技术难题:
储能PCS控制系统的硬件、软件、算法及调试上位机开发等相关工作事宜。关键功能要求如下:1)满足组串式和集中式PCS控制系统需求;2)兼容两电平、三电平NPC、三电平ANPC等多种应用;3)实现多机并联,需具备开关同步能力;4)开关频率可达到20Khz以上;5)能实现离网V/F,VSG功能;6)能实现离网黑启动功能;7)并网控制功能:并网恒流、并网恒压、并网恒功率(AC)、并网恒功率(DC);8)支持启停机逻辑、并离网切换功能;9)无功控制模式,包括电压/无功控制、恒功率因数控制和恒无功功率控制等;10)BMS 通讯及保护功能;11)绝缘检测功能;12)直流预充电以及相关保护功能;13)风扇等环境控制和保护逻辑;14)防孤岛检测功能;15)相序检测功能;16)频率保护;17)具备离网带单相负载能力;18)启机自检功能:包括电网电压相序、继电器状态、ISO、 IGBT、漏电流传感器等自检;19)满足工商业储能系统应用的其他功能。
储能 PCS 控制系主要关键技术:1、变流器拓扑结构(运行方式),目前有: DC/DC+DC/AC(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);仅含DC/AC(优点: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);包含DC/AC环节(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);Z-源+DC/AC(升压电路少,原理简单,控制方便,不需要额外的开关管;升降压比高,使储能电池容量选择范围宽泛;消除了由死区带来的输出电压波形畸变);级联型H桥(级联型H桥变流器由若干个功率单元组成,电池组连接到功率单元两端,每个功率单元中有两对开关状态互补的开关,每对互补开关的动作将导致该相的输出电压上升或下降一个单元直流母线电压。通过合理选择产生上升和下降沿的开关组合, 即可完成不同开关间的轮回);2、滤波器,常见的滤波器有:L型滤波器、LC型滤波器、LCL 型滤波器。结合现有产品及技术,项目拟采用关键技术为:随着电池技术的发展,仅依靠电池串并联可达到稳定的功率及容量,故DC/AC 结构可省去DC/DC环节,不仅减少元器件,也可使控制变得简单。Z-源网络变流器,允许逆变桥上下管直通状态,省去死区环节,提高变流器安全性及可靠性,提高输出波形质量。滤波器:LCL型滤波器在高频段具有较快的衰减特性,可很好地抑制谐波,从而有效降低电感值,在大功率场合可相对的减小系统的体积和成本, 提高系统的动态性能,并且受电网的影响较小。
技术指标:
完成PCS控制系统2项:功率等级100K W;逆变效率≥99%,稳流精度≤±1%;稳压精度≤±1%;直流电压纹波≤±0.59%;直流电流纹波≤±3%;电流谐波畸变率≤5%;充放电转换时间≤100ms 等,多通信接口设计,便于远程智能控制等。