一、儲能變流器的結構
儲能變流器(Energy Storage Inverter,簡稱ESI)通常由以下幾部分構成:
直流側:包括(kuo)電(dian)(dian)池組、充電(dian)(dian)器(qi)、直流開關和(he)直流濾(lv)波電(dian)(dian)容等。
逆變(bian)器:包括逆變(bian)器橋、逆變(bian)控(kong)制(zhi)器、PWM模塊、濾(lv)波電容和輸出(chu)變(bian)壓器等。
控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong):包括功率控(kong)制(zhi)器(qi)、電網連接控(kong)制(zhi)器(qi)、電池管理(li)系(xi)統(tong)(BMS)等。
通信模(mo)塊:用于與(yu)上位機進行通信、監控和(he)遠程控制等。
下(xia)面對各部(bu)分(fen)進行詳(xiang)細介紹:
1、直(zhi)流(liu)側:電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)組是儲能變流(liu)器的(de)核心(xin)部件(jian),用于儲存電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能。充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器用于將電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網中的(de)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)轉(zhuan)換(huan)為(wei)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),并充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)到電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)組中。直(zhi)流(liu)開(kai)關用于控制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)組與逆(ni)變器的(de)連接和斷開(kai)。直(zhi)流(liu)濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容用于平滑直(zhi)流(liu)側電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓,并減小電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)諧(xie)波(bo)。
2、逆變器(qi):逆變器(qi)橋是將(jiang)(jiang)直流(liu)電(dian)(dian)轉換為交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)的(de)核心(xin)部件,其結構一般采用(yong)全橋式或半橋式。逆變控制(zhi)器(qi)負(fu)責控制(zhi)逆變器(qi)橋的(de)開(kai)關管,使其按(an)照(zhao)一定(ding)的(de)PWM模式進(jin)行開(kai)關,從而實現對輸出(chu)電(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)流(liu)和(he)頻率等參數的(de)控制(zhi)。濾波電(dian)(dian)容用(yong)于(yu)減小輸出(chu)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)諧波,提(ti)高電(dian)(dian)路的(de)效率和(he)穩(wen)定(ding)性。輸出(chu)變壓(ya)器(qi)用(yong)于(yu)將(jiang)(jiang)輸出(chu)電(dian)(dian)壓(ya)調(diao)整到所需的(de)電(dian)(dian)壓(ya)等級。
3、控制(zhi)系(xi)統:功率控制(zhi)器(qi)用(yong)于(yu)控制(zhi)逆變(bian)器(qi)的輸(shu)出功率,以(yi)滿足負(fu)載需求。電(dian)(dian)網(wang)連接控制(zhi)器(qi)用(yong)于(yu)控制(zhi)儲能變(bian)流器(qi)與電(dian)(dian)網(wang)的連接和(he)(he)斷(duan)開,以(yi)保證電(dian)(dian)網(wang)的穩(wen)定性和(he)(he)安全性。BMS用(yong)于(yu)對(dui)電(dian)(dian)池組(zu)的充放電(dian)(dian)過程進(jin)行管理(li)和(he)(he)控制(zhi),以(yi)避免過充或過放等不(bu)良影響,從而保護電(dian)(dian)池和(he)(he)延長其使用(yong)壽命。
4、通(tong)信(xin)模塊:用于與(yu)上位機進行通(tong)信(xin)、監控(kong)和(he)遠程控(kong)制等,可以實現儲能(neng)變流器的(de)(de)遠程監控(kong)和(he)控(kong)制,提高儲能(neng)系統的(de)(de)可靠性和(he)安全(quan)性。
