一、儲能變流器的結構
儲能變流器(Energy Storage Inverter,簡(jian)稱(cheng)ESI)通(tong)常由以下幾部分(fen)構成:
直(zhi)流側:包括電(dian)池組、充電(dian)器(qi)、直(zhi)流開關和直(zhi)流濾(lv)波電(dian)容等。
逆變(bian)(bian)器(qi):包括逆變(bian)(bian)器(qi)橋、逆變(bian)(bian)控制器(qi)、PWM模塊、濾波電容和(he)輸出變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)等。
控制(zhi)系統:包括功率控制(zhi)器、電網連接控制(zhi)器、電池管理系統(BMS)等(deng)。
通信(xin)模塊:用(yong)于與上位機進行通信(xin)、監(jian)控和遠程控制等。
下(xia)面對各(ge)部分進行詳細介紹:
1、直(zhi)流(liu)側:電(dian)池(chi)組是(shi)儲能(neng)變(bian)流(liu)器的核(he)心部件(jian),用于(yu)儲存電(dian)能(neng)。充電(dian)器用于(yu)將電(dian)網中的交流(liu)電(dian)轉換為直(zhi)流(liu)電(dian),并充電(dian)到電(dian)池(chi)組中。直(zhi)流(liu)開關用于(yu)控制電(dian)池(chi)組與逆(ni)變(bian)器的連(lian)接(jie)和(he)斷開。直(zhi)流(liu)濾波(bo)電(dian)容用于(yu)平滑直(zhi)流(liu)側電(dian)壓,并減小(xiao)電(dian)流(liu)的諧波(bo)。
2、逆變(bian)器(qi):逆變(bian)器(qi)橋(qiao)是(shi)將(jiang)(jiang)直流電(dian)(dian)轉換為交流電(dian)(dian)的(de)(de)(de)核(he)心部件,其(qi)結構(gou)一般采(cai)用全橋(qiao)式(shi)或半橋(qiao)式(shi)。逆變(bian)控(kong)(kong)制器(qi)負(fu)責控(kong)(kong)制逆變(bian)器(qi)橋(qiao)的(de)(de)(de)開關管,使(shi)其(qi)按照(zhao)一定的(de)(de)(de)PWM模式(shi)進行(xing)開關,從而實現對輸出(chu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)、電(dian)(dian)流和頻(pin)率等(deng)參數的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制。濾波電(dian)(dian)容用于減小輸出(chu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)諧波,提高(gao)電(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)效率和穩定性。輸出(chu)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)用于將(jiang)(jiang)輸出(chu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)調整到所(suo)需的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)等(deng)級。
3、控制(zhi)系統:功率(lv)控制(zhi)器(qi)用(yong)(yong)于控制(zhi)逆變器(qi)的(de)輸出(chu)功率(lv),以滿足負載需求。電(dian)網(wang)連接(jie)控制(zhi)器(qi)用(yong)(yong)于控制(zhi)儲能變流(liu)器(qi)與電(dian)網(wang)的(de)連接(jie)和(he)(he)斷開,以保證電(dian)網(wang)的(de)穩定性和(he)(he)安全性。BMS用(yong)(yong)于對電(dian)池(chi)組的(de)充放電(dian)過程進行(xing)管理和(he)(he)控制(zhi),以避免過充或(huo)過放等不良影響,從而保護電(dian)池(chi)和(he)(he)延長其使用(yong)(yong)壽命。
4、通(tong)信模(mo)塊:用于與上位機進行(xing)通(tong)信、監(jian)控(kong)和(he)遠程(cheng)控(kong)制等,可以實現儲能變流器的遠程(cheng)監(jian)控(kong)和(he)控(kong)制,提(ti)高儲能系統的可靠性(xing)和(he)安全性(xing)。
總之,儲能(neng)變流器(qi)通過以上幾部分(fen)構成,能(neng)夠實現對(dui)電(dian)能(neng)的高(gao)效轉換、儲存和調節,具有(you)廣(guang)泛的應用前景。
二、儲能變流器的參數有哪些
