常识储能系统中的执行官

liukai · 发表于 2023-7-8 09:38:11

　　PCS是连接储能电池系统和电网/负荷的双向电流可控转换装置。担任储能系统中的执行角色，核心功能是控制储能电池的充电和放电过程。高速发展的储能产业将率先带火储能变流器。储能变流器（PCS）、电池等关键设备构成了储能系统中的核心单元。卓阳能源http://www.zoeess.com/上海卓阳储能科技有限公司致力于工商业储能,清洁能源等电站服务,致力为全球用户提供安全、高效、智能化的储能产品系统解决方案。以新能源为主体,能源电站开发投资、储能产品研发生产、新能源商业化应用为主要业务单元的高新技术企业。

　　储能变流系统控制电能转换

　　储能变流器（PCS）主要功能

　　储能变流器（PCS）是储能装置和电网中间的关键器件，用作控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电，其成本约为储能系统的10%左右。

　　PCS主要功能

　　过去几年，储能业界关注的焦点主要在于电池技术、电池价格下降幅度以及储能容量的提高。如今全球储能行业持续快速增长，在某些地域市场趋近成熟，并且重点也从电池硬件转移到储能系统(ESS)的组件，特别是储能平衡系统(BOS)和储能变流器(PCS)。电池逐渐成了标准化的普通产品，储能变流器PCS在先进系统管理和电网方面的应用逐渐增加。

　　储能变流器根据不同应用场景可分为家庭户用、工商业、集中式和储能电站四大类，分别对应小、中、大、超大额定输出功率。

　　家庭户用：与户用光伏配合使用，作为电量搬移、电费管理、应急电源等。安装于室内，对安规、EMC、噪声等要求较高。

　　工商业：与分布式光伏结合，自发自用余电上网；或削峰填谷利用峰谷价差获利；部分用户也用其扩容。

　　集中式：多采用大功率IGBT模块或并联设计，同功率下体积可做到最小，交换效率较高。使用功率器件较少，系统可靠性得到保证，单机功率可到MW级。

　　储能电站：与大功率集中式PCS类似，采用IGBT模块设计，一般N 个交流器安装到集装箱内部，需变压器升压接入电网。

　　图：储能变流器成本拆分

　　图片来源：华经产业研究院，中邮证券研究所

　　储能变流器市场容量

　　据相关机构调研显示，2022年，中国储能锂电池产业链规模破2000亿，其中电力储能产业链规模从2021年480亿元，增至2022年1600亿元，其中PCS增幅达248%。

　　根据统计，2021年阳光电源、科华数据、比亚迪PCS全球出货量位居前三位，占据主要市场。

　　图：2021年全球PCS出货量排行榜

　　图源：华安证券

　　储能变流器作为技术壁垒，是机遇也是挑战

　　储能变流器作为储能系统充放电开关，是储能系统中的技术壁垒。储能变流器决定了输出电能的质量和特征，很大程度影响着电池的寿命。

　　目前国内形成了成熟的组串式和集中式成熟的规模化储能变流器产业链，伴随着储能装机量的提升，行业进入爆发期，各公司百家争鸣，需求的扩张为这个行业带来巨大红利。同时受限于上游IGBT供应不足，IGBT国产化进程加速，储能变流器行业机遇大增。

　　图：部分储能变流器产品

　　图：德业户用储能PCS

　　图：盛弘工商业储能PCS

　　图：阳光电源集中式储能PCS

　　图片来源：德业、盛弘股份、阳光电源公司官网

　　由于储能变流器与光伏逆变器在技术原理、应用场景、上下游方面具有高度重合性，因此储能变流器的供应商也与光伏逆变器高度重合，行业格局也高度近似，且销售渠道高度重合。

　　对于原光伏逆变器厂商而言，储能业务是纯增量业务，因此许多光伏逆变器厂商开始发展储能变流器业务。目前主流的储能变流器厂商大部分主业均为光伏逆变器。

　　在国内市场当中，因为储能系统其终端客户多以发电集团和电网公司为主，所以业主在招投标中会指定部分电网体系内的储能变流器产品配套出货。

　　海外市场特别是美国市场对电芯和储能变流器在产品质量和接入标准等要求上的标准更高，存在较高的准入壁垒，因此头部企业和抢先布局海外市场的企业则更具优势。

　　原标题：储能系统中的执行官——储能变流器