Tesystym kōnwersyje mocy(PCS) je interfejs miyndzy bateriōm a necym zasilanio abo ôbciynżyniym przemiennym. To niy ino ôkryślo jakość zasilanio i dynamiczne karakterystyki wyjściowyj systymu magazynowanio ynergije baterije, ale tyż znaczōnco wpływo na bezpiyczyństwo i ôdporność baterije. Na bazie topologije ôbwodu i kōnfiguracyje transformatora, bazowe zorty PCS idzie potajlować na zorta kroku czynstotliwości-up i zorta połōnczynio bezpostrzednigo-wysokigo napiyńcio, jak pokozano na figurze.
Teroźnie poziōm napiyńcio kōnwyncjōnalnych skupisk baterii niy przekroczo 1500V, a je pewiyn zakres wahań w zoleżności ôd stanu ładowanio (SOC). Beztōż, coby przipasować do wymogań napiyńcio roztōmajtych necōw elektrycznych abo ôbciynżyń, transformatōr frekwyncyje elektrycznyj je czynsto skōnfigurowany po strōnie przemiennyj PCS (Power Conversion System). To niy ino ôsiōngo zwiynkszynie abo regulacyjo napiyńcio przemiennego, ale tyż przizwolo na tworzynie trōjfazowego sztyro-układu drōtowego w systymach poza necu do lifrowanio jednofazowych ôbciynżyń. Co wiyncyj, poprawio ôchrōna i słabiynie zgodliwości elektrōmagnetycznyj systymu magazynowanio ynergije.
W zależności ôd liczby etapōw, PCS zorty step-up frekwyncyje mocy może być potajlowany na topologije jednoetapowe i dwojisto-etapowe.
PCS z krokym frekwyncyje mocy-up-up jednostopniowy-ôferuje wysoko wydajność i prosto struktura; jednak ciyrpi skirz niskij pojymności baterije i ôgraniczōnyj elastyczności w doborze napiyńcio. Co wiyncyj, błōnd krōtkigo-ôbwodu po strōnie DC PCS może łacno kludzić do srogigo przepływu strumiynia w akumulatorze, co stworzo sroge zagrożynie. Jednostopniowy PCS może być tyż sklasyfikowany na systymy dwu-poziōmowe, trzi-poziōmowe abo wielo-poziōmowe w ôparciu ô poziōm napiyńcio wyjściowego. Społym ze wzrōstym liczby poziōmōw, poziōm napiyńcio prōmiyniowego i jakość wyjściowyj mocy PCS mogōm być jeszcze barzij poprawiōne, jak pokozano na rysunku.
Power{0}}frekwyncyjo boost-dwu-stage PCS, jak pokozano na figurze 2-22, je skōnfigurowany z dwukerōnkowym przekształtnikiym DC/DC na zaciynku wejściowym baterije, co zwiynkszo pojymność akumulatora i zwiynkszo elastyczność wielorazowego ôbioru napiyńcio baterije i ôdporności. Mo jednak wysoke koszty, doś słożōno kōntrola i nisko wydajność. Na bazie roztōmajtych struktur przekształtnika DC/DC, dwu-stopniowe PCS idzie potajlować na niy-izolowane i izolowane zorty. Izolowany dwustopniowy PCS może jeszcze barzij poprawić spōłczynnik przekształcynio napiyńcio i mo szyrszo adaptacyjno zdolność do napiyńcio baterije, ale projekt wyizolowanego dwukerōnkowego przekształtnika DC/DC ô srogij -pojymności z wysokim spōłczynnikym zwiynkszynio stanowi sroge wyzwania techniczne. Głōwne ciynżkości ôbyjmujōm kōnstrukcyjo transformatorōw wysokigo napiyńcio, izolacyjo systymu, przełōnczanie fazowe abo szeregowe rezonansowe miynke przełōnczanie jak tyż kōnstrukcyjo wysokij tyngości mocy.
