商業用BESSに適したPCSの選び方：出力定格、トポロジー、効率

バッテリーのkWhではなくPCSの業務から始める

商業BESSに適したPCSは、必要な有効電力、kVA/無効電力の義務、バッテリーのDC電圧範囲、システムトポロジー、実際の運転負荷での効率、およびサイトの降格条件から選択する必要があります。バッテリー容量だけではPCSのサイズを決定しません。265 kWhのバッテリーは、プロジェクトがピークシェービング、バックアップ、ソーラーシフト、または他の運用戦略のために設計されているかどうかに応じて、非常に異なるPCS電力を正当に使用することができます。

NRELは、1つの固定kWからkWhの関係を仮定するのではなく、異なる電力定格とストレージ期間にわたる商業バッテリーシステムをモデル化しています。NREL

PCSの見積もりを確認する際、私が最初に探す数字はサイトで必要なAC電力.

100 kWは必ずしも100 kVAではない

仮想の工場が必要とするものを考えてみてください：

有効放電電力：100 kW

PCSが有効電力をほぼ1の力率で供給する必要がある場合、選択は簡単です。

さて、プロジェクトが同時に必要とする場合を考えてみましょう：

100 kWの有効電力

40 kvarの無効電力

見かけの電力要件は次のようになります：

S = √(100² + 40²) ≈ 107.7 kVA

ハードな100 kVA制限のあるPCSは、その全負荷を同時に提供することはできません。

これが私がこれらの仕様を分ける理由です：

ピークシェービングの場合、kWが会話の主導権を握るかもしれません。グリッドサポートやマイクログリッドアプリケーションの場合、kVAも同様に重要になることがあります。

効率を比較する前にDC電圧ウィンドウを確認する

これが私の最初の互換性フィルターです。

バッテリーが次の範囲で動作すると仮定します：

740–950 V DC

しかし、PCSは次の範囲を受け入れます：

600–850 V DC

名目電圧は十分に近いように見えるかもしれません。

実際の運転範囲はそうではありません。

Dawniceからの実際の例は、なぜこれが重要であるかを示しています。現在のBS07-265-ES-XオールインワンのC&Iシステムは、265.3 kWhの定格エネルギーを持つ125 kWのPCSを組み合わせています、その公表されたバッテリーのDC範囲は739.2–950.4 V. Dawnice BS07-265-ES-X

統合システムでは、そのバッテリーとPCSの関係はすでに製品アーキテクチャの一部です。

DC側のバッテリーを購入し、PCSを別途調達する場合、その統合作業は私のプロジェクトの責任となります。

したがって、PCS AがPCS Bよりも0.2%効率的かどうかを尋ねる前に、私は確認します：

最小DC電圧

最大DC電圧

最大DC電流

バッテリーの充電/放電制限

バッテリーの実際の動作範囲外のコンバータは効率の問題ではありません。

それは間違ったPCSです。

集中型とモジュラー：1つのユニットが故障した場合の影響を尋ねる

400 kWのBESSを想像してください。

考えられる2つのアーキテクチャは：

1 × 400 kW PCS

または

4 × 100 kW PCS

集中型PCSは、コンバータの数を減らし、インターフェースを減らし、設備アーキテクチャを簡素化する可能性があります。

モジュラー配置は、1つのPCSモジュールが利用できない場合に部分的な運転を許可するかもしれません。

1つの100 kWユニットが故障した場合、残りの3つは理論的には最大で300 kW変換能力を保持できる可能性があります。これはシステムアーキテクチャと制御によります。

しかし、モジュラーが自動的に優れているわけではありません。

4つのコンバータは、さらに多くの：

通信ポイント

保護インターフェース

冷却コンポーネント

スペアパーツの要件

したがって、私の調達に関する質問は次のようになります：

"モジュラーはより信頼性がありますか？"

