Насистем за конверзија на моќност(PCS) е интерфејс помеѓу батеријата и електричната мрежа или оптоварувањето со наизменична струја. Тоа не само што го одредува квалитетот на енергијата и динамичките карактеристики на излезниот систем за складирање енергија од батеријата, туку и значително влијае на безбедноста и животниот век на батеријата. Врз основа на топологијата на колото и конфигурацијата на трансформаторот, основните типови на персонални компјутери може да се поделат на-напојувачки чекор-нагорен тип и висок-директен-тип на поврзување со висок напон, како што е прикажано на сликата.
Во моментов, нивото на напон на конвенционалните кластери на батерии не надминува 1500V, а има одреден опсег на флуктуација во зависност од состојбата на полнење (SOC). Затоа, за да се прилагодат на барањата за напон на различни електрични мрежи или оптоварувања, трансформаторот на фреквенција на напојување често се конфигурира на страната со наизменична струја на PCS (Систем за конверзија на енергија). Ова не само што постигнува зголемување или регулација на наизменичниот напон, туку исто така овозможува создавање на три{3}}четирифазен-жичен систем во исклучените-мрежни системи за снабдување еднофазни-оптоварувања. Понатаму, ја подобрува заштитата и потиснувањето на електромагнетната компатибилност на системот за складирање енергија.
Врз основа на бројот на фази, фреквенцијата на напојување со чекор-нагоре тип PCS може да се подели на едностепени- и двостепени-топологии.
Напојувањето-чекор на фреквенција-нагоре во една-степена PCS нуди висока ефикасност и едноставна структура; сепак, страда од низок капацитет на батеријата и ограничена флексибилност во изборот на напон. Понатаму, дефект на куса врска- на DC страната на компјутерот лесно може да доведе до голем наплив на струја во батерискиот пакет, што претставува значителен ризик. Едностепените компјутери може исто така да се класифицираат на две-системи на две-, три-или повеќе-нивоа врз основа на нивото на излезниот напон. Како што се зголемува бројот на нивоа, нивото на DC напон и квалитетот на излезната моќност на персоналните компјутери може дополнително да се подобрат, како што е прикажано на сликата.
Напојувањето-зголемување на фреквенцијата-тип втора-фазна PCS, како што е прикажано на слика 2-22, е конфигурирано со двонасочен DC/DC конвертор на влезниот терминал на батеријата, кој го зголемува капацитетот на батерискиот пакет и ја подобрува флексибилноста на избор на напон и може да постигне независна контрола на батериите. Сепак, има висока цена, релативно сложена контрола и ниска ефикасност. Врз основа на различните структури на DC/DC конверторот, двостепените PCS може да се поделат на не-изолирани и изолирани типови. Изолираниот двостепен компјутер може дополнително да го подобри соодносот на трансформација на напонот и има поширока приспособливост на напонот на батеријата, но дизајнот на голем-конвертор со висок{13}}однос на засилување изолиран со голем-зајакнувач претставува значителни технички предизвици. Главните потешкотии вклучуваат дизајн на трансформаторот со висок напон, изолација на системот, меко префрлување со поместување или серија резонантно и дизајн со висока густина на моќност.
За литиум-јонските батерии, кои вообичаено се користат во системи за складирање на енергија со голем{{1} капацитет, излезниот напон не се менува значително кога состојбата на полнење (SOC) е во опсег од 15% до 85%. Затоа, повеќето-системи за складирање енергија со голем капацитет што моментално се користат во мојата земја користат еден-степен систем за конверзија на моќност (PCS). Меѓутоа, како што DC напонот се приближува до 1500V, ќе се користат повеќе-тополошки структури на три нивоа. Системот за складирање на енергија од батерии од 1500 V го намалува потребниот отпечаток и употребата на електрична опрема како што се прекинувачите и DC каблите, со што до одреден степен ги намалува трошоците на системот. Сепак, поради краткото растојание помеѓу батеријата и персоналниот компјутер, тој не нуди значително намалување на загубите во преносот на еднонасочна струја што се гледа во големи-фотоволтаични централи. Понатаму, поставува повисоки барања за перформанси на компоненти како што се двонасочни DC прекинувачи и двонасочни DC контактори. Дизајнот за електрична безбедност и заштита на DC колото е основен предизвик во имплементацијата на овој систем.
За да се овозможи примена на ултра{0}}големи-електрични станици за складирање на енергија од батерии и да се избегне паралелно поврзување на премногу батериски пакети, како и да се избегнат загубите предизвикани од трансформаторите на фреквенцијата на напојување и да се намалат трошоците, високо-директните-поврзани компјутери со висок напон со модуларна каскадна структура станаа главна истражувачка насока. Слично на-нагоре PCS со фреквенција на напојување, високо-директните-поврзани компјутери со висок напон, исто така, може да се подели на едностепени- и две-топологии според бројот на фази на конверзија на енергија.
Каскадниот единечен-компјутер може да емитува висок напон без трансформатор на фреквенција на напојување, директно поврзувајќи се со високо-напонската електрична мрежа, што го прави погоден за изградба на ултра-големи-системи за складирање енергија. Каскадната структура постигнува повеќе-излез, обезбедувајќи хармоници на ниски излезен напон дури и при ниски префрлувачки фреквенции во поединечни модули, со што се намалуваат загубите при префрлување. Сепак, каскадниот едине-компјутер бара взаемна изолација на DC страната, што резултира со висок изолациски стрес за ниски излезни напони, што бара посебен дизајн. Постојат вообичаени-тековни патеки на режимот помеѓу секој батериски пакет и заземјувањето, што бараат решенија за потиснување на струјата на вообичаениот режим.
Струите на полнење и празнење на батериите содржат втор-хармоничен бран, што негативно влијае на тековната патека на батеријата и ги зголемува трошоците. Каскадни единечни-степени PCS главно може да се поделат на H-каскадни типови на каскадни мостови и каскадни типови со модуларен конвертор на повеќе нивоа (MMC), како што е прикажано на сликата.
Севкупно, високонапонскиот-директен-компјутер за поврзување (Систем за конверзија на енергија) е клучно решение за справување со предизвиците за безбедност и ефикасност што ги предизвикува ултра-големиот капацитет на системите за складирање енергија. Сепак, поставува високи барања за изолација и на батерискиот пакет и на изолираниот DC/DC конвертор, што го ограничува неговото широко усвојување и примена. Понатаму, постојат предизвици во концентрираното редење, електричното поврзување и безбедносното дизајнирање на ултра-батериските системи со голем капацитет.