一、儲能變流器的結構
儲能變流器(Energy Storage Inverter,簡稱ESI)通(tong)常由(you)以下幾部分構(gou)成(cheng):
直(zhi)流(liu)側:包括電池組、充(chong)電器、直(zhi)流(liu)開關和直(zhi)流(liu)濾波電容等。
逆變器:包括逆變器橋、逆變控(kong)制(zhi)器、PWM模塊、濾波電容和輸出變壓器等。
控制系(xi)統(tong):包括功率控制器、電網連接控制器、電池管(guan)理系(xi)統(tong)(BMS)等。
通信模塊:用(yong)于與(yu)上位(wei)機進(jin)行(xing)通信、監控和遠程控制等。
下(xia)面對(dui)各部分進行詳細介紹:
1、直(zhi)流(liu)側:電(dian)池組(zu)(zu)是儲能變流(liu)器的(de)核(he)心(xin)部件(jian),用(yong)(yong)(yong)于(yu)儲存電(dian)能。充電(dian)器用(yong)(yong)(yong)于(yu)將電(dian)網中的(de)交流(liu)電(dian)轉換為直(zhi)流(liu)電(dian),并充電(dian)到電(dian)池組(zu)(zu)中。直(zhi)流(liu)開關用(yong)(yong)(yong)于(yu)控制電(dian)池組(zu)(zu)與逆變器的(de)連接和斷開。直(zhi)流(liu)濾波(bo)電(dian)容用(yong)(yong)(yong)于(yu)平滑直(zhi)流(liu)側電(dian)壓(ya),并減(jian)小(xiao)電(dian)流(liu)的(de)諧波(bo)。
2、逆(ni)(ni)變器:逆(ni)(ni)變器橋(qiao)是將直流電轉(zhuan)換為交流電的(de)核心(xin)部件,其結構一般采用全橋(qiao)式(shi)(shi)或半橋(qiao)式(shi)(shi)。逆(ni)(ni)變控制器負(fu)責(ze)控制逆(ni)(ni)變器橋(qiao)的(de)開(kai)關(guan)管,使其按照一定的(de)PWM模(mo)式(shi)(shi)進(jin)行開(kai)關(guan),從(cong)而實現對輸(shu)出(chu)(chu)電壓(ya)、電流和頻率等(deng)參(can)數的(de)控制。濾波電容用于(yu)(yu)減小(xiao)輸(shu)出(chu)(chu)電壓(ya)的(de)諧(xie)波,提高電路(lu)的(de)效率和穩定性。輸(shu)出(chu)(chu)變壓(ya)器用于(yu)(yu)將輸(shu)出(chu)(chu)電壓(ya)調(diao)整到所需的(de)電壓(ya)等(deng)級。
3、控(kong)(kong)制(zhi)系統:功(gong)率(lv)控(kong)(kong)制(zhi)器用于控(kong)(kong)制(zhi)逆變器的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv),以(yi)滿(man)足(zu)負載需(xu)求(qiu)。電(dian)(dian)網連(lian)接(jie)控(kong)(kong)制(zhi)器用于控(kong)(kong)制(zhi)儲(chu)能(neng)變流(liu)器與(yu)電(dian)(dian)網的(de)連(lian)接(jie)和斷開,以(yi)保(bao)證電(dian)(dian)網的(de)穩(wen)定性和安全性。BMS用于對電(dian)(dian)池(chi)組的(de)充放(fang)電(dian)(dian)過(guo)(guo)程進(jin)行管理(li)和控(kong)(kong)制(zhi),以(yi)避免(mian)過(guo)(guo)充或過(guo)(guo)放(fang)等不良影響,從而(er)保(bao)護電(dian)(dian)池(chi)和延長其使用壽命(ming)。
4、通信(xin)模(mo)塊:用于與上(shang)位(wei)機(ji)進行通信(xin)、監控(kong)和(he)遠程控(kong)制(zhi)等,可(ke)以實現儲能(neng)變流器的(de)遠程監控(kong)和(he)控(kong)制(zhi),提高儲能(neng)系統的(de)可(ke)靠性(xing)和(he)安全性(xing)。
總之,儲能變流器通過以(yi)上幾部分構成(cheng),能夠實現(xian)對(dui)電(dian)能的高效轉換、儲存和調節(jie),具有廣泛的應用(yong)前(qian)景。
二、儲能變流器的參數有哪些
