PCS作為電芯和電網(wǎng)連接的核心關(guān)鍵部件，實(shí)現(xiàn)的不僅僅是簡(jiǎn)單物理的連接，更是眾多功能的整合和集成。儲(chǔ)能PCS(Power Conditioning System)是一種用于調(diào)整、控制和保護(hù)儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的設(shè)備。它可以將電網(wǎng)的交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能，以滿(mǎn)足儲(chǔ)能電池的需求；同時(shí)，它還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池的狀態(tài)，確保其安全、可靠地運(yùn)行。儲(chǔ)能PCS的主要功能包括：電壓調(diào)節(jié)、電流限制、短路保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等。
近年來(lái)，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始涉足儲(chǔ)能PCS市場(chǎng)，其中不乏擁有技術(shù)厚積優(yōu)勢(shì)的老牌光伏逆變器、電力電子技術(shù)企業(yè)，以及背靠強(qiáng)大資本實(shí)力的新手。
持續(xù)入局的企業(yè)，在為儲(chǔ)能變流器市場(chǎng)帶來(lái)新鮮血液的同時(shí)，也使得激烈競(jìng)爭(zhēng)一觸即發(fā)。
近年來(lái)，對(duì)并網(wǎng)性能的一次調(diào)頻、慣量響應(yīng)、故障穿越能力、過(guò)載能力等方面都提出了更高的要求。在2023年新發(fā)布的《GB/T 34120-2023 電化學(xué)儲(chǔ)能變流器技術(shù)要求》、《GB/T 34133-2023 儲(chǔ)能變流器檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)儲(chǔ)能變流器的技術(shù)要求內(nèi)容調(diào)整升級(jí)占比超過(guò)90%。
2024年以來(lái)，“大容量”、“高壓化”、“構(gòu)網(wǎng)型”、“組串式”、“液冷”、“碳化硅功率器件”等成為PCS廠商對(duì)未來(lái)技術(shù)趨勢(shì)的預(yù)判中。
第三方PCS廠商，指的是儲(chǔ)能主業(yè)為儲(chǔ)能變流器PCS廠商。但當(dāng)前儲(chǔ)能領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，第三方儲(chǔ)能PCS廠商有的向系統(tǒng)集成商轉(zhuǎn)型，系統(tǒng)出貨量節(jié)節(jié)攀升;有的堅(jiān)守儲(chǔ)能變流器領(lǐng)域，搶占技術(shù)潮流，加快拓寬產(chǎn)品線(xiàn)，開(kāi)發(fā)海外市場(chǎng)。
向系統(tǒng)集成商轉(zhuǎn)型是否具有普適性?
10月，海外機(jī)構(gòu)認(rèn)為，科華數(shù)能在2023年全球儲(chǔ)能PCS(>100kW)出貨量位居中國(guó)品牌全球第一。
科華數(shù)能可稱(chēng)得上PCS廠商中的代表性企業(yè)。但除了PCS產(chǎn)品外，科華數(shù)能還涉足了儲(chǔ)能系統(tǒng)環(huán)節(jié)：實(shí)現(xiàn)工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)、戶(hù)用儲(chǔ)能系統(tǒng)、集裝箱儲(chǔ)能電池系統(tǒng)、智慧能源管理系統(tǒng)等產(chǎn)品的全覆蓋。
科華數(shù)能指出，儲(chǔ)能PCS技術(shù)演進(jìn)與電池系統(tǒng)、電網(wǎng)系統(tǒng)、場(chǎng)站系統(tǒng)三大維度息息相關(guān)。其對(duì)外表示，儲(chǔ)能系統(tǒng)各環(huán)節(jié)單一維度安全≠系統(tǒng)安全，集成環(huán)節(jié)多，問(wèn)題定位主體不明確，多因素綜合形成問(wèn)題黑盒子。這或許也是其進(jìn)入儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域的考量之一。
