1儲能變流器的含義

電池儲能作為大規(guī)模儲能系統(tǒng)的重要形式之一，具有調峰、填谷、調頻、調相、事故備用等多種用途。與常規(guī)電源相比，大規(guī)模儲能電站能夠適應負荷的快速變化，對提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行水平、電網供電質量和可靠性起到了重要用途，同時還可以優(yōu)化電源結構，實現(xiàn)綠色環(huán)保，達到電力系統(tǒng)的總體節(jié)能降耗，提高總體的經濟效益。

儲能變流器(PowerConversionSystem，簡稱PCS)電化學儲能系統(tǒng)中，連接于電池系統(tǒng)與電網(和/或負荷)之間的實現(xiàn)電能雙向轉換的裝置，可控制蓄電池的充電和放電過程，進行交直流的變換，在無電網情況下可以直接為交流負荷供電。

PCS由DC/AC雙向變流器、控制單元等構成。PCS控制器通過通訊接收后臺控制指令，根據(jù)功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電，實現(xiàn)對電網有功功率及無功功率的調節(jié)。同時PCS可通過CAN接口與BMS通訊、干接點傳輸?shù)确绞剑@取電池組狀態(tài)信息，可實現(xiàn)對電池的保護性充放電，確保電池運行安全。

2執(zhí)行標準

《儲能變流器檢測技術規(guī)程》

《電池儲能系統(tǒng)儲能變流器技術規(guī)范》

GB/T14549電能質量公用電網諧波

GB/T15543電能質量三相電壓不平衡

GB/T15945電能質量電力系統(tǒng)頻率偏差

GB/T12325電能質量供電電壓偏差

3產品介紹
3.1工作原理

儲能雙向變流器(PCS)是交/直流側可控的四象限運行的變流裝置，實現(xiàn)對電能的交直流雙向轉換。PCS可以實現(xiàn)電池儲能系統(tǒng)直流電池與交流電網之間的雙向能量傳遞，通過控制策略實現(xiàn)對電池系統(tǒng)的充放電管理、對網側負荷功率的跟蹤、對電池儲能系統(tǒng)充放電功率的控制、對離網運行方式下網側電壓的控制等。

3.2功能特點

儲能變流器的重要功能是并網條件下，儲能系統(tǒng)根據(jù)微網監(jiān)控指令進行恒功率或恒流控制，給電池充電或放電，同時平滑風電、太陽能等波動性電源的輸出;微網條件下，儲能系統(tǒng)作為主電源供應微網的電壓和頻率支撐(V/F控制),微網中負荷以此電壓和頻率為基準工作。PCS采用雙閉環(huán)控制和SPWM脈沖調制方法，能夠精確快速地調節(jié)輸出電壓、頻率、有功和無功功率。

3.3基本控制功能

并網恒功率充、放電控制

并網恒壓限流充電

離網V/F控制

無功調節(jié)控制

并網-離網平滑切換控制

防孤島保護功能及孤島檢測進行模式切換功能故障穿越控制功能

3.4基本保護功能：

電池極性反接保護

直流過壓保護

直流過流保護

網側過/欠壓保護

網側過流保護

網側過/欠頻保護

IGBT模塊過流保護

IGBT模塊過溫保護

變壓器/電抗器過溫保護

防雷保護

非計劃性孤島保護

3.5產品優(yōu)勢

獨特的模式切換平滑控制技術，保證并網-離網兩種模式相互切換無沖擊，確保變流器可靠運行。保證變流器并網時按要求增減有功功率、無功功率;獨立運行時穩(wěn)定負荷電壓、頻率。

充電、放電一體化設計，實現(xiàn)交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的能量雙向流動;

高效的矢量控制算法，實現(xiàn)有功、無功的解耦控制;

功率因數(shù)任意可調，在容量范圍內可以全發(fā)無功，實現(xiàn)無功補償;

在MEMS(微網能量管理系統(tǒng))的調度下，主動參與電網的調峰，有效緩解大電網的壓力;

支持并網運行、離網運行;并可以實現(xiàn)并網與離網的平滑無縫切換;

支持微網運行，可為微網供應穩(wěn)定的電壓和頻率支撐;

主動式與被動式孤島檢測方法相結合，滿足UL1741標準;

完善的繼電保護功能，有效防止逆變器的異常損壞;

支持多種儲能電池，不同的型號僅控制器的軟件不同;

供應CAN、485，可與電池管理系統(tǒng)(BMS)、上層監(jiān)控系統(tǒng)進行通訊;

多臺PCS可實現(xiàn)多機并聯(lián)運行;

支持交流側短時短路運行模式;

支持自同期功能;

高可靠性機柜設計，滿足不同運行區(qū)域要;

主功率回路采用高可靠性功率模塊;

5應用場合

儲能變流器廣泛應用于電力系統(tǒng)、軌道交通、特種、石油機械、新能源汽車、風力發(fā)電、太陽能光伏等領域，在電網削峰填谷、平滑新能源波動，能量回收利用等場合實現(xiàn)能量雙向流動，對電網電壓頻率主動支撐，提高供電電能質量。

可用于風能、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持續(xù)性，有效地改善其電能輸出質量，提高接入電網的能力。

可用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定中，可以通過快速的電能存儲來響應負荷的波動，吸收多余的能量或補充缺額的能量，實現(xiàn)大功率的動態(tài)調節(jié)，很好地適應頻率調節(jié)和電壓功率因數(shù)的校正，從而提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

可作為應急電源，在大電網或其他電源掉電期間向用戶供應電能，提高供電的可靠性。

可用于電網削峰填谷，可以緩解用戶側的供需矛盾，減少發(fā)電設備的投資，提高電力設備的使用率，減小線路損耗。

可用于微網中，作為主電源，供應微網的電壓和頻率支撐，使風電和光伏在微網中出力，給區(qū)域性負荷供電。

可用于各種類型的儲能元件，實現(xiàn)儲能與電網的柔性接口，能滿足獨立或并網運行的要求。

6快速選型計算方法

儲能變流器配置一般根據(jù)微網內實際負荷及分布式發(fā)電能源容量來定。負荷分為重要性負荷(機房、辦公、監(jiān)控等負荷)、非重要性負荷(空調、照明、鍋爐、門崗等負荷)，負荷數(shù)據(jù)一般要現(xiàn)場測量，一般測量工作日、節(jié)假日的分時數(shù)據(jù)，并節(jié)選四季典型時間的數(shù)據(jù)綜合分析。

6.1儲能變流器容量匹配

儲能容量配置按負荷容量的1.2倍配置，如重要性負荷達200kW，則建議配置250kW的儲能變流器。其它負荷如需離網運行，則相應新增儲能功率配比。

6.2儲能變流器變壓器變比

儲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)，計算方法如下：變壓器變比=Ul(電池最低電壓)/1.414。如選用鐵鋰離子電池的電壓范圍為360~480VDC，360/1.414=254，變壓器變比即可確定為200。

如選用的不帶變壓器的配置，則電池最低電壓需達到540V以上才可以接入400V電網。

6.3儲能變流器附加功能配置

自同期功能(S)：儲能變流器無需其它裝置可實現(xiàn)無縫并離網切換，在并網開關可以遠程控制的前提下，儲能變流器由并網轉離網運行時發(fā)出指令使并網開關分閘，由離網轉并網運行時發(fā)出指令使并網開關合閘(合閘條件由變流器判斷，不可人為合閘);

超級電容充電機功能(C)：儲能變流器在接超級電容產品時，可以由0電壓開始為超級電容充電，并在超級電容電壓達到運行電壓時進行充放電，取代傳統(tǒng)充電機用途。