储能逆变器项目

储能逆变器检测平台都要完成那些测试项目？

       储能产业爆发，储能逆变器作为产业链中重要的一环也在迅速增值，因此，对于储能逆变器进行系统的测试和调试平台的开发显得尤为重要。

       随着新能源电子设备的多样化发展，控制程序算法的复杂化需要通过测试平台获取更多数据，传统的测试平台虽然能够满足基本的测试需求，但却无法更好地满足对数据传输速度的要求。

       测试平台在获取数据的过程中对数据的传输速率要求较高，同时还需要具备更多的实用性功能。

       基于此，针对平台对于储能逆变器人机交互的实际需求，构建一个可以根据用户的需求进行历史数据存储的测试软件平台，是当前的研究重点。

       1、测试平台需求分析

       1.1储能逆变器

       在智能电网的建设中，储能逆变器凭借自身的双向变流功能可以完成一些特殊的功能。作为一种双向变流器，不仅可以完成电网电能之间的能量传输，还可以完成储能电能之间的能量传输，适用于多种直流储能单元中。

       在直流储能单元中，储能逆变器可以快速完成分布式发电的功能，提高电网对于可再生能源电力的接纳。根据系统的特性，在负荷的低谷期，需要储存更多的发电量以备不时之需，在负荷的高峰期所释放的能量，可以有效提高电网的供电质量。图1为储能逆变器在电网中的结构网络。

       储能逆变器适用于大容量储能电池的充放电，在充放电系统应用时，可以实现双向流动，实现智能化、稳定性和安全性等优势。

       在进行储能逆变器的整个开发过程中，利用示波器完成对电信号的全面检测，使用储能逆变器控制算法进行实际电信号量的研究所获取的量较少，利用示波器对大量的数据进行检测的过程中，多少会存在一些问题，虽然可以获取储能逆变器的电信号，但是经过传感器进行信号转换后，通过AD进行采集不一定保证采集量的正确性。

       因此，为了确保系统的正常运行，对程序的变量进行观察非常有必要。在进行程序观测的过程中，使用断点观测的方式较多，在进行弱电电路的程序调试和应用时，断点观测是一种非常有效的调试方法，但是在大功率的设备调试中，断点观测无法更好地预知大功率设备的状态，容易引发短路故障，存在一定的安全隐患，对于工作人员的安全作业非常不利。

       通过调试软件可以让刷新功能得到保障的同时，提高安全隐患。在进行储能逆变器大功率设备的测试过程中，会遇到很多故障问题。发生故障后，如果没有及时保存算法的变量信息，将无法准确获取故障点的位置和原因。

       因此，在进行储能逆变器的测试和调试过程中，谐波含量的大小是测试的一个重要指标，可以实时获取储能逆变器的谐波含量，对于储能逆变器的测试非常重要。基于以上问题，开发储能逆变器测试软件平台十分有必要。

       1.2需求分析

       储能逆变器测试软件平台的设计由人机交互测试平台和数据采集模块两部分组成，测试平台展示如图2所示。

       对于储能逆变器的传感器模块而言，完成信号的转换是一大亮点。通过获取AD小信号的数据，利用DSP控制器进行处理后通过以太网通信模块将数据发送到PC端。

       测试软件平台通过PC端口读取以太网中的数据信息，实现对数据的处理，并通过测试平台完成对数据结果的全面分析。

       根据上述对于储能逆变器测试软件平台的总体设计，对其进行功能模块的需求分析：

       （1）上下位机高速通信：传统的总线通信速率为460800bps[4]，为了提高通信的准确度，一般采取最多的是9600bps。CAN总线的通信速率为1Mbps，与工业以太网的总线差距较大；

       传统总线的可靠性较低，采用CAN或者工业以太网方可满足通信传输稳定性的设计需求；由于上下位机数据的通信中，上位机一般使用PC，CAN总线进行上下位机通信时，需要通过接口卡进行数据处理，因此使用CAN的成本较高。

