PCSコンテナとは？内部の機器と蓄電池収納コンテナとの違い

PCSコンテナは、蓄電システムのパワーコンディショナ（PCS）と昇圧変圧器を一組にまとめ、コンテナ型の筐体に収めたユニットです。PCSと昇圧変圧器の一組そのものは、海外ではPCSスキッドと呼ばれます。放電時はPCSが蓄電池の直流出力を交流に変換し、昇圧変圧器がこれを高圧に昇圧して構内の集電系統へ送ります。充電時は電力が逆向きに流れます。

以下の例は、英国ケント州のリッチボロー・エナジーパーク（Richborough Energy Park）のものです。ETENZは、この施設で使われるPCSコンテナ20基をNR Electric向けに製作しました。内訳は40フィートハイキューブ18基と20フィートハイキューブ2基です。案件の詳細は英国での蓄電池用PCSコンテナ20基の納入事例をご覧ください。

PCSコンテナに収める機器

主な機器はPCSと昇圧変圧器です。PCSは蓄電池用インバータとも呼ばれる双方向の変換装置で、放電時は蓄電池の直流を交流に、充電時は系統の交流を直流に変換します。この形式のユニットではPCSが低圧の交流を出力し、昇圧変圧器がそれを高圧に昇圧します。機器の組合せは機器メーカーが決めるもので、低圧盤や高圧のリングメインユニット（RMU）を併せて収めるPCSコンテナもあります。

扉の配置は、冷却に必要な換気と保守時の作業動線を考慮して決めます。リッチボローの40フィートユニットでは、長辺の中央、変圧器区画に面した位置に4枚のメッシュ換気扉を設けています。運転中はこの扉から変圧器区画を換気し、保守時には全開にできます。それ以外の扉は鋼板製です。

PCSコンテナと蓄電池収納コンテナの違い

蓄電池収納コンテナは電池ラックとバッテリーマネジメントシステム（BMS）を収め、規模を電力量（MWh）で表します。寧夏・中衛向けに製作した5MWhの蓄電池収納コンテナ143基がその例です。一方、PCSコンテナは蓄電池を収めず、規模を出力（MW）で表します。リッチボローの40フィートユニットは、1基に5.5MWのPCSと昇圧変圧器を収めています。

冷却の考え方も異なります。蓄電池は温度の影響を受けやすいため、蓄電池収納コンテナは密閉構造とし、液冷または空調で電池の温度を狭い範囲に保ちます。筐体側の要件は蓄電池収納コンテナの設計要件にまとめています。PCSコンテナで発熱するのはPCSと昇圧変圧器で、変圧器区画はメッシュ扉やルーバーから換気します。液冷式のPCSにはPCS用液冷ユニットも必要になり、その取付け位置、配管の貫通部、補助電源は筐体と一体で設計します。

PCSコンテナのそばには、ほかに2種類の設備がよく置かれます。1つは、昇圧変圧器と高圧スイッチギヤ・低圧配電盤だけを収め、PCSを別の場所に置く昇圧変電設備用の筐体です。高圧室・変圧器室・低圧室を備えた20フィートの蓄電池用昇圧変電設備コンテナがその例です。もう1つは、系統との連系点に置く変電所です。構内の各PCSコンテナでそれぞれ高圧に昇圧し、集めた電力を変電所経由で上位の送電系統へ送ります。

40フィートか20フィートか：出力に合わせたコンテナの選び方

筐体の大きさは収める機器で決まります。定格と配置はPCSと昇圧変圧器のメーカーが決め、筐体メーカーはそのメーカーの技術要求に従って製作します。リッチボローのPCSコンテナでは、次の2種類のハイキューブを使っています。

20フィートユニットは、40フィートユニットのほぼ半分の長さの筐体に、出力が半分の機器を収めています。どちらも幅2438mm、高さ2896mmで断面が共通し、標準の隅金具とコンテナ番号を備えています。40フィートユニットの仕様と納入範囲は、製品ページ「PCS・昇圧変圧器コンテナ（40フィート）」でご確認いただけます。

筐体メーカーが納入するもの

機器メーカーはPCSと昇圧変圧器を供給し、技術要求を提示します。筐体メーカーは、その要求に基づいて筐体と付帯設備を製作します。リッチボローの案件で、ETENZがNR Electricの技術要求に従って工場で仕上げた内容は次のとおりです。

