储能PCS技术详细介绍VIP专享

储能系统中的PCS技术 PCS是电池储能系统中的核心部件，可以实现电池与电网间的直接转换，完成两者间的双向能量流动，并通过控制策略实现对电池的充放电管理、电侧负荷功率的跟踪、电池储能系统充放电功率的控制和正常及孤岛运行方式下网侧电压的控制。 1 变流器拓扑结构 1.1 DC/DC+DC/AC （1）运行方式：双向DC/DC环节主要进行升、降压变换，提供稳定直流。储能电池充电时，双向DC/AC变流器工作在整流状态，将电网测交流电压整流为直流电压，该电压进过DC/DC变流器降压得到储能电池充电电压。储能电池放电时，双向DC/AC变流器工作在逆变状态，双向DC/DC变流器升压向DC/AC变流器提供直流侧输入电压，经变流器输出合适的交流电压。 （2）优点：适应性强，可实现对多串多并的电池模块的充放电。缺点：多了 DC/DC环节，整个 PCS系统的转换效率降低。 （3）常见的转换形式及其拓扑图： 图 4-1 仅含 DC/DC变流器拓扑图 图4-2 直流共侧DC/DC变流器拓扑图 图4-3 交流共侧DC/DC变流器拓扑图 相比常规的结构，直流共侧系统及交流共侧系统，可采用模块化连接方式 1.2 DC/AC （1）运行方式：储能电池经过串并联后，直接连接DC/AC的直流端。储能电池系统充电时，双向 DC/AC变流器工作在整流状态，将系统侧交流电转化为直流电，将能量储存在储能电池中。放电时，双向储能变流器工作在逆变状态，将储能电池释放的能量由直流变成交流电。 （2）特点：适用于电网中分布式独立电源并网，结构简单。PCS环节能耗相对较低。缺点：系统体积大、造价高，储能系统的容量选择缺乏灵活性，电网侧发生短路故障可能在 PCS直流侧产生短时大电流，对电池生产较大冲击。 （3）仅含 DC/AC环节的 PCS拓扑图如图 4-4所示： 图 4-4 仅含 DC/AC变流器拓扑图 （4）包含 DC/AC环节的 PCS拓扑图如图 4-5所示，这种拓扑结构的扩容方式是，多组电池组分别经过各自的 DC/AC环节后再并联，并联后滤波并网。 这种拓扑结构的优点是：采用模块化连接方式，配置更加灵活。当个别电池系统出现故障时，电池系统还能继续工作。但这种结构存在电力电子器件增多，控制系统设计复杂等不足之处。 图 4-5 包含 DC/AC环节的 PCS拓扑图 1.3 Z-源+DC/AC （1）运行方式：加入阻抗网络，允许出现两个 IGBT同时导通情况。在直通情况下，Z-源网络中的电感被充电；在非直通状态下，电感中的能量被释放。含Z-源网络的逆变器就是通过给桥臂加入直通状态，使直通状态...