それは：

"1つのPCSが故障した場合、BESSの何パーセントが稼働可能で、交換にはどれくらいの時間がかかりますか？"

その答えははるかに有用です。

私は98.5%だけでなく効率曲線が欲しい

ピーク効率は比較が容易で、誤用されやすい。

仮定します：

PCS Aの最大効率：98.5%

PCS Bの最大効率：98.2%

PCS Aの方が優れているように見える。

しかし、BESSが25%から60%の電力の間で大半の運転時間を過ごす場合はどうなるか？

NRELのストレージモデリングは、インバータの性能をDC入力とAC出力の関係として扱い、一定の効率値を仮定するのではない。NREL

B2B比較のために、私は以下を要求します：

その後、これらの値を実際の出力プロファイルと比較します。

100%負荷で勝つPCSは、部分負荷のピークシェービングを1年間行う場合、より効率的な機械ではないかもしれない。

25°Cでの定格出力は必ずしもサイトでの定格出力ではない

最終的なチェックは環境に関するものです。

公称定格に近いPCSを選択すると、高温や高所による出力制限でサイズが不足する可能性があります。

プロジェクトが必要とする場合：

120 kWの連続出力

選択されたPCSの定格：

125 kW

暑い屋外サイトで承認する前に、メーカーの出力制限曲線を確認したい。

過負荷の主張にも同様のことが当てはまります。

"138 kW最大"は、以下を知らなければ意味がありません：

どのくらいの時間

どのような周囲温度で

どのDC電圧の下で

およびリアクティブパワーが同時に供給されているかどうか.

私のPCS選定シートは短い

商業用PCSを承認する前に、これらの項目を完了させたい：

必要な連続kW

必要なkVAとkvar

バッテリーのDC電圧/電流範囲

AC電圧と周波数

集中型またはモジュラーアーキテクチャ

予想される運転負荷での効率

過負荷能力とその持続時間

温度/高度による出力制限

BMS/EMS通信

故障と交換戦略

Ruibit/DawniceのC&Iプロジェクトでは、サイトの業務が定義された後にPCSを選択することを好む理由でもあります。標準125 kW/265 kWhの構成は有用な製品オプションですが、その比率は普遍的な設計ルールになってはいけません。

サイトの業務からPCSの出力を選び、プロジェクトの可用性要件からトポロジーを選び、コンバータが実際に動作する負荷から効率を選びます。バッテリーのkWhも会話に入りますが、それだけでPCSの決定を下すべきではありません。

よくある質問

1. 商業用BESSに適したPCSの出力定格をどのように選びますか？

必要な連続的な有効電力（kW）から始めて、次にkVA、無効電力要件、過負荷能力、バッテリーのDC電圧/電流制限、サイトの出力制限条件を確認します。

2. PCSのkWとkVAの定格の違いは何ですか？

kW充電と放電に使用される有効電力を表します。kVAは見かけの電力を表し、PCSが有効電力と無効電力を同時に提供しなければならない場合に重要になります。

3. モジュラーPCSは集中型PCSより優れていますか？

必ずしもそうではありません。モジュラーPCSアーキテクチャは、1つのモジュールが故障した後でも部分的な運転能力を提供できますが、集中型システムはコンポーネントとインターフェースが少ない場合があります。冗長性、メンテナンス時間、予備部品、故障の影響を比較してください。

4. 購入者は最大効率でPCSを比較すべきですか？

いいえ。最大効率は1つの運転点のみを表します。B2Bの購入者は、部分負荷での効率曲線を要求すべきです。特にBESSが定格電力の25%から75%の間で頻繁に運転する場合は。

5. なぜPCSを選択する前にバッテリーのDC電圧を確認する必要があるのですか？

PCSのDC動作ウィンドウは、バッテリーの実際の電圧範囲をカバーする必要があります。不一致があると、充電/放電が制限され、出力制限がかかるか、バッテリーとPCSの組み合わせが適切でなくなることがあります。