近年來(lái)，科華數(shù)能加速向系統(tǒng)領(lǐng)域延伸，并先后落地多個(gè)大型儲(chǔ)能項(xiàng)目，應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋獨(dú)立儲(chǔ)能、新能源配套、火電調(diào)頻、黑啟動(dòng)以及構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能等創(chuàng)新應(yīng)用。
在獨(dú)立儲(chǔ)能方面，科華數(shù)能百M(fèi)W級(jí)高安全電力電子化液冷儲(chǔ)能項(xiàng)目示范成功在寧夏應(yīng)用，樹(shù)立了百兆瓦級(jí)液冷儲(chǔ)能項(xiàng)目的行業(yè)標(biāo)桿。在儲(chǔ)能黑啟動(dòng)領(lǐng)域，科華數(shù)能早在2021年便取得了6kV電壓等級(jí)的9MW/9MWh儲(chǔ)能黑啟動(dòng)的突破。2023年，科華數(shù)能又進(jìn)行了220kV電壓等級(jí)的百兆瓦級(jí)黑啟動(dòng)探索和百M(fèi)W級(jí)儲(chǔ)能構(gòu)網(wǎng)型探索應(yīng)用。
科華數(shù)能的“打法”，盡管并不具備“普適性”，但也足見(jiàn)PCS廠商在低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)行業(yè)格局中，不得不向上延伸。據(jù)高工儲(chǔ)能了解，當(dāng)前第三方儲(chǔ)能PCS廠商大都以PCS出貨，并堅(jiān)定此步伐，就算是以系統(tǒng)出貨，大都是代工服務(wù)。但值得一提的是，在眾多儲(chǔ)能PCS企業(yè)的產(chǎn)品列表中，不約而同出現(xiàn)了系統(tǒng)產(chǎn)品。
以2014年入局儲(chǔ)能的英博電氣為例，其打造了一條涵蓋儲(chǔ)能變流器、儲(chǔ)能系統(tǒng)集成解決方案、能源綜合管理等產(chǎn)品和服務(wù)的鏈條。
坐落在西安的為光能源，核心創(chuàng)始人團(tuán)隊(duì)是來(lái)自西安交通大學(xué)的一群電力電子專(zhuān)業(yè)博士，其推出了PET直掛儲(chǔ)能矩陣E4Matrix-ES，融合電力電子電池堆與前沿電力電子變壓器技術(shù)，可替代傳統(tǒng)變壓器和PCS，提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的變換效率、滿(mǎn)足精細(xì)化的電池管理、打造安全的系統(tǒng)架構(gòu)、實(shí)現(xiàn)快速的電網(wǎng)支撐能力。
不過(guò)，就業(yè)界觀察人士看來(lái)，PCS廠商入局儲(chǔ)能系統(tǒng)，并不會(huì)像電池企業(yè)入局系統(tǒng)那樣普遍。
擴(kuò)寬產(chǎn)品線(xiàn)、多樣化搶抓技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
在內(nèi)卷的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，如何提高第三方儲(chǔ)能PCS的綜合競(jìng)爭(zhēng)力?擴(kuò)寬產(chǎn)品線(xiàn)、搶抓技術(shù)創(chuàng)新，成為企業(yè)應(yīng)對(duì)內(nèi)卷的重要舉措之一。
上能電氣在今年9月推出了400kW組串式儲(chǔ)能變流器。作為適配600+Ah大電芯的組串式儲(chǔ)能變流器，該產(chǎn)品采用了智能液冷技術(shù)，CEC效率超過(guò)98.5%，具備靈活的功率組合能力，可適用于以大型地面儲(chǔ)能為代表的多種應(yīng)用場(chǎng)景，將引領(lǐng)組串式變流升壓一體機(jī)正式邁入6.25MW時(shí)代。
9月，上能電氣還邁出了直接供貨美國(guó)的第一步。據(jù)了解，供貨140.8MW儲(chǔ)能電站位于美國(guó)德克薩斯州南部，項(xiàng)目共包含44臺(tái)上能電氣3.2MW組串式儲(chǔ)能變流升壓一體機(jī)。
