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电力转换系统（简称PCS）广泛应用于电力系统、轨道交通、军工、石油机械、新能源汽车、风力发电、太阳能光伏等领域。在电网调峰、平滑新能源波动、能源回收利用等场合实现能源双向流动，积极支持电网电压和频率，提高供电质量。本文将带您了解功率转换系统的功能和功率转换系统选择。

 

功率转换系统的定义

电池储能特别是锂离子电池储能作为大型储能系统的重要形式之一，具有调峰、填谷、调频、调相、应急备份等多种用途。有关电池信息，请参阅中国十大储能电池公司。

与常规电源相比，大型储能电站能够适应负荷的快速变化，在提高电力系统安全稳定运行水平以及电网质量和可靠性方面发挥着重要作用。同时，还可以优化供电结构，实现绿色环保，实现电力系统整体节能降耗，提高整体经济效益。

在电力转换系统的电化学储能系统中，连接在电池系统和电网（和/或负载）之间以实现电能双向转换的装置可以控制电池的充电和放电过程，并进行交流和直流的转换，在没有电网的情况下，它可以直接向交流负载供电。

PCS由DC/AC双向转换器、控制单元等组成。PCS控制器通过通信接收后台控制命令，并根据功率命令的符号和大小控制转换器对电池进行充电或放电，以调节电网的有功功率和无功功率。

同时，PCS可以通过can接口、干触点传输等方式与电池管理系统进行通信，获取电池组状态信息，实现对电池的保护性充放电，确保电池的安全运行。

 

电源转换系统的工作原理

储能电力转换系统（PCS）是一种交直流侧可控的四象限操作转换器装置，实现电能的交直流双向转换。功率转换系统可以通过控制策略、电池系统的充放电管理、电网侧负载功率的跟踪、电池储能系统充放电功率的控制，实现电池储能的直流电池和交流电网之间的双向能量传输，并且实现了在离网操作模式下对电网侧电压的控制。

 

 

功率转换系统的特点和功能

电力转换系统的主要功能是在并网条件下，储能系统根据微电网监测指令进行恒功率或恒流控制，对电池进行充电或放电，同时平滑风电、太阳能等波动电源的输出；

在微电网条件下，储能系统作为主电源，为微电网提供电压和频率支持（V/F控制），微电网中的负载基于该电压和频率工作。PCS采用双闭环控制和SPWM脉冲调制方式，可以准确快速地调节输出电压、频率、有功和无功功率。

 

基本控制功能

● 并网恒功率充放电控制

● 并网恒压限流充电

● 离网V/F控制

● 无功功率调节控制

● 并网离网平滑切换控制

● 模式切换功能的防孤岛保护功能和孤岛检测故障穿越控制功能

 

 

基本保护功能

● 蓄电池负极性保护

● 直流过电压保护

● 直流过电流保护

● 电网侧过电压/欠电压保护

● 电网侧过电流保护

● 电网侧过频/欠频保护

● IGBT模块过电流保护

● IGBT模块过温保护

● 变压器/电抗器过温保护

● 防雷

● 非计划岛屿保护

 

电力转换系统的应用场景

● 它可以用于风电、太阳能等分布式发电系统，以确保分布式电源的平衡和连续性，有效提高其电力输出质量，提高接入电网的能力。

● 它可以用于电力系统的稳定。它可以通过快速的电能存储来响应负载波动，吸收多余的能量或补充不足的能量，实现大功率的动态调节。它很好地适应频率调节和电压功率因数校正，从而提高了系统运行的稳定性。

● 它可以像UPS锂电池一样用作应急电源，在大电网或其他电源停电时为用户提供电能，提高电源的可靠性。

 

 

● 可用于电网调峰填谷，缓解用户侧供需矛盾，减少发电设备投资，提高电力设备利用率，降低线路损耗。

● 它可以用于微电网，作为主电源，提供微电网的电压和频率支持，使风电和光伏为微电网做出贡献，并为区域负载供电。

● 可用于各种类型的储能元件，实现储能与电网的灵活接口，满足独立或并网运行的要求。

 

如何选择和计算储能转换器

电力转换系统的配置通常根据微电网中的实际负载和分布式发电能量的容量来确定。负载分为重要负载（如机房、办公室、监控等负载）、非重要负载（例如空调、照明、锅炉、门卫等负载），负荷数据一般需要现场测量，一般测量工作日和节假日的分时数据，并摘录四季典型时间的数据进行综合分析。

 

功率转换系统容量匹配

储能容量按照1.2倍负载容量配置。如果重要负荷达到200kW，建议配置250kW的功率转换系统。如果其他负载需要脱离电网，则应相应提高储能功率比。

 

 

功率转换系统的变压比

电力转换系统的变压比由直流电压输入范围（即电池电压范围）决定。计算方法如下：

变压器比率=Ul（最小电池电压）/1.414。如果铁锂电池的电压范围为360~480VDC，360/1.414=254，则变压比可以确定为200。如果选择不带变压器的配置，则电池的最低电压必须高于540V，然后才能连接到400V电网。

 

电源转换系统附加功能配置

自同步功能（S）：功率转换系统可以在没有其他设备的情况下实现无缝的上下网切换。在并网开关可以远程控制的前提下，当并网开关从并网运行到离网运行时，电力转换系统会发出断开并网开关的指令。

当发出离网到并网操作时，发出闭合并网开关的指令（闭合条件由变流器判断，不能手动闭合）；超级电容器充电器功能（C）：当电源转换系统连接到超级电容器产品时，它可以从0电压开始对超级电容器充电，并在超级电容器电压达到工作电压时进行充电和放电，取代传统充电器的作用。

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