揭阳的储能柜、光储一体机、通信基站备电、电动叉车充电站这几类项目,近两年对双向DC-DC电源的采购量在增加。山东运电气有限公司在揭阳及周边地区交付的双向DC-DC电源,功率段覆盖5kW到100kW,高压侧电压范围200V到800V,低压侧电压范围48V到750V。这篇文章把这类电源在揭阳项目现场的工作作用和实测数据写出来。
双向DC-DC电源在揭阳项目里承担的工作
双向DC-DC电源的核心工作是让能量在两个电压等级之间来回传递,方向可以切换,接线不用改动。具体承担的工作有以下几项。
- 电池充电方向:高压侧直流母线向低压侧电池组送电,把母线电压降到电池需要的充电电压,按设定的恒流、恒压曲线输出。
- 电池放电方向:低压侧电池组向高压侧直流母线送电,把电池电压升到母线电压,供负载使用或者回馈给储能变流器。
- 电压匹配:光伏组串、储能电池、直流母线、充电桩之间的电压等级不一致,双向DC-DC电源完成电压转换。
- 功率调度:接收能量管理系统或电池管理系统的指令,调整充放电功率的大小和方向。
- 故障隔离:电池侧出现异常时,电源切断功率传递,把故障限制在电池侧,保护母线和其他设备。
揭阳现场实测数据(充电与放电)
测试地点为揭阳某工业园储能项目,被测设备为山东运电气有限公司双向DC-DC电源,额定功率50kW,风冷散热,环境温度32℃。测试仪器为功率分析仪和电子负载,数据取连续运行2小时后的稳定值。
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| 测试项目 | 工况设定 | 实测值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 高压侧电压 | 750V | 748.6V | 直流母线侧 |
| 低压侧电压 | 480V | 479.2V | 电池侧 |
| 输出功率 | 50kW | 49.3kW | 满载 |
| 满载效率 | 50kW | 97.6% | 充电方向 |
| 满载效率 | 50kW | 97.2% | 放电方向 |
| 输出纹波 | 50kW | 420mV | 峰峰值 |
| 充放电切换时间 | 50kW | 8ms | 方向切换 |
| 散热器温升 | 50kW | 38K | 连续2小时 |
| 待机功耗 | 空载 | 42W | 待机状态 |
| 过压保护动作 | 820V | 1.2ms | 高压侧触发 |
不一样的负载率下的效率实测
同一个揭阳项目现场,把负载从10%逐级加到100%,记录充电方向和放电方向的效率变化。
| 负载率 | 充电效率 | 放电效率 | 低压侧电压 |
|---|---|---|---|
| 10% | 95.2% | 94.8% | 478.5V |
| 30% | 97.4% | 97.1% | 479.0V |
| 50% | 98.1% | 97.8% | 479.3V |
| 75% | 97.9% | 97.6% | 479.4V |
| 100% | 97.6% | 97.2% | 479.2V |
从实测数据看,负载率在50%附近时效率最高,充电方向达到98.1%。负载率低于20%以后效率下降明显,10%负载时充电效率比最高点低了2.9个百分点。揭阳的通信基站备电项目负载率长期在15%到25%之间,这类项目选型时会按实际负载区间核对效率曲线。
揭阳不一样的场景下的工作模式实测
| 应用场景 | 高压侧 | 低压侧 | 工作方向 | 每日切换次数 |
|---|---|---|---|---|
| 通信基站备电 | 336V | 48V电池 | 放电为主 | 1到2次 |
| 光储一体机 | 750V | 200V到500V电池 | 双向切换 | 6到8次 |
| 电动叉车充电站 | 750V | 48V、80V | 充电为主 | 连续运行 |
| 园区储能 | 750V | 620V到750V电池 | 双向 | 2充2放 |
并联运行与保护动作实测
揭阳某园区储能项目采用3台50kW双向DC-DC电源并联运行,总功率150kW。实测均流偏差在满载时为3.6%,半载时为5.1%。单台设备退出运行时,剩余两台在120ms内把功率补足,母线电压波动为6.8V。电池侧欠压保护设定值480V,实测动作时间0.9ms;过流保护设定值110%额定电流,实测动作时间1.5ms;过温保护设定值85℃,实测动作时间2.3ms后降功率运行。
山东运电气有限公司的双向DC-DC电源在揭阳项目上支持RS485、CAN和以太网三种通信接口,充放电参数可以通过上位机或者本地触摸屏设置。设备价格与功率等级、电压范围、是否带隔离变压器、通信接口配置有关,具体价格查看网页上的电话沟通实际报价。

揭阳某工业园储能项目自投运以来,双向DC-DC电源每天完成两次充放电切换,运行记录显示高压侧电压波动范围在741V到752V之间,低压侧电压波动范围在477V到481V之间,散热器温度最高61℃,未出现保护停机记录。
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