一、儲能變流器的結構
儲能變流器(Energy Storage Inverter,簡(jian)稱ESI)通(tong)常(chang)由以下幾部分構成:
直流(liu)(liu)側(ce):包括電(dian)池組(zu)、充電(dian)器、直流(liu)(liu)開關和直流(liu)(liu)濾波電(dian)容(rong)等。
逆(ni)變(bian)(bian)器:包括逆(ni)變(bian)(bian)器橋(qiao)、逆(ni)變(bian)(bian)控制(zhi)器、PWM模(mo)塊、濾波電容和輸(shu)出變(bian)(bian)壓(ya)器等。
控制系(xi)統:包括功率控制器(qi)、電(dian)網連接控制器(qi)、電(dian)池管理系(xi)統(BMS)等。
通(tong)信模塊:用于與上位(wei)機進行通(tong)信、監控和遠程(cheng)控制等(deng)。
下面對各(ge)部分進行詳細介紹:
1、直流(liu)(liu)(liu)(liu)側:電(dian)(dian)池組(zu)是儲能變(bian)流(liu)(liu)(liu)(liu)器(qi)(qi)的(de)(de)核心(xin)部件,用(yong)于(yu)儲存(cun)電(dian)(dian)能。充電(dian)(dian)器(qi)(qi)用(yong)于(yu)將電(dian)(dian)網(wang)中(zhong)的(de)(de)交流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)轉換為(wei)直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian),并充電(dian)(dian)到電(dian)(dian)池組(zu)中(zhong)。直流(liu)(liu)(liu)(liu)開關用(yong)于(yu)控制電(dian)(dian)池組(zu)與(yu)逆變(bian)器(qi)(qi)的(de)(de)連接和斷開。直流(liu)(liu)(liu)(liu)濾波電(dian)(dian)容用(yong)于(yu)平(ping)滑直流(liu)(liu)(liu)(liu)側電(dian)(dian)壓,并減小電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)諧波。
2、逆(ni)(ni)變器(qi)(qi):逆(ni)(ni)變器(qi)(qi)橋(qiao)是將(jiang)直流電(dian)轉換為交(jiao)流電(dian)的(de)(de)(de)(de)核心部件,其結構一(yi)般采用全橋(qiao)式或半橋(qiao)式。逆(ni)(ni)變控(kong)制器(qi)(qi)負責控(kong)制逆(ni)(ni)變器(qi)(qi)橋(qiao)的(de)(de)(de)(de)開關(guan)管,使其按照一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)PWM模式進行開關(guan),從而(er)實現對輸(shu)出電(dian)壓(ya)、電(dian)流和頻(pin)率(lv)等參數的(de)(de)(de)(de)控(kong)制。濾波電(dian)容用于減小輸(shu)出電(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)諧(xie)波,提高電(dian)路的(de)(de)(de)(de)效率(lv)和穩定(ding)性。輸(shu)出變壓(ya)器(qi)(qi)用于將(jiang)輸(shu)出電(dian)壓(ya)調整到所需的(de)(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)等級。
3、控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統:功率控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)(qi)用于控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)逆變(bian)(bian)器(qi)(qi)的輸出功率,以滿(man)足負載(zai)需求。電(dian)(dian)網連(lian)接控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)(qi)用于控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)儲(chu)能變(bian)(bian)流器(qi)(qi)與電(dian)(dian)網的連(lian)接和斷開,以保(bao)證電(dian)(dian)網的穩定性(xing)和安全性(xing)。BMS用于對電(dian)(dian)池(chi)組的充(chong)(chong)放(fang)電(dian)(dian)過(guo)程進行管理(li)和控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi),以避(bi)免(mian)過(guo)充(chong)(chong)或過(guo)放(fang)等不(bu)良影響(xiang),從而保(bao)護電(dian)(dian)池(chi)和延長(chang)其(qi)使用壽命(ming)。
4、通(tong)信(xin)模(mo)塊:用于與上位(wei)機進行通(tong)信(xin)、監控(kong)(kong)和(he)(he)遠程控(kong)(kong)制等,可以實現儲能變流器的遠程監控(kong)(kong)和(he)(he)控(kong)(kong)制,提(ti)高儲能系統(tong)的可靠性(xing)和(he)(he)安(an)全(quan)性(xing)。
