集散式逆变器优缺点

储能变流器PCS：工作原理、工作模式、功能特点、应用场景及发展趋势

电力系统中，储能系统与电网的电能双向转换依赖于储能变流器（PCS），也被称为储能逆变器。在电力行业中，储能系统的随机性、波动性和间歇性特性有助于电网维持电力供需平衡。当无法通过常规电源调节新能源出力波动时，储能系统便显得至关重要。

PCS作为储能系统的核心器件，其功能如同人体的心脏，是电力转换的关键。它具备双向储能逆变能力，能够控制储能系统充电和放电过程，实现交直流电之间的变换。它既可以将储能系统的直流电逆变成交流电，供应给电网或交流负载，也可以将电网的交流电整流为直流电，给储能系统充电。

了解储能变流器的双向或单向特性有助于我们更好地理解其工作原理。作为双向电流可控转换装置，PCS能够在电网和储能系统之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。它不仅能满足传统并网变流器对直流电转换为交流电的要求，还能满足储能系统“充电+放电”带来的双向变流需求，提供电池充电和放电功能，适用于光伏、风力发电功率平滑、削峰填谷、微型电网等多种场合。

在并网模式下，PCS在负荷低谷期将电网的交流电整流成直流电给电池组充电；在负荷高峰期，它则将电池组中的直流电逆变成交流电反送到电网中。而在离网模式下，PCS与主电网脱开，直接给本地部分负荷提供满足电网电能质量要求的电能。

工作原理方面，储能变流器利用交、直流侧可控的四象限运行的变流装置实现电能的交直流双向转换。微网监控指令通过恒功率或恒流控制，实现对电池的充电或放电，同时平滑风电、太阳能等波动性电源的输出。

储能变流器由IGBT、PCB板、电线电缆等硬件组成，其主要功能包括平抑功率、信息交互、保护等。它决定了输出电能质量和动态特性，对电池的使用寿命也产生重要影响。

工作模式分为并网模式、离网模式和混合模式。并网模式下，PCS具有充电和放电功能，支持自动和手动模式，能够与大容量公用电网同步，用于削峰填谷、电力负载平衡和调节电能质量。离网模式则适用于局部电网与大电网脱离的孤岛系统，储能系统充当网路电源，稳定电网，优化燃料使用和调节电能质量。混合模式则允许储能系统在并网和离网模式之间灵活切换。

储能变流器的主要功能特点包括过欠压、过载、过流、短路、过温等保护，具备孤岛检测能力进行模式切换，实现与上级控制系统及能量交换机的通信功能，以及并网-离网平滑切换控制等。

在应用场景方面，储能变流器（PCS）根据应用环境的不同可以分为储能电站、集中式或组串式、工商业及户用四大类。功率大小是主要的区别点。储能电站的功率通常大于10MW，采用级联型多电平拓扑，支持多机并联运行。集中式PCS功率在250KW以上，采用两电平拓扑，适用于大规模系统。工商业PCS功率在250KW以下，与分布式光伏结合，实现自发自用，利用电网峰谷差价获利。家庭户用PCS功率在10KW以下，与户用光伏相结合，作为应急电源、电费管理等，对安全规范、噪声等要求较高。

从发展趋势来看，技术路线主要分为集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器和微型逆变器。目前，集中式PCS在电池储能系统中较为常见，组串式PCS因其簇级管理的优势正逐渐受到青睐。随着储能市场规模的不断扩增，储能系统PCS设备的集成能力将不断提升。未来，储能系统PCS将倾向于集成设备，通过软件开发、升级、优化实现储能系统的智能化控制、安全性能保障等，从而实现储能技术在电网中的更广泛、更高效的应用。

光伏安全知识：山地安装光伏时注意那几点安全常识

随着国家对光伏产业的大力扶持，各地光伏电站项目也是如火如荼的建设中，光伏电站逐年增加，使得日照好、地势平坦、建设条件好的土地资源日趋减少，依靠农业、湖泊、山地等建设条件次之的土地逐渐成为光伏电站的土地建设资源，尤其以山地光伏电站建设，近年逐步增加。下面广东太阳库技术人员将结合自身实际建设的多个山地光伏项目经验，分享山地电站设计方案、设备选型、施工建设等光伏建设中需注意的要点，以便光伏从业人员和投资者以参考。

  一、山地光伏电站特点

  山地光伏电站是指在山地、丘陵等复杂地形条件下建设的光伏电站，建设地表起伏不平、朝向各异、局部伴有山沟，地形可使用面积不规则、分散，设计难度大，建设成本高、发电效率减少等特点。