W przipadku litowych -jōnowych baterii, co sōm wszeôbecnie używane w systymach magazynowanio ynergije ô srogij-pojymności, napiyńcie wyjściowe niy zmiynio sie znaczōnco, kej stan ładowanio (SOC) je w zakresie ôd 15% do 85%. Bez to wiynkszość systymōw magazynowanio ynergije ô srogij-pojymności, co sōm teroźnie używane w mojim kraju, używo jednostopniowego systymu kōnwersyje energije (PCS). Jednak społym ze zbliżaniym sie napiyńcio DC do 1500V, coroz czynścij bydōm przijmowane struktury topologije na trzech-poziōmach. Systym magazynowanio ynergije ôd baterije ô pojymności 1500 V zmyńszo wymogany ôdcisk i użycie urzōndzyń elektrycznych, takich jak skrzynki przełōncznikōw i kable prziprōmiyniowego, tōż do pewnego stopnia ôbniżo koszty systymu. Jednak skuli krōtkij ôdległości miyndzy bateriōm a PCS, niy ôferuje ôn znaczōncyj zmyńszynio strat transmisyje DC, jake ôbserwuje sie w fotowoltaicznych elektrowniach na srogo skala. Co wiyncyj, to stawio srogsze wymogania wydajności do kōmponyntōw takich jak dwukerōnkowe wyłōnczniki prōmiyniowego i dwukerōnkowe styczniki prōmiyniowego prōmiyniowego. Konstrukcyjo bezpiyczyństwa i ôchrōny elektrycznyj ôbwodu DC je podstawowym wyzwaniym we ryalizowaniu tego systymu.
Coby umożliwić zastosowanie ultra-srogych -skalowych stacyjōw magazynujōncych ynergijo na baterii, jak tyż coby uniknōńć rōwnolygłego połōnczynio za mocy akumulatorōw, jak tyż coby uniknōńć strat sprawiōnych ôd transformatorōw frekwyncyjnych zasilanio i zmyńszyć koszty, major -major napiyńcio bezpostrzednio{CSca}de połōnczynie P kerōnku. Podobnie jak PCS step-up frekwyncyje mocy, PCS bezpostrzednio-połōnczōne ze wysokim-napiyńciym idzie tyż potajlować na topologije jednostopniowe i dwu{9}}stopniowe znoleżnie ôd wielości etapōw kōnwersyje mocy.
Kaskadowy jednostopniowy PCS może wydować wysoke napiyńcie bez transformatora frekwyncyje zasilanio, bezpostrzednio łōnczōnc sie ze wysokonapiyńciowym necym zasilanio, co czyni go ôdpowiednim do budowanio systymōw magazynowanio ynergije na ultra-srogij skali. Struktura kaskadowo ôsiōngo wielopoziōmowy wyjście, zapewniajōnc harmōniki niskigo napiyńcio wyjściowego nawet przi niskim frekwyncyji kōmutacyje w poszczegōlnych modułach, co zmyńszo straty kōmutacyje. Jednak kaskadowy jednostopniowy PCS wymogo wzajymnyj izolacyje po strōnie DC, co skutkuje wysokim naprziciyniym izolacyjnym przi niskich napiyńciach wyjściowych, co wymogo ekstra projektowanio. Miyndzy kożdym akumulatorym a masyjōm sōm spōlne ściyżki prōmiyni w trybie -, co wymogo rozwiōnzań dlo słabiynio prōmiyni w trybie spōlnego-.
Strōmy ładowanio i rozładowanio akumulatorōw zawiyrajōm drugo-harmōniczno płynność, co negatywnie wpływo na teroźno sztreka baterije i zwiynkszo koszty. Kaskadowe jednostopniowe PCS idzie głownie potajlować na zorty kaskadowe H-mostowe i modularne wielopoziōmowe kōnwertery (MMC), jak pokozano na figurze.
Ôgōlnie rzecz bierōnc, PCS (Power Conversion System) z bezpostrzednim podłōnczyniym wysokigo napiyńcio je kluczowym rozwiōnzaniym do ôdpowiedzi na wyzwania zwiōnzane z bezpiyczyństwym i wydajnościōm, jake skutkujōm ultra-srogōm pojymnościōm systymōw magazynowanio ynergije. Jednak ôn stawio wysoke wymogi izolacyje tak na akumulatorze, jak i na izolowanego przekształtnika DC/DC, co ôgraniczo jego powszechne przijyńcie i zastosowanie. Co wiyncyj, sōm wyzwania we skupiōnym ułożaniu, połōnczyniu elektrycznym i projektowaniu bezpiyczyństwa systymōw baterii ô ultra-srogo pojymność.