储能变流器（PCS）组成及内部结构

其实储能变流器在日常生活中十分常见，手机充电器的功能是将家用插座中的220V交流电，转换为手机内电池所需的5V~10V的直流电。这与储能系统在充电过程中将交流电转换为电池堆所需直流电的模式是一致的。

储能系统中的PCS可以理解为一个超大号的充电器，但与手机充电器的区别在于它是双向的。双向PCS充当了电池堆与电网端之间的桥梁，一方面将电网端的交流电转化为直流电为电池堆充电，另一方面将电池堆的直流电转换为交流电回馈给电网。

储能变流器（PCS）的组成

PCS 由 DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。PCS 控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS 控制器通过 CAN 接口与 BMS 通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。

储能变流器的内部结构

储能变流器（PCS）作为新能源领域的关键设备，主要用于实现电能的转换和调控，确保能源储存系统的稳定运行。其主要由直流侧、交流侧、控制系统和通信模块四大部分组成，每个部分都承担着特定的功能和任务。

直流侧是储能变流器的输入端，负责接收来自电池组或储能设备的直流电能。它主要包括直流母线、电容器和电感等组件。直流母线作为电能传输的主要通道，需要具备低电阻和良好的导电性能。电容器则作为能量储存元件，具有快速充放电的能力，有助于平衡直流侧的电压波动，提供稳定的电源。电感则主要用于滤除直流侧的高频脉动电流，确保直流电压的平稳输出，并调节电流的变化速度，提高系统的响应性能。

交流侧则是储能变流器的输出端，负责将经过逆变操作的直流电能转化为交流电能输出。它主要包括逆变器、滤波器和输出变压器等组件。逆变器是实现直流到交流转换的关键设备，滤波器则用于消除转换过程中产生的谐波，提高输出电能的质量。输出变压器则用于将逆变器输出的电压变换为适应不同负载需求的电压。

控制系统是储能变流器的智能核心，负责对整个系统的运行进行监测和控制。它可以根据系统的运行状态和用户需求，实时调整逆变器的控制策略，确保电能的高效转换和稳定输出。同时，控制系统还可以对系统的各项参数进行实时监测和记录，为后续的维护和管理提供数据支持。

通信模块则是储能变流器与其他设备或系统进行信息交互的关键部分。它可以实现储能变流器与上位机、监控系统或其他储能设备之间的数据传输和指令接收，确保整个能源储存系统的协同运行和优化管理。

储能变流器的核心元器件

储能变流器（PCS）的核心元器件主要包括逆变器、滤波器、输出变压器、控制系统以及IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块等。

逆变器是储能变流器中将直流电能转化为交流电能或反之的核心部件，它通过控制开关器件的导通和关断来实现电能的转换。滤波器则用于消除转换过程中产生的谐波，提高电能质量。输出变压器则用于将逆变器输出的电压变换为适应不同负载的电压。

控制系统是储能变流器的智能核心，包括主控单元和测量单元。主控单元负责实时监测系统的运行状态，根据用户需求进行电能转化和控制策略的调节。测量单元则用于对电压、电流、频率等参数进行实时测量和采样。

而IGBT模块是储能变流器中的关键功率器件，用于电压、电流和频率等的调节，其效率直接影响储能变流器的功率转换效率。尽管储能变流器的上游元器件行业市场竞争已经较为充分，但IGBT仍以进口为主，国产渗透率较低。