• 筐体：40フィート・20フィートハイキューブの構造体、変圧器区画のメッシュ換気扉、扉の錠とシール
• 照明：CEマーキング付きのLED照明、90分間点灯する非常用照明
• 火災検知と避難：煙感知器、誘導灯
• 環境制御と電源：ヒーター、英語表示の温湿度コントローラ、英国規格のコンセント
• 外装：案件指定のデザインによる塗装（全基が施設共通の外観で現地に到着）

PCSと昇圧変圧器はNR Electricが供給しました。PCSメーカー、変圧器メーカー、蓄電システムインテグレーターは、筐体の製作と付帯設備の組込みをETENZに任せ、自社の機器とブランドに合わせて仕上げることができます。詳しくは蓄電池収納コンテナの製作・組込みをご覧ください。

PCSスキッド、MVスキッド、PCSコンテナの呼び方

PCSはPower Conversion Systemの略で、日本ではパワーコンディショナと呼ばれます。スキッドとは、機器をあらかじめ組み付け、一体で移動できるようにした鋼製の架台のことです。つまりPCSスキッドは、PCSと昇圧変圧器を1つのパッケージにまとめたものです。同じパッケージをコンテナ型の筐体に収めたものがPCSコンテナで、ETENZはこの呼び方を使っています。

これらの名称が指す範囲は、メーカーによって異なります。PCSを含むMVスキッドもあれば、昇圧変圧器と高圧スイッチギヤだけを載せたものもあります。ユニットに何が含まれるかは、名称よりも機器リストで確かめるほうが確実です。

英国リッチボロー・エナジーパーク：PCSコンテナ20基

英国ケント州のリッチボロー・エナジーパークは、出力100MW・容量100MWhの蓄電システムで、National Gridの400kVリッチボロー変電所を介して送電系統に接続されています。ETENZは、この施設のPCSコンテナ20基をNR Electric向けに製作しました。内訳は、5.5MWのPCSと昇圧変圧器を1セットずつ収めた40フィートハイキューブ18基と、1基あたり2.75MWの20フィートハイキューブ2基です。

コンテナは2022年7月に納入し、同年10月に現地に到着しました。施設は2023年12月に系統へ接続され、商業運転を行っています。納入と筐体の詳細はリッチボローの納入事例をご覧ください。

よくあるご質問

PCSコンテナと蓄電池収納コンテナの違いは何ですか？

蓄電池収納コンテナは電池ラックとBMSを収め、規模はMWhで表し、内部の温度と湿度を管理します。PCSコンテナはPCSと昇圧変圧器を収めますが蓄電池は収めず、規模はMWで表し、変圧器区画を換気します。

蓄電システムのPCSとは何ですか？

Power Conversion Systemの略で、日本ではパワーコンディショナと呼ばれます。蓄電池と系統の間で電力を双方向に変換する装置です。PCSコンテナは、PCSと昇圧変圧器をコンテナ型の筐体に収めたユニットです。

PCSコンテナと昇圧変電設備コンテナは同じものですか？

昇圧変電設備コンテナに収めるのは昇圧変圧器と高圧スイッチギヤ・低圧配電盤だけで、PCSは別に設置します。PCSコンテナには、PCSも収めます。

PCSスキッドにはどのサイズのコンテナを使いますか？

サイズは収める機器で決まります。リッチボロー・エナジーパークでは、40フィートハイキューブ（12192×2438×2896mm）1基に5.5MW、20フィートハイキューブ（6058×2438×2896mm）1基に2.75MWのPCSと昇圧変圧器を収めています。

PCSスキッドとMVスキッドは同じものですか？

メーカーによって異なります。PCSを含むMVスキッドもあれば、昇圧変圧器とスイッチギヤだけを載せ、PCSを別に置くものもあります。どちらに当たるかは機器リストで確認できます。

お手持ちのPCSと昇圧変圧器に合わせて筐体を製作する場合は、機器配置と技術要求を添えて、ETENZにお見積もり依頼をお送りください。日本国内に設置する場合、コンテナが建築基準法上どのように扱われるかは設置地の所管行政庁が判断します。所管行政庁と確認済みの条件があれば併せてお知らせください。ETENZはその条件に合わせて筐体を製作します。