محطة التحويل من نوع صندوق تخزين الطاقة (يشار إليها باسم محول صندوق تخزين الطاقة) هي مجموعة متكاملة من المعدات الخارجية الكاملة التي تجمع بين محطات التحويل التقليدية من نوع الصندوق وتخزين الطاقة الكهروكيميائية. تدمج تحويل الطاقة، والتخزين، والتوزيع، والحماية، والجدولة الذكية، وما إلى ذلك. إنها المعدات الأساسية لربط الطاقة الجديدة بالشبكة، وتنظيم ذروة الحمل لشبكة الطاقة، وتخزين الطاقة الصناعية والتجارية، وإمدادات الطاقة للشبكات الصغيرة.
أولاً. التعريف الأساسي والموقع
بناءً على المحطة الفرعية التقليدية من النوع الصندوقي (محول، توزيع عالي ومنخفض الجهد، حماية)، فإنه يدمج حزمة بطارية تخزين الطاقة، ومحول ثنائي الاتجاه PCS، ونظام إدارة البطارية BMS، ونظام إدارة الطاقة EMS، ووحدات التحكم في درجة الحرارة والحماية من الحرائق، وما إلى ذلك، لتحقيق "تخفيف الذروة وملء الوديان، وتخفيف تقلبات الطاقة الجديدة، ومصدر طاقة احتياطي للطوارئ، ودعم الجهد، وتنظيم التردد والجهد" ووظائف مركبة أخرى. يتم تجهيزه في المصنع وتوصيله بسرعة في الموقع، وهو مناسب للبيئات الخارجية القاسية.
ثانياً. تكوين النظام وهيكلية التكامل
يعتمد النظام على التكامل المشترك للصندوق المعياري / المقصورة المنفصلة. التيار السائد هو الحاويات القياسية أو الهياكل المتكاملة من نوع الصندوق. تشمل الوحدات الأساسية:
نظام بطارية تخزين الطاقة: يستخدم بشكل أساسي فوسفات حديد الليثيوم، ويتكون من خلايا، ووحدات، ومجموعات بطاريات / حزم بطاريات، بسعة تغطي 50 كيلوواط ساعة - 5 ميغاواط ساعة+، لتحقيق تخزين الطاقة وإطلاقها.
محول ثنائي الاتجاه PCS: يكمل التحويل ثنائي الاتجاه DC/AC، ويدعم الاتصال بالشبكة / خارج الشبكة / التشغيل من حالة انقطاع التيار، مع استجابة سريعة وكفاءة تحويل ≥ 97%، مناسب لتوصيل بطاريات متعددة بالتوازي.
نظام إدارة البطارية BMS: مراقبة جهد / تيار / درجة حرارة الخلية الواحدة، التحكم في التوازن، حماية من الشحن الزائد / التفريغ الزائد / ارتفاع درجة الحرارة / الدائرة القصيرة، لضمان سلامة وعمر البطارية.
نظام إدارة الطاقة EMS: جدولة ذكية للشحن والتفريغ، توقع الأحمال، التفاعل مع الشبكة، المراقبة عن بعد وتحميل البيانات، لتحقيق التحكم الاستراتيجي في سيناريوهات متعددة.
وحدة المحطة الفرعية والتوزيع: تشمل محولات الرفع / الخفض، وخزائن المفاتيح ذات الجهد العالي والمنخفض، وقواطع الدائرة، والفواصل، والمحولات، والمقاييس، وتعويض القدرة غير الفعالة، وإكمال تحويل الجهد وتوزيع الطاقة.
النظام المساعد: تحكم دقيق في درجة الحرارة (تكييف الهواء / التبريد السائل)، الحماية من الحرائق (بخاخ / هيبتافلوروبروبان)، التحكم في الوصول، الإضاءة، الحماية من الصواعق، حماية IP54+، تتكيف مع درجات الحرارة والرطوبة الخارجية، والغبار، وبيئات رذاذ الملح.

ثالثاً. المعلمات التقنية الأساسية (التكوين الرئيسي)
مستويات الجهد: 10 كيلوفولت/35 كيلوفولت على جانب الجهد العالي، 0.4 كيلوفولت على جانب الجهد المنخفض؛ يتراوح PCS على جانب التيار المستمر من 500 فولت إلى 1500 فولت.
سعة تخزين الطاقة: 50 كيلوواط ساعة - 2.5 ميغاواط ساعة للخلية الواحدة، تصل إلى 10 ميغاواط ساعة+ عند توصيل خلايا متعددة بالتوازي.
قوة المحول: 250 كيلوواط - 2.5 ميغاواط، تدعم التوسع المتوازي لعدة أجهزة.