       （2）后台数据处理：通过测试软件平台接收数据后完成对数据的处理，主要由储能逆变器的后台完成。

       （3）数据显示与人机交互：储能逆变器测试软件平台的后台主要负责对数据进行处理，通过显示数据完成对数据的操作，并实现最终的人机交互。

       2、测试平台结构及算法设计

       2.1总体结构

       储能逆变器测试软件平台通过工业以太网获取数据后，需要对数据进行运算分析处理，在实现数据展示的同时，也可以根据用户的设置需求，对历史数据进行存储，测试平台的数据处理流程如图3所示。

       在储能逆变器的测试软件平台开发时，采用三层结构体系，包括应用层、业务逻辑层和控制层，对软件中的各个层次任务进行分工处理，有助于软件的开发。

       2.2谐波检测算法

       2.3效率计算方法

       2.4高速通信协议

       3、测试平台模块实现

       3.1数据采集模块实现的过程为：

       电压电流传感器→信号调理电路→AD→DSP，通过传感器将强电信号转化为弱点信号，通过AD采集后利用以太网将数据发送到测试平台中。

       在本系统的设计中，数据采集模块主要通过AD公司旗下的8通道、16位的芯片AD7606，完成输入信号的采样，让所有的通道采集速率都可以达到200kSPS。

       3.2以太网通信模块的实现实现过程为：

       数据采集模块→DSP→RTL→储能逆变器测试软件平台。测试软件平台的数据传输利用工业以太网进行，将数据采集模块中的数据通过DSP传输到以太网的控制器中，以太网将其传输到测试平台中。

       上下位机的数据通信使用RTL8019AS进行通信，该控制器的电路简单，操作方便，通信速率高，可以满足该平台的设计需求。

       3.3谐波检测模块的实现使用基-2FFT算法实现

       通过蝶形运算，完成对FFT算法的谐波检测分析。有效值计算模块的实现，在同等电阻上增加直流和交流，通过交通流量的周期，让直流和交流的热量相等，得到交通流量的有效值。

       4、结语

       储能逆变器的测试软件平台设计，主要是针对储能逆变器而开发的一款测试软件，该软件也可以应用在其他的逆变器中进行调试。

       通过对谐波检测算法的分析，得到抑制频谱泄露的原理，对进一步提高测试平台的实时性具有显著作用。

       通过对各个模块的功能实现进行分析后得到，使用C++可以实现储能逆变器的测试软件平台设计，完成对谐波分析、检测、采集、计算、显示和保存等功能的分析，验证了该设计方案的可行性。

储能逆变器产能过剩了吗

       没有。随着可再生能源的普及和电力系统的转型，储能逆变器的市场需求持续增长，许多企业都在投资扩大产能，以满足市场对高性能、高质量的储能逆变器的需求所以截止到2023年10月24日并没有出现过剩的情况。

固德威IPO：自主研发实力较强 打造光伏储能逆变器产业龙头

        作者：林续

        固德威致力于为家庭、工商业用户及地面电站提供智慧能源管理等整体解决方案，公司核心技术均系自主研发，业绩增长强劲，获得了客户的广泛认可。此外，伴随 科技 的进步及全球对环境保护越来越受重视，此次成功登陆科创板，固德威将迎来新的业绩爆发期。

        政策鼓励 固德威紧抓行业发展机遇

        近些年，我国光伏市场发展迅速，光伏累计装机量持续高速增长，巨大的市场需求带动了光伏逆变器行业市场的快速发展。公开资料显示，光伏逆变器是连接太阳能光伏电池板和电网之间的电力电子设备，可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电，反馈给商用输电系统，或供离网的电网使用,其性能直接关系到光伏发电系统的平稳性、发电效率以及使用年限，是光伏发电系统中的核心设备之一。

        据中国光伏行业协会预测，2020年国内新增光伏市场将保持一定规模，且将在资源良好、电价较高地区出现平价项目，“十四五”期间不依赖补贴将使光伏摆脱总量控制束缚，新增装机市场将稳步上升。此外，受益于原材料成本的不断下降以及光伏发电技术的不断革新，全球光伏发电成本呈持续下降态势，成为光伏行业高速增长的内生动力，且光伏行业新兴地区市场如印度、中东等国家和地区将迎来快速发展，推动并网逆变器产品需求快速发展。

