Thequvvatni konvertatsiya qilish tizimi(PCS) - batareya va elektr tarmog'i yoki AC yuki o'rtasidagi interfeys. Bu nafaqat batareya quvvatini saqlash tizimining quvvat sifati va dinamik xususiyatlarini aniqlaydi, balki batareyaning xavfsizligi va ishlash muddatiga ham sezilarli ta'sir qiladi. O'chirish topologiyasi va transformator konfiguratsiyasiga asoslanib, shaxsiy kompyuterlarning asosiy turlarini rasmda ko'rsatilganidek, quvvat-chastotali bosqich-yuqori va yuqori-kuchlanishli{5}}to'g'ridan-to'g'ri ulanish turiga bo'lish mumkin.
Hozirgi vaqtda an'anaviy akkumulyator klasterlarining kuchlanish darajasi 1500V dan oshmaydi va zaryad holatiga (SOC) qarab ma'lum bir tebranish oralig'i mavjud. Shuning uchun, turli elektr tarmoqlari yoki yuklarning kuchlanish talablariga moslashish uchun, quvvat chastotasi transformatori ko'pincha PCS (Power Conversion System) ning AC tomonida konfiguratsiya qilinadi. Bu nafaqat o'zgaruvchan tok kuchlanishini oshirish yoki tartibga solishga erishadi, balki bir fazali yuklarni ta'minlash uchun tarmoqdan tashqari-tarmoq tizimlarida uch{3}}to'rt fazali-simli tizim yaratish imkonini beradi. Bundan tashqari, u energiya saqlash tizimining himoya va elektromagnit moslashuvini bostirishni yaxshilaydi.
Bosqichlar soniga ko'ra, quvvat chastotasini bosqichma-bosqich oshirish turidagi PCS bir-bosqichli va ikki bosqichli-topologiyalarga bo'linishi mumkin.
Quvvat{0}}chastota qadami-bir bosqichli PCS yuqori samaradorlik va oddiy tuzilmani taqdim etadi; ammo, u past batareya quvvati va kuchlanish tanlashda cheklangan moslashuvchanlikdan aziyat chekadi. Bundan tashqari, PCS ning doimiy tomonidagi qisqa tutashuv xatosi-batareya to'plamidagi tokning katta ko'tarilishiga olib kelishi mumkin va bu katta xavf tug'diradi. Bitta{6}}bosqichli shaxsiy kompyuterlarni chiqish kuchlanish darajasiga qarab ikki-darajali, uch{8}}darajali yoki ko‘p{9}}darajali tizimlarga ham tasniflash mumkin. Darajalar soni ortib borishi bilan, rasmda ko'rsatilganidek, PCS ning doimiy kuchlanish darajasi va chiqish quvvati sifati yanada yaxshilanishi mumkin.
2-rasmda ko'rsatilganidek, -22-rasmda ko'rsatilganidek, quvvat-chastotani oshirish-ikki-bosqichli shaxsiy kompyuterlar batareyaning kirish terminalida ikki yo'nalishli DC/DC konvertori bilan sozlangan bo'lib, batareya to'plami sig'imini oshiradi va kuchlanishni tanlash moslashuvchanligini oshiradi va bir nechta batareya paketini mustaqil boshqarishga erisha oladi. Biroq, u yuqori narxga, nisbatan murakkab nazoratga va past samaradorlikka ega. DC/DC konvertorining turli tuzilmalariga asoslanib, ikki bosqichli shaxsiy kompyuterlar-izolyatsiyalanmagan va izolyatsiyalangan turlarga bo'linishi mumkin. Izolyatsiya qilingan ikki bosqichli shaxsiy kompyuterlar kuchlanishni o'zgartirish nisbatini yanada yaxshilashi va batareya quvvatiga moslashish qobiliyatini oshirishi mumkin, ammo katta{11}}sig'imli izolyatsiyalangan, yuqori quvvatlanish nisbati bo'lgan ikki tomonlama DC/DC konvertorining dizayni jiddiy texnik qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Asosiy qiyinchiliklarga yuqori kuchlanishli transformator dizayni, tizim izolyatsiyasi, fazali siljish yoki ketma-ket rezonansli yumshoq almashtirish va yuqori quvvat zichligi dizayni kiradi.
