Elsistema de cunversiun de potènza(PCS) l’è l’interfacia intra la bateria e la red elettrica o el carich CA. Determina minga sultant la qualità de alimentaziun e i carateristich dinamich de la produziun del sistèm de inmagazinament del energia de la bateria, ma g’ha anca un impatt significatif sü la sicüreza e la durada de la bateria. En bas al topologia del circuito e a la configuraziun del trasformatur, i tip de bas de PCS pœden vèss dividuu en tip de cunnesiun diretta a volta - de volta tensiun, cuma mustrà in de la figüra.
Atualment, el nivel de tensiun di grupp de bateri cunvenziunal süpera no 1500V e g’he un cert interval de fluttuaziun a segond del stat de carica (SOC). Donca, per adatass ai riquisit de tensiun di diferent red o carich de alimentaziun, un trasformatur de frequenza de alimentaziun l’è despess cunfigurà sul lat CA del PCS (Sistema de cunversiun de alimentaziun). Chestu utèn minga sultant l’aument o la regulaziun de la tensiun CA, ma el cunsent anca la creaziun de un sistèm trifas a quater -fil in di sistèm fœura red per furnir carich monofas. Inolter, mejora la pruteziun e la supresiun de la cumpatibilità eletromagnetich del sistèm de inmagazinament del energia.
En bas al nümer di stadi, el tip PCS de frequenza de putenza step-up pœu vèss dividuu en topologì de stadi singul e en topologì de stadi duppi.
El PCS en pass de frequenza de putenza-su singul-uffris una volta eficienza e una strütüra facil; però, el patiss de una bas capacità de la bateria e de una flessibilità limitada in de la seleziun de la tensiun. Inolter, un guast de curtcircuit sul lat CC del PCS pœu purtà facilment a un grand aument de curent in del grupp di bateri, creand un ris’c significatif. El PCS a un stadi pœu vèss clasificà anca en sistèm a dü nivel, a tri o a püsee nivel sü la bas del nivel de tensiun de uscita. Cun l’aument del nümer di nivel, el nivel de tensiun CC e la qualità de la putenza de uscita del PCS pœden vèss ulteriorment mejiorà, cuma mustrà in de la figüra.
El PCS de tip dü stadi, cuma mustrà in de la figüra 22, l’è cunfigurà cunt un cunvertidur bidireziunal CC/CC al morset de ingress de la bateria, che aumenta la capacità del grupp de bateria e aumenta la flessibilità de una seleziun multipla de tensiun indipendent e de la bateria. Però, al g’ha un volt cost, un controll relativament compless e una bassa eficenza. En bas al diferent strutur del cunvertidur DC/DC, el PCS a dü stadi - pœu vèss dividuu en tip minga -isulà e isulà. El PCS isulà a dü stadi pœu mejorà ancamò el raport de trasformaziun de la tensiun e g’ha una adatabilità a la tensiun de la bateria püsee grand, ma la prugetaziun de un cunvertidur DC/DC bidireziunal isulà cun raport de aumento de grand capacità presenta di sfid tecnich impurtant. I dificultà principal sun la prugetaziun del trasformatur a volta tensiun, l’isolament del sistèm, la commutaziun morbida a spustament de fas o en seri e la prugetaziun a volta densità de putenza.
Per i bateri a ion litio-, che sun comunement duperà in di sistèm de inmagazinament d’energia de grand capacità, la tensiun de uscita varia no significativament quant el stat de carica (SOC) l’è intra el 15% e l’85%. Donca, la magiur part di sistèm de inmagazinament de energia de grand -capacità duperà incœu en me pais duperan un sistèm de cunversiun de putenza (PCS) en un stadi. Però, quant che la tensiun CC se avvicina a 1500V, se adutan semper püsee strütür de topologia a tri nivel. Un sistèm de inmagazinament del energia de la bateria de 1500 V reduss l’impronta dumandada e l’üs di apparecchiatur eletrich cuma i scatul di interruttur e i cavi CC, sbassand inscì en quai misura i cust del sistèm. Però, a causa de la cuurta distanza intra la bateria e el PCS, g’he dà no la reduziun significativa di pèrt de trasmisiun CC vist in di central fotovoltaich sü laargh scäla. Inolter, mett di dumand de prestaziun püsee volt sü compunent cuma interruttur CC bidireziunal e cuntatur CC bidireziunal. La prugetaziun de sicureza e pruteziun eletrich del circuit CC l’è una sfida fundamental in del implementaziun de chestu sistèm.
Per cunsentir l’aplicaziun di central eletrich de inmagazinament de energia a batteria sü scäla ultragrand e per evitar la cunnesiun parallela di tropp grupp de batterie, e anca per evitar i pèrt causà di trasformatur de frequenza de alimentaziun e redüss i cust, la ricerca una strütüra de volta tensiun cun PCS pœu vèss cunnessa direziun. Simil al PCS de frequenza de putenza step-up, anca el PCS cunness a volta-tensiun diretta-pœden vèss dividuu en topologì a singul-stadi e a dü-stadi a segond del nümer di stadi de cunversiun de putenza.
El PCS en cascata a un pal - pœu produrr volta tensiun senza un trasformatur de frequenza de putenza, culegand-s diretament a la red elettrica a volta -tensiun, rendend-l adatt per la costruziun di sistèm de inmagazinament d’energia sü scäla ultra-grand-. La strutura en cascata ragiunc un output a püsee nivel, garantint armonich de bas tensiun de uscita anca cun bas frequenz de commutaziun en singul modul, reducend inscì i pèrt de commutaziun. Però, el PCS en cascata en un stadi singul- dumanda un isolament reciproch sul lat CC, cunt el resultà de un volt tensiun de isolament per bas tensiun de uscita, che g’ha bisogn de una prugetaziun special. G’he sun di percors de curent en modalità comun- intra ogni grupp de bateri e la terra, che dumandan soluziun per la supresiun de curent en modalità comun-.
I curent de carica e de scarica di grupp de bateri g’han denter una segonda -ondulaziun armonich, che g’ha un impatt negatif sül percors atual de la bateria e aumenta i cust. I PCS en cascata en singul stadi pœden vèss principalment dividuu en tip en cascata a punt H{3}} en tip en cascata cun cunvertidur multinivel modular (MMC), cuma mustrà in de la figüra.
In del cumpless, el PCS (Sistema de cunversiun de alimentaziun) a volta-cunnession diretta-a volta-tensiun l’è una soluziun fundamental per afruntà i sfid de sicüreza e eficienza purtà del ultra-grand capacità di sistèm de inmagazinament del energia. Però, mett di volti requisit de isolament sia sül grupp de bateri che sül cunvertidur CC/CC isulà, che limita sò diffùs adoziun e aplicaziun. Inolter, g’he sun di sfid in del impilament cuncentrà, in de la cunnesiun eletrich e in de la prugetaziun de sicureza di sistèm de bateri ultra-grand capacità.