        固德威所生产产品市场竞争能力较强。根据国际知名的电力与可再生能源研究机构Wood Mackenzie2020年5月发布的研究报告，2019年公司在全球光伏逆变器市场的出货量位列第十一位，市场占有率为3%；三相组串式逆变器出货量全球市场排名第六位，市场占有率为5%；单相组串式逆变器出货量全球市场排名第五位，市场占有率为7%；户用储能逆变器出货量全球市场排名第一位，市场占有率为15%。

        主业突出 获得客户一致认可

        十年磨一剑，固德威自2010年成立起即专注于太阳能、储能等新能源电力电源设备的研发、生产及销售，致力于为家庭、工商业用户及地面电站提供智慧能源管理等整体解决方案。长期对主业的专注也造就了公司较强的营收及盈利能力，招股书显示，2017年—2019年，公司营收分别为10.5亿元、8.35亿元、9.45亿元，归母净利润分别为0.53亿元、0.56亿元、1.03亿元。尤其值得一提的是，即便面对新冠肺炎疫情的影响，今年上半年公司亦取得不俗的业绩，营收及归母净利润均实现上涨，其中，实现营收5.88亿元，同比增长38.84%；实现归母净利润1.18亿元，同比大涨231.33%。

        公司主营业务产品包括光伏并网逆变器、光伏储能逆变器、智能数据采集器以及SEMS智慧能源管理系统，截至2019年12月31日，公司已研发并网及储能全线二十多个系列光伏逆变器产品，功率覆盖0.7kW～80kW，可充分满足户用、扶贫、工商业及大型电站需求。此外，报告期内，公司盈利主要来自于光伏并网逆变器、光伏储能逆变器、智能数据采集器等新能源电力电源设备的销售，且智慧能源管理系统系公司目前大力开发及拓展的业务，截至2019年12月31日，公司智慧能源管理系统已推出SEMSV1.3版本，该系统可实现对光伏并网系统、光伏储能系统的监测与控制，并能够根据客户用电习惯、负荷情况，提供最优化的用能解决方案。

        经过多年的行业深耕，公司与客户建立起了稳定持久的合作关系，奠定了公司的行业地位和品牌优势。公司产品立足中国，并已批量销往德国、意大利、澳大利亚、韩国、荷兰等全球80多个国家和地区。此外，公司在澳洲、荷兰、韩国、英国、德国、印度等境外及境内重要战略省份山东、河北、山西、安徽、广东等省份设立了服务点，可以对产品进行后续维修、技术支持等增值服务，以快速响应客户市场需求。

        值得一提的是，公司产品凭借超低故障率和稳定的产品质量连续多年荣获IHS“全球十大组串式逆变器品牌”，并已于2017年10月被国家工信部认定为符合《光伏制造行业规范条件》的企业（第六批），在光伏新能源领域具有较高的品牌知名度和市场认可度。此外，公司曾荣获多项荣誉，在业内具有较高的市场知名度，公司曾先后获得“苏州市名牌产品”、“江苏省名牌产品”、“德国红点设计奖”，连续五年蝉联TV莱茵“质胜中国优胜奖”等荣誉和资质。

        重视创新 核心技术均系自主研发

        技术创新、降本增效成为光伏逆变器的关键词，未来光伏逆变器也将向高效率、大功率、高电压等级、高安全性能的方向发展。固德威自2010年成立以来，积极响应新能源领域的市场需求，始终将技术创新摆在战略地位，公司也由单纯的新能源电力电源设备企业向具备发电监测、光伏储能、调节电力需求的波峰波谷、负载用电需求数据收集功能的能源互联网方向进军。

