Quando i progetti di accumulo di energia si espandono da decine di ore chilowatt a centinaia di ore megawatt, gli inverter modulari di stoccaggio di energia diventano una scelta ideale per far fronte ai cambiamenti in scala a causa delle loro caratteristiche "plug and play". Questo design, che smonta le unità di potenza, i moduli di controllo, i sistemi di raffreddamento, ecc. In moduli standardizzati, non solo consente di aumentare o diminuire la capacità del sistema se necessario, ma migliora anche l'affidabilità attraverso la progettazione ridondante, riducendo in modo significativo la difficoltà di implementazione e i costi operativi dei progetti di stoccaggio di energia su larga scala di energia e rimodellamento della modalità di costruzione e funzionalità di energia.
1 unità di potenza modulare: matrice di energia combinata secondo necessità
La standardizzazione dei singoli moduli di potenza è il fondamento del design modulare. I prodotti mainstream utilizzano unità di potenza standard come 50kW e 100kW, con un intervallo di tensione di ingresso che copre 500-1500 V e sono compatibili con diversi tipi di pacchetti di batterie (fosfato di ferro al litio, litio ternario, ecc.). Una centrale elettrica di stoccaggio di energia da 100 MW è composta da moduli di potenza 200 500 kW collegati in parallelo. La costruzione può essere divisa in tre fasi, con il 30%, il 50%e il 20%dei moduli installati in ogni fase per evitare un enorme investimento una tantum; Quando si espande nella fase successiva, è necessario aggiungere solo nuovi moduli e collegare al sistema di controllo, senza modificare l'attrezzatura originale. Il tempo di installazione e debug di un singolo modulo viene ridotto a 4 ore.
La funzione "Hot Plug" tra i moduli è un'innovazione chiave. Quando un modulo di alimentazione fallisce, il personale di funzionamento e manutenzione può sostituire il modulo senza interruzione di alimentazione e il processo di sostituzione richiede solo 15 minuti, mantenendo la disponibilità del sistema al di sopra del 99,99%. Durante il funzionamento del sistema di accumulo di energia di un data center, un modulo da 100 kW non funzionava improvvisamente. Dopo il collegamento e la sostituzione a caldo, la potenza del sistema è diminuita solo brevemente dell'1%, senza influire sull'alimentazione del data center.
2 Controllo e comunicazione: rete intelligente collaborativa distribuita
L'inverter modulare adotta un'architettura di "controllo decisionale distribuito", con ogni modulo dotato di un controller indipendente in grado di monitorare autonomamente la tensione, la corrente e la temperatura, comunicando con il controller principale attraverso Ethernet ad alta velocità. Il controller principale è responsabile della pianificazione globale, come la ricarica e lo scarico dell'allocazione del potere e la risposta alla pianificazione della griglia; Il controller del modulo esegue istruzioni locali e risponde rapidamente alle modifiche al carico. Questa architettura riduce il ritardo di controllo del sistema a 5ms e quando si partecipa alla regolamentazione della frequenza della griglia, la velocità di risposta raggiunge il livello A National Standard (completando il 90% del regolamento entro 2 secondi).
La ridondanza della comunicazione garantisce la stabilità del sistema. Il modulo adotta una doppia modalità di comunicazione di "Ring Network+Star", che consente al collegamento di backup di passare entro 100 ms anche se il collegamento di comunicazione principale viene interrotto, garantendo che le istruzioni di controllo non siano perse. Dopo che un fulmine ha danneggiato il cavo ottico del sistema di accumulo di energia di un parco eolico, la comunicazione wireless di backup è stata immediatamente attivata e il modulo è stato ancora in grado di ricevere istruzioni di spedizione senza fluttuazioni di potenza.
3 dissipazione e protezione del calore: una robusta fortezza che si adatta a ambienti diversi
Il design modulare rende la dissipazione del calore più precisa ed efficiente. Ogni modulo di alimentazione è dotato di un sistema di raffreddamento liquido o di raffreddamento dell'aria indipendente, che può regolare la potenza di dissipazione del calore in base alla velocità di carico del modulo: ridurre automaticamente la velocità della ventola o la portata del liquido di raffreddamento sotto carico leggero e dissipare completamente il calore a carico pesante. In una certa centrale elettrica di accumulo di energia nella regione del deserto, quando un singolo modulo opera a pieno carico a mezzogiorno in estate, il sistema di raffreddamento liquido controlla la temperatura dei componenti a 65 gradi, risparmiando l'energia del 20% rispetto alla dissipazione del calore centralizzata.
Adattamento flessibile dei livelli di protezione per soddisfare diversi scenari. I moduli distribuiti all'aperto adottano la protezione IP66, che può resistere a temporale e polvere di sabbia; I moduli interni sono protetti con IP20 per ridurre il peso e i costi. L'alloggiamento del modulo è realizzato in lega di alluminio a cast con un livello di livello IK10, in grado di resistere a un impatto di 10J (equivalente a un oggetto da 5 kg che cade da un'altezza di 20 cm) e non è facilmente danneggiato durante il trasporto e l'installazione.
La popolarità degli inverter di accumulo di energia modulare sta cambiando il modello economico dei progetti di accumulo di energia. Implementando "investimenti rateali+espansione su richiesta", l'IRR (tasso di rendimento interno) del progetto può essere aumentato di 3-5 punti percentuali; E "Isolamento dei guasti+Colpo caldo" riduce i costi di funzionamento e manutenzione del 40%. Con l'avanzamento dei dispositivi elettronici di potenza, la densità di potenza dei moduli futuri aumenterà ulteriormente e il volume di moduli da 500 kW dovrebbe essere ridotto dagli attuali 1,5 m a 1 m ³, rendendo gli inverter modulari la soluzione preferita in più scenari.