中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：儲(chǔ)能變流器（Power Conversion System, PCS）作為儲(chǔ)能系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，可分為大儲(chǔ)PCS、工商儲(chǔ)PCS和戶(hù)儲(chǔ)PCS三大類(lèi)。這三類(lèi)PCS在功率規(guī)模、應(yīng)用場(chǎng)景、技術(shù)要求以及成本價(jià)格等方面存在顯著差異。
1.大儲(chǔ) PCS
功率等級(jí)：大儲(chǔ)PCS的功率等級(jí)通常較高，達(dá)到MW級(jí)別，甚至可高達(dá)100MW以上。這類(lèi)PCS適用于大型儲(chǔ)能電站，能夠處理大規(guī)模的能量轉(zhuǎn)換需求。
轉(zhuǎn)換效率：要求極高，一般轉(zhuǎn)換效率需保持在95%以上，減少能量損耗并提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
響應(yīng)速度：具備快速響應(yīng)能力，能夠在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)調(diào)整充放電功率，確保電網(wǎng)穩(wěn)定性。
系統(tǒng)兼容性：與大規(guī)模儲(chǔ)能電池系統(tǒng)及復(fù)雜電網(wǎng)良好兼容，適應(yīng)多種電池特性和電網(wǎng)接入要求。
示例：
功率范圍：10MW - 100MW
效率：≥95%
響應(yīng)時(shí)間：<10ms
輸入電壓范圍：700VDC - 1500VDC
輸出電壓等級(jí)：35kV 或更高
平均無(wú)故障工作時(shí)間（MTBF）：>100,000小時(shí)
2.工商儲(chǔ) PCS
功率范圍：功率一般介于幾十kW到數(shù)MW之間，適用于工商業(yè)用戶(hù)場(chǎng)景。
可靠性：具有較高的可靠性，旨在減少故障停機(jī)時(shí)間，滿(mǎn)足連續(xù)生產(chǎn)或運(yùn)營(yíng)的需求，平均無(wú)故障時(shí)間較長(zhǎng)。
功能特性：相比大儲(chǔ)PCS，其功能較為單一，但更具適配性；部分產(chǎn)品還集成BMS（Battery Management System）功能。此外，它也具備一定的電網(wǎng)支撐功能，如一次調(diào)頻和源網(wǎng)荷快速調(diào)度。
示例：
功率范圍：50kW - 2MW
效率：90%-94%
響應(yīng)時(shí)間：<20ms
輸入電壓范圍：500VDC - 800VDC
輸出電壓等級(jí)：400VAC / 690VAC
MTBF：>50,000小時(shí)
3.戶(hù)儲(chǔ) PCS
功率規(guī)模：功率相對(duì)較小，通常在數(shù)kW到十幾kW之間，主要用于家庭光伏發(fā)電儲(chǔ)能和應(yīng)急電源。
安全性：強(qiáng)調(diào)安全性能，配備完善的電池管理系統(tǒng)，防止電池過(guò)充、過(guò)放、短路等情況發(fā)生，保障家庭用戶(hù)的安全。
易用性：操作簡(jiǎn)便，維護(hù)容易，擁有直觀的操作界面，易于安裝和集成到家庭電力系統(tǒng)中。
示例：
功率范圍：3kW - 15kW
效率：85%-92%
響應(yīng)時(shí)間：<50ms
輸入電壓范圍：200VDC - 500VDC
輸出電壓等級(jí)：230VAC
MTBF：>30,000小時(shí)
針對(duì)大儲(chǔ)、工商儲(chǔ)以及戶(hù)儲(chǔ)這三種不同應(yīng)用場(chǎng)景下的PCS，它們?cè)谔幚磉^(guò)充、過(guò)放及短路等異常情況時(shí)采取了相似但又有所區(qū)別的策略和技術(shù)手段。
1.過(guò)充保護(hù)
大儲(chǔ)：
由于大型儲(chǔ)能電站通常采用能量型電池，并且需要提供電力輔助服務(wù)，因此對(duì)電池管理系統(tǒng)（BMS）的要求非常高。BMS會(huì)持續(xù)監(jiān)控每個(gè)電池單元的狀態(tài)信息，一旦檢測(cè)到某個(gè)電池單元接近滿(mǎn)充電狀態(tài)或電壓超過(guò)設(shè)定閾值，則立即通過(guò)PCS停止向該電池單元繼續(xù)充電，并發(fā)出警報(bào)通知操作人員檢查問(wèn)題所在。此外，某些先進(jìn)的PCS還支持SOC均衡控制功能，在一定程度上避免個(gè)別電池單元因不均勻充電而導(dǎo)致過(guò)充現(xiàn)象的發(fā)生。
工商儲(chǔ)：
