ในกระบวนการเร่งบรรลุเป้าหมายคาร์บอนคู่และการสร้างระบบไฟฟ้าใหม่ เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานจะค่อยๆ กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักในการสนับสนุนการทำงานที่มีเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าใหม่ และเพิ่มประสิทธิภาพการจัดสรรทรัพยากร ตัวแปลงเก็บพลังงาน PCS (Power Conversion System) เป็นอุปกรณ์หลักของระบบจัดเก็บพลังงาน และประสิทธิภาพและการใช้งานส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพโดยรวมและความเสถียรของระบบจัดเก็บพลังงาน บทความนี้จะดำเนินการวิเคราะห์เชิงลึกและการตีความคำจำกัดความ หลักการทำงาน คุณสมบัติหลัก โหมดการทำงาน สถานการณ์การใช้งาน และแนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของตัวแปลงกักเก็บพลังงาน PCS
01
คำจำกัดความของตัวแปลงหน่วยเก็บพลังงาน PCS
ตัวแปลงที่เก็บพลังงาน PCS หรือชื่อเต็มว่า Power Conversion System เป็นอุปกรณ์สำคัญในระบบกักเก็บพลังงาน ซึ่งใช้ในการแปลงพลังงานและการไหลแบบสองทิศทางระหว่างแบตเตอรี่เก็บพลังงานและโครงข่ายไฟฟ้า สามารถแปลงไฟ DC เป็นไฟ AC หรือไฟ AC เป็นไฟ DC เพื่อตอบสนองข้อกำหนดการชาร์จและการคายประจุของระบบจ่ายไฟสำหรับระบบจัดเก็บพลังงาน ตัวแปลงกักเก็บพลังงาน PCS มีบทบาทเป็น "สะพาน" ในระบบกักเก็บพลังงาน โดยเชื่อมต่อแบตเตอรี่เก็บพลังงานและโครงข่ายไฟฟ้า เพื่อให้มั่นใจว่าระบบกักเก็บพลังงานทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพ
02
หลักการทำงานของเครื่องแปลงเก็บพลังงาน PCS
หลักการทำงานของตัวแปลงที่เก็บพลังงาน PCS นั้นใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นหลัก ซึ่งตระหนักถึงการแปลงและการไหลแบบสองทิศทางของพลังงานไฟฟ้าโดยการควบคุมการเปิดและปิดอุปกรณ์สวิตช์ เมื่อโครงข่ายไฟฟ้าต้องการให้ระบบจัดเก็บพลังงานระบายออก ตัวแปลงที่เก็บพลังงาน PCS จะแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงในแบตเตอรี่เก็บพลังงานให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับและส่งออกไปยังโครงข่ายไฟฟ้า เมื่อโครงข่ายไฟฟ้าต้องการให้ระบบจัดเก็บพลังงานทำการชาร์จ ตัวแปลงที่เก็บพลังงาน PCS จะแปลงไฟ AC ในระบบโครงข่ายไฟฟ้าเป็นไฟ DC และจัดเก็บไว้ในแบตเตอรี่เก็บพลังงาน ในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุ ตัวแปลงที่เก็บพลังงาน PCS ยังจำเป็นต้องดำเนินการควบคุมพลังงานและการจัดการพลังงานที่แม่นยำ ตามความต้องการของระบบโครงข่ายไฟฟ้าและสถานะของแบตเตอรี่เก็บพลังงาน เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานมีเสถียรภาพและการใช้งานที่เก็บพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ระบบ.
03
คุณสมบัติหลักของตัวแปลงเก็บพลังงาน PCS
1. การแปลงพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ: ตัวแปลงการจัดเก็บพลังงาน PCS ใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังขั้นสูงและกลยุทธ์การควบคุมเพื่อให้เกิดการแปลงพลังงานและการไหลแบบสองทิศทางที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพ ประสิทธิภาพการแปลงสูงถึง 95% ซึ่งสามารถลดต้นทุนการดำเนินงานของระบบกักเก็บพลังงานได้อย่างมาก
2. การควบคุมพลังงานที่แม่นยำ: ตัวแปลงที่เก็บพลังงานของ PCS มีความสามารถในการควบคุมพลังงานที่แม่นยำ และสามารถปรับแบบเรียลไทม์ได้ตามความต้องการของโครงข่ายไฟฟ้าและสถานะของแบตเตอรี่เก็บพลังงาน ด้วยการควบคุมพลังงานที่แม่นยำ ตัวแปลงที่เก็บพลังงานของ PCS สามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็วและการปรับระบบจัดเก็บพลังงานอย่างแม่นยำ และปรับปรุงเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้า
