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储能系统核心设备——储能变流器测试应用


作者:艾德克斯    时间:2020/2/19 16:46:14  来源:   
近年全球储能行业持续快速增长,点从电池硬件逐渐转移到储能系统的组件,特别是光伏平衡系统 (BOS)储能变流器(PCS)储能系统在先进系统管理和电网方面的应用逐渐增加。
与常规电源相比,大规模储能电站能够适应负荷的快速变化,具有调峰、填谷、调频、调相、事故备用等多种用途,同时还可以优化电源结构,实现绿色环保,达到电力系统的总体节能降耗,提高总体的经济效益。其中的关键设备储能变流器(Power Conversion System——PCS)由 DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。PCS的主要功能是系统根据监控指令进行恒功率或恒流控制,给电池充电或放电。在工程应用中,PCS的功率不断增大,电压不断提高,其测试也面临着新的挑战。

 
图1 储能PCS典型结构
   储能变流器的直流端连接的是电池组,为了提高系统的效率减少损耗,直流测电压也在逐渐提高,可做到1000V甚至1500V。这就需要有大功率高电压的双向直流电源提供电池测的模拟运行,来测试PCS的性能。ITECH 6000C系列是一款回馈式的双向直流电源,具有电池模拟功能,电压高达2250V,功率密度3U/18KW,在CC优先和CV优先的模式下均能实现源载无缝切换,有效的解决了双向DC/DC在充放电快速切换过程中所产生的电压、电流过冲问题。是电池系统模拟测试的专业选择。
客户在PCS测试中直流端参数为200~600V/10~15A,在试样其他电源(环路速度不可调)发现电源输出电压和电流震荡(PCS的DC端有电容),低压时尤其明显(200V以下);使用IT6000C时通过把CV的环路速度设置为low,电压电流震荡消失,达到客户的测试效果。IT6000C双向工作,效果满足用户的测试需求。
在有新能源电源的微网中,储能系统的一个重要作用是平滑风电、太阳能等波动性电源的输出,保证微网的稳定,减少对于外部电网的依赖及影响。除了DC-AC的结构以外,ITECH也为储能系统DC-DC双向变流器模块提供测试解决方案。光储系统结构原理如图2.

 
 

图2 光储系统结构图
某用户研制的15KW双向DC/DC单模组具有CC/CP输出模式,在预充电、充电、放电状态下通过上位机控制,具有不同的工作模式。


 
 
图3 双向DC-DC变流器测试原理
用户选购两台IT6000C接入双向DC-DC两端,进行充放电测试。以DUT CC模式工作为例。充电时:IT6000C设置为CV优先,DUT 1500V输入,48V低压输出。测试时IT6018C-2250-20作为输入源设置1500V 10A输出, IT6015C-80-360作为负载设置CV=40V拉载。 放电时:IT6018C-80-360设置60V作为输入源,IT6018C-2250-20 CV=1200V拉载。 通过示波器抓取DUT在充放电切换过程中的波形可以看到:DUT从放电高速切换到充电的过程中,电流无过冲。

 图4  IT6000C无缝切换效果

ITECHIT6000C系列 内置USB/CAN/LAN/数字IO通讯接口,选配GPIB/模拟量&RS232,同时支持各种模式边沿独立设定,上升和下降时间可调、支持太阳能电池板I-V曲线模拟功能、还内置有20条标准汽车功率网用电压曲线。在光伏、储能、汽车动力电池等新能源大功率源载需求行业有很好的应用前景。
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