Sự khác nhau giữa biến tần hybrid và PCS

Trên thực tế, nhiều người coi bộ biến tần hybrid và PCS (Hệ thống chuyển đổi năng lượng) giống nhau. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách phân biệt chúng.

Trước hết, PCS trông như thế này! (Kích thước của PCS với các công suất khác nhau sẽ khác nhau.)

Một số người hẳn tò mò: Nó trông như thế nào khi mở ra? Giống như thế này! (Hình dáng thì khác, nhưng nội dung thì gần giống nhau.)

Trong lĩnh vực năng lượng mới, bộ biến tần hybrid và PCS đều là những thiết bị quan trọng, đóng vai trò không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Nhưng sự khác biệt chính xác giữa hai loại này là gì? Chúng ta sẽ đi sâu vào sự khác biệt giữa hai loại bộ biến tần này theo góc độ cấu trúc, chức năng và các tình huống ứng dụng.

Các chức năng khác nhau

Biến tần hybrid là thiết bị chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều. Nó thường được sử dụng trong các hệ thống phát điện năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Biến tần lấy điện DC từ bộ pin hoặc nguồn khác, điều chỉnh và kiểm soát nó, và chuyển đổi thành điện AC để sử dụng trên lưới điện.

PCS là mô-đun cốt lõi trong lưu trữ năng lượng điện hóa. Nó chủ yếu được sử dụng để lưu trữ năng lượng điện trong lưới điện vào các thiết bị lưu trữ năng lượng như pin và giải phóng năng lượng đó cho tải khi cần thiết.

PCS có chức năng chuyển đổi DC và AC, cũng có chức năng kiểm soát việc sạc và xả. Thậm chí còn có một số chế độ sạc và xả kết nối lưới. Có thể nói PCS có chức năng của một bộ biến tần hybrid, nhưng không thể thay thế bộ chuyển đổi.

Nguyên lý làm việc

Nguyên lý hoạt động của PCS có phần giống với bộ biến tần, nhưng cũng có một số điểm khác biệt. PCS nằm giữa bộ pin và lưới điện, thực hiện chuyển đổi năng lượng điện hai chiều. Nghĩa là, khi xả, nguồn điện một chiều của pin có thể được chuyển đổi thành nguồn điện xoay chiều và truyền đến lưới điện, và khi sạc, nguồn điện xoay chiều của lưới điện có thể được chỉnh lưu thành nguồn điện một chiều để sạc.

Các bước làm việc: Đầu tiên, lấy nguồn điện DC từ bộ pin; sau đó, thông qua quá trình xử lý như mạch lọc, đưa nguồn điện DC vào bộ chuyển đổi DC-AC; cuối cùng, bằng cách điều khiển các thành phần bán dẫn trong bộ chuyển đổi DC-AC, nguồn điện DC đầu vào được chuyển đổi thành nguồn điện AC thích hợp và đưa vào đầu cực tải.

Nguyên lý hoạt động của biến tần là chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều. Các bước hoạt động: Đầu tiên, lấy nguồn điện DC từ bộ pin hoặc các nguồn khác; sau đó, sau khi điều chỉnh và kiểm soát, chuyển đổi nguồn điện DC thành nguồn điện AC phù hợp; cuối cùng, đưa nguồn điện AC đã chuyển đổi vào lưới điện để cung cấp cho tải.

Sự khác biệt về cấu trúc giữa bộ biến tần hybrid và PCS

Đầu tiên, theo quan điểm nguyên lý, bộ biến tần chủ yếu là thiết bị chuyển đổi nguồn điện DC thành nguồn điện AC. Nó sử dụng đặc tính chuyển mạch của các thiết bị bán dẫn (như FET hoặc thyristor) để điều khiển điện áp và dòng điện thông qua chuyển mạch nhanh, do đó đạt được sự chuyển đổi từ DC sang AC.

Bộ chuyển đổi năng lượng (PCS) là một khái niệm rộng hơn, liên quan đến việc chuyển đổi và điều chỉnh năng lượng điện thông qua các thiết bị điện tử công suất để truyền tải, chuyển đổi và kiểm soát điện năng. PCS chủ yếu bao gồm chỉnh lưu, đảo ngược, chuyển đổi DC/DC và các bộ phận mô-đun khác, trong đó mô-đun biến tần chỉ là một trong những thành phần của nó.

Đặc điểm chức năng của Biến tần hybrid và PCS

Theo góc độ chức năng, bộ biến tần hybrid chủ yếu tập trung vào việc chuyển đổi điện DC do các tấm pin mặt trời PV tạo ra thành điện AC để sử dụng cho lưới điện hoặc các thiết bị điện khác. Thông qua các mạch điện bên trong và các mô-đun điều khiển, nó tối ưu hóa công suất đầu ra của mảng PV mặt trời, xử lý điện DC do các tấm pin mặt trời PV tạo ra và cuối cùng tạo ra điện AC đáp ứng các yêu cầu của lưới điện.