總之,儲(chu)能變流器通過以上(shang)幾部分構成,能夠實(shi)現對電能的高(gao)效轉換、儲(chu)存(cun)和調節,具有廣(guang)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(can)(can)數有(you)九大類:直(zhi)流輸入(ru)參(can)(can)數、電池參(can)(can)數、輸出(chu)參(can)(can)數(并網)、輸出(chu)參(can)(can)數(離網)、通訊情況、基本參(can)(can)數、逆變(bian)器保護、逆變(bian)器效率、法規及標(biao)準。
以最常用的單(dan)相(xiang)儲能機型為(wei)例(li)。
1、直流輸入參數
儲(chu)能機(ji)直流側共2路(lu)輸入(ru)組(zu)(zu)(zu)串(chuan),2路(lu)MPP追蹤,每串(chuan)最(zui)大輸入(ru)電(dian)(dian)(dian)流為(wei)(wei)11A,最(zui)大輸入(ru)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)為(wei)(wei)580V,MPPT工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)范圍為(wei)(wei)125~550V,在(zai)組(zu)(zu)(zu)串(chuan)數(shu)量(liang)(liang)設計的時(shi)候,要考慮到(dao)到(dao)組(zu)(zu)(zu)串(chuan)的開路(lu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)不要超過580V(考慮現場極限溫度),工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)在(zai)125~550V之間,建(jian)議額(e)定工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)在(zai)360V;若采用285W的板子,建(jian)議使用20~22塊,組(zu)(zu)(zu)件容量(liang)(liang)為(wei)(wei)5.70~6.27kWp為(wei)(wei)宜(yi))。
2、電池參數
電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)為(wei)48V(額定電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)),如果(guo)用戶使用了2V,12V等電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)鉛酸電(dian)(dian)(dian)(dian)池,可以通過串聯(lian)多塊電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)方(fang)式得(de)到48V的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)。
電(dian)池(chi)(chi)的容量跟電(dian)池(chi)(chi)的數量、單塊電(dian)池(chi)(chi)的安(an)時數有關,在選(xuan)擇電(dian)池(chi)(chi)容量的時候要合理選(xuan)型,最(zui)常(chang)見的辦法是根據(ju)用(yong)(yong)戶(hu)側的負(fu)(fu)載(zai)大小、用(yong)(yong)電(dian)時長(chang)來(lai)計算電(dian)池(chi)(chi)容量;如果負(fu)(fu)載(zai)比(bi)較大或(huo)者用(yong)(yong)電(dian)情況復雜,可(ke)以(yi)考慮(lv)到儲能機1~2天(tian)光伏發電(dian)的能力來(lai)配(pei)置電(dian)池(chi)(chi)。
電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)選型一(yi)(yi)(yi)般要考慮電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)壽命、放電(dian)(dian)深(shen)度(du)、循(xun)環次數(shu)等因(yin)素,鉛酸(suan)電(dian)(dian)池(chi)(chi)價格較(jiao)為便宜,但是電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)壽命相對(dui)較(jiao)短(duan),DOD深(shen)度(du)較(jiao)低,且鉛酸(suan)電(dian)(dian)池(chi)(chi)組充放電(dian)(dian)沒有BMS協(xie)議管理,存在不一(yi)(yi)(yi)致(zhi)性(xing),可能出現(xian)電(dian)(dian)池(chi)(chi)鼓包等現(xian)象,故不推薦使用;鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)價格較(jiao)為昂貴,但由于(yu)有BMS協(xie)議進行充放電(dian)(dian)的(de)管理,一(yi)(yi)(yi)般壽命較(jiao)長。
電池的接線:ES電池輸(shu)入的充放(fang)電電流(liu)可達直流(liu)100A,考慮到(dao)電池到(dao)逆(ni)變器的參數,一般選用25mm的直流(liu)線纜。