3. การจัดการพลังงานอัจฉริยะ: ตัวแปลงที่เก็บพลังงานของ PCS ยังมีฟังก์ชันการจัดการพลังงานอัจฉริยะ ซึ่งสามารถจัดส่งและปรับให้เหมาะสมอย่างชาญฉลาดตามภาระของโครงข่ายไฟฟ้าและสถานะของแบตเตอรี่เก็บพลังงาน ด้วยการจัดการพลังงานอัจฉริยะ ตัวแปลงที่เก็บพลังงานของ PCS สามารถเพิ่มการใช้ประโยชน์ของระบบจัดเก็บพลังงานให้เกิดประโยชน์สูงสุด และลดการสูญเสียให้เหลือน้อยที่สุด และปรับปรุงเศรษฐกิจและการปกป้องสิ่งแวดล้อมของระบบไฟฟ้าทั้งหมด
4. การกำหนดค่าและการขยายที่ยืดหยุ่น: ตัวแปลงหน่วยเก็บพลังงาน PCS ใช้การออกแบบแบบโมดูลาร์ ซึ่งสามารถกำหนดค่าและขยายได้อย่างยืดหยุ่นตามความต้องการที่แท้จริง การเพิ่มหรือลดจำนวนโมดูลทำให้สามารถปรับความจุของระบบกักเก็บพลังงานได้อย่างแม่นยำ เพื่อตอบสนองความต้องการของสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน
04
โหมดการทำงานของตัวแปลงที่เก็บพลังงาน PCS
1. ในโหมดเชื่อมต่อกับกริด การแปลงพลังงานแบบสองทิศทางระหว่างชุดแบตเตอรี่และกริดจะเกิดขึ้นตามคำสั่งพลังงานที่ออกโดยผู้มอบหมายงานระดับบน เช่น การชาร์จก้อนแบตเตอรี่ในช่วงที่มีโหลดต่ำของกริด และการป้อนกลับไปยังกริดในช่วงที่มีโหลดสูงสุดของกริด
2. โหมดกริดนอกโครงข่าย/โครงข่ายแยก เมื่อเป็นไปตามข้อกำหนดที่ตั้งไว้ ระบบจะตัดการเชื่อมต่อจากโครงข่ายหลักและจ่ายไฟ AC ที่ตรงตามข้อกำหนดด้านคุณภาพกำลังไฟฟ้าของโครงข่ายให้กับโหลดเฉพาะที่บางส่วน
3. โหมดไฮบริด ระบบจัดเก็บพลังงานสามารถสลับระหว่างโหมดเชื่อมต่อกริดและโหมดนอกกริด ระบบกักเก็บพลังงานอยู่ในไมโครกริด ไมโครกริดเชื่อมต่อกับกริดสาธารณะ และทำงานเป็นระบบที่เชื่อมต่อกับกริดภายใต้สภาวะการทำงานปกติ หากไมโครกริดถูกตัดการเชื่อมต่อจากกริดสาธารณะ ระบบกักเก็บพลังงานจะทำงานในโหมดนอกกริดเพื่อจ่ายพลังงานหลักให้กับไมโครกริด การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การกรอง การทำให้กริดมีเสถียรภาพ การปรับคุณภาพไฟฟ้า และการสร้างเครือข่ายการรักษาตัวเอง
05
สถานการณ์การใช้งานของตัวแปลงกักเก็บพลังงาน PCS
1. การเปลี่ยนเวลาพลังงาน: ในระบบจัดเก็บพลังงานฝั่งผู้ใช้ ตัวแปลงการจัดเก็บพลังงาน PCS สามารถใช้สำหรับการเปลี่ยนเวลาพลังงาน โดยจัดเก็บการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ส่วนเกินในช่วงกลางวัน และปล่อยผ่าน PCS ในเวลากลางคืนหรือในสภาพอากาศฝนตกเมื่อ ไม่มีการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบใช้เองได้สูงสุด
2. การเก็งกำไรจาก Peak-Valley: ในระบบการจัดเก็บพลังงานฝั่งผู้ใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสวนอุตสาหกรรมและการพาณิชย์ที่ใช้ราคาไฟฟ้าตามระยะเวลาการใช้งาน ตัวแปลงการจัดเก็บพลังงาน PCS สามารถใช้สำหรับการเก็งกำไรจาก Peak-Valley ได้ โดยการชาร์จระหว่าง ช่วงราคาไฟฟ้าต่ำและการคายประจุในช่วงราคาไฟฟ้าสูง เพื่อให้เกิดการชาร์จต่ำและการเก็งกำไรการคายประจุสูง เพื่อประหยัดค่าไฟฟ้าโดยรวมของอุทยาน
3. การขยายกำลังการผลิตแบบไดนามิก: ในสถานการณ์ที่มีความจุไฟฟ้าจำกัด เช่น สถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์จัดเก็บพลังงานของ PCS ได้รับการกำหนดค่าด้วยแบตเตอรี่จัดเก็บพลังงานสำหรับการขยายกำลังการผลิตแบบไดนามิก ในระหว่างการชาร์จสูงสุด อินเวอร์เตอร์จัดเก็บพลังงานของ PCS จะคายประจุเพื่อรองรับพลังงานเพิ่มเติม ในระหว่างการชาร์จที่มีระดับพีคต่ำ อินเวอร์เตอร์จัดเก็บพลังงานของ PCS จะชาร์จและจัดเก็บไฟฟ้าราคาถูกไว้เพื่อใช้สำรอง ซึ่งสามารถบรรลุการเก็งกำไรในระดับพีควัลเลย์ และขยายความจุของสถานีชาร์จแบบไดนามิกได้