總之(zhi),儲能(neng)(neng)變流器通過以上(shang)幾部分構成(cheng),能(neng)(neng)夠實(shi)現對(dui)電能(neng)(neng)的高效轉換(huan)、儲存和調節(jie),具有廣泛的應用前景。
二、儲能變流器的參數有哪些
儲能變流器的參數(shu)(shu)有九(jiu)大類(lei):直流(liu)輸入參數(shu)(shu)、電池(chi)參數(shu)(shu)、輸出(chu)參數(shu)(shu)(并網(wang)(wang))、輸出(chu)參數(shu)(shu)(離網(wang)(wang))、通訊情況、基本參數(shu)(shu)、逆變器保護(hu)、逆變器效率、法(fa)規及標準。
以(yi)最常用(yong)的單相儲能機型為例(li)。
1、直流輸入參數
儲能機直流側共2路輸(shu)入組(zu)串,2路MPP追蹤,每串最大輸(shu)入電(dian)流為(wei)(wei)11A,最大輸(shu)入電(dian)壓(ya)為(wei)(wei)580V,MPPT工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)范圍為(wei)(wei)125~550V,在(zai)組(zu)串數量(liang)設計(ji)的時候,要考慮到到組(zu)串的開路電(dian)壓(ya)不要超過580V(考慮現(xian)場(chang)極限溫度),工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)在(zai)125~550V之(zhi)間(jian),建議額定(ding)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)在(zai)360V;若采用285W的板子,建議使用20~22塊,組(zu)件容量(liang)為(wei)(wei)5.70~6.27kWp為(wei)(wei)宜(yi))。
2、電池參數
電(dian)(dian)(dian)池的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)為48V(額定電(dian)(dian)(dian)壓(ya)),如果(guo)用(yong)戶使用(yong)了2V,12V等電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的鉛(qian)酸電(dian)(dian)(dian)池,可以通過(guo)串聯多塊電(dian)(dian)(dian)池的方式得到48V的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)。
電(dian)池(chi)的(de)(de)容(rong)(rong)量跟電(dian)池(chi)的(de)(de)數(shu)量、單塊電(dian)池(chi)的(de)(de)安時數(shu)有關,在選擇電(dian)池(chi)容(rong)(rong)量的(de)(de)時候要(yao)合(he)理選型(xing),最常見的(de)(de)辦法(fa)是(shi)根據(ju)用(yong)戶(hu)側的(de)(de)負載大(da)(da)小、用(yong)電(dian)時長(chang)來計算電(dian)池(chi)容(rong)(rong)量;如果負載比較大(da)(da)或者(zhe)用(yong)電(dian)情況(kuang)復雜(za),可以考慮到儲能(neng)機(ji)1~2天(tian)光伏發(fa)電(dian)的(de)(de)能(neng)力來配置電(dian)池(chi)。
電(dian)(dian)池的選型一般要考慮電(dian)(dian)池的壽(shou)命、放電(dian)(dian)深度、循環次數等因素,鉛酸電(dian)(dian)池價格(ge)較為便宜,但是電(dian)(dian)池的壽(shou)命相對較短,DOD深度較低,且鉛酸電(dian)(dian)池組充放電(dian)(dian)沒有BMS協議管理,存在不(bu)一致性,可能出現電(dian)(dian)池鼓包等現象,故不(bu)推薦使用(yong);鋰(li)電(dian)(dian)池價格(ge)較為昂貴,但由于有BMS協議進行充放電(dian)(dian)的管理,一般壽(shou)命較長。
電(dian)(dian)池的接線:ES電(dian)(dian)池輸(shu)入的充放電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)(liu)可(ke)達直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)100A,考慮到電(dian)(dian)池到逆變器的參數(shu),一般選用25mm的直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)線纜。
3、輸出參數(并網)
儲能逆變器有兩個輸出端:
一個是并(bing)網輸出端(duan),又(you)叫on-grid端(duan);
另一個離網輸(shu)出端,又叫(jiao)back-up輸(shu)出端。
并(bing)網(wang)輸出端一定要接(jie)電網(wang)才(cai)有(you)輸出,在(zai)并(bing)網(wang)端和電網(wang)之間可以(yi)接(jie)負(fu)載(zai),叫做并(bing)網(wang)端負(fu)載(zai);
