La topologie du système de conversion de puissance (PCS) du système de stockage d'énergie électrochimique est étroitement liée au parcours technique du système de stockage d'énergie électrochimique.
PCS peut fonctionner dans les deux états suivants et assumer ainsi deux fonctions importantes :
1. L'état de fonctionnement du
redresseur : convertit le courant alternatif du réseau électrique en courant continu lors du chargement de la batterie du
système de stockage d'énergie
2. État de fonctionnement de l'onduleur : lors de la décharge de la batterie du système de stockage d'énergie, le courant continu de la batterie est converti en courant alternatif et injecté dans le réseau électrique.
Par conséquent, le PCS est un équipement important pour réaliser un transfert d'énergie bidirectionnel entre la cellule CC et le réseau CA.
Ces dernières années, grâce au développement et à l'amélioration des performances de nouveaux dispositifs électroniques de puissance, notamment les IGBT (transistors bipolaires à grille isolée), les transistors bipolaires à grille isolée) et les IGCT (thyristor commuté à grille intégrée), la production et l'application de dispositifs PCS haute tension et haute puissance. sont devenus une réalité.
La topologie des PCS peut être grossièrement divisée dans les types suivants :
1. Contient uniquement des liaisons DC/AC.
Le convertisseur PWM est responsable de la conversion du courant continu en courant alternatif, le filtre LC est responsable du filtrage du courant alternatif, ce qui peut réduire les harmoniques. , et le transformateur peut faire correspondre la tension transformée avec la tension du réseau alternatif parallèle et jouer le rôle d'isolation électrique entre le système de batterie et le réseau. Lorsque le système de batterie est en charge, PWM fonctionne à l'état redresseur ; Lors de la décharge, PWM fonctionne dans l'état de l'onduleur.
Avantages : convient pour la connexion au réseau électrique indépendant distribué, structure simple, la consommation d'énergie de la liaison PCS est relativement faible.
Inconvénients : grande taille du système et coût élevé. Manque de flexibilité dans la sélection des capacités. Le défaut de court-circuit du côté du réseau électrique peut générer un courant court et important du côté CC du PCS, ce qui aura un impact important sur le système de batterie.
2. Contient des liaisons DC/DC et DC/AC.
Les convertisseurs DC/DC bidirectionnels sont responsables de la conversion haut-bas, évitant ainsi l'utilisation de transformateurs dans certains scénarios. Lorsque le système de batterie est en charge, le PWM fonctionne à l'état de redresseur et le convertisseur DC/DC redresse la tension alternative côté réseau à la tension continue adaptée à la batterie. Lorsque le système de batterie est déchargé, PWM fonctionne à l'état d'onduleur et le convertisseur DC/DC convertit la tension DC de la batterie en tension DC appropriée, puis la convertit en tension AC adaptée au système AC externe via le Convertisseur PWM.
Avantages : il rend la configuration de la capacité de la batterie plus flexible et adaptable, et peut réaliser la gestion de charge et de décharge de modules de batterie multi-séries et parallèles.
Inconvénients : Le lien DC/DC entraîne des pertes d’énergie et l’efficacité de l’ensemble du système est réduite.
3. Cascade PCS (suspension directe haute tension)
L'unité d'alimentation est le composant central du dispositif PCS en cascade, qui est responsable de la conversion AC/DC et de la transmission de puissance. Le côté CC de chaque unité d'alimentation est connecté au bloc de batterie correspondant et le côté CA est connecté en série pour former une chaîne de convertisseurs. La tension de sortie de l'unité d'alimentation en phase est superposée pour former un réseau d'accès haute tension. L'unité d'alimentation intègre un circuit convertisseur en pont en H, un circuit d'absorption d'ondulation CC, un circuit de limitation du courant de charge, un module de conversion d'isolation du signal, une carte de commande de l'unité d'alimentation, un contacteur CC, etc.
Les aspects à prendre en compte lors de la sélection du niveau de PCS en cascade sont :
(1) Plus il y a de liaisons en cascade, plus la fréquence de commutation équivalente est élevée, plus les harmoniques de sortie sont faibles, mais plus le contrôle est difficile, plus il faut de liaisons. surveillé, plus le système de contrôle et de détection est complexe.
(2) Plus la tension continue du maillon de chaîne est élevée, plus elle est propice à la réduction du nombre de maillons de chaîne et à l'amélioration de la stabilité du système global, mais le nombre de cellules de batterie qui doivent être connectées en série a augmenté, ce qui entraîne équilibrage de tension de batterie plus difficile.
(3) Lorsque le lien dispose de la fonction de contournement automatique, une fois le lien défectueux supprimé, la capacité du dispositif PCS ne doit pas être réduite, donc la sélection de la tension côté CC de chaque lien doit prendre en compte le nombre de liens redondants. Plus il y a de liaisons pouvant être contournées, plus la tension de fonctionnement du côté CC doit être élevée.
Avantages : évitez l'utilisation d'un transformateur booster pour vous connecter directement au réseau électrique, améliorez la vitesse de réponse dynamique de l'appareil et réduisez la perte de fonctionnement de la centrale de stockage d'énergie.
Inconvénients : coûts d'exploitation et de maintenance élevés, technologie plus complexe. Le système de gestion de la batterie et le module d'alimentation sont intégrés, ce qui rend difficile la répartition des responsabilités en cas de problème.