4. ระบบไมโครกริด: ในระบบไมโครกริด อินเวอร์เตอร์จัดเก็บพลังงานของ PCS สามารถควบคุมแหล่งพลังงานแบบกระจายและระบบกักเก็บพลังงานที่มีการประสานงานร่วมกัน ปรับปรุงเสถียรภาพและคุณภาพการจ่ายไฟของไมโครกริด ด้วยการควบคุมพลังงานที่แม่นยำและการจัดการพลังงานอัจฉริยะของอินเวอร์เตอร์จัดเก็บพลังงานของ PCS ทำให้สามารถบรรลุความสมดุลและกำหนดเวลาที่เหมาะสมที่สุดของการจ่ายพลังงานและโหลดในระบบไมโครกริด
5. การควบคุมความถี่และจุดสูงสุดของระบบไฟฟ้า: ในระบบไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์จัดเก็บพลังงาน PCS สามารถใช้สำหรับการควบคุมความถี่และจุดสูงสุดเพื่อปรับปรุงเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของโครงข่ายไฟฟ้า เมื่อโหลดกริดอยู่ที่จุดสูงสุด อินเวอร์เตอร์จัดเก็บพลังงาน PCS จะสามารถปล่อยพลังงานในแบตเตอรี่จัดเก็บพลังงาน และให้การสนับสนุนพลังงานเพิ่มเติมสำหรับกริด เมื่อโหลดกริดอยู่ที่จุดต่ำ อินเวอร์เตอร์จัดเก็บพลังงาน PCS จะสามารถดูดซับพลังงานส่วนเกินในกริดและชาร์จแบตเตอรี่เก็บพลังงานเพื่อใช้ในภายหลัง
อินเวอร์เตอร์เก็บพลังงาน Growatt 140-250k
06
แนวโน้มการพัฒนาอินเวอร์เตอร์เก็บพลังงานของ PCS
ปัจจุบัน PCS แบบรวมศูนย์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงไฟฟ้าเก็บพลังงานขนาดใหญ่ PCS กำลังสูงจะควบคุมแบตเตอรี่แบบขนานหลายกลุ่มพร้อมกัน และปัญหาความไม่สมดุลระหว่างกลุ่มแบตเตอรี่ไม่สามารถจัดการได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ PCS แบบสตริง PCS ขนาดเล็กและขนาดกลางกำลังควบคุมแบตเตอรี่เพียงคลัสเตอร์เดียว ทำให้มีหนึ่งคลัสเตอร์ที่มีการจัดการเดียว หลีกเลี่ยงผลกระทบแบบบาร์เรลระหว่างคลัสเตอร์แบตเตอรี่ ปรับปรุงอายุการใช้งานของระบบ และเพิ่มความสามารถในการคายประจุของวงจรชีวิตทั้งหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพ แนวโน้มของการใช้งานพีซีสตริงขนาดใหญ่ได้เป็นรูปเป็นร่างแล้ว ในตู้เก็บพลังงานอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์แบบครบวงจร PCS แบบสตริงได้กลายเป็นโซลูชันหลักในอุตสาหกรรม และจะถูกนำไปใช้ในขนาดใหญ่ในโรงไฟฟ้าเก็บพลังงานขนาดใหญ่ในอนาคต
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของพลังงานใหม่และกริดอัจฉริยะ และความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีกักเก็บพลังงาน ตัวแปลงกักเก็บพลังงาน PCS จะเผชิญกับโอกาสและความท้าทายในการพัฒนาที่มากขึ้น ในอนาคต คอนเวอร์เตอร์กักเก็บพลังงานของ PCS จะพัฒนาไปในทิศทางที่มีประสิทธิภาพ ชาญฉลาด และยืดหยุ่นมากขึ้น
ในด้านหนึ่ง ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังและการใช้วัสดุใหม่อย่างต่อเนื่อง ประสิทธิภาพการแปลงของตัวแปลงกักเก็บพลังงาน PCS จะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม ในทางกลับกัน ด้วยการพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เช่น บิ๊กดาต้า คลาวด์คอมพิวติ้ง และปัญญาประดิษฐ์ ความสามารถในการจัดการพลังงานอัจฉริยะของคอนเวอร์เตอร์จัดเก็บพลังงาน PCS จะได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของระบบไฟฟ้าได้ดียิ่งขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพการตั้งเวลา นอกจากนี้ ด้วยการขยายและเจาะลึกสถานการณ์การประยุกต์ใช้ระบบกักเก็บพลังงานอย่างต่อเนื่อง ตัวแปลงกักเก็บพลังงานของ PCS จะเผชิญกับความต้องการที่ปรับแต่งได้มากขึ้นและความท้าทายด้านนวัตกรรม