儲能系統可以同時為并網運行和離網運行提供后備電源,常常會用到電源切換裝置,而電源切換裝置是保障供電連續性和可靠性的核心組件之一,主要是以下幾個方式:
01
手動切換開關
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當市電停電時,儲能系統進入孤島保護狀態。人工斷開儲能至電網的開關,然后控制儲能系統在離網模式(V/F)下啟動運行,為負載提供后備電源。
當電網恢復后,重新合上開關,調整儲能系統為并網模式(P/Q)運行,重新為負載提供電能。
應用場景
02
ATS切換開關
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ATS (Automatic Transfer Switch) : 動態轉換開關,是一種用于切換電源的設備。在電力系統中,常常需要同時連接多個電源以保障電力供應的可靠性。
ATS主要用于在主電源和備用電源(如儲能系統、發電機等)之間自動切換,切換時間通常在幾秒到幾十秒之間。當一個電源發生故障或停電時,ATS能夠自動將負載從一個電源切換到另一個電源,確保電力的連續供應。
應用場景
對于ATS的工作原理,即電網丟失后,儲能系統進入孤島保護狀態,ATS跳轉到備用電源柴油發電機(電網為主電源),柴油發電機啟動運行后儲能系統重新工作。
03
STS切換開關
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STS (Static Transfer Switch) : 靜態轉換開關,是一種用于切換電源的設備。STS模塊可以實現智能快速分離電網和微網,切換供電回路,切換時間在毫秒級。
當電網正常工作狀態下,負載連接在電網和電池上;當電網發生故障時,STS開關斷開,由PV或電池單獨給負載供電;電網恢復正常后,STS開關導通。
應用場景
| 以固德威方案為例
小功率儲能的STS模塊集成在PCS內部,簡化項目的接線,如下圖1所示;大功率的PCS(≥40kW)是把STS模塊獨立出來,當項目需要提高供電可靠性,需求離網備電就會配置STS模塊,如下圖2所示:
圖1:內部集成STS模塊
圖2:外部STS模塊
對于STS的工作原理,即當市電丟失時,STS自動斷開,并將市電斷開的信息通知PCS。PCS在10ms內切換至V/F模式,為負載提供電壓和頻率。當市電恢復后,STS監測到電網市電恢復,完成信息握手后,PCS由離網切換為并網模式,同時通知STS合閘。這種由STS和PCS組合運行的儲能系統實現了無縫切換,為負載提供不間斷的后備電源。
補充說明
離并網切換時間是衡量備用電源系統性能的重要指標,尤其在對電力中斷敏感的場景中。
(1)EPS切換時間:EPS的切換時間通常在 2-10秒 之間,EPS的切換依賴于機械式繼電器或接觸器,切換速度較慢。ATS切換即為EPS級別切換。
(2)UPS切換時間:UPS的切換時間通常在 毫秒級(0-20ms)。
其中:20ms能夠被大部分負載感知到,譬如電視、臺式機等。
10ms能夠實現絕大部分負載的不間斷供電,屬于后備式UPS,但對于某些敏感設備(如高頻交易系統、精密醫療設備)。10ms的電力中斷可能會導致設備異?;驍祿e誤。
4ms能夠實現幾乎所有設備的無縫切換,包括高端服務器、存儲設備、醫療設備、精密工業設備,屬于在線式UPS。
小結
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在實際儲能系統中,ATS和STS可以根據具體需求結合使用,以實現更高的供電可靠性和靈活性。
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