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PCS是連接儲能電池系統(tǒng)和電網(wǎng)/負(fù)荷的雙向電流可控轉(zhuǎn)換裝置。擔(dān)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(chǎn)業(yè)將率先帶火儲能變流器。儲能變流器（PCS）、電池等關(guān)鍵設(shè)備構(gòu)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(zhuǎn)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(wǎng)中間的關(guān)鍵器件，用作控制蓄電池的充電和放電過程，進(jìn)行交直流的變換，在無電網(wǎng)情況下可以直接為交流負(fù)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(guān)注的焦點(diǎn)主要在于電池技術(shù)、電池價(jià)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(diǎn)也從電池硬件轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)化的普通產(chǎn)品，儲能變流器PCS在先進(jìn)系統(tǒng)管理和電網(wǎng)方面的應(yīng)用逐漸增加。


儲能變流器根據(jù)不同應(yīng)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(yīng)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(fèi)管理、應(yīng)急電源等。安裝于室內(nèi)，對安規(guī)、EMC、噪聲等要求較高。

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

集中式：多采用大功率IGBT模塊或并聯(lián) 設(shè)計(jì)，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(jī)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(shè)計(jì)，一般N 個(gè)交流器安裝到集裝箱內(nèi)部， 需變壓器升壓接入電網(wǎng)。

圖：儲能變流器成本拆分


圖片來源：華經(jīng)產(chǎn)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(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)研顯示，2022年，中國儲能鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模破2000億，其中電力儲能產(chǎn)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(dá)248%。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(shù)壁壘，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)

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

目前國內(nèi)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(chǎn)業(yè)鏈，伴隨著儲能裝機(jī)量的提升，行業(yè)進(jìn)入爆發(fā)期，各公司百家爭鳴，需求的擴(kuò)張為這個(gè)行業(yè)帶來巨大紅利。同時(shí)受限于上游IGBT供應(yīng)不足，IGBT國產(chǎn)化進(jìn)程加速，儲能變流器行業(yè)機(jī)遇大增。

圖：部分儲能變流器產(chǎn)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(wǎng)

由于儲能變流器與光伏逆變器在技術(shù)原理、應(yīng)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(yīng)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(wù)是純增量業(yè)務(wù)，因此許多光伏逆變器廠商開始發(fā)展儲能變流器業(yè)務(wù)。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(nèi)市場當(dāng)中，因?yàn)?strong>儲能系統(tǒng)其終端客戶多以發(fā)電集團(tuán)和電網(wǎng)公司為主，所以業(yè)主在招投標(biāo)中會(huì)指定部分電網(wǎng)體系內(nèi)的儲能變流器產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量和接入標(biāo)準(zhǔn)等要求上的標(biāo)準(zhǔn)更高，存在較高的準(zhǔn)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(biāo)題：儲能系統(tǒng)中的執(zhí)行官——儲能變流器