儲(chǔ)能變流器（PCS）組成及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

其實(shí)儲(chǔ)能變流器在日常生活中十分常見(jiàn)，手機(jī)充電器的功能是將家用插座中的220V交流電，轉(zhuǎn)換為手機(jī)內(nèi)電池所需的5V~10V的直流電。這與儲(chǔ)能系統(tǒng)在充電過(guò)程中將交流電轉(zhuǎn)換為電池堆所需直流電的模式是一致的。

儲(chǔ)能系統(tǒng)中的PCS可以理解為一個(gè)超大號(hào)的充電器，但與手機(jī)充電器的區(qū)別在于它是雙向的。雙向PCS充當(dāng)了電池堆與電網(wǎng)端之間的橋梁，一方面將電網(wǎng)端的交流電轉(zhuǎn)化為直流電為電池堆充電，另一方面將電池堆的直流電轉(zhuǎn)換為交流電回饋給電網(wǎng)。

儲(chǔ)能變流器（PCS）的組成

PCS 由 DC/AC 雙向變流器、控制單元等構(gòu)成。PCS 控制器通過(guò)通訊接收后臺(tái)控制指令，根據(jù)功率指令的符號(hào)及大小控制變流器對(duì)電池進(jìn)行充電或放電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)有功功率及無(wú)功功率的調(diào)節(jié)。PCS 控制器通過(guò) CAN 接口與 BMS 通訊，獲取電池組狀態(tài)信息，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)性充放電，確保電池運(yùn)行安全。

儲(chǔ)能變流器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

儲(chǔ)能變流器（PCS）作為新能源領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備，主要用于實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換和調(diào)控，確保能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。其主要由直流側(cè)、交流側(cè)、控制系統(tǒng)和通信模塊四大部分組成，每個(gè)部分都承擔(dān)著特定的功能和任務(wù)。

直流側(cè)是儲(chǔ)能變流器的輸入端，負(fù)責(zé)接收來(lái)自電池組或儲(chǔ)能設(shè)備的直流電能。它主要包括直流母線、電容器和電感等組件。直流母線作為電能傳輸?shù)闹饕ǖ?，需要具備?a target="_blank">電阻和良好的導(dǎo)電性能。電容器則作為能量?jī)?chǔ)存元件，具有快速充放電的能力，有助于平衡直流側(cè)的電壓波動(dòng)，提供穩(wěn)定的電源。電感則主要用于濾除直流側(cè)的高頻脈動(dòng)電流，確保直流電壓的平穩(wěn)輸出，并調(diào)節(jié)電流的變化速度，提高系統(tǒng)的響應(yīng)性能。

交流側(cè)則是儲(chǔ)能變流器的輸出端，負(fù)責(zé)將經(jīng)過(guò)逆變操作的直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能輸出。它主要包括逆變器、濾波器和輸出變壓器等組件。逆變器是實(shí)現(xiàn)直流到交流轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備，濾波器則用于消除轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的諧波，提高輸出電能的質(zhì)量。輸出變壓器則用于將逆變器輸出的電壓變換為適應(yīng)不同負(fù)載需求的電壓。

控制系統(tǒng)是儲(chǔ)能變流器的智能核心，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。它可以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和用戶需求，實(shí)時(shí)調(diào)整逆變器的控制策略，確保電能的高效轉(zhuǎn)換和穩(wěn)定輸出。同時(shí)，控制系統(tǒng)還可以對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，為后續(xù)的維護(hù)和管理提供數(shù)據(jù)支持。

通信模塊則是儲(chǔ)能變流器與其他設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行信息交互的關(guān)鍵部分。它可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能變流器與上位機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)或其他儲(chǔ)能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和指令接收，確保整個(gè)能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)行和優(yōu)化管理。

儲(chǔ)能變流器的核心元器件

儲(chǔ)能變流器（PCS）的核心元器件主要包括逆變器、濾波器、輸出變壓器、控制系統(tǒng)以及IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）模塊等。

逆變器是儲(chǔ)能變流器中將直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能或反之的核心部件，它通過(guò)控制開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換。濾波器則用于消除轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的諧波，提高電能質(zhì)量。輸出變壓器則用于將逆變器輸出的電壓變換為適應(yīng)不同負(fù)載的電壓。

控制系統(tǒng)是儲(chǔ)能變流器的智能核心，包括主控單元和測(cè)量單元。主控單元負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)用戶需求進(jìn)行電能轉(zhuǎn)化和控制策略的調(diào)節(jié)。測(cè)量單元?jiǎng)t用于對(duì)電壓、電流、頻率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和采樣。

而IGBT模塊是儲(chǔ)能變流器中的關(guān)鍵功率器件，用于電壓、電流和頻率等的調(diào)節(jié)，其效率直接影響儲(chǔ)能變流器的功率轉(zhuǎn)換效率。盡管儲(chǔ)能變流器的上游元器件行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)較為充分，但I(xiàn)GBT仍以進(jìn)口為主，國(guó)產(chǎn)滲透率較低。

審核編輯：黃飛