今年9月，盛弘儲(chǔ)能也發(fā)布了Modular Family多款模塊化力作。針對(duì)國(guó)內(nèi)源網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)，盛弘股份隆重發(fā)布大功率液冷模塊化儲(chǔ)能變流器PWS1-225/450K-H-L，適配交直流一體系統(tǒng);針對(duì)國(guó)內(nèi)工商業(yè)用戶(hù)面臨的電價(jià)波動(dòng)、成本效益和風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖等問(wèn)題，盛弘股份推出大功率交流低壓儲(chǔ)能變流器PWS1-215M-H-X;盛弘股份另一創(chuàng)新力作——工商業(yè)模塊化儲(chǔ)能變流器PWS1-160M-H-EX/NA，適配海外工商業(yè)市場(chǎng)需求。
值得一提的是，盛弘股份于2023年行業(yè)率先推出了“碳化硅版本”工商業(yè)儲(chǔ)能變流器，將此功率器件加速推入業(yè)界視野。
在儲(chǔ)能PCS領(lǐng)域，科華數(shù)能也加速拓寬產(chǎn)品型譜，覆蓋了3kW-6.9MW功率段儲(chǔ)能PCS產(chǎn)品。
同樣，2024年禾望電氣在電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)、用戶(hù)側(cè)持續(xù)發(fā)力。目前，其已擁有集中式/組串式、液冷/風(fēng)冷、跟網(wǎng)型/構(gòu)網(wǎng)型等多種類(lèi)型的PCS及變流升壓一體機(jī)產(chǎn)品。
而英博電氣的PCS在集中式和組串式上均有涉獵，已推出35-215kW模塊化儲(chǔ)能變流器，其儲(chǔ)能變流器隨著功率的升級(jí)從100kW快速向125kW邁進(jìn)。
在儲(chǔ)能領(lǐng)域，禾邁股份以戶(hù)用和工商業(yè)產(chǎn)品為主，并行業(yè)較早提出液冷PCS。4月11日，禾邁股份正式發(fā)布新一代工商業(yè)高防護(hù)等級(jí)液冷儲(chǔ)能變流器——HPCS125。值得一提的是，河南登封嵩基集團(tuán)鄭州發(fā)祥電力45MW/133MWh用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目與10月成功并網(wǎng)投運(yùn)，項(xiàng)目采用禾邁HPCS1250N液冷儲(chǔ)能變流器。這也標(biāo)志著，禾邁股份具備多維度儲(chǔ)能PCS產(chǎn)品覆蓋。
另一家PCS廠商——京清數(shù)電產(chǎn)品覆蓋高壓、高功率密度、液冷儲(chǔ)能變流器等多款產(chǎn)品，適配業(yè)界多樣化需求，具體包括100kW-125kW工商業(yè)液冷PCS、215kW液冷PCS以及第三代2000V高壓液冷PCS等。
崧盛創(chuàng)新于9月攜多款突破性的儲(chǔ)能新品——235kW 三相高壓儲(chǔ)能變流器 SSE-HH235K-P3CN、三相高壓 60kW 混合逆變器SSE-HH60K-P3EU以及北美裂相 8kW~15kW戶(hù)儲(chǔ)產(chǎn)品SSE-HL8K~15K-P2US正式亮相SNEC展會(huì)。
可見(jiàn)，PCS廠商將完善產(chǎn)品線(xiàn)、搶抓最新技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)作為提高企業(yè)自身核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。
搶占構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新“高地”
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能因其技術(shù)難度、新國(guó)標(biāo)要求以及運(yùn)用廣泛性，正在得到越來(lái)越多PCS廠商的重視。
在2023年底發(fā)布的《GB/T 34120-2023 電化學(xué)儲(chǔ)能變流器技術(shù)要求》中便提到“過(guò)載能力在額定電壓下，儲(chǔ)能變流器交流端口電流在110%額定電流下，持續(xù)運(yùn)行時(shí)間不小于10min;在120%額定電流下持續(xù)運(yùn)行時(shí)間應(yīng)不小于1min。在新疆、寧夏和西藏等弱電構(gòu)網(wǎng)功能急需的地區(qū)，對(duì)變流器提出了更高要求：110%額定電流下應(yīng)能長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行;在120%額定電流下，持續(xù)運(yùn)行時(shí)間不小于2min;且具備300%額定電流10秒短時(shí)過(guò)載能力。
