Classification des systèmes de stockage d'énergie PCS

Face à la transformation du paysage énergétique mondial et au développement rapide des énergies renouvelables, les systèmes de stockage d'énergie jouent un rôle de plus en plus crucial dans la stabilité des réseaux électriques et la gestion de l'énergie. Composant essentiel de ces systèmes, le système de conversion de puissance (SCP) assure la conversion et le contrôle de l'énergie électrique.

Vous trouverez ci-dessous la classification et les caractéristiques des systèmes de stockage d'énergie PCS.

Le rôle du PCS de stockage d'énergie dans le système de stockage d'énergie est le suivant : premièrement, lors de la charge, il peut convertir intelligemment le courant alternatif du réseau électrique en courant continu pour charger la batterie de stockage d'énergie et stocker l'énergie électrique ; deuxièmement, lors de la décharge, il peut convertir avec précision le courant continu produit par la batterie en courant alternatif et le réinjecter dans le réseau électrique ou le fournir directement aux équipements électriques pour utilisation, assurant ainsi une alimentation électrique stable.

Classification par scénarios d'application :

(1) Systèmes de stockage d'énergie résidentiels

Les systèmes de stockage d'énergie domestique sont principalement utilisés dans les habitations. Leur puissance est relativement faible, généralement de l'ordre de 5 à 10 kW. Ils se caractérisent par leur petite taille et leur facilité d'installation, et s'intègrent parfaitement aux systèmes énergétiques distribués, tels que les panneaux solaires photovoltaïques. Ils stockent l'énergie solaire pendant la journée et la restituent aux occupants la nuit. Ils permettent non seulement de réduire les factures d'électricité, mais aussi de servir de source d'alimentation de secours en cas de coupure de courant, garantissant ainsi les besoins énergétiques de base du foyer et créant un micro-réseau stable et fiable pour la famille.

(2) Systèmes de stockage d'énergie industriels et commerciaux

Les systèmes de stockage d'énergie industriels et commerciaux sont destinés aux entreprises industrielles et aux établissements commerciaux. La puissance de ce type de système se situe généralement entre 50 kW et 500 kW. Conçus pour répondre à des besoins énergétiques et des conditions de fonctionnement plus complexes, ils offrent un rendement de conversion et une stabilité accrus. Ils permettent aux entreprises de réduire les pics de consommation et d'optimiser la consommation en stockant l'électricité pendant les périodes de faible consommation et en la restituant lors des pics, réduisant ainsi leurs coûts énergétiques. Parallèlement, ils améliorent la fiabilité de l'alimentation électrique et protègent la production et l'exploitation des fluctuations du réseau électrique et des coupures de courant. Ils constituent un atout majeur pour la gestion énergétique des entreprises.

(3) Centrale électrique de stockage d'énergie à grande échelle

Les centrales de stockage d'énergie à grande échelle remplissent de multiples fonctions essentielles au sein du réseau électrique, telles que la régulation de fréquence et de tension, ainsi que l'alimentation de secours. Leur puissance de conversion de puissance (PCS) atteint souvent le mégawatt, voire davantage, allant de plusieurs à plusieurs centaines de mégawatts. Le PCS de ces centrales présente des exigences extrêmement élevées en matière de rapidité de réponse et de précision de contrôle. Il doit disposer de capacités de connexion au réseau robustes et d'une capacité de fonctionnement en parallèle de plusieurs machines afin de garantir un fonctionnement sûr, stable et efficace du réseau électrique lors de conversions de puissance à grande échelle. Il constitue un élément indispensable et fondamental de la construction des réseaux intelligents modernes.

Classification par voie technique

(1) Chaîne PCS

Le système de conversion de puissance en chaîne (PCS) prend en charge l'accès à plusieurs batteries, la gestion de clusters et le contrôle indépendant, ce qui améliore considérablement l'utilisation des batteries. Il est facile à exploiter et à entretenir, et son extension est aisée. Malgré un coût initial élevé, ses avantages à long terme sont indéniables. De plus, le système résout efficacement le problème de la circulation parallèle des clusters de batteries. En cas de défaillance d'une seule armoire PCS, l'impact est limité et la maintenance est simple, garantissant ainsi la haute fiabilité et la maintenabilité du système de stockage d'énergie.

(2) PCS centralisé

Le système PCS centralisé est très répandu dans le domaine du stockage d'énergie grâce à sa technologie éprouvée, son faible coût, sa structure simple et sa facilité de régulation. Cependant, il présente des inconvénients : la tolérance en tension de ses dispositifs de commutation limite l'extension du système, et un transformateur élévateur est souvent nécessaire pour le raccordement au réseau ; l'équilibrage précis des batteries est complexe, ce qui affecte les performances du système ; enfin, l'arrêt complet de la machine en cas de panne engendre des coûts d'exploitation et de maintenance élevés, impactant la disponibilité et le taux d'utilisation, et alourdissant les opérations de maintenance ultérieures.

(3) PCS distribué

Le PCS distribué est un système de conversion de puissance utilisant une topologie AC/DC+DC/DC à deux niveaux. Il résout le problème de la circulation parallèle des batteries en ajoutant une isolation DC/DC avant la connexion de chaque batterie au bus DC, améliorant ainsi l'utilisation des batteries et l'efficacité du système. De plus, le PCS distribué offre une grande flexibilité et une excellente évolutivité, tout en étant facile à exploiter et à gérer. Cependant, l'ajout de l'isolation DC/DC peut entraîner une augmentation des pertes de conversion et complexifier la structure du système, imposant ainsi des exigences élevées en matière de sécurité et de stabilité.

Composante essentielle des énergies nouvelles, la technologie de stockage d'énergie transforme progressivement nos modes de consommation. Au cœur du système de stockage, le système de conversion de puissance (SCP) joue un rôle primordial. Chaque type de SCP possède ses propres caractéristiques. Le choix d'un SCP est un processus complexe et rigoureux qui exige une analyse approfondie et une grande attention aux détails. Seule une prise en compte rigoureuse des besoins spécifiques et des contraintes techniques du projet permet de garantir la solution la plus adaptée. Ceci assure un fonctionnement efficace et stable du système de stockage et favorise le développement et l'application continus de cette technologie.