前  言

在当今的能源领域，储能变流器和逆变器作为关键的电力转换设备，发挥着至关重要的作用。然而，尽管它们在功能上有一定的相似性，但在诸多方面存在着显著的区别。

一、储能变流器

储能变流器（Power Conversion System，简称PCS）是储能系统中的关键设备，主要负责将电能从一种形式转换为另一种形式，以适应不同的应用需求。在储能系统中，PCS通常负责将电网中的交流电（AC）转换为直流电（DC），以便为储能电池充电；同时，在需要放电时，将直流电转换回交流电，供给电网或用户。

储能变流器由 DC/AC双向变流器、控制单元、保护单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电。PCS控制器通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息;可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。

在充电模式下，当电网或其他电源向储能系统输送电能时，储能变流器将输入的交流电通过整流电路转换为直流电。这个过程中，功率变换单元中的半导体器件，如绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等，在控制单元的精确控制下进行开关操作，将交流电压和电流转换为符合储能电池充电要求的直流电压和电流。

同时，控制单元会实时监测输入电源的电压、电流和频率等参数，以及储能电池的状态，包括电压、电流、温度和剩余电量等。根据这些监测数据，控制单元调整功率变换单元的工作状态，以实现最优的充电效率和对储能电池的保护。

在放电模式下，当需要储能系统向电网或负载提供电能时，储能变流器将储能电池输出的直流电逆变为交流电。同样，功率变换单元中的半导体器件按照特定的时序进行开关动作，将直流电转换为与电网或负载相匹配的交流电。

控制单元在放电过程中也起着关键作用。它根据电网或负载的需求，精确调节输出交流电的电压、频率和相位，确保电能的稳定供应，并最大程度地提高能量的利用效率。

此外，保护单元负责监测储能变流器的工作状态，当出现过压、过流、过热、短路等异常情况时，迅速采取保护措施，如切断电路，以保障设备和系统的安全运行

储能变流器有两种工作模式：
1)并网模式下按照上层调度下发的功率指令实现蓄电池组和电网之间的双向能量转换;如在电网负荷低谷期给蓄电池组充电，在电网负荷高峰期回馈电网;

2)离网/孤网模式，在满足设定要求的情况下，与主电网脱开，给本地的部分负荷提供满足电网电能质量要求的交流电能。 

二、光伏逆变器

光伏逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键设备，它的主要功能是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，并将其输送到电网中或供应给本地负载使用。

光伏逆变器的工作原理基于现代电力电子技术和控制理论。首先，让我们了解一下光伏电池板的特性。光伏电池板是通过光电效应将太阳光能直接转化为直流电的装置。然而，这种直流电通常具有不稳定的电压和电流特性，并且与我们日常使用的电网交流电以及大多数交流负载所需的电源形式不匹配。

当直流电从光伏电池板输入到逆变器时，逆变器内部的核心部件——功率半导体器件，如绝缘栅双极型晶体管（IGBT）或金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）开始工作。这些器件在控制电路的精确指挥下，以极高的频率进行快速的开关动作。

通过这种开关操作，直流电被切割成一系列的脉冲。这些脉冲的宽度和间隔经过精心调制，形成了脉冲宽度调制（PWM）信号。PWM 技术的应用使得逆变器能够有效地控制输出交流电的电压和频率。

随后，经过滤波电路的处理，这些脉冲被平滑化，去除高频成分，从而得到纯净、稳定的交流电。滤波电路通常由电感和电容组成，它们能够吸收和消除高频噪声，确保输出的交流电具有良好的波形质量。

在整个转换过程中，逆变器还需要进行精确的控制和监测。它要实时测量输入直流电的电压和电流，以确定光伏电池板的工作状态和最大功率点。同时，对输出交流电的电压、频率、相位和功率因数等参数进行严格控制，使其与电网的要求保持一致。

此外，为了确保系统的安全性和可靠性，逆变器还配备了各种保护功能。例如，过压保护、过流保护、过热保护和孤岛保护等。过压保护和过流保护可以防止因电压或电流异常升高而损坏设备；过热保护能够在逆变器内部温度过高时及时采取措施，避免故障发生；孤岛保护则用于检测电网是否正常连接，一旦电网断开，逆变器会迅速停止工作，以防止对人员和设备造成危险。

三、总结

储能变流器能实现电能的双向流动，而逆变器通常只是单向地将直流电转换为交流电。

在应用场景方面，储能变流器广泛应用于电网储能系统、分布式能源存储以及微电网等领域。而逆变器则主要用于太阳能光伏发电系统、不间断电源等场景。

从控制策略上来看，储能变流器需要更加复杂和精确的控制算法，以确保能量的双向流动和存储过程的稳定性与安全性。相比之下，逆变器的控制重点在于保障输出交流电的质量，如电压、频率和波形的稳定性。

来源：微信号 锂电人的笔记

该作品已获作者授权，未经许可，禁止任何个人及第三方转载。