當(dāng)寧德時(shí)代、海辰儲(chǔ)能等巨頭紛紛推出587Ah乃至1175Ah的千安時(shí)電芯，當(dāng)陽光電源、易事特相繼展示12.5MWh、9MWh的超大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)，一個(gè)關(guān)鍵問題浮出水面——如何駕馭這些龐然大物？
而PCS作為儲(chǔ)能系統(tǒng)中的核心電力電子設(shè)備，正在隨著儲(chǔ)能電芯技術(shù)的升級(jí)而快速迭代。
當(dāng)然，大功率的提升也給PCS帶來了一些挑戰(zhàn)。其中最關(guān)鍵的就是散熱難題。隨著PCS功率的增加，內(nèi)部功率器件在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而功率器件溫度每升高10℃，其可靠性可能下降約50%，散熱設(shè)計(jì)成為功率提升的一大瓶頸。
此外，功率提升要求控制算法能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和調(diào)節(jié)電流、電壓、頻率等多個(gè)參數(shù)，還要適應(yīng)不同的工況和負(fù)載變化，對(duì)企業(yè)的技術(shù)能力提出了極高要求 。
近期，科華數(shù)能、索英電氣、南瑞繼保、特變電工、億蘭科、上能電氣、SMA等PCS企業(yè)相繼發(fā)布了新品。
多家企業(yè)發(fā)布PCS新品時(shí)，喊出了“全液冷散熱技術(shù)”、“真液冷”、“最大功率”等口號(hào)。
功率提升帶來了諸多優(yōu)勢，不僅進(jìn)一步提高了充放電效率，提升了系統(tǒng)功率密度，使得單機(jī)體積更小，而且對(duì)于大型儲(chǔ)能電站而言，還能減少約30%的占地面積，有效降低了土地成本。
曾經(jīng)200-300kW占據(jù)主流的組串式PCS，在短短數(shù)年間躍升至430kW乃至460kW的峰值。功率密度的飆升直接轉(zhuǎn)化為占地空間的精減——同等容量下儲(chǔ)能電站的占地面積可壓縮20%以上。
陽光電源450kW PCS搭載的碳化硅器件將轉(zhuǎn)換效率推向99%的極致，碳化硅的高頻特性（開關(guān)頻率40kHz）相比傳統(tǒng)IGBT降低開關(guān)損耗30%，高溫工況下效率不降反升，解決了儲(chǔ)能系統(tǒng)在高強(qiáng)度運(yùn)行中的能耗痛點(diǎn)。
而上能電氣430kW機(jī)型通過液冷技術(shù)與智能算法協(xié)同，實(shí)現(xiàn)循環(huán)效率提升0.2%的同時(shí)，輔助功耗驟降30%。
大功率PCS的崛起徹底改變了系統(tǒng)集成的邏輯，例如科華數(shù)能的液冷簇集PCS讓每臺(tái)設(shè)備獨(dú)立管控電池簇，有效消除簇間環(huán)流。
為了匹配適配5MWh、6MWh+甚至更大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求，變流器功率也在持續(xù)攀升。
科華數(shù)能、盛弘股份、禾望電氣、林源集團(tuán)、英博電氣也均在去年推出了單機(jī)2.5MW PCS產(chǎn)品，禾望電氣還推出了二代3.45MW儲(chǔ)能變流器機(jī)型，匹配主流大電芯，優(yōu)化LCOS。
大功率PCS對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的影響還體現(xiàn)在構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能領(lǐng)域。高比例新能源接入、高電力電子設(shè)備接入導(dǎo)致傳統(tǒng)大電網(wǎng)的系統(tǒng)慣量下降、阻尼缺乏，抗擾動(dòng)能力減弱，對(duì)電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、功角穩(wěn)定帶來巨大挑戰(zhàn)，尤其是國內(nèi)新疆、西藏、內(nèi)蒙古部分區(qū)域新能源占比接近50%，亟需構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行支撐。
值得一提的是，國產(chǎn)力量正在快速崛起。特變電工400kW組串式PCS適配600Ah+電芯的設(shè)計(jì)，已實(shí)現(xiàn)簇級(jí)管理帶來的7%充放電收益提升。
2025年下半年儲(chǔ)能變流器（PCS）領(lǐng)域?qū)⒊尸F(xiàn)以下技術(shù)趨勢：
一、大功率迭代加速。隨著314Ah電芯滲透率超40%，5MWh電池艙成為主流，PCS額定功率將從1.725MW提升至2.5MW。大功率設(shè)計(jì)可減少占地面積約30%，并通過拓?fù)鋬?yōu)化使充放電效率提升至99%以上。
二、組串式架構(gòu)主導(dǎo)大型儲(chǔ)能。組串式PCS憑借“一簇一管理”模式，成為百兆瓦級(jí)項(xiàng)目首選方案，其IP67防護(hù)等級(jí)可隔離熱失控風(fēng)險(xiǎn)57。例如華能集團(tuán)4.5GWh構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目明確采用該技術(shù)，模塊化設(shè)計(jì)支持215kW級(jí)單元并聯(lián)擴(kuò)展，并聯(lián)損耗控制在0.5%以內(nèi)。
三、構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用。構(gòu)網(wǎng)型PCS采用虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)并離網(wǎng)切換和故障穿越能力。預(yù)計(jì)2025年構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模同比增幅超150%，冠隆電力等廠商推出的模塊化變流器已具備遠(yuǎn)程智能調(diào)度功能。
四、碳化硅器件應(yīng)用深化。碳化硅功率器件滲透率預(yù)計(jì)突破35%，支撐PCS功率密度提升30%以上，高頻高效特性可降低開關(guān)損耗約50%8。該技術(shù)特別適配800V高壓儲(chǔ)能系統(tǒng)，助力變流器體積縮小40%。