儲能變流器的參數有九大類:直流輸(shu)入參數、電池(chi)參數、輸(shu)出參數(并網)、輸(shu)出參數(離(li)網)、通(tong)訊情況(kuang)、基本參數、逆變器保護、逆變器效率、法規及(ji)標(biao)準。
以最常用的單相儲能機型(xing)為例(li)。
1、直流輸入參數
儲(chu)能(neng)機直流側(ce)共2路(lu)輸(shu)入組(zu)(zu)串,2路(lu)MPP追蹤,每串最大輸(shu)入電流為(wei)11A,最大輸(shu)入電壓(ya)(ya)為(wei)580V,MPPT工(gong)作(zuo)電壓(ya)(ya)范圍為(wei)125~550V,在組(zu)(zu)串數量設計的(de)(de)時候,要考慮到到組(zu)(zu)串的(de)(de)開路(lu)電壓(ya)(ya)不要超過580V(考慮現場極限溫(wen)度),工(gong)作(zuo)電壓(ya)(ya)在125~550V之間,建議額定(ding)工(gong)作(zuo)電壓(ya)(ya)在360V;若采用285W的(de)(de)板子,建議使用20~22塊,組(zu)(zu)件容量為(wei)5.70~6.27kWp為(wei)宜(yi))。
2、電池參數
電(dian)池(chi)的(de)電(dian)壓(ya)為(wei)48V(額定電(dian)壓(ya)),如果(guo)用戶使用了2V,12V等電(dian)壓(ya)的(de)鉛(qian)酸電(dian)池(chi),可以(yi)通(tong)過串(chuan)聯(lian)多塊(kuai)電(dian)池(chi)的(de)方式(shi)得到48V的(de)電(dian)壓(ya)。
電(dian)池(chi)的容量(liang)跟電(dian)池(chi)的數量(liang)、單(dan)塊電(dian)池(chi)的安(an)時(shi)(shi)數有關,在選(xuan)擇電(dian)池(chi)容量(liang)的時(shi)(shi)候要合理選(xuan)型,最常(chang)見的辦法是根據用(yong)(yong)戶(hu)側的負載大小、用(yong)(yong)電(dian)時(shi)(shi)長來計算電(dian)池(chi)容量(liang);如(ru)果負載比較大或(huo)者用(yong)(yong)電(dian)情況復雜(za),可(ke)以考(kao)慮到儲能機1~2天光伏發電(dian)的能力(li)來配置(zhi)電(dian)池(chi)。
電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的選(xuan)型(xing)一般要考慮電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的壽命(ming)(ming)、放電(dian)(dian)(dian)深度、循環次數等因素,鉛(qian)酸電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)價格較為便宜,但是電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的壽命(ming)(ming)相對(dui)較短,DOD深度較低,且鉛(qian)酸電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)組充放電(dian)(dian)(dian)沒有BMS協(xie)議管(guan)(guan)理,存在(zai)不一致性,可能出現電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)鼓包等現象,故不推薦(jian)使用;鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)價格較為昂貴,但由于有BMS協(xie)議進行充放電(dian)(dian)(dian)的管(guan)(guan)理,一般壽命(ming)(ming)較長(chang)。
電池(chi)的接(jie)線:ES電池(chi)輸入(ru)的充(chong)放電電流(liu)可達直(zhi)流(liu)100A,考慮到(dao)(dao)電池(chi)到(dao)(dao)逆變器的參(can)數,一般(ban)選用25mm的直(zhi)流(liu)線纜。
3、輸出參數(并網)
儲能逆變(bian)器有兩個輸出端(duan):
一個(ge)是(shi)并網輸(shu)出端(duan),又(you)叫on-grid端(duan);
另(ling)一個離網輸出(chu)端,又叫(jiao)back-up輸出(chu)端。