當(dang)電(dian)網(wang)斷電(dian)的(de)時候(hou),這些負(fu)載(zai)不(bu)能(neng)工作(防孤島保護)。當(dang)電(dian)網(wang)有電(dian)的(de)時候(hou),光伏會(hui)優先供(gong)負(fu)載(zai)使用(yong),光伏不(bu)夠(gou)的(de)時候(hou),電(dian)網(wang)予(yu)以補充,對(dui)負(fu)載(zai)的(de)容量沒(mei)有限制。
4、輸出參數(離網)
而(er)離網輸(shu)(shu)出(chu)端(duan)(back-up輸(shu)(shu)出(chu)端(duan)),Back-up端(duan)輸(shu)(shu)出(chu)電壓為220/230V,只能接(jie)負(fu)(fu)載(zai),對于(yu)常見(jian)的(de)負(fu)(fu)載(zai)都可以接(jie)入(ru),負(fu)(fu)載(zai)功(gong)率受到逆變器(qi)功(gong)率的(de)限制(zhi),一般5kW(GW5048D-ES)逆變器(qi)離網端(duan)最(zui)大輸(shu)(shu)出(chu)不(bu)(bu)超(chao)過(guo)4.6kW,接(jie)單個感性負(fu)(fu)載(zai)不(bu)(bu)超(chao)過(guo)1.5kW,總的(de)感性負(fu)(fu)載(zai)不(bu)(bu)超(chao)過(guo)2.5kW。
同時還必須(xu)注意以下事(shi)項:離(li)網(wang)端不(bu)能(neng)和(he)并(bing)網(wang)端接在一(yi)起(qi)。多臺儲(chu)能(neng)機的(de)離(li)網(wang)端也不(bu)能(neng)接在一(yi)起(qi)。
在備用模式下,back-up由電(dian)網供電(dian),突然(ran)電(dian)網斷(duan)電(dian)會自動切換到(dao)電(dian)池供電(dian),并離(li)網切換時(shi)間(jian)(jian)小(xiao)于(yu)10ms,UPS級別(bie)響應時(shi)間(jian)(jian),屬(shu)于(yu)不(bu)間(jian)(jian)斷(duan)電(dian)源;而很多(duo)逆變器廠家的儲能逆變器為EPS,屬(shu)于(yu)應急(ji)電(dian)源,切換時(shi)間(jian)(jian)只是小(xiao)于(yu)5s。
5、通訊情況
1接BMS協議(yi)通訊(xun),逆變器(qi)自帶3m的通訊(xun)線,默認CAN通訊(xun);
2為(wei)DRED接口,澳洲電(dian)網(wang)要(yao)求(qiu);
3為RS485接口,可(ke)做(zuo)第(di)三方監控;
4為預留接口。
WiFi模塊可實現本(ben)地配置,逆變器沒有按(an)鍵和顯示屏,需(xu)要通過(guo)手機(ji)APP或(huo)平板連接(jie)逆變器的(de)solar-wifi進行相關工作模式的(de)設(she)置,同時(shi)WiFi還(huan)可以像并網(wang)機(ji)一樣可實現遠(yuan)程監控。
Ezmeter口接Ezmeter表(biao),線長10m,電(dian)(dian)表(biao)通(tong)訊(xun)為RS485通(tong)訊(xun)Ezmeter表(biao)可(ke)監(jian)測本地(di)負載的情(qing)況(kuang),還可(ke)以實(shi)現防逆流的功(gong)能(不往電(dian)(dian)網送電(dian)(dian))。
6、基本參數
散熱(re)(re)方式——無(wu)風(feng)扇,自然散熱(re)(re),超(chao)靜(jing)音(<25dB),低(di)損耗(hao);
安裝方式(shi)—壁(bi)掛式(shi)安裝,含背板。
防(fang)護等級——IP65(可以戶外安裝(zhuang)使(shi)用)
人機交互—LED燈,APP控制,逆變器上共有8個LED等,分別代(dai)表SYSTEM、BACK-UP、SOLAR、BATTERY、GRID、ENERGY、WIFI、FAULT,每個燈含義如下:
7、逆變器效率
逆(ni)變(bian)器的(de)效率(lv)是很重要的(de),同時(shi)逆(ni)變(bian)器的(de)穩定性(xing)、保護(hu)、電(dian)磁干擾能(neng)力、輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)冗余、短時(shi)過載(zai)能(neng)力、諧(xie)波諧(xie)振(zhen)也是非常(chang)重要的(de),為此國(guo)家或(huo)者行業制(zhi)定了相關法(fa)規和標準(zhun)。
8、法規及標準
逆(ni)變(bian)器要并(bing)到(dao)當地(di)電網(wang),必須符合當地(di)的(de)并(bing)網(wang)標(biao)準,安全標(biao)準和(he)EMC標(biao)準;目(mu)前(qian)國內暫時(shi)還沒有(you)關于儲(chu)能(neng)的(de)標(biao)準,并(bing)網(wang)的(de)標(biao)準對(dui)儲(chu)能(neng)逆(ni)變(bian)器有(you)諸多不適(shi)用。期待關于儲(chu)能(neng)的(de)法規和(he)補貼能(neng)夠早日到(dao)來(lai)。