儲能變流器的(de)參(can)數(shu)(shu)(shu)(shu)有九大類(lei):直流輸入參(can)數(shu)(shu)(shu)(shu)、電池參(can)數(shu)(shu)(shu)(shu)、輸出參(can)數(shu)(shu)(shu)(shu)(并網)、輸出參(can)數(shu)(shu)(shu)(shu)(離網)、通訊(xun)情況、基本參(can)數(shu)(shu)(shu)(shu)、逆變器保護、逆變器效率、法(fa)規及標準(zhun)。
以最常用的單相儲能機型為例。
1、直流輸入參數
儲(chu)能(neng)機直流(liu)側共2路(lu)(lu)(lu)輸入組(zu)串,2路(lu)(lu)(lu)MPP追蹤,每串最大輸入電(dian)流(liu)為(wei)11A,最大輸入電(dian)壓(ya)(ya)為(wei)580V,MPPT工(gong)(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)(ya)范圍為(wei)125~550V,在組(zu)串數量設計的時(shi)候(hou),要考(kao)慮到到組(zu)串的開路(lu)(lu)(lu)電(dian)壓(ya)(ya)不(bu)要超過580V(考(kao)慮現(xian)場(chang)極限溫度),工(gong)(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)(ya)在125~550V之間,建議額定工(gong)(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)(ya)在360V;若采用(yong)(yong)285W的板子,建議使用(yong)(yong)20~22塊(kuai),組(zu)件容(rong)量為(wei)5.70~6.27kWp為(wei)宜)。
2、電池參數
電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)電(dian)(dian)壓為48V(額定電(dian)(dian)壓),如果用戶使(shi)用了2V,12V等電(dian)(dian)壓的(de)鉛酸電(dian)(dian)池(chi)(chi),可以通過串聯多(duo)塊電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)方式得到48V的(de)電(dian)(dian)壓。
電(dian)(dian)池(chi)(chi)的容(rong)量跟(gen)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的數量、單(dan)塊(kuai)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的安(an)時(shi)數有(you)關,在選擇電(dian)(dian)池(chi)(chi)容(rong)量的時(shi)候要合理(li)選型(xing),最常見的辦法(fa)是(shi)根據(ju)用(yong)(yong)(yong)戶側的負載大小、用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)時(shi)長來計算電(dian)(dian)池(chi)(chi)容(rong)量;如(ru)果負載比較大或者用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)情況復雜,可以考慮到(dao)儲能(neng)(neng)機1~2天光伏發電(dian)(dian)的能(neng)(neng)力來配置電(dian)(dian)池(chi)(chi)。
電(dian)(dian)池的選型一般(ban)要考慮電(dian)(dian)池的壽命、放電(dian)(dian)深度(du)、循環次(ci)數等因素,鉛酸電(dian)(dian)池價(jia)(jia)格(ge)較(jiao)(jiao)為(wei)便宜(yi),但(dan)是電(dian)(dian)池的壽命相對(dui)較(jiao)(jiao)短(duan),DOD深度(du)較(jiao)(jiao)低,且鉛酸電(dian)(dian)池組充(chong)放電(dian)(dian)沒有BMS協議(yi)管(guan)理(li),存在不一致性,可能出(chu)現電(dian)(dian)池鼓包等現象,故(gu)不推薦使用;鋰電(dian)(dian)池價(jia)(jia)格(ge)較(jiao)(jiao)為(wei)昂貴,但(dan)由(you)于有BMS協議(yi)進(jin)行充(chong)放電(dian)(dian)的管(guan)理(li),一般(ban)壽命較(jiao)(jiao)長。
電(dian)池(chi)(chi)的(de)接線:ES電(dian)池(chi)(chi)輸(shu)入的(de)充放電(dian)電(dian)流可達直(zhi)流100A,考慮到電(dian)池(chi)(chi)到逆變器的(de)參(can)數,一般選用25mm的(de)直(zhi)流線纜(lan)。
3、輸出參數(并網)
儲(chu)能(neng)逆變(bian)器(qi)有兩個(ge)輸出端(duan):
一(yi)個是并網輸出(chu)端,又(you)叫(jiao)on-grid端;
另(ling)一個離網輸(shu)出(chu)(chu)端,又叫back-up輸(shu)出(chu)(chu)端。