  二、山地光伏电站设计难点

  根据资源情况、山体地形条件、周围环境，在满足技术规范和要求的基础上，如何选择组件、逆变器、支架安装方式、系统设计方阵排布、阵列遮挡计算、防雷接地设计、集电线路跨渠跨沟设计、场内道路、给排水，优化系统效率、保证电站有较好的经济性、可靠性、安全性，这些都是光伏电站的设计难点。

  三、山地光伏电站设备选型

  山地光伏电站设备选型在选择组件、汇流箱、箱变、可调支架需注意外，比较重要的是逆变器选型。目前可用于山地的逆变器有四种，A型组串式逆变器(40KW)、B型山地形集中式逆变器(500-630KW)、C型常规集中式逆变器(500-630KW)、D型集散式逆变器(500-630KW)。四种逆变器各有特点，现简单介绍四种逆变器适用情况供行业能人士参考。

  A型组串式逆变器(40KW)

  组串式逆变器单台容量小，适合山地电站的应用，相对可以带来更高的发电量。但由于组串式逆变器单台容量小，建议小型山地光伏电站使用，如在大型山地形地面电站使用组串逆变器达上千台后，容易造成系统谐波震荡，给电站带来一定安全风险。

  B型山地型集中式逆变器(500-630KW)

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  山地型集中式逆变器适用于大型山地电站，多组MPPT的逆变器设计是针对山丘电站开发的方案机型，保持集中型逆变器在经济性、稳定性、和电网友好性的优势同时，将同一朝向布置的组件规模控制在125KW，兼顾了设计施工的可行性和运营发电的高效性。

  C型常规集中式逆变器

  适用于常规平坦地形逆变器只有1-2路MPPT，易受现场各种复杂情况的影响，导致MPPT跟踪曲线出现多个波峰对系统寿命、发电量都有影响。

  D型集散式逆变器(500-630KW)

  集散式逆变器通过提升系统交直流端口电压、降低线损等传输损耗、采用多路MPPT技术，减小组件各种失配损失，提高发电量，但目前由于集散式逆变方案稳定性、故障率、维护成本较高也并非山地最优的逆变器选择。

  四、山地光伏建设难点

  (1)山地光伏电站大部分场址原理交通主干道，在了解地形地貌的基础上修建进场道路及施工部署较常规电站难;

  (2)支架强度较平地高，因山地地表往往有植被覆盖，地区容易形成不同于平地的山风，按照平地支架强度(承载力和抗拔力)设计，建成后支架损毁率增加;

  (3)场内高低起伏，施工难度大，遇雨季时，需注意山洪、山体滑坡、坍塌等自然灾害;

  (4)因场址坎坷不平，造成支架及基础强度提高，施工时对设备及施工方法要求提高。

  综上所述，如何在地形地貌、地质条件复杂的山体上建设光伏电站相对于平地建设光伏电站更为困难对于整个项目勘测、设计、设备选型、施工提出更高要求。

光伏顶尖技术国家

中国在光伏技术领域无疑处于领先地位。具体数据表明，中国在全球光伏技术应用中占据绝对优势，无论是国内市场还是海外市场，中国的技术应用都是全球第一的选择。在逆变器这一关键技术领域，中国同样表现卓越。其中，合肥的Sunshine公司生产的集中（集散式）逆变器，以其卓越的稳定性和性价比，获得了全球市场的广泛认可。而深圳的菊花公司生产的组串式逆变器，同样凭借其优异的性能，成为了全球市场的首选。

中国不仅在技术应用方面领先，在制造和创造方面也持续刷新着世界纪录。中国光伏产业的崛起，不仅得益于政策的支持，更在于技术创新和产业链的完善。从硅片到电池片，再到组件和逆变器，中国光伏产业链各环节的技术创新和优化，使得中国光伏产品在全球市场上具有明显的竞争优势。

近年来，中国光伏产业的发展速度令人瞩目。不仅在技术研发上不断突破，还在全球市场占有率方面持续攀升。这背后，是中国光伏企业在技术创新和市场拓展方面的不懈努力。从最初的跟随者，到如今的领导者，中国光伏产业的成长之路，是技术创新与市场需求双重驱动的结果。

中国光伏产业的崛起，不仅推动了国内经济的发展，也为全球能源转型贡献了中国智慧和中国方案。随着技术的不断进步和成本的持续降低，中国光伏产品在全球市场上的竞争力将更加突出，这将为全球能源结构的优化带来积极影响。

展望未来，中国光伏产业将继续保持快速发展势头，不断提升技术水平和市场竞争力，为全球能源转型和可持续发展作出更大贡献。

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