Il-sistema ta 'konverżjoni tal-enerġija(PCS) hija l-interface bejn il-batterija u l-grilja tal-enerġija jew it-tagħbija AC. Mhux biss tiddetermina l-kwalità tal-enerġija u l-karatteristiċi dinamiċi tal-produzzjoni tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija tal-batterija, iżda wkoll tħalli impatt sinifikanti fuq is-sikurezza u l-ħajja tal-batterija. Ibbażat fuq it-topoloġija taċ-ċirkwit u l-konfigurazzjoni tat-transformer, it-tipi bażiċi ta 'PCS jistgħu jinqasmu f'tip ta' qawwa-pass ta' frekwenza-up u tip ta 'konnessjoni diretta ta'-vultaġġ għoli-, kif muri fil-figura.
Bħalissa, il-livell tal-vultaġġ ta 'clusters ta' batteriji konvenzjonali ma jaqbiżx 1500V, u hemm ċerta firxa ta 'varjazzjoni skond l-istat ta' ħlas (SOC). Għalhekk, biex tadatta għar-rekwiżiti tal-vultaġġ ta 'grilji jew tagħbijiet ta' enerġija differenti, transformer tal-frekwenza tal-enerġija ħafna drabi jiġi kkonfigurat fuq in-naħa AC tal-PCS (Sistema ta 'Konverżjoni tal-Enerġija). Dan mhux biss jikseb spinta jew regolazzjoni tal-vultaġġ AC, iżda jippermetti wkoll il-ħolqien ta' sistema ta' tliet-erba'-wajers f'sistemi off-grid biex jipprovdu tagħbijiet ta'-fażi waħda. Barra minn hekk, ittejjeb il-protezzjoni u s-soppressjoni tal-kompatibilità elettromanjetika tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija.
Ibbażat fuq in-numru ta' stadji, it-tip ta' PCS tal-frekwenza tal-qawwa tal-pass-up jistgħu jinqasmu f'topoloġiji ta'-stadju wieħed u ta' stadju doppju-.
Il-PCS ta'-frekwenza tal-qawwa-saħħal-stage wieħed joffri effiċjenza għolja u struttura sempliċi; madankollu, ibati minn kapaċità baxxa ta 'batterija u flessibilità limitata fl-għażla tal-vultaġġ. Barra minn hekk, difett ta' ċirkwit qasir-fuq in-naħa DC tal-PCS jista' faċilment iwassal għal żieda qawwija fil-kurrent fil-pakkett tal-batterija, li joħloq riskju sinifikanti. Il-PCS ta'-stadju wieħed jistgħu wkoll jiġu kklassifikati f'sistemi ta' żewġ-livelli, tliet-livelli, jew multi-sistemi bbażati fuq il-livell tal-vultaġġ tal-ħruġ. Hekk kif in-numru ta 'livelli jiżdied, il-livell tal-vultaġġ DC u l-kwalità tal-qawwa tal-ħruġ tal-PCS jistgħu jittejbu aktar, kif muri fil-figura.
Il-qawwa-spinta tal-frekwenza-tip żewġ-PCS stadji, kif muri fil-Figura 2-22, huwa kkonfigurat b'konvertitur DC/DC bidirezzjonali fit-terminal tal-input tal-batterija, li jżid il-kapaċità tal-pakkett tal-batterija u jsaħħaħ il-flessibbiltà tal-għażla tal-vultaġġ, u jista 'jikseb kontroll indipendenti ta' pakketti ta 'batteriji multipli. Madankollu, għandu spiża għolja, kontroll relattivament kumpless, u effiċjenza baxxa. Ibbażat fuq l-istrutturi differenti tal-konvertitur DC/DC, iż-żewġ -PCS tal-istadji jistgħu jinqasmu f'tipi mhux-iżolati u iżolati. Il-PCS iżolati b'żewġ-stadji jistgħu jkomplu jtejbu l-proporzjon tat-trasformazzjoni tal-vultaġġ u għandhom adattabilità usa' tal-vultaġġ tal-batterija, iżda d-disinn ta' konvertitur DC/DC bidirezzjonali bidirezzjonali b'proporzjon ta' spinta għolja-iżolata ta'-kapaċità{11}}boost jippreżenta sfidi tekniċi sinifikanti. Id-diffikultajiet ewlenin jinkludu disinn ta' transformer ta'-vultaġġ għoli, insulazzjoni tas-sistema, bidla fil-fażi jew swiċċjar artab reżonanti f'serje, u disinn ta' densità ta' qawwa għolja.
