儲能變流器，英文名Power Conversion System(簡稱PCS)，是儲能電池與電網(wǎng)之間功率交換的重要單元，在儲能系統(tǒng)中價值量占比能達到20%左右。近年來，全球儲能市場爆發(fā)，對PCS的需求增大，國內(nèi)廠商不斷擴大海外市場，對PCS的研究也成為關(guān)注熱點。

　　PCS工作原理及功能

　　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，可以分為單相機與三相機。

　　PCS按功率大小又可分為高頻隔離、工頻隔離、不隔離三種方式。單相機和20KW以下三相PCS采用高頻隔離的方式，50KW到250KW采用工頻隔離的方式，500KW以上采用不隔離的方式。

　　PCS技術(shù)參數(shù)只要看系統(tǒng)電壓、功率因數(shù)、切換時間、峰值功率等，這些參數(shù)對儲能系統(tǒng)功能影響較大。

　　PCS的工作模式主要有并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種。

　　在并網(wǎng)模式下，PCS實現(xiàn)儲能電池與電網(wǎng)之間的雙向能量轉(zhuǎn)換。主要功能是根據(jù)微網(wǎng)監(jiān)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(fēng)電光伏等波動性較強的輸出。

　　在離網(wǎng)模式中，PCS可以根據(jù)實際需求，給本地部分負(fù)荷提供滿足電網(wǎng)電能質(zhì)量要求的交流電能。

　　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(xiàn)對上級控制系統(tǒng)及能量交換機的通信功能、并網(wǎng)-離網(wǎng)平滑切換控制等。

　　PCS的主要特點包括充、放電一體化設(shè)計，實現(xiàn)交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的能量雙向流動;可以實現(xiàn)并網(wǎng)與離網(wǎng)的無縫切換;功率因數(shù)任意可調(diào)，在容量范圍內(nèi)可以全發(fā)無功，實現(xiàn)無功補償;

　　此外，特點還包括多臺PCS可多機并聯(lián)運行，且總輸出功率不小于疊加總功率的95%;10KW換流器單體之間相互獨立;主功率回路采用高可靠性功率模塊;支持多種儲能電池，不同型號僅只有控制器的軟件不同;完善的極端保護功能，有效防止逆變器的異常損壞等。

　　應(yīng)用場景及國內(nèi)廠商

　　按照應(yīng)用場景的不同，PCS可以分為儲能電站、集中式、工商業(yè)及戶用四大類，主要區(qū)別是功率大小。

　　儲能電站PCS的功率一般大于10MW，選取級聯(lián)型多電平拓?fù)洌捎肐GBT模塊設(shè)計，一般N個交流器安裝到集裝箱內(nèi)部，支持多機并聯(lián)運行，需變壓器升壓接入電網(wǎng)。

　　集中式PCS的功率在250KW以上，當(dāng)前多采用兩電平拓?fù)洌瑯硬捎肐GBT模塊化設(shè)計，使用功率器件較少，單機功率可達MW級，對系統(tǒng)可靠性要求較高。

　　工商業(yè)PCS的功率一般在250KW以下，當(dāng)前多采用三電平拓?fù)?，與分布式光伏相結(jié)合，可以實現(xiàn)自發(fā)自用，在國外還可利用電網(wǎng)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(jié)合，作為應(yīng)急電源、電費管理等，對安全規(guī)范、噪聲等要求較高。

　　PCS與傳統(tǒng)光伏逆變器的技術(shù)大抵相當(dāng)，所以早先切入PCS的企業(yè)基本都是逆變器產(chǎn)商。

　　從PCS產(chǎn)業(yè)鏈來說，上游是IGBT、PCB板等，中游是各類型儲能變流器，下游是風(fēng)光電站、電網(wǎng)系統(tǒng)等。

　　PCS上游材料的核心是IGBT，不過IGBT對設(shè)計及工藝的要求較高，我國企業(yè)起步晚，目前主要以國外跨國企業(yè)為主，以英飛凌、三菱電機、富士電機等，其中占比最高的是英飛凌，達15.9%。不過近年來，我國IGBT自給率在逐步提升，國產(chǎn)有替代海外的趨勢。

　　PCS中游、下游與光伏逆變器生產(chǎn)廠商基本是同一批，國內(nèi)主要的企業(yè)包括陽光電源、比亞迪、科華數(shù)據(jù)、上能電氣、固德威、昆蘭新能源、盛弘股份、索英電器、科陸電子等。不過由于PCS不同技術(shù)存在一定壁壘，應(yīng)用領(lǐng)域均有不同，目前暫無絕對龍頭。

　　陽光電源：主打大型電源側(cè)儲能PCS產(chǎn)品，以配套自身儲能系統(tǒng)為主，部分對外銷售，陽光電源儲能業(yè)務(wù)的定位是提供儲能系統(tǒng)解決方案。

　　上能電氣：公司主要產(chǎn)品為交流儲能變流器和直流儲能變流器，分別應(yīng)用于發(fā)電側(cè)新能源并網(wǎng)和火電儲能聯(lián)合調(diào)頻領(lǐng)域、電網(wǎng)側(cè)調(diào)頻調(diào)峰領(lǐng)域、用戶側(cè)工商業(yè)領(lǐng)域儲能等。

　　固德威：擁有較齊全的儲能產(chǎn)品系列和能源解決方案，涵蓋單相、三相、高壓、低壓、直流耦合、交流耦合等全系逆變器和儲能電池產(chǎn)品。

　　科士達：公司現(xiàn)有產(chǎn)品有模塊化儲能變流器、集中式儲能變流器，儲能業(yè)務(wù)占總營收比重達10%。

　　盛弘股份：盛弘股份首創(chuàng)多分支儲能變流器，將多組電池分散接入儲能變流器，減少電池簇并聯(lián)，降低電池?fù)p耗，能夠更大化利用電池。

　　未來展望

　　全球氣候變暖已成為全球最大的生態(tài)難題，全球開始向“低碳化”轉(zhuǎn)型，我國也提出“30·60”的戰(zhàn)略目標(biāo)，當(dāng)前人們獲得可再生能源最有效的方式就是發(fā)電，因此儲能作為實現(xiàn)“30·60”目標(biāo)不可或缺的一環(huán)，其市場規(guī)模不斷增長，PCS又是儲能裝置中不可替代的器件之一，存在巨大發(fā)展機遇。

　　儲能PCS市場目前市場規(guī)模相當(dāng)可觀，且還有著足夠的發(fā)展?jié)摿Α８鱌CS企業(yè)目前并不在硬件成本比拼，而是朝著市場端、客戶服務(wù)、售后服務(wù)等方向發(fā)展，具有較高的毛利潤。

　　據(jù)悉，2015年我國PCS產(chǎn)量僅有5.5萬KW，當(dāng)時市場均價在1元/W左右，到2021年，PCS產(chǎn)量已增長至194.75萬KW，年增長率超80%，市場均價也達到了1.135元/W。

　　據(jù)相關(guān)機構(gòu)預(yù)測，到2025年，PCS全球市場空間將達到410億元，年增長速度達60%左右。