储能变流器PCS，又称双向储能逆变器，是储能系统与电网中间实现电能双向流动的核心部件，用作控制电池的充电和放电过程，进行交直流的变换。近年来，全球储能市场爆发，对PCS的需求增大，厂商不断扩大海外市场，对PCS的研究也成为关注热点。

PCS的工作原理

储能变流器的工作原理是交、直流侧可控的四象限运行的变流装置，实现对电能的交直流双向转换。该原理就是通过微网监控指令进行恒功率或恒流控制，给电池充电或放电，同时平滑风电、太阳能等波动性电源的输出。

PCS的构造

PCS由IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、PCB板（印刷电路板）、电线电缆等硬件组成，其主要功能包括平抑功率、信息交互、保护等，PCS决定了输出电能质量和动态特性，也很大程度影响电池的使用寿命。

PCS的工作模式

PCS的工作模式主要有并网和离网两种：

在并网模式下，PCS实现储能电池与电网之间的双向能量转换。主要功能是根据微网监控指令进行恒功率或恒流控制，给电池充电或放电，同时平滑风电光伏等波动性较强的输出。

在离网模式中，PCS可以根据实际需求，给本地部分负荷提供满足电网电能质量要求的交流电能。

PCS的主要功能特点

PCS的主要功能包括过欠压、过载、过流、短路、过温等的保护、具备孤岛检测能力进行模式切换、实现对上级控制系统及能量交换机的通信功能、并网-离网平滑切换控制等。

PCS应用场景

按照应用场景的不同，PCS可以分为储能电站、集中式或组串式、工商业及户用四大类，主要区别是功率大小。

储能电站PCS的功率一般大于10MW，选取级联型多电平拓扑，采用IGBT模块设计，一般N个交流器安装到集装箱内部，支持多机并联运行，需变压器升压接入电网。

集中式PCS的功率在250KW以上，当前多采用两电平拓扑，同样采用IGBT模块化设计，使用功率器件较少，单机功率可达MW级，对系统可靠性要求较高。

工商业PCS的功率一般在250KW以下，当前多采用三电平拓扑，与分布式光伏相结合，可以实现自发自用，还可利用电网峰谷差价获利。

以永泰数能Ener Hexon™ Smart215智能分布式储能系统为例，采用All in one设计，高度集成锂电池、BMS、PCS、EMS、温控系统、消防系统以及配电系统于一体。能够提供削峰填谷，电网调频，电力扩容、备用电源、黑启动等功能服务。可灵活的部署在各种工商业园区、光储充一体站、快充站、医院、学校、矿区、机场、加油站等场景。

家庭户用PCS的功率在10KW以下，与户用光伏相结合，作为应急电源、电费管理等，对规范、噪声等要求较高。

以永泰数能Energistar户用储能综合方案为例，通过智能管理软件，结合长寿命、高的磷酸铁锂电池和光储控制兼具的混合逆变器，控制能源的使用，为千家万户带来、可靠、绿色、经济的低碳生活。

储能PCS的发展趋势

从技术路线来看，分为集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器和微型逆变器。

目前业内电池储能系统主要采取集中式PCS，多组电池并联将引起电池簇之间的不均衡；组串式PCS可以实现簇级管理，提升系统寿命，提高全寿命周期放电容量，组串式PCS规模化应用趋势已见雏形。

随着储能市场规模的不断扩大，储能系统PCS设备不再是简单的转换设备，而是要求具备更高的集成能力。未来，储能系统PCS将越来越倾向于集成设备，通过软件的开发、升级、优化，实现储能系统的智能化控制、性能保障等，从而实现储能技术在电网中的更好应用。