工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中的BMS同樣提供了過(guò)充保護(hù)機(jī)制，確保不會(huì)因?yàn)檫^(guò)度充電損害電池壽命或者引發(fā)安全事故。當(dāng)PCS接收到BMS發(fā)送過(guò)來(lái)的過(guò)充信號(hào)后，它將迅速調(diào)整工作模式，例如降低輸入功率直至完全切斷電源輸入，以防止進(jìn)一步充電。
戶(hù)儲(chǔ)：
對(duì)于家庭用戶(hù)來(lái)說(shuō)，安全性尤為重要。因此，戶(hù)儲(chǔ)PCS不僅內(nèi)置了嚴(yán)格的過(guò)充保護(hù)邏輯，而且往往還會(huì)結(jié)合智能算法來(lái)優(yōu)化充電過(guò)程，確保即使是在無(wú)人值守的情況下也能有效預(yù)防過(guò)充風(fēng)險(xiǎn)。如果發(fā)生過(guò)充情況，PCS會(huì)自動(dòng)停止充電并將相關(guān)告警信息上傳至云端平臺(tái)供用戶(hù)查看。
2.過(guò)放保護(hù)
大儲(chǔ)：
為了保證儲(chǔ)能電站在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定輸出電能，必須嚴(yán)格控制電池的最低允許放電深度。BMS會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的整體荷電狀態(tài)（State of Charge, SOC），并在SOC降至臨界值之前觸發(fā)PCS執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，比如限制放電功率甚至?xí)和７烹姴僮鳎钡絊OC回升至安全范圍內(nèi)為止。
工商儲(chǔ)：
工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)也會(huì)設(shè)置類(lèi)似的過(guò)放保護(hù)措施，但考慮到實(shí)際應(yīng)用中可能存在頻繁充放循環(huán)的特點(diǎn)，一些高端產(chǎn)品會(huì)引入更加精細(xì)的管理策略，如動(dòng)態(tài)調(diào)整SOC上下限、實(shí)施容量校正等，從而更好地維護(hù)電池健康狀況。
戶(hù)儲(chǔ)：
戶(hù)儲(chǔ)PCS同樣重視過(guò)放保護(hù)，尤其是在夜間沒(méi)有光照條件下依賴(lài)儲(chǔ)能供電的家庭環(huán)境中。它能夠精確判斷何時(shí)應(yīng)該終止放電流程，并且通過(guò)與光伏系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)白天優(yōu)先使用清潔能源的目標(biāo)，減少夜間深放電的可能性。
3.短路保護(hù)
大儲(chǔ)：
鑒于大型儲(chǔ)能電站內(nèi)部存在復(fù)雜的電氣連接結(jié)構(gòu)，任何一處短路故障都造成嚴(yán)重的后果。為此，PCS設(shè)計(jì)時(shí)特別注重增強(qiáng)自身的抗短路能力，包括但不限于配置高性能熔斷器、快速斷路器等硬件設(shè)施；同時(shí)配合軟件層面的安全控制程序，能夠在極短時(shí)間內(nèi)識(shí)別并隔離故障區(qū)域，最大限度地減少損失。
工商儲(chǔ)：
工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)同樣面臨短路風(fēng)險(xiǎn)，特別是在多臺(tái)PCS并聯(lián)運(yùn)行的情況下。為了解決這個(gè)問(wèn)題，除了常規(guī)的熔斷器和斷路器外，現(xiàn)代PCS還采用了更為智能化的方法來(lái)進(jìn)行短路防護(hù)，例如利用電流傳感器快速捕捉異常波動(dòng)，并通過(guò)內(nèi)置的保護(hù)電路及時(shí)做出響應(yīng)，如關(guān)閉輸出通道、啟動(dòng)應(yīng)急散熱裝置。
戶(hù)儲(chǔ)：
對(duì)于戶(hù)儲(chǔ)而言，考慮到安裝環(huán)境較為分散且用戶(hù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)有限，其PCS在設(shè)計(jì)之初就充分考慮到了易用性和可靠性。除了具備基本的短路保護(hù)功能外，許多產(chǎn)品還會(huì)額外集成冗余設(shè)計(jì)，如雙層保險(xiǎn)絲、多重接地保護(hù)等，確保即便出現(xiàn)意外情況也能最大程度保障用戶(hù)的人身財(cái)產(chǎn)安全。
