儲能變流器PCS，又稱雙向儲能逆變器，是儲能系統與電網中間實現電能雙向流動的核心部件，用作控制電池的充電和放電過程，進行交直流的變換。近年來，全球儲能市場爆發，對PCS的需求增大，國內廠商不斷擴大海外市場，對PCS的研究也成為關注熱點。

PCS工作原理

儲能變流器的工作原理是交、直流側可控的四象限運行的變流裝置，實現對電能的交直流雙向轉換。該原理就是通過微網監控指令進行恒功率或恒流控制，給電池充電或放電，同時平滑風電、太陽能等波動性電源的輸出。

▲儲能雙向變流器主電路拓撲 ?

PCS組成

PCS由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、PCB板（印刷電路板）、電線電纜等硬件組成，其主要功能包括平抑功率、信息交互、保護等，PCS決定了輸出電能質量和動態特性，也很大程度影響電池的使用壽命。 PCS的工作模式 PCS的工作模式主要有并網和離網和混合模式三種： 在并網模式下，PCS實現儲能電池與電網之間的雙向能量轉換。主要功能是根據微網監控指令進行恒功率或恒流控制，給電池充電或放電，同時平滑風電光伏等波動性較強的輸出。 在離網模式中，PCS可以根據實際需求，給本地部分負荷提供滿足電網電能質量要求的交流電能。

混合模式中，儲能PCS能夠在并網模式和離網模式之間進行切換。

▲儲能系統工作模式

PCS的主要功能特點 PCS的主要功能包括過欠壓、過載、過流、短路、過溫等的保護、具備孤島檢測能力進行模式切換、實現對上級控制系統及能量交換機的通信功能、并網-離網平滑切換控制等。

▲電化學儲能系統結構圖

PCS應用場景 按照應用場景的不同，PCS可以分為儲能電站、集中式或組串式、工商業及戶用四大類，主要區別是功率大小。 儲能電站PCS的功率一般大于10MW，選取級聯型多電平拓撲，采用IGBT模塊設計，一般N個交流器安裝到集裝箱內部，支持多機并聯運行，需變壓器升壓接入電網。 集中式PCS的功率在250KW以上，當前多采用兩電平拓撲，同樣采用IGBT模塊化設計，使用功率器件較少，單機功率可達MW級，對系統可靠性要求較高。 工商業PCS的功率一般在250KW以下，當前多采用三電平拓撲，與分布式光伏相結合，可以實現自發自用，還可利用電網峰谷差價獲利。 家庭戶用PCS的功率在10KW以下，與戶用光伏相結合，作為應急電源、電費管理等，對安全規范、噪聲等要求較高。 儲能PCS的發展趨勢 從技術路線來看，分為集中式逆變器、組串式逆變器、集散式逆變器和微型逆變器。 ?

目前業內電池儲能系統主要采取集中式PCS，多組電池并聯將引起電池簇之間的不均衡；組串式PCS可以實現簇級管理，提升系統壽命，提高全壽命周期放電容量，組串式PCS規模化應用趨勢已見雛形。 隨著儲能市場規模的不斷擴大，儲能系統PCS設備不再是簡單的轉換設備，而是要求具備更高的集成能力。未來，儲能系統PCS將越來越傾向于集成設備，通過軟件的開發、升級、優化，實現儲能系統的智能化控制、安全性能保障等，從而實現儲能技術在電網中的更好應用。

儲能PCS產業格局及相關企業 當前儲能PCS行業賽道玩家眾多，來自光伏逆變器、不間斷電源（UPS）、充電樁（EV charger）、電網側-輸配電設備（PTD、MVD、APF、SVG）等多領域廠商。 據CNESA數據，2022年度，在國內市場中儲能PCS出貨量排名前十位的中國儲能PCS提供商，依次為：上能電氣、科華數能、索英電氣、陽光電源、匯川技術、南瑞繼保、盛弘股份、禾望電氣、智光儲能和平高；2022年全球市場中儲能PCS出貨量排名前十位的中國儲能PCS提供商，依次為：陽光電源、科華數能、上能電氣、古瑞瓦特、盛弘股份、南瑞繼保、固德威、索英電氣、匯川技術和首航新能源。

中國儲能PCS提供商2022年度全球市場儲能PCS出貨量排行榜? ? ?

編輯：黃飛

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