中國儲能網(wǎng)訊：儲能變流器（Power Conversion System, PCS）作為儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，根據(jù)應(yīng)用場景的不同，可分為大儲PCS、工商儲PCS和戶儲PCS三大類。這三類PCS在功率規(guī)模、應(yīng)用場景、技術(shù)要求以及成本價格等方面存在顯著差異。
1.大儲 PCS
功率等級：大儲PCS的功率等級通常較高，達(dá)到MW級別，甚至可高達(dá)100MW以上。這類PCS適用于大型儲能電站，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，能夠在毫秒級時間內(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)時間：<10ms
輸入電壓范圍：700VDC - 1500VDC
輸出電壓等級：35kV 或更高
平均無故障工作時間（MTBF）：>100,000小時
2.工商儲 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)用戶場景。
可靠性：具有較高的可靠性，旨在減少故障停機(jī)時間，滿足連續(xù)生產(chǎn)或運(yùn)營的需求，平均無故障時間較長。
功能特性：相比大儲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)時間：<20ms
輸入電壓范圍：500VDC - 800VDC
輸出電壓等級：400VAC / 690VAC
MTBF：>50,000小時
3.戶儲 PCS
功率規(guī)模：功率相對較小，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)，防止電池過充、過放、短路等情況發(fā)生，保障家庭用戶的安全。
易用性：操作簡便，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)時間：<50ms
輸入電壓范圍：200VDC - 500VDC
輸出電壓等級：230VAC
MTBF：>30,000小時
針對大儲、工商儲以及戶儲這三種不同應(yīng)用場景下的PCS，它們在處理過充、過放及短路等異常情況時采取了相似但又有所區(qū)別的策略和技術(shù)手段。
1.過充保護(hù)
大儲：
由于大型儲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)，因此對電池管理系統(tǒng)（BMS）的要求非常高。BMS會持續(xù)監(jiān)控每個電池單元的狀態(tài)信息，一旦檢測到某個電池單元接近滿充電狀態(tài)或電壓超過設(shè)定閾值，則立即通過PCS停止向該電池單元繼續(xù)充電，并發(fā)出警報通知操作人員檢查問題所在。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別電池單元因不均勻充電而導(dǎo)致過充現(xiàn)象的發(fā)生。
工商儲：
工商業(yè)儲能系統(tǒng)中的BMS同樣提供了過充保護(hù)機(jī)制，確保不會因?yàn)檫^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)送過來的過充信號后，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。
戶儲：
對于家庭用戶來說，安全性尤為重要。因此，戶儲PCS不僅內(nèi)置了嚴(yán)格的過充保護(hù)邏輯，而且往往還會結(jié)合智能算法來優(yōu)化充電過程，確保即使是在無人值守的情況下也能有效預(yù)防過充風(fēng)險。如果發(fā)生過充情況，PCS會自動停止充電并將相關(guān)告警信息上傳至云端平臺供用戶查看。
2.過放保護(hù)
大儲：
為了保證儲能電站在長時間內(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會根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)實(shí)時監(jiān)測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)動作，比如限制放電功率甚至?xí)和７烹姴僮?，直到SOC回升至安全范圍內(nèi)為止。
工商儲：
工商業(yè)儲能系統(tǒng)也會設(shè)置類似的過放保護(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)品會引入更加精細(xì)的管理策略，如動態(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。
戶儲：
戶儲PCS同樣重視過放保護(hù)，尤其是在夜間沒有光照條件下依賴儲能供電的家庭環(huán)境中。它能夠精確判斷何時應(yīng)該終止放電流程，并且通過與光伏系統(tǒng)的聯(lián)動實(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：
鑒于大型儲能電站內(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)計時特別注重增強(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；同時配合軟件層面的安全控制程序，能夠在極短時間內(nèi)識別并隔離故障區(qū)域，最大限度地減少損失。
工商儲：
工商業(yè)儲能系統(tǒng)同樣面臨短路風(fēng)險，特別是在多臺PCS并聯(lián)運(yùn)行的情況下。為了解決這個問題，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，并通過內(nèi)置的保護(hù)電路及時做出響應(yīng)，如關(guān)閉輸出通道、啟動應(yīng)急散熱裝置。
戶儲：
對于戶儲而言，考慮到安裝環(huán)境較為分散且用戶專業(yè)知識有限，其PCS在設(shè)計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)品還會額外集成冗余設(shè)計，如雙層保險絲、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的人身財產(chǎn)安全。