并網(wang)輸(shu)(shu)出端一(yi)定要接電網(wang)才有(you)輸(shu)(shu)出,在(zai)并網(wang)端和電網(wang)之間可以接負(fu)載,叫做(zuo)并網(wang)端負(fu)載;
當(dang)電網(wang)(wang)斷電的時候,這些(xie)負(fu)載不能工作(防孤(gu)島保護)。當(dang)電網(wang)(wang)有電的時候,光伏會優先供(gong)負(fu)載使用,光伏不夠的時候,電網(wang)(wang)予以補充,對負(fu)載的容(rong)量沒有限(xian)制。
4、輸出參數(離網)
而離(li)網輸出端(duan)(duan)(back-up輸出端(duan)(duan)),Back-up端(duan)(duan)輸出電壓為220/230V,只能接負(fu)載,對于常(chang)見的(de)負(fu)載都可以接入,負(fu)載功率(lv)受到逆變器(qi)功率(lv)的(de)限制,一般5kW(GW5048D-ES)逆變器(qi)離(li)網端(duan)(duan)最大輸出不超過4.6kW,接單個感(gan)性(xing)負(fu)載不超過1.5kW,總的(de)感(gan)性(xing)負(fu)載不超過2.5kW。
同時還必須注意(yi)以下事項:離網端不(bu)能(neng)和并(bing)網端接在一起(qi)。多臺儲能(neng)機的(de)離網端也不(bu)能(neng)接在一起(qi)。
在備用模(mo)式下,back-up由電(dian)網(wang)(wang)供電(dian),突然電(dian)網(wang)(wang)斷電(dian)會自動切換到電(dian)池(chi)供電(dian),并(bing)離(li)網(wang)(wang)切換時(shi)(shi)間小于(yu)10ms,UPS級(ji)別響應時(shi)(shi)間,屬(shu)于(yu)不間斷電(dian)源(yuan);而很(hen)多逆變器(qi)廠(chang)家的儲能逆變器(qi)為(wei)EPS,屬(shu)于(yu)應急(ji)電(dian)源(yuan),切換時(shi)(shi)間只是小于(yu)5s。
5、通訊情況
1接(jie)BMS協議通(tong)訊,逆變器(qi)自(zi)帶3m的通(tong)訊線(xian),默認CAN通(tong)訊;
2為DRED接口,澳洲電網要求(qiu);
3為RS485接口(kou),可做第三方監控;
4為預留接口。
WiFi模(mo)塊(kuai)可(ke)實現本地配置(zhi),逆(ni)變(bian)器沒(mei)有按鍵(jian)和顯示屏,需(xu)要通過手機APP或(huo)平板(ban)連(lian)接逆(ni)變(bian)器的solar-wifi進行(xing)相關(guan)工(gong)作模(mo)式的設置(zhi),同時WiFi還可(ke)以像并網機一樣可(ke)實現遠程監(jian)控。
Ezmeter口(kou)接Ezmeter表(biao),線長10m,電(dian)表(biao)通(tong)訊(xun)為(wei)RS485通(tong)訊(xun)Ezmeter表(biao)可監測本地負載的情(qing)況,還可以實現防逆流的功能(不往電(dian)網送電(dian))。
6、基本參數
散熱方式——無(wu)風扇,自然散熱,超靜音(<25dB),低損(sun)耗;
安裝(zhuang)方式(shi)—壁掛式(shi)安裝(zhuang),含(han)背板。
防護等級(ji)——IP65(可以戶外(wai)安裝使用)
人(ren)機交互—LED燈,APP控制,逆變器上(shang)共有(you)8個LED等,分別代表SYSTEM、BACK-UP、SOLAR、BATTERY、GRID、ENERGY、WIFI、FAULT,每個燈含義(yi)如(ru)下:
7、逆變器效率
逆(ni)變器的(de)效率是很重要的(de),同時逆(ni)變器的(de)穩定性、保護、電磁干(gan)擾(rao)能力、輸出(chu)電壓冗余、短(duan)時過載能力、諧波諧振(zhen)也(ye)是非常重要的(de),為此國家或者行(xing)業制定了(le)相關法規和標準。
8、法規及標準
逆變器(qi)要并到(dao)當(dang)地(di)電網(wang),必須符合當(dang)地(di)的(de)并網(wang)標準,安全標準和EMC標準;目前國內暫時(shi)還(huan)沒有(you)關(guan)于儲(chu)能的(de)標準,并網(wang)的(de)標準對儲(chu)能逆變器(qi)有(you)諸(zhu)多不適用。期待關(guan)于儲(chu)能的(de)法(fa)規和補貼能夠(gou)早(zao)日到(dao)來。