Тхесистем конверзије снаге(ПЦС) је интерфејс између батерије и електричне мреже или оптерећења наизменичном струјом. Он не само да одређује квалитет енергије и динамичке карактеристике излазног система за складиштење енергије батерије, већ такође значајно утиче на безбедност и животни век батерије. На основу топологије кола и конфигурације трансформатора, основни типови ПЦС-а се могу поделити на тип -појачања фреквенције-навише и високо{4}}директне{5}}напонске{5} врсте везе, као што је приказано на слици.
Тренутно, ниво напона конвенционалних батеријских кластера не прелази 1500В, а постоји одређени опсег флуктуације у зависности од стања напуњености (СОЦ). Стога, да би се прилагодили напонским захтевима различитих енергетских мрежа или оптерећења, трансформатор фреквенције снаге се често конфигурише на страни наизменичне струје ПЦС-а (Систем за конверзију електричне енергије). Ово не само да постиже повећање или регулацију наизменичног напона, већ и омогућава стварање тро-четворофазног-система у офф-мрежним системима за напајање једнофазних-фазних оптерећења. Штавише, побољшава заштиту и сузбијање електромагнетне компатибилности система за складиштење енергије.
На основу броја степена, ПЦС типа -навише степена фреквенције снаге“ може се поделити на једностепене-и двостепене-топологије.
Једностепени ПЦС{0}}појачавање фреквенције{1}}навише- нуди високу ефикасност и једноставну структуру; међутим, пати од малог капацитета батерије и ограничене флексибилности у избору напона. Штавише, квар кратког-споја на страни једносмерне струје ПЦС-а може лако да доведе до великог скока струје у батеријском пакету, што представља значајан ризик. Једностепени ПЦС се такође могу класификовати у системе на два-нивоа, три-или више-системе на основу нивоа излазног напона. Како се број нивоа повећава, ниво једносмерног напона и квалитет излазне снаге ПЦС-а могу се додатно побољшати, као што је приказано на слици.
Двостепени ПЦС{0}}појачање фреквенције-типа-, као што је приказано на Слици 2-22, је конфигурисан са двосмерним ДЦ/ДЦ конвертором на улазном терминалу батерије, који повећава капацитет батерије и побољшава флексибилност избора напона и може да постигне независну контролу више батерија. Међутим, има високу цену, релативно сложену контролу и ниску ефикасност. На основу различитих структура ДЦ/ДЦ претварача, двостепени ПЦС-могу се поделити на не-изоловане и изоловане типове. Изоловани двостепени ПЦС може даље да побољша однос трансформације напона и има ширу прилагодљивост напону батерије, али дизајн двосмерног ДЦ/ДЦ претварача великог{11}}капацитета изолованог високог{13}}појачања представља значајне техничке изазове. Главне потешкоће укључују високо{14}}дизајн трансформатора, изолацију система, фазни помак или серијски резонантни меки прекидач и дизајн велике густине снаге.
За литијум{0}}јонске батерије, које се обично користе у системима за складиштење енергије великог{1}}капацитета, излазни напон не варира значајно када је стање напуњености (СОЦ) у опсегу од 15% до 85%. Због тога већина-система за складиштење енергије великог капацитета који се тренутно користе у мојој земљи користе једностепени-систем за конверзију енергије (ПЦС). Међутим, како се једносмерни напон приближава 1500В, три{9}}структуре топологије ће се све више усвајати. Систем за складиштење енергије батерија од 1500 В смањује потребан отисак и употребу електричне опреме као што су разводне кутије и ДЦ каблови, чиме се у извесној мери смањују трошкови система. Међутим, због кратке удаљености између батерије и ПЦС-а, он не нуди значајно смањење губитака у преносу једносмерне струје уочено у великим-фотонапонским електранама. Штавише, поставља веће захтеве за перформансама компонентама као што су двосмерни ДЦ прекидачи и двосмерни ДЦ контактори. Дизајн електричне сигурности и заштите ДЦ кола је кључни изазов у имплементацији овог система.
Да би се омогућила примена ултра{0}}великих-батеријских електрана за складиштење енергије и да би се избегло паралелно повезивање превише батеријских пакета, као и да би се избегли губици изазвани трансформаторима енергетске фреквенције и смањили трошкови, високо-директно-повезан ПЦС са модуларном каскадном структуром постао је главни истраживачки правац. Слично као код ПЦС-а са степеном фреквенције{5}}навише, високо-директно-повезани ПЦС се такође могу поделити на једностепене-и двостепене-топологије према броју степена конверзије енергије.
Каскадни једностепени -ПЦС може да емитује висок напон без трансформатора енергетске фреквенције, директно се повезује на -напонску електричну мрежу, што га чини погодним за изградњу ултра{2}}великих-система за складиштење енергије. Каскадна структура постиже више-излаз на више нивоа, обезбеђујући ниске хармонике излазног напона чак и са ниским фреквенцијама укључивања у појединачним модулима, чиме се смањују губици при пребацивању. Међутим, каскадни једностепени ПЦС захтева међусобну изолацију на страни једносмерне струје, што доводи до високог изолационог напона за ниске излазне напоне, што захтева посебан дизајн. Постоје уобичајени -путеви струје у режиму између сваке батерије и уземљења, што захтева решења за{10}}пригушивање струје у уобичајеном режиму.
Струје пуњења и пражњења батерија садрже таласе другог-хармоника, што негативно утиче на струјни пут батерије и повећава трошкове. Каскадни једностепени ПЦС-ови се углавном могу поделити на Х-каскадне типове и модуларни вишеслојни конвертор (ММЦ), као што је приказано на слици.
Све у свему, високо{0}}директна-веза ПЦС (систем за конверзију електричне енергије) је кључно решење за решавање изазова безбедности и ефикасности које доноси ултра-велики капацитет система за складиштење енергије. Међутим, поставља високе захтеве за изолацијом и на батерију и на изоловани ДЦ/ДЦ претварач, што ограничава његову широку примену и примену. Штавише, постоје изазови у концентрисаном слагању, електричном повезивању и безбедносном дизајну система батерија ултра{5}}великог капацитета.