成立于2002年的索英電氣，于2009年開(kāi)始涉足PCS領(lǐng)域，主要產(chǎn)品包括儲(chǔ)能雙向變流器(PCS)、一體化儲(chǔ)能電氣集成艙、能量管理系統(tǒng)(EMS)、儲(chǔ)充檢一體化系統(tǒng)、電池測(cè)試系統(tǒng)等。
從業(yè)績(jī)表現(xiàn)來(lái)看，索英電氣位居PCS行業(yè)頭部。其儲(chǔ)能核心業(yè)務(wù)為規(guī)?；瘍?chǔ)能PCS電氣系統(tǒng)，主要產(chǎn)品包括儲(chǔ)能雙向變流器(PCS)、戶(hù)外型儲(chǔ)能變流升壓艙、能量管理系統(tǒng)(EMS)和儲(chǔ)充檢一體化系統(tǒng)。2024年4月，索英電氣推出了全新研發(fā)的ES系列液冷儲(chǔ)能變流器，包括ES-5000K儲(chǔ)能雙向變流器、ES215K組串式變流器。
索英電氣提到，其PCS在構(gòu)網(wǎng)能力上展現(xiàn)出了突出的優(yōu)勢(shì)，其短時(shí)過(guò)載能力及高低壓穿越能力在眾多工程項(xiàng)目中得到了實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證。其中，新華烏什50萬(wàn)千瓦/200萬(wàn)千瓦時(shí)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目正是采用了索英電氣的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能雙向變流器。
作為掌握模塊化設(shè)計(jì)、”多分支“技術(shù)、“積木式”系統(tǒng)等核心技術(shù)的企業(yè)，盛弘股份此前推出的PWS1-215M-H儲(chǔ)能變流器，能夠適配直流電壓范圍為630至1500V，并兼容多種交流電壓標(biāo)準(zhǔn)。這種靈活性使其能夠自由匹配不同的系統(tǒng)功率配置。該變流器最大額定功率為215kW，能夠適應(yīng)最新趨勢(shì)的高容量電芯，支持300+Ah的大容量電池。通過(guò)大功率、高效率的模塊化PCS與大容量、高能量密度的電芯相結(jié)合，顯著降低了整個(gè)系統(tǒng)的生命周期成本。此外，該變流器還具備構(gòu)網(wǎng)型GFM(Grid-Forming Mode)功能，能夠主動(dòng)支撐電網(wǎng)，并靈活參與電力市場(chǎng)調(diào)度，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供助力。
科華數(shù)能作為最早一批涉足構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的企業(yè)之一。在2018年科華數(shù)能就開(kāi)始布局研究?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制策略，并在同年實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能變流器電壓源模式并網(wǎng)。
2019年，科華數(shù)能通過(guò)光伏+儲(chǔ)能+柴發(fā)直流母線(xiàn)拓?fù)浣鉀Q方案，為太平洋島國(guó)密克羅尼亞海島光儲(chǔ)柴微網(wǎng)項(xiàng)目構(gòu)建微電網(wǎng)系統(tǒng);2020年，創(chuàng)新構(gòu)網(wǎng)型VSG并聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能變流器功率支撐，并在新疆某油田儲(chǔ)能勘探項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換獨(dú)立帶載，成功支撐沖擊負(fù)荷。
2021年，采用科華數(shù)能構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)的PCS，在深圳熱電廠助力全國(guó)首個(gè)9E級(jí)機(jī)組實(shí)現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)黑啟動(dòng)。2022年，科華數(shù)能為伊拉克石油部電力部提供光儲(chǔ)柴構(gòu)網(wǎng)型微網(wǎng)解決方案。2023年，科華數(shù)能率先在百M(fèi)W級(jí)共享儲(chǔ)能項(xiàng)目開(kāi)展構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用;同年底，科華數(shù)能中標(biāo)全球最大構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目——新疆克州300MW/1200MWh構(gòu)網(wǎng)型獨(dú)立儲(chǔ)能項(xiàng)目。
