前  言

储能变流器（Power Conversion System，简称 PCS）是连接储能电池系统和电网的双向电流可控转换装置，能够在电网和储能系统间精确快速地调节电压、频率、功率，实现恒功率恒流充放电以及平滑波动性电源输出。近几年，中国储能市场呈现出高速增长态势，催生对于储能逆变器的巨大需求。

一、什么是储能变流器

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。

二、储能变流器的工作原理

储能变流器的核心工作原理基于电力电子技术，通过对电力电子器件（如绝缘栅双极型晶体管 IGBT）的精确控制，实现电能在交流和直流之间的双向转换。

当储能系统处于充电模式时，来自电网或其他电源的交流电首先经过滤波器，以减少谐波和干扰。然后，通过整流电路将交流电转换为直流电。在这个过程中，储能变流器的控制器根据设定的充电策略和电池的状态，实时调整电力电子器件的导通和关断时间，控制充电电流和电压，确保电池能够安全、高效地充电。

而在放电模式下，情况则相反。电池中存储的直流电经过逆变电路，被转换为交流电。控制器再次发挥关键作用，根据负载需求和电网要求，精确调整逆变过程中的参数，以输出稳定、高质量的交流电。无论是电压的幅值、频率还是相位，都能得到精准控制，从而满足负载的正常运行和电网的接入标准。

为了实现高效的能量转换和稳定的运行，储能变流器通常采用先进的控制算法。例如，采用基于瞬时功率理论的控制方法，能够快速准确地检测和控制有功功率和无功功率，提高系统的动态响应性能。同时，为了应对电网中的各种异常情况，如电压波动、频率偏差等，储能变流器还具备相应的保护和故障诊断功能，能够及时采取措施，保障系统的安全运行。

此外，储能变流器还需要与储能电池管理系统（BMS）紧密配合。BMS 提供电池的实时状态信息，如电池的剩余电量、健康状况等，而储能变流器则根据这些信息调整工作模式和参数，实现对电池的最优管理和利用。

储能变流器通过复杂而精确的电力电子变换和智能控制技术，实现了电能的双向流动和优化利用，为储能系统的稳定运行和高效应用提供了坚实的技术支撑。

三、 PCS的工作模式

1.并网模式，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。

3.混合模式，储能系统能够在并网模式和离网模式之间进行切换。储能系统处于微网中，微网与公共电网接，正常工作状态下作为并网系统运行如果微网与公共电网脱离，储能系统将工作在离网模式为微网提供主电源。常见应用包括滤波，稳定电网，调节电能质量和创造自愈网。

四、发展趋势

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。未来，储能系统PCS将越来越倾向于高效化、高可靠性、智能化、模块化、集成化、标准化，从而实现储能技术在电网中的更好应用。