3、輸出參數(并網)
儲(chu)能逆變器(qi)有(you)兩個輸(shu)出端:
一個是(shi)并網(wang)輸出端,又叫on-grid端;
另(ling)一個離網輸(shu)出端,又(you)叫back-up輸(shu)出端。
并網輸(shu)出端一定要接電網才有輸(shu)出,在并網端和(he)電網之(zhi)間可(ke)以接負(fu)載,叫做并網端負(fu)載;
當電(dian)網(wang)斷(duan)電(dian)的(de)(de)時候(hou)(hou),這些負載(zai)(zai)不(bu)能工(gong)作(防孤島保(bao)護)。當電(dian)網(wang)有(you)電(dian)的(de)(de)時候(hou)(hou),光伏會(hui)優(you)先供負載(zai)(zai)使用,光伏不(bu)夠的(de)(de)時候(hou)(hou),電(dian)網(wang)予以補充,對負載(zai)(zai)的(de)(de)容量沒(mei)有(you)限(xian)制。
4、輸出參數(離網)
而離(li)網(wang)輸(shu)出(chu)端(back-up輸(shu)出(chu)端),Back-up端輸(shu)出(chu)電壓為220/230V,只能接(jie)負(fu)載(zai)(zai),對(dui)于常(chang)見的(de)(de)負(fu)載(zai)(zai)都可以接(jie)入,負(fu)載(zai)(zai)功率(lv)受(shou)到逆變(bian)器(qi)功率(lv)的(de)(de)限制(zhi),一(yi)般5kW(GW5048D-ES)逆變(bian)器(qi)離(li)網(wang)端最(zui)大輸(shu)出(chu)不超(chao)過(guo)(guo)4.6kW,接(jie)單個感性負(fu)載(zai)(zai)不超(chao)過(guo)(guo)1.5kW,總的(de)(de)感性負(fu)載(zai)(zai)不超(chao)過(guo)(guo)2.5kW。
同(tong)時還(huan)必須注意以下事(shi)項:離網端(duan)不(bu)能和并網端(duan)接(jie)(jie)在一起(qi)。多(duo)臺儲能機的離網端(duan)也不(bu)能接(jie)(jie)在一起(qi)。
在備用模式下,back-up由電網(wang)供電,突然電網(wang)斷電會自動切換(huan)(huan)到(dao)電池供電,并離網(wang)切換(huan)(huan)時(shi)間小于(yu)(yu)(yu)10ms,UPS級別(bie)響應時(shi)間,屬(shu)于(yu)(yu)(yu)不(bu)間斷電源;而很多逆(ni)變器(qi)廠家的儲能逆(ni)變器(qi)為EPS,屬(shu)于(yu)(yu)(yu)應急電源,切換(huan)(huan)時(shi)間只是(shi)小于(yu)(yu)(yu)5s。
5、通訊情況
1接BMS協議通訊,逆變器自(zi)帶3m的通訊線,默認CAN通訊;
2為DRED接口,澳洲(zhou)電網要求(qiu);
3為RS485接口,可(ke)做第三(san)方(fang)監控;
4為預留接口。
WiFi模塊(kuai)可(ke)實現本(ben)地配置(zhi)(zhi),逆變器(qi)沒(mei)有按鍵和顯(xian)示(shi)屏,需要(yao)通過手機APP或平板連接逆變器(qi)的solar-wifi進行相關工作(zuo)模式的設置(zhi)(zhi),同時WiFi還可(ke)以像并(bing)網機一樣(yang)可(ke)實現遠程監(jian)控。
Ezmeter口接Ezmeter表(biao),線(xian)長10m,電(dian)表(biao)通訊為(wei)RS485通訊Ezmeter表(biao)可(ke)監測(ce)本(ben)地負載的情況,還可(ke)以實現防逆流的功(gong)能(不(bu)往電(dian)網送(song)電(dian))。
6、基本參數
散熱方式——無風扇(shan),自然散熱,超靜音(yin)(<25dB),低損耗;
安裝方式—壁(bi)掛式安裝,含背板。
防護等級——IP65(可以戶外安裝使用(yong))
人機交互—LED燈(deng),APP控制,逆變器上(shang)共有8個(ge)LED等,分別(bie)代表SYSTEM、BACK-UP、SOLAR、BATTERY、GRID、ENERGY、WIFI、FAULT,每(mei)個(ge)燈(deng)含義如下(xia):
7、逆變器效率
逆(ni)(ni)變器的(de)(de)效率(lv)是很重要的(de)(de),同時逆(ni)(ni)變器的(de)(de)穩定(ding)性、保(bao)護(hu)、電磁干擾能(neng)力(li)、輸出電壓冗余、短時過載(zai)能(neng)力(li)、諧波(bo)諧振也是非常重要的(de)(de),為此(ci)國家或者行(xing)業制定(ding)了(le)相(xiang)關法規(gui)和標(biao)準。
8、法規及標準
逆(ni)變(bian)器(qi)要并到(dao)當(dang)(dang)地電網(wang),必須(xu)符合當(dang)(dang)地的并網(wang)標準(zhun)(zhun)(zhun),安(an)全標準(zhun)(zhun)(zhun)和EMC標準(zhun)(zhun)(zhun);目前國內暫時還沒(mei)有(you)關(guan)于(yu)儲(chu)能的標準(zhun)(zhun)(zhun),并網(wang)的標準(zhun)(zhun)(zhun)對儲(chu)能逆(ni)變(bian)器(qi)有(you)諸多不適用。期(qi)待關(guan)于(yu)儲(chu)能的法規(gui)和補貼能夠(gou)早日到(dao)來。