并網(wang)(wang)輸(shu)出端(duan)一(yi)定要接電(dian)網(wang)(wang)才有(you)輸(shu)出,在并網(wang)(wang)端(duan)和(he)電(dian)網(wang)(wang)之(zhi)間可以接負(fu)載,叫做并網(wang)(wang)端(duan)負(fu)載;
當電(dian)(dian)(dian)網斷(duan)電(dian)(dian)(dian)的時(shi)候(hou),這些負載(zai)不(bu)能(neng)工作(zuo)(防孤(gu)島保(bao)護)。當電(dian)(dian)(dian)網有電(dian)(dian)(dian)的時(shi)候(hou),光(guang)伏會優先(xian)供(gong)負載(zai)使用(yong),光(guang)伏不(bu)夠的時(shi)候(hou),電(dian)(dian)(dian)網予以補充,對負載(zai)的容量沒(mei)有限制。
4、輸出參數(離網)
而離網輸出端(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(zai),對于常見(jian)的負(fu)載(zai)都可以接入,負(fu)載(zai)功(gong)(gong)率受到逆變(bian)器功(gong)(gong)率的限制,一般5kW(GW5048D-ES)逆變(bian)器離網端(duan)(duan)最(zui)大(da)輸出不(bu)(bu)超(chao)過(guo)4.6kW,接單個感性(xing)負(fu)載(zai)不(bu)(bu)超(chao)過(guo)1.5kW,總的感性(xing)負(fu)載(zai)不(bu)(bu)超(chao)過(guo)2.5kW。
同時還必須注意以下事(shi)項(xiang):離(li)網端不能和并(bing)網端接在一(yi)起。多臺(tai)儲能機(ji)的離(li)網端也(ye)不能接在一(yi)起。
在(zai)備(bei)用模(mo)式下,back-up由電(dian)網(wang)供電(dian),突然電(dian)網(wang)斷(duan)電(dian)會自動(dong)切(qie)換到電(dian)池(chi)供電(dian),并離(li)網(wang)切(qie)換時間(jian)小于(yu)10ms,UPS級(ji)別響應時間(jian),屬(shu)于(yu)不(bu)間(jian)斷(duan)電(dian)源;而很多逆變器廠家的儲(chu)能逆變器為EPS,屬(shu)于(yu)應急(ji)電(dian)源,切(qie)換時間(jian)只是小于(yu)5s。
5、通訊情況
1接BMS協議通(tong)訊(xun),逆變(bian)器自帶(dai)3m的(de)通(tong)訊(xun)線,默認CAN通(tong)訊(xun);
2為DRED接口,澳洲電網要求;
3為RS485接口,可做第三方監控;
4為預留接口。
WiFi模塊可實現本地配置(zhi),逆變器沒有(you)按鍵和(he)顯示屏,需要通過手機APP或平板(ban)連接逆變器的solar-wifi進行相(xiang)關工作模式的設置(zhi),同時(shi)WiFi還(huan)可以(yi)像并網機一(yi)樣可實現遠程監控。
Ezmeter口接(jie)Ezmeter表,線長10m,電(dian)表通(tong)訊為RS485通(tong)訊Ezmeter表可監測本地(di)負載的情(qing)況,還(huan)可以實現防逆(ni)流的功能(不往電(dian)網送電(dian))。
6、基本參數
散(san)(san)熱(re)方(fang)式(shi)——無風扇,自然散(san)(san)熱(re),超靜音(<25dB),低(di)損耗;
安裝方式(shi)—壁掛式(shi)安裝,含背(bei)板。
防護等級——IP65(可以戶外(wai)安裝(zhuang)使(shi)用)
人(ren)機交互(hu)—LED燈,APP控制,逆變(bian)器(qi)上共有(you)8個(ge)LED等(deng),分別代表SYSTEM、BACK-UP、SOLAR、BATTERY、GRID、ENERGY、WIFI、FAULT,每(mei)個(ge)燈含義如下:
7、逆變器效率
逆(ni)變器的(de)效率(lv)是很重要(yao)的(de),同(tong)時(shi)逆(ni)變器的(de)穩定(ding)性、保護、電磁干擾能力(li)、輸(shu)出電壓冗余、短(duan)時(shi)過載能力(li)、諧(xie)波諧(xie)振(zhen)也是非常重要(yao)的(de),為此國(guo)家或(huo)者行業制定(ding)了相關法規和標準。
8、法規及標準
逆(ni)變器要(yao)并到(dao)當(dang)地電網(wang),必須(xu)符合當(dang)地的(de)并網(wang)標(biao)準(zhun),安全標(biao)準(zhun)和EMC標(biao)準(zhun);目前國內(nei)暫(zan)時還沒有(you)關(guan)于儲能(neng)的(de)標(biao)準(zhun),并網(wang)的(de)標(biao)準(zhun)對儲能(neng)逆(ni)變器有(you)諸多不適用。期待關(guan)于儲能(neng)的(de)法規和補貼能(neng)夠早(zao)日(ri)到(dao)來。