Katta quvvatli energiya saqlash tizimlarida keng qoʻllaniladigan litiy{0}}ion batareyalar uchun zaryadlanish holati (SOC) 15% dan 85% gacha boʻlganida chiqish kuchlanishi sezilarli darajada oʻzgarmaydi. Shu sababli, hozirda mamlakatimizda qo'llanilayotgan katta quvvatli energiya saqlash tizimlarining ko'p-bir bosqichli quvvat konversiyalash tizimi (PCS) qo'llaniladi. Biroq, doimiy kuchlanish 1500V ga yaqinlashganda, uchta{9}}darajali topologiya tuzilmalari tobora ko'proq qabul qilinadi. 1500V batareya quvvatini saqlash tizimi zarur bo'lgan joyni va elektr jihozlarini, masalan, kalit qutilari va DC kabellardan foydalanishni kamaytiradi, shu bilan tizim xarajatlarini ma'lum darajada kamaytiradi. Biroq, batareya va PCS o'rtasidagi qisqa masofa tufayli, u yirik fotoelektr stansiyalarida ko'rinadigan doimiy tok uzatish yo'qotishlarini sezilarli darajada kamaytirmaydi. Bundan tashqari, u ikki yo'nalishli DC o'chirgichlar va ikki yo'nalishli DC kontaktorlari kabi komponentlarga yuqori ishlash talablarini qo'yadi. DC zanjirining elektr xavfsizligi va himoya dizayni ushbu tizimni amalga oshirishda asosiy muammo hisoblanadi.
Ultra{0}}katta-oʻlchamdagi akkumulyator quvvatini saqlaydigan elektr stansiyalarini qoʻllashni taʼminlash va juda koʻp batareyalar toʻplamini parallel ulashning oldini olish, shuningdek, quvvat chastotasi transformatorlari taʼsirida yuzaga keladigan yoʻqotishlarni oldini olish va xarajatlarni kamaytirish uchun modulli kaskadli tuzilmaga ega yuqori{2}}kuchli toʻgʻridan-toʻgʻri{3}}ulangan shaxsiy kompyuterlar asosiy tadqiqot yoʻnalishiga aylandi. Quvvat chastotasini bosqichma-bosqich oshirishga o'xshab, yuqori{6}}to'g'ridan-to'g'ri{7}}bog'langan yuqori kuchlanishli shaxsiy kompyuterlar ham quvvatni o'zgartirish bosqichlari soniga ko'ra bir bosqichli va ikki{9}}bosqichli topologiyalarga bo'linishi mumkin.
Kaskadli bir bosqichli shaxsiy kompyuter-kuchli chastota transformatorisiz yuqori kuchlanishni to‘g‘ridan-to‘g‘ri yuqori{1}}kuchlanishli elektr tarmog‘iga ulab, uni ultra{2}}katta-energiya saqlash tizimlarini qurish uchun qulay qiladi. Kaskadli tuzilma ko'p darajali chiqishga erishadi, hatto alohida modullarda past kommutatsiya chastotalarida ham past chiqish kuchlanishining harmonikasini ta'minlaydi va shu bilan kommutatsiya yo'qotishlarini kamaytiradi. Shu bilan birga, kaskadli bir bosqichli PCS doimiy oqim tarafida o'zaro izolyatsiyani talab qiladi, bu esa past chiqish kuchlanishlari uchun yuqori izolyatsiya kuchlanishiga olib keladi, bu esa maxsus dizaynni talab qiladi. Har bir batareya toʻplami va yer oʻrtasida umumiy-rejimli oqim yoʻllari mavjud boʻlib, ular umumiy rejim oqimini bostirish uchun yechimlarni talab qiladi.
Batareya paketlarining zaryadlash va zaryadsizlanish oqimlari ikkinchi{0}}harmonik to'lqinni o'z ichiga oladi, bu batareyaning joriy yo'liga salbiy ta'sir qiladi va xarajatlarni oshiradi. Rasmda ko'rsatilganidek, kaskadli bir{2}}bosqichli ShKSlarni asosan H-ko'prikli kaskadli va modulli ko'p darajali konvertor (MMC) kaskadli turlarga bo'lish mumkin.
Umuman olganda, yuqori{0}}kuchlanishli toʻgʻridan-toʻgʻri-ulanuvchi PCS (Quvvatni oʻzgartirish tizimi) energiya saqlash tizimlarining ultra-katta sigʻimi tufayli yuzaga keladigan xavfsizlik va samaradorlik muammolarini hal qilishning asosiy yechimidir. Biroq, u akkumulyator to'plamiga ham, izolyatsiya qilingan DC/DC konvertoriga ham yuqori izolyatsiya talablarini qo'yadi, bu esa uning keng qo'llanilishi va qo'llanilishini cheklaydi. Bundan tashqari, ultra-katta sig‘imli akkumulyator tizimlarini konsentratsiyali yig‘ish, elektr ulanishi va xavfsizlikni loyihalashda muammolar mavjud.