أوضاع التشغيل: الاتصال بالشبكة (الاستهلاك الذاتي للطاقة المولدة، تغذية الطاقة الفائضة إلى الشبكة، تنظيم الذروة والتردد)، خارج الشبكة، شبكة صغيرة، بدء التشغيل الأسود، إمداد طاقة احتياطي للطوارئ.
مستوى الحماية: IP54 - IP56، مقاوم للتآكل، مقاوم للماء، مقاوم للصدمات، مناسب للبيئات من -30 درجة مئوية إلى +55 درجة مئوية.
وقت الاستجابة: شحن وتفريغ بسرعة على مستوى المللي ثانية، يلبي احتياجات تنظيم تردد الشبكة وتخفيف تقلبات الطاقة الجديدة.
رابعاً: المزايا الأساسية
تكامل عالٍ، الحد الأدنى من المساحة الأرضية: تصميم متكامل، يشغل فقط 1/3 - 1/2 من المساحة الأرضية مقارنة بتخزين الطاقة الموزع + المحطة الفرعية، مناسب للمواقع الضيقة.
التصنيع المسبق في المصنع، النشر السريع: اكتمال الأسلاك والتصحيح والاختبار في المصنع، يتطلب الموقع فقط تحديد الموضع وتوصيل الكابلات والاتصال بالشبكة. يتم تقليل فترة الإنشاء من عدة أشهر إلى 1-2 أسبوع.
وظائف شاملة، قيمة متنوعة: يجمع بين تحويل الطاقة، وتخزين الطاقة، والحماية، والإرسال، لتحقيق تخفيف الذروة وملء الوادي، وامتصاص الطاقة الجديدة، ودعم الجهد، وإمداد الطاقة الاحتياطي للطوارئ، والاستجابة من جانب الطلب.
آمن وموثوق، صيانة بسيطة: مستويات حماية متعددة (كهربائية + بطارية + حماية من الحرائق)، مراقبة عن بعد، تحذير من الأعطال، لا يتطلب صيانة يومية، مما يقلل من التكلفة الإجمالية لدورة الحياة.
تكيف مرن وقابل للتوسيع: تصميم معياري، يدعم تركيبة السعة/الطاقة حسب الحاجة، يمكن توصيله بالتوازي للتوسع، مناسب لكل من السيناريوهات الموزعة والمركزية.
خامساً: سيناريوهات التطبيق الرئيسية
تكامل الطاقة الجديدة: ربط الطاقة الكهروضوئية / طاقة الرياح بالشبكة، وتخفيف تقلبات الطاقة، وتحسين معدل امتصاص الطاقة، وتلبية متطلبات ربط الشبكة.
جانب الشبكة: تخفيف الذروة، تنظيم التردد، تنظيم الجهد، مصدر طاقة احتياطي، تخفيف ازدحام الخطوط، تحسين استقرار الشبكة.
المستخدمون الصناعيون والتجاريون: المراجحة بين الذروة والوادي، إدارة الطلب، إمداد الطاقة الاحتياطي للطوارئ، تقليل تكاليف الكهرباء، ضمان إمداد الطاقة للأحمال الحرجة.
الشبكات الصغيرة والشبكات غير المتصلة بالشبكة: الجزر، المناطق النائية، مناطق التعدين، إمدادات الطاقة المؤقتة للمواقع الإنشائية، بناء نظام إمداد طاقة مستقل.
شبكة التوزيع الحضرية: تجديد المناطق السكنية القديمة، تجمعات محطات الشحن، مراكز البيانات، المجمعات التجارية، تحسين موثوقية إمدادات الطاقة وجودة الطاقة.
سادساً: القيود التقنية
قيود السعة: تقتصر قدرة / سعة الخلية الواحدة على الصندوق وتبديد الحرارة؛ بالنسبة للسعات الأكبر، تحتاج خلايا متعددة إلى التوصيل على التوازي.
الاعتماد على تبديد الحرارة: تتركز الحرارة من البطاريات ووحدات تحويل الطاقة (PCS)، مما يتطلب تحكمًا موثوقًا في درجة الحرارة؛ تتطلب البيئات ذات درجات الحرارة القصوى العالية/المنخفضة تصميمًا معززًا.
قيود الصيانة: تكامل عالي، غالبًا ما تتطلب أعطال المكونات الأساسية فرقًا متخصصة أو إصلاحات في المصنع، مما يجعل صيانة المواقع البعيدة صعبة.
سابعاً: اتجاهات التطوير
نحو سلامة أعلى (بطاريات جديدة + حماية من الحرائق)، وتكامل أعلى (دمج المحول والعاكس)، وذكاء أعلى (جدولة الذكاء الاصطناعي، الصيانة التنبؤية)، وصداقة بيئية أعلى (بطاريات خالية من الكوبالت / قابلة لإعادة التدوير)، وسعة أكبر، للتكيف مع أنظمة الطاقة الجديدة وأهداف "الكربون المزدوج".