        自主研发的核心技术是固德威在行业内立足的根本，公司对所拥有的核心技术具有完全的自主知识产权，且技术具备先进性。具体来看，在高效户用、商用并网逆变器产品领域，公司技术先进性主要体现在拓扑研究、控制算法、工业设计等方面；在储能逆变器领域，公司实现了负载不间断供电，掌握了真正意义上的并离网无缝切换技术，无缝切换时间控制在毫秒级，该技术已在公司ES系列、EM系列、EH系列、ET系列、SBP系列等系列光伏储能逆变器产品得到应用。为巩固已有的技术优势同时提升技术竞争力，公司持续增加在产品技术创新、研发方面的投入，招股书显示，2017年—2019年，公司研发投入分别为0.33亿元、0.51亿元、0.58亿元，年均复合增长率为32.57%，占当期营收的比例分别为3.14%、6.15%、6.15%。此外，目前公司已经掌握并离网无缝切换技术、新能源 汽车 与电网能量互联技术、离网型微网控制技术、储能逆变器能量管理技术等领域的相关核心技术，相关技术已应用在公司相关产品中，且核心技术产品创收能力较强，报告期内，公司核心技术产品收入分别为10.45亿元、8.06亿元、8.69亿元，占公司当期营收的比重分别为99.48%、96.49%、91.97%。

        经过在新能源电力电源设备领域近十年的深耕，公司建立了一套有效的研发体系，储备了优秀的研发人才，具备较强的产品和技术研发能力。公司一方面根据行业技术的发展趋势，开展主导性的先发研究，另一方面在与客户的合作过程中，以客户应用需求为中心，开发贴合客户实际且符合行业趋势的新产品。作为高新技术企业、国家级博士后科研工作站设站企业、国家火炬计划产业化示范项目承担单位，公司参与研发的项目荣获教育部技术发明奖（二等奖）、江苏省科学技术奖（二等奖）等。此外，数据显示，截至2019年12月31日，公司共有研发人员167人，占员工总数的17.20%，其中本科以上学历人员占全部研发人员的80.24%。截至招股书签署日，公司拥有已授权专利77项，其中发明专利28项、实用新型专利43项、外观设计专利6项，6项软件著作权。值得一提的是，为进一步丰富公司产品线，公司技术储备丰富，主要在研项目包括光伏储能混合逆变器（JET认证）、1500V三相并网逆变器、第二代电力线载波通信技术等，未来公司将深耕新能源控制、储能变换、能源管理等领域研发。

        募资提供保障 开启智慧能源新时代

        在可持续发展理念的指导下，能源利用和应用将逐步向清洁替代和电能替代的方向发展，固德威拟将此次募集资金全部投向与主营业务相关领域，项目全部符合国家政策及公司未来发展战略方向，公司将紧抓此次上市机遇，逐步增强在新能源电力电源设备领域的市场地位和技术优势，实现高质量发展。

        《太阳能发展“十三五”规划》曾提出：“到2020年底，太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上，其中，光伏发电装机达到1.05亿千瓦以上”，光伏发电市场规模的不断扩大为光伏逆变器产品市场增长奠定了基础，“广德固德威智能光伏逆变器等能源管理系统产品生产项目（二期）”将通过新的生产工艺路线规划，不断优化产品生产工艺流程，大幅提升整体生产效率和制造规模。为进一步保持并提升公司在新能源领域的竞争实力，公司此次拟筹建的“智慧能源研发楼项目”主要为研发提供支撑，通过增添先进的研发设备，升级科研中心硬件环境，促进公司新技术、新产品的持续研发与更新。国内外营销网络体系、营销渠道管理能力及营销网络覆盖范围对公司拓展市场占有率至关重要，“全球营销及服务体系基础建设项目”将在国内对原有办事处升级合并，形成华北、华东、华南、华中、西北五处销售服务中心，并在北京新建销售服务中心；国外印度、日本、美国新建3家子公司。此外，为降低财务风险，优化财务结构，公司拟补充一定的流动资金。

        站在新起点，迎接新挑战，创造新成绩。固德威将继续坚持以电力电子技术为基础，持续开拓创新清洁能源的转换技术、储能技术和智慧能源管理系统平台等，致力于成为智慧能源系统整体解决方案提供商，并将公司的相关产品和解决方案覆盖至全球存在电力电子产品需求的区域，携手电网、社区、客户共同开启智慧能源新时代。