為破解構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能交流側(cè)超配且性能不穩(wěn)定難題，為光能源新一代構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能PCS正在研發(fā)中，其具備10s3倍的超強(qiáng)過(guò)載能力和SCR1.05的極弱電網(wǎng)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行能力，該款產(chǎn)品將于今年底問(wèn)世。
除了上述發(fā)展趨勢(shì)外，鈉電池、液流電池PCS的開(kāi)發(fā)、關(guān)注也成為一些企業(yè)的創(chuàng)新方向之一。
針對(duì)鈉離子電芯適配寬直流電壓的需求，上能電氣定制開(kāi)發(fā)125kW組串式儲(chǔ)能變流器，國(guó)內(nèi)首批出貨即可保證700～1500V滿(mǎn)功率穩(wěn)定輸出，完美滿(mǎn)足鈉電需求。
8月，采用上能電氣鈉電池PCS的大唐湖北100MW/200MWh鈉離子新型儲(chǔ)能電站一期工程建成投運(yùn)，投產(chǎn)規(guī)模50MW/100MWh。作為中國(guó)首個(gè)、全球最大的百兆瓦時(shí)級(jí)鈉離子儲(chǔ)能項(xiàng)目，該電站成功實(shí)現(xiàn)鈉離子新型儲(chǔ)能技術(shù)的首次大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
而康維特電氣推出了液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的PCS解決方案?？稻S特電氣打造了系列模塊產(chǎn)品，可應(yīng)用在直流微網(wǎng)、光儲(chǔ)直柔等零碳建筑;分布式并離網(wǎng)儲(chǔ)能一體柜;光儲(chǔ)充檢電池一體機(jī);雙向ACDC/DCDC充電樁;支持零伏啟動(dòng)，適配低壓大電流如液流電池、超級(jí)電容等，適配液流電池向并離網(wǎng)型的場(chǎng)景和定制化方案。
液流電池與鋰電池本身存在較大的差異。以全釩液流電池為例，電壓功率大的在400和600多伏，功率小的大概就是幾十伏，還有200伏到300伏之間，它的電壓特點(diǎn)與常規(guī)的鋰電池PCS難以匹配起來(lái)，同時(shí)電流還很大，所以它的電池參數(shù)決定了它與鋰電池的差異。液流電池PCS與鋰電池主流PCS特性存在著很大的差異，不能做到共用。
據(jù)康維特電氣總經(jīng)理彭小超介紹，PCS+DCDC預(yù)充電，當(dāng)充電完成之后，用接收器把DCDC切斷掉，就能與液流電池匹配起來(lái)，并且使得液流電池效率提高，與鋰電池98.5%、99%效率相當(dāng)。
結(jié)語(yǔ)
隨著可再生能源市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，儲(chǔ)能PCS作為電芯和電網(wǎng)連接的核心關(guān)鍵部件，將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。老牌光伏逆變器企業(yè)和新興企業(yè)都在積極布局這一領(lǐng)域，競(jìng)爭(zhēng)格局日趨激烈。然而，無(wú)論是技術(shù)優(yōu)勢(shì)還是資本實(shí)力，都不是決定企業(yè)成功的唯一因素。在未來(lái)的市場(chǎng)環(huán)境中，只有不斷創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平的企業(yè)，才能在儲(chǔ)能PCS市場(chǎng)中立于不敗之地。
331
0 
分享 0
舉報(bào) 0
收藏 0
反對(duì) 0
點(diǎn)贊 0
中冶有色技術(shù)平臺(tái)
京公網(wǎng)安備 11010702002294號(hào)
