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PCS是連接儲能電池系統(tǒng)和電網/負荷的雙向電流可控轉換裝置。擔任儲能系統(tǒng)中的執(zhí)行角色，核心功能是控制儲能電池的充電和放電過程。高速發(fā)展的儲能產業(yè)將率先帶火儲能變流器。儲能變流器（PCS）、電池等關鍵設備構成了儲能系統(tǒng)中的核心單元。


儲能變流系統(tǒng)控制電能轉換

儲能變流器（PCS）主要功能

儲能變流器（PCS）是儲能裝置和電網中間的關鍵器件，用作控制蓄電池的充電和放電過程，進行交直流的變換，在無電網情況下可以直接為交流負荷供電，其成本約為儲能系統(tǒng)的10%左右。


PCS主要功能

過去幾年，儲能業(yè)界關注的焦點主要在于電池技術、電池價格下降幅度以及儲能容量的提高。如今全球儲能行業(yè)持續(xù)快速增長，在某些地域市場趨近成熟，并且重點也從電池硬件轉移到儲能系統(tǒng)(ESS)的組件，特別是儲能平衡系統(tǒng)(BOS)和儲能變流器(PCS)。電池逐漸成了標準化的普通產品，儲能變流器PCS在先進系統(tǒng)管理和電網方面的應用逐漸增加。


儲能變流器根據(jù)不同應用場景可分為家庭戶用、工商業(yè)、集中式和儲能電站四大類，分別對應小、中、大、超大額定輸出功率。

家庭戶用：與戶用光伏配合使用，作為電量搬移、電費管理、應急電源等。安裝于室內，對安規(guī)、EMC、噪聲等要求較高。

工商業(yè)：與分布式光伏結合，自發(fā)自用余電上網；或削峰填谷利用峰谷價差獲利；部分用戶也用其擴容。

集中式：多采用大功率IGBT模塊或并聯(lián) 設計，同功率下體積可做到最小，交換效率較高。使用功率器件較少，系統(tǒng)可靠性得到保證，單機功率可到MW級。

儲能電站：與大功率集中式PCS類似， 采用IGBT模塊設計，一般N 個交流器安裝到集裝箱內部， 需變壓器升壓接入電網。

圖：儲能變流器成本拆分


圖片來源：華經產業(yè)研究院，中郵證券研究所

儲能變流器市場容量

據(jù)相關機構調研顯示，2022年，中國儲能鋰電池產業(yè)鏈規(guī)模破2000億，其中電力儲能產業(yè)鏈規(guī)模從2021年480億元，增至2022年1600億元，其中PCS增幅達248%。

根據(jù)統(tǒng)計，2021年陽光電源、科華數(shù)據(jù)、比亞迪PCS全球出貨量位居前三位，占據(jù)主要市場。

圖：2021年全球PCS出貨量排行榜


圖源：華安證券

儲能變流器作為技術壁壘，是機遇也是挑戰(zhàn)

儲能變流器作為儲能系統(tǒng)充放電開關，是儲能系統(tǒng)中的技術壁壘。儲能變流器決定了輸出電能的質量和特征，很大程度影響著電池的壽命。

目前國內形成了成熟的組串式和集中式成熟的規(guī)?；瘍δ茏兞髌鳟a業(yè)鏈，伴隨著儲能裝機量的提升，行業(yè)進入爆發(fā)期，各公司百家爭鳴，需求的擴張為這個行業(yè)帶來巨大紅利。同時受限于上游IGBT供應不足，IGBT國產化進程加速，儲能變流器行業(yè)機遇大增。

圖：部分儲能變流器產品


圖：德業(yè)戶用儲能PCS


圖：盛弘工商業(yè)儲能PCS


圖：陽光電源集中式儲能PCS

圖片來源：德業(yè)、盛弘股份、陽光電源公司官網

由于儲能變流器與光伏逆變器在技術原理、應用場景、上下游方面具有高度重合性，因此儲能變流器的供應商也與光伏逆變器高度重合，行業(yè)格局也高度近似，且銷售渠道高度重合。

對于原光伏逆變器廠商而言，儲能業(yè)務是純增量業(yè)務，因此許多光伏逆變器廠商開始發(fā)展儲能變流器業(yè)務。目前主流的儲能變流器廠商大部分主業(yè)均為光伏逆變器。

在國內市場當中，因為儲能系統(tǒng)其終端客戶多以發(fā)電集團和電網公司為主，所以業(yè)主在招投標中會指定部分電網體系內的儲能變流器產品配套出貨。

海外市場特別是美國市場對電芯和儲能變流器在產品質量和接入標準等要求上的標準更高，存在較高的準入壁壘，因此頭部企業(yè)和搶先布局海外市場的企業(yè)則更具優(yōu)勢。 

原標題：儲能系統(tǒng)中的執(zhí)行官——儲能變流器