儲能系統(tǒng)核心設(shè)備——儲能變流器測試應(yīng)用

近年全球儲能行業(yè)持續(xù)快速增長，熱點(diǎn)從電池硬件逐漸轉(zhuǎn)移到儲能系統(tǒng)的組件，特別是光伏平衡系統(tǒng) (BOS)或儲能變流器(PCS)，儲能系統(tǒng)在先進(jìn)系統(tǒng)管理和電網(wǎng)方面的應(yīng)用逐漸增加。

與常規(guī)電源相比，大規(guī)模儲能電站能夠適應(yīng)負(fù)荷的快速變化，具有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、事故備用等多種用途，同時(shí)還可以優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保，達(dá)到電力系統(tǒng)的總體節(jié)能降耗，提高總體的經(jīng)濟(jì)效益。其中的關(guān)鍵設(shè)備儲能變流器（Power Conversion System——PCS）由 DC/AC 雙向變流器、控制單元等構(gòu)成。PCS的主要功能是系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)控指令進(jìn)行恒功率或恒流控制，給電池充電或放電。在工程應(yīng)用中，PCS的功率不斷增大，電壓不斷提高，其測試也面臨著新的挑戰(zhàn)。

圖1 儲能PCS典型結(jié)構(gòu)

儲能變流器的直流端連接的是電池組，為了提高系統(tǒng)的效率減少損耗，直流測電壓也在逐漸提高，可做到1000V甚至1500V。這就需要有大功率高電壓的雙向直流電源提供電池測的模擬運(yùn)行，來測試PCS的性能。ITECH 6000C系列是一款回饋式的雙向直流電源，具有電池模擬功能，電壓高達(dá)2250V，功率密度3U/18KW，在CC優(yōu)先和CV優(yōu)先的模式下均能實(shí)現(xiàn)源載無縫切換，有效的解決了雙向DC/DC在充放電快速切換過程中所產(chǎn)生的電壓、電流過沖問題。是電池系統(tǒng)模擬測試的專業(yè)選擇。

某客戶在PCS測試中直流端參數(shù)為200~600V/10~15A，在試樣其他電源（環(huán)路速度不可調(diào)）發(fā)現(xiàn)電源輸出電壓和電流震蕩（PCS的DC端有電容），低壓時(shí)尤其明顯（200V以下）；使用IT6000C時(shí)通過把CV的環(huán)路速度設(shè)置為low，電壓電流震蕩消失，達(dá)到客戶的測試效果。IT6000C雙向工作，效果滿足用戶的測試需求。

在有新能源電源的微網(wǎng)中，儲能系統(tǒng)的一個(gè)重要作用是平滑風(fēng)電、太陽能等波動性電源的輸出，保證微網(wǎng)的穩(wěn)定，減少對于外部電網(wǎng)的依賴及影響。除了DC-AC的結(jié)構(gòu)以外，ITECH也為儲能系統(tǒng)DC-DC雙向變流器模塊提供測試解決方案。光儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖2.

圖2 光儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

某用戶研制的15KW雙向DC/DC單模組具有CC/CP輸出模式,在預(yù)充電、充電、放電狀態(tài)下通過上位機(jī)控制，具有不同的工作模式。

圖3 雙向DC-DC變流器測試原理

用戶選購兩臺IT6000C接入雙向DC-DC兩端，進(jìn)行充放電測試。以DUT CC模式工作為例。充電時(shí)：IT6000C設(shè)置為CV優(yōu)先，DUT 1500V輸入，48V低壓輸出。測試時(shí)IT6018C-2250-20作為輸入源設(shè)置1500V 10A輸出, IT6015C-80-360作為負(fù)載設(shè)置CV=40V拉載。 放電時(shí)：IT6018C-80-360設(shè)置60V作為輸入源，IT6018C-2250-20 CV=1200V拉載。 通過示波器抓取DUT在充放電切換過程中的波形可以看到：DUT從放電高速切換到充電的過程中，電流無過沖。

圖4  IT6000C無縫切換效果

ITECHIT6000C系列 內(nèi)置USB/CAN/LAN/數(shù)字IO通訊接口，選配GPIB/模擬量&RS232，同時(shí)支持各種模式邊沿獨(dú)立設(shè)定，上升和下降時(shí)間可調(diào)、支持太陽能電池板I-V曲線模擬功能、還內(nèi)置有20條標(biāo)準(zhǔn)汽車功率網(wǎng)用電壓曲線。在光伏、儲能、汽車動力電池等新能源大功率源載需求行業(yè)有很好的應(yīng)用前景。