定中，可以通過快速的電能存儲(chǔ)來響應(yīng)負(fù)荷的波動(dòng)，吸收多余的能量或補(bǔ)充缺額的能量，實(shí)現(xiàn)大功率的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，很好地適應(yīng)頻率調(diào)節(jié)和電壓功率因數(shù)的校正，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
用于電網(wǎng)削峰填谷，可以緩解用戶側(cè)的供需矛盾，減少發(fā)電設(shè)備的投資，提高電力設(shè)備的使用率，減小線路損耗。
作為應(yīng)急電源，在大電網(wǎng)或其他電源掉電期間向用戶提供電能，提高供電的可靠性。
用于微網(wǎng)中，作為主電源，提供微網(wǎng)的電壓和頻率支撐，使風(fēng)電和光伏在微網(wǎng)中出力，給區(qū)域性負(fù)荷供電。
用于各種類型的儲(chǔ)能元件，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能與電網(wǎng)的柔性接口，能滿足獨(dú)立或并網(wǎng)運(yùn)行的要求。
華天電力儲(chǔ)能PCS選型
儲(chǔ)能變流器配置一般根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)實(shí)際負(fù)荷及分布式發(fā)電能源容量來定。負(fù)荷分為重要性負(fù)荷(機(jī)房、辦公、監(jiān)控等負(fù)荷)、非重要性負(fù)荷(空調(diào)、照明、鍋爐、門崗等負(fù)荷)，負(fù)荷數(shù)據(jù)一般需要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，一般測(cè)量工作日、節(jié)假日的分時(shí)數(shù)據(jù)，并節(jié)選四季典型時(shí)間的數(shù)據(jù)綜合分析。
儲(chǔ)能變流器容量匹配
儲(chǔ)能容量配置按負(fù)荷容量的1.2倍配置，如重要性負(fù)荷達(dá)200kW，則建議配置250kW的儲(chǔ)能變流器。其它負(fù)荷如需離網(wǎng)運(yùn)行，則相應(yīng)增加儲(chǔ)能功率配比。
儲(chǔ)能變流器變壓器
儲(chǔ)能變流器變壓器變比由直流電壓輸入范圍而定(即電池電壓范圍)，計(jì)算方法如下：變壓器變比=Ul(電池最低電壓)/1.414*效率/400。
比如利用退役動(dòng)力汽車電池的儲(chǔ)能應(yīng)用。選用比亞迪電動(dòng)汽車電池包的電壓為303.6VDC（94%）最低放電電壓285/1.414*0.94=189，變壓器變比可確定為180/400。
如果并入較高壓電網(wǎng)，配置相應(yīng)的高壓并網(wǎng)變壓器和高壓開關(guān)柜。
直接輸出并網(wǎng)至400V的電池母線電壓確定
如選用不帶變壓器的配置，則電池組最低電壓需達(dá)到540V以上才可以接入400V電網(wǎng)，在四線制下直接接入400V電網(wǎng)并網(wǎng)供電，為保證較好的電能質(zhì)量，建議電池組放電截止電壓690V左右。
400V標(biāo)準(zhǔn)模塊的直流母線最高運(yùn)行電壓750V，電池組的充電截止電壓最大750V， 用戶如要求較高的母線電壓需要更換690V、1000V模塊。
400V變流器模塊的確定
首先根據(jù)用戶要求的充放電功率確定；然后根據(jù)用戶電池組的放電截止電壓核算最大放電電流，根據(jù)用戶電池組的充電截止電壓核算不超400V模塊的直流母線最高運(yùn)行電壓750V；根據(jù)用戶電池組的充電時(shí)間及最大充電電流核算變流器功率。
