什么是儲能系統(tǒng)?
儲能系統(tǒng)是電力生產(chǎn)過程中一個重要組成部分。儲能系統(tǒng)可以有效地進行削峰平谷，平滑負荷，促進可再生能源的應用；可以調峰調頻，提高電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性；可以有效的利用電力設備，降低供電成本。儲能系統(tǒng)對智能電網(wǎng)的建設具有重大的戰(zhàn)略意義。
儲能的應用場景
什么是雙向儲能變流器?
雙向儲能變流器pcs是電網(wǎng)與儲能裝置之間的接口，適用于需要動態(tài)儲能的應用場合（并網(wǎng)系統(tǒng)、離網(wǎng)系統(tǒng)和混合系統(tǒng)），在電能富余時將電能存儲，電能不足時將存儲的電能變流后向電網(wǎng)輸出，或在微網(wǎng)中作為主電源支撐微網(wǎng)運行。
雙向儲能變流器pcs產(chǎn)品用于儲能系統(tǒng)中，通過與儲能組件與公共電網(wǎng)連接，在電網(wǎng)負荷低谷期，將電網(wǎng)中的交流電能轉換成直流電能，給儲能組件充電，在電網(wǎng)負荷高峰期，又將儲能組件中直流電能轉換滿足電網(wǎng)要求的交流電能，回饋到公共電網(wǎng)中，起到削峰填谷的功能。
電化學儲能系統(tǒng)機構示意圖
保證電網(wǎng)的正常運行。以雙向變流為基本特點，能夠應用在并網(wǎng)和離網(wǎng)等場合，具有一系列特殊性能、功能的變流器。實現(xiàn)儲能與電網(wǎng)的柔性接口，適合智能電網(wǎng)建設。
引入儲能系統(tǒng)后的智能電網(wǎng)圖
雙向儲能變流器的工作原理是什么?
儲能變流器的工作原理是交、直流側可控的四象限運行的變流裝置，實現(xiàn)對電能的交直流雙向轉換。該原理就是通過微網(wǎng)監(jiān)控指令進行恒功率或恒流控制，給電池充電或放電，同時平滑風電、太陽能等波動性電源的輸出。
PCS采用雙閉環(huán)控制和SPWM脈沖調制方法，能夠精確快速地調節(jié)輸出電壓、頻率、有功和無功功率。
雙向儲能變流器pcs可以通過快速的電能存儲來響應負荷的波動，吸收多余的能量或補充缺額的能量，實現(xiàn)大功率的動態(tài)調節(jié)，很好地適應頻率調節(jié)和電壓功率因數(shù)的校正，從而提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
儲能雙向變流器主電路拓撲
雙向儲能變流器的工作模式有哪些?
雙向儲能變流器pcs的工作模式分為并網(wǎng)模式、離網(wǎng)模式和混合模式。
1.并網(wǎng)模式
并網(wǎng)模式下包括充電功能和放電功能，此時用戶可以選擇自動模式和手動模式。在自動模式下，如果用戶選擇并網(wǎng)充電或放電狀態(tài)，儲能逆變器將以之前設定好的值對蓄電池進行充電或放電。
在手動模式下，用戶可以通過手動修改充電或放電電流、電壓和時間值，使儲能逆變器工作在設定的充電或放電狀態(tài)。
并網(wǎng)模式中，儲能逆變器連接在一個大容量公用電網(wǎng)中，大容量是指該電網(wǎng)的總容量至少比儲能逆變器容量大10倍以上。并網(wǎng)模式的主要特征是儲能逆變器必須與存在的電網(wǎng)頻率同步。
要做到與電網(wǎng)同步，儲能逆變器相對于電網(wǎng)來說作為一個電流源。有些情況下，儲能逆變器必須能通過無功控制為電網(wǎng)提供電壓支持。該模式常用于削峰填谷、電力負載平衡和調節(jié)電能質量。
2.離網(wǎng)模式
孤島系統(tǒng)是一個或多個發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)形成一個局部的“微網(wǎng)”。孤島系統(tǒng)的主要特征是局部電網(wǎng)與所有的大電網(wǎng)脫離，儲能系統(tǒng)的額定功率與局部電網(wǎng)產(chǎn)生的總功率大致相等。在這個系統(tǒng)中，儲能系統(tǒng)必須可以充當網(wǎng)路電源，給局部電網(wǎng)提供電壓和頻率控制。
另一方面，如果一個發(fā)電裝置不能與其他發(fā)電裝置同步，比如一個柴油發(fā)電機連接在局部電網(wǎng)上，那么儲能系統(tǒng)必須作為一個電源之同步。有些情況下，儲能系統(tǒng)還要在作為電源和與發(fā)電裝置同步之間轉換。?
孤島系統(tǒng)的特征是儲能系統(tǒng)與局部電網(wǎng)相連，這些情形可能存在于偏遠山區(qū)或小島嶼。常見應用包括平滑由可變電源可變負載引起的功率波動，穩(wěn)定電網(wǎng)，優(yōu)化燃料的使用和調節(jié)電能質量。
3.混合模式
儲能系統(tǒng)能夠在并網(wǎng)模式和離網(wǎng)模式之間進行切換。儲能系統(tǒng)處于微網(wǎng)中，微網(wǎng)與公共電網(wǎng)接，正常工作狀態(tài)下作為并網(wǎng)系統(tǒng)運行如果微網(wǎng)與公共電網(wǎng)脫離，儲能系統(tǒng)將工作在離網(wǎng)模式為微網(wǎng)提供主電源。常見應用包括濾波，穩(wěn)定電網(wǎng)，調節(jié)電能質量和創(chuàng)造自愈網(wǎng)。
參考資料：PowerLab
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原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦儲能與充電）：儲能變流器的工作原理及三種模式