储能逆变器最有前景的龙头

       

        伴随着全球范围内分布式电站的快速发展及向大型集中式电站的渗透，组串式逆变器将成为行业未来增速最快的细分赛道。

        根据CPIA数据，2017年组串式逆变器出货首次超过集中式逆变器，成为占比最大的逆变器品种，2019年市场占有率达到60%。

        2020年，全球组串式出货量占比将提升至70%以上，未来将提升至80%以上。

        组串式逆变器全球龙头

        固德威是组串式逆变器全球龙头，产品覆盖全品类分布式光伏发电系统，大规模销往澳大利亚、欧洲等全球80多个国家和地区。

        2013-2019年公司营收CAGR为57%，盈利能力持续增强。2020年H1实现营收5.88亿元，同比增长38.8%。

        其中组串式逆变器营收占比将近80%，是公司的第一大收入来源。

        值得一提的是，公司海外销售占比由2016年的20.9%迅速提升至2019年的66.5%，推动毛利率逐年攀升。

        2020年H1公司主营业务毛利率达到41.34%。分区域来看，公司海外逆变器出货约有 40%集中在澳大利亚、荷兰等高毛利国家，这些国家对于逆变器的价格容忍度较高，产品售价毛利率在50%左右，相比国内毛利率高出20pcts左右。

        公司深度绑定遍布欧洲、澳洲、拉美地区的优质经销商，近年来快速抢占海外市场份额。

        过去五年，公司在澳洲、巴西、土耳其等地的境外经销商数量翻了近4倍，经销模式收入由2017年的2.72亿元迅速提升至2019年的4.43亿元，占比由25.88%提升至47.05%，几近翻倍。

        2017年-2019年，公司经销模式Top5客户合计销售收入也从1.4亿元迅速提升至2.51亿元，主要是经销地区快速放量所致。

        公司此次科创板IPO募集的资金主要用于全球营销及服务体系基础设施项目，在国内合并五处销售中心，并新建北京销售服务中心；在国外新建印度、日本、美国3家子公司。

        项目建设期为2年，预计2021年即可开展全球范围内的市场推广工作，有助于公司增强对重点国家和区域，重点行业客户的营销力量，提升公司品牌知名度和影响力，进一步提升公司全球市场市占率。

        储能赛道独占鳌头

        除深度布局组串式逆变器赛道之外，固德威在另一条高增长细分赛道也可谓占尽先机。

        那就是储能逆变器。

        光伏虽然在充足性和稳定性方面优于其他种类的可再生能源，但根据地理位置的不同和天气变化的差异，不同地区的光伏发电也会存在明显的波动性。

        出于波动性特征以及企业调峰调频成本考虑，未来光伏发电均需配套储能设备，储能逆变器将成为行业的重要发展方向之一。

        储能在电力消纳方面至关重要，将成为新能源建设下一个阶段的重要抓手。

        展望“十四五”，国内储能或迎来新的政策窗口期，有望得到更好的政策支持。

        2020年是“十三五”收官之年，国内储能政策密集出台。

        其中，2020年6月，《关于做好2020年能源安全保障工作的指导意见》发布，提出推动储能技术应用，鼓励电源侧、电网侧和用户侧储能应用，鼓励多元化的 社会 资源投资储能建设。

        2020年8月，《关于开展“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”的指导意见（征求意见稿）》发布，提出积极 探索 “风光水火储一体化”、“源网荷储一体化”实施路径，提升能源清洁利用水平和电力系统运行效率。

        我国目前已有近10个省份提出风光要强配10-20%的储能，2019年可再生能源测配储能装机0.1GWh，预计2021 年将达到2GWh 以上，规模或呈现爆发式增长。