Għal batteriji tal-litju-jone, li huma komunement użati f'sistemi ta' ħażna tal-enerġija ta'-kapaċità kbira, il-vultaġġ tal-ħruġ ma jvarjax b'mod sinifikanti meta l-istat ta 'ċarġ (SOC) ikun fil-medda ta' 15% sa 85%. Għalhekk, il-biċċa l-kbira tas-sistemi tal-ħażna tal-enerġija ta'-kapaċità kbira li jintużaw bħalissa f'pajjiżi jimpjegaw sistema ta' konverżjoni tal-enerġija ta'-stadju wieħed (PCS). Madankollu, hekk kif il-vultaġġ DC joqrob lejn il-1500V, se jiġu adottati dejjem aktar strutturi ta' topoloġija ta' tliet-livelli. Sistema ta 'ħażna ta' enerġija tal-batterija 1500V tnaqqas il-footprint meħtieġa u l-użu ta 'tagħmir elettriku bħal kaxxi tal-iswiċċ u kejbils DC, u b'hekk tnaqqas l-ispejjeż tas-sistema sa ċertu punt. Madankollu, minħabba d-distanza qasira bejn il-batterija u l-PCS, ma toffrix it-tnaqqis sinifikanti fit-telf tat-trażmissjoni DC li jidher f'impjanti tal-enerġija fotovoltajka fuq skala kbira-. Barra minn hekk, ipoġġi talbiet ta 'prestazzjoni ogħla fuq komponenti bħal circuit breakers DC bidirezzjonali u kuntatturi DC bidirezzjonali. Is-sigurtà elettrika u d-disinn tal-protezzjoni taċ-ċirkwit DC hija sfida ewlenija fl-implimentazzjoni ta 'din is-sistema.
Biex tippermetti l-applikazzjoni ta 'power stations tal-ħażna tal-enerġija tal-batterija fuq skala ultra-skala-, u biex tiġi evitata l-konnessjoni parallela ta' pakketti ta 'batteriji wisq, kif ukoll biex jiġi evitat it-telf ikkawżat mit-trasformaturi tal-frekwenza tal-enerġija u jitnaqqsu l-ispejjeż, PCS konnessi b'vultaġġ għoli-dirett-bi struttura modulari kaskata saret direzzjoni ta' riċerka ewlenija. Simili għall-PCS tal-frekwenza tal-enerġija togħla-up, PCS ta' vultaġġ għoli-konness dirett-jistgħu wkoll jinqasmu f'topoloġiji ta'-stadju wieħed u ta' żewġ-stadji skont in-numru ta' stadji ta' konverżjoni tal-enerġija.
Il-PCS ta' stadju wieħed-kaskata jista' joħroġ vultaġġ għoli mingħajr transformer tal-frekwenza tal-enerġija, li jikkonnettja direttament mal-grilja tal-enerġija ta' vultaġġ għoli-, li jagħmilha adattata għall-bini ta 'sistemi ta' ħażna tal-enerġija fuq skala ultra-kbar-. L-istruttura ta 'kaskata tikseb output ta' multi-livell, li tiżgura armoniċi ta 'vultaġġ ta' output baxx anke bi frekwenzi ta 'swiċċjar baxxi f'moduli individwali, u b'hekk tnaqqas it-telf ta' swiċċjar. Madankollu, il-PCS ta' stadju wieħed cascaded-rekjedi insulazzjoni reċiproka fuq in-naħa tad-DC, li tirriżulta fi stress għoli ta 'insulazzjoni għal vultaġġi ta' produzzjoni baxxi, li jeħtieġu disinn speċjali. Hemm mogħdijiet komuni tal-kurrent ta'-modalità bejn kull pakkett ta' batterija u l-art, li jeħtieġu soluzzjonijiet għal-soppressjoni tal-kurrent ta' modalità komuni.
Il-kurrenti tal-iċċarġjar u l-ħatt tal-pakketti tal-batteriji fihom it-tieni-ripple armonika, li tħalli impatt negattiv fuq il-mogħdija kurrenti tal-batterija u żżid l-ispejjeż. Il-PCSs ta' stadju wieħed-kaskati jistgħu jinqasmu prinċipalment f'tipi ta' kaskata ta' H-pont u ta 'konvertitur multilivell modulari (MMC), kif muri fil-figura.
B'mod ġenerali, il-PCS ta' konnessjoni diretta ta'-vultaġġ għoli-(Sistema ta' Konverżjoni tal-Enerġija) hija soluzzjoni ewlenija biex jiġu indirizzati l-isfidi ta' sikurezza u effiċjenza miġjuba mill-kapaċità ultra-kbira tas-sistemi tal-ħażna tal-enerġija. Madankollu, ipoġġi rekwiżiti ta 'insulazzjoni għolja kemm fuq il-pakkett tal-batterija kif ukoll fuq il-konvertitur DC/DC iżolat, li jillimita l-adozzjoni u l-applikazzjoni mifruxa tiegħu. Barra minn hekk, hemm sfidi fl-istivar ikkonċentrat, il-konnessjoni elettrika, u d-disinn tas-sikurezza ta' sistemi ta' batteriji ta' kapaċità ultra-kbira.