Bộ chuyển đổi năng lượng PCS tập trung nhiều hơn vào việc chuyển đổi điện hai chiều và quản lý thông minh. PCS không chỉ có thể chuyển đổi điện DC sang AC mà còn chuyển đổi AC sang DC để lưu trữ. Ngoài việc chuyển đổi DC sang AC, nó còn hỗ trợ liên kết BMS/EMS, quản lý cấp cụm và tăng cường khả năng sạc/xả. PCS có thể tự quản lý việc cắt đỉnh và lấp đầy thung lũng cục bộ và có thể lên lịch thông minh cho các hoạt động sạc và xả của hệ thống lưu trữ BESS hay C&I ESS.

Các kịch bản ứng dụng của bộ biến tần Hybrid và PCS

Về mặt ứng dụng, biến tần hybrid chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống phát điện mặt trời, chẳng hạn như hệ thống PV dân dụng, dự án PV thương mại và công nghiệp, và các nhà máy điện mặt đất lớn. Chức năng chính của chúng là chuyển đổi điện DC do hệ thống phát điện mặt trời tạo ra thành điện AC và cung cấp cho lưới điện.

Mặt khác, bộ chuyển đổi năng lượng PCS tập trung nhiều hơn vào các ứng dụng trong hệ thống lưu trữ năng lượng điện hóa như trạm điện lưu trữ năng lượng BESS, lưu trữ thương mại và công nghiệp C&I ESS, và dân dụng. Trong các kịch bản này, bộ biến tần lưu trữ năng lượng đạt được hiệu quả sử dụng và lưu trữ năng lượng tái tạo thông qua quản lý thông minh các quy trình sạc và xả, cung cấp hỗ trợ nguồn điện ổn định và đáng tin cậy cho nhiều kịch bản ứng dụng khác nhau.

Ngoài ra, các kịch bản ứng dụng khác nhau có các yêu cầu khác nhau đối với PCS. Ví dụ, lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại phía người dùng yêu cầu tính linh hoạt và hiệu quả; ứng dụng điều chế tần số yêu cầu tính ổn định, độ tin cậy và công suất lớn; nhà máy điện lưu trữ năng lượng lớn yêu cầu kích thước nhỏ và dễ tích hợp. Do đó, sản phẩm PCS sẽ đa dạng hơn trong tương lai và phân biệt cho các lĩnh vực ứng dụng được chia nhỏ.

Điểm chung và khác biệt giữa Biến tần Hybrid và PCS

Về điểm chung, cả hai đều là thiết bị điện tử công suất được sử dụng để chuyển đổi và điều chỉnh năng lượng điện để đạt được hoạt động ổn định của hệ thống điện. Cả hai đều cần đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn điện nhất định để đảm bảo hoạt động an toàn của thiết bị.

Ngoài ra, vì bộ chuyển đổi năng lượng PCS cần tích hợp hệ thống quản lý pin (BMS) nên chi phí của chúng tương đối cao. Trong khi đó, bộ biến tần PV lai có chức năng tương đối đơn giản hơn nên chi phí thường thấp hơn. Đồng thời, bộ chuyển đổi năng lượng PCS cũng có yêu cầu an toàn cao hơn, không chỉ đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn điện cơ bản mà còn xem xét đến tính an toàn của BMS và các biện pháp bảo vệ trong trường hợp pin hỏng.

Kết luận

Tóm lại, biến tần hybrid và PCS có sự khác biệt rõ rệt về nguyên lý, tình huống ứng dụng, công suất đầu ra, chi phí và độ an toàn. Trong các ứng dụng thực tế, nên lựa chọn thiết bị phù hợp dựa trên nhu cầu và tình huống cụ thể.

Bộ biến tần hybrid và PCS đóng vai trò bổ sung cho nhau trong các hệ thống lưu trữ năng lượng. PCS được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện DC từ hệ thống lưu trữ năng lượng thành nguồn điện AC để cung cấp điện hoặc đưa nguồn điện dư thừa vào lưới điện. Thay vào đó, bộ biến tần hybrid được sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện từ lưới điện hoặc nguồn điện AC khác thành nguồn điện DC để sạc các thiết bị lưu trữ năng lượng.

Việc lựa chọn và tích hợp hai thiết bị này phụ thuộc vào các yêu cầu ứng dụng cụ thể và thiết kế hệ thống. Hiểu được những điều này sẽ giúp áp dụng và quản lý tốt hơn hai thiết bị này và đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định của hệ thống điện.