        根据IHS预测，2020年储能逆变器市场规模能到12.7GW，同比增长30%，其中并网型储能逆变器规模将增至7GW。

        目前行业龙头阳光电源、锦浪 科技 、固德威均开始布局储能逆变器，但占比相对较小。

        仅有固德威2019年储能业务收入占比达到11.45%，对总体营收贡献明显。

        2013年公司推出首款储能逆变器--ES系列双向储能逆变器，成为国内最早实际推出储能逆变器产品的公司之一。

        近年来公司储能逆变器出货量和营收持续高增，2019年现储能逆变器销量1.47万台，同比增长 132.2%。

        其中户用储能逆变器出货量全球市场排名第一位，市场占有率为15%，实现营收1.08亿元，同比增长147.8%。

        未来随着储能市场的快速发展，公司储能逆变器业绩有望保持高速增长。

        下一匹超级黑马

        依托光伏行业持续高景气预期及逆变器赛道的独特优势，今年行业龙头阳光电源和锦浪 科技 股价均已爆发。

        阳光电源吃掉华为出让的海外市场份额，业绩持续超预期，股价近半年已翻近5倍。

        锦浪 科技 凭借稳扎稳定的靓丽业绩，股价半年之内也已经翻了近2倍。

        站稳了组串式和储能两条黄金赛道，固德威有望跑成逆变器赛道的下一匹超级黑马。

大型储能逆变器是如何管理的？

       并网：光伏组件通过并网逆变器发电上传至国家电网。自用，余电接入国家电网。

       离网：光伏组件通过充电控制器给蓄电池充电，通过逆变器给负载使用。先用光伏的电，余电储存，不可将电接入国家电网

       微网储能：由多种能源体搭建而成，光伏发电，风力发电，柴油机发电，水力发电，将这些电通过EMS能源管理系统，以最优的配置管理，自用，用蓄电池储能，余电接入国家电网。也有户用级的。

       三种逆变器应用不同的场合：

       并网：有市电接入点，平时有市电可用，当阴雨天组件不能发电时，不影响用户使用。

       离网：目的是将光伏发电供自己用，多余的电储存起来晚上或阴雨天时用，不受市电停电的影响。在无电地区应用比较多。

       微网储能：一般应用在大型无电地区，以镇，村级为单位，海岛上等大型公共场合。一般户用级也有安装储能逆变器的，可能成本上高了一些。

       总之，根据自己的应用条件来选择适合自己的光伏系统，在应用，成本上都能得到最优的配置。

太阳能逆变器分类？

       太阳能逆变器是将太阳能电池板生成的直流电转换为交流电的设备。它们主要有三种类型：

       集中式逆变器（Central Inverter）：这种逆变器将多个太阳能电池板串联连接到一个集中式逆变器上。它适用于较大规模的太阳能发电系统，但可能会受到阴影覆盖一个电池板时整个系统效能下降的影响。

       弦式逆变器（String Inverter）：这种逆变器将几个太阳能电池板串联在一起，形成一个弦。每个弦连接到一个弦式逆变器。相比于集中式逆变器，它在面对部分阴影问题时更灵活，因为一个受阴影的弦不会影响整个系统。

       微逆变器（Microinverter）：每个太阳能电池板都连接到一个微逆变器，它将直流电转换为交流电。这种配置允许每个电池板独立工作，最大程度上减少阴影对系统性能的影响。微逆变器通常用于小规模和分布式太阳能发电系统。

储能逆变器和光伏逆变器的区别

功能、自用率以及对电网的影响等方面都存在显著的差异。

       1、功能差异：光伏逆变器主要用于将太阳能电池产生的直流电转换为交流电，然后并入电网，负载的交流电流在光伏并网发电系统中起到至关重要的作用。而储能逆变器主要用作储能装置和电网之间的关键器件，用于控制蓄电池的充电和放电的过程，进行交直流的转换，在无电网的情况下可以直接为交流负载供电，实现对电网有功功率和无功功率的调节。

       2、自用率：储能逆变器的自用率较高，可以达到80%，而传统的光伏逆变器的自用率仅有20%。

       3、对电网的影响：在市电故障时，并网逆变器会陷入瘫痪，而储能逆变器却可以依旧高效工作。同时，在并网发电补贴不断下调的背景下，储能逆变器的收益相对更高。

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