热门赛道 | 储能变流器,能源转型的智能心脏

B站影视 日本电影 2025-04-09 17:12 2

摘要:储能变流器(PCS, Power Conversion System)是储能系统的核心设备,承担电能双向转换的关键角色:在充电时,将电网或新能源发电的交流电(AC)转为直流电(DC)存储于电池;放电时,再将直流电逆变为交流电供负载使用。作为连接储能电池与电网/

行业定义


储能变流器(PCS, Power Conversion System)是储能系统的核心设备,承担电能双向转换的关键角色:在充电时,将电网或新能源发电的交流电(AC)转为直流电(DC)存储于电池;放电时,再将直流电逆变为交流电供负载使用。作为连接储能电池与电网/负荷的“桥梁”,PCS的性能直接影响储能系统的效率、稳定性和经济性。


随着全球风光发电占比提升和电力系统灵活性需求激增,储能变流器市场迎来爆发。据GGII数据,2023年全球储能PCS出货量超150GW,中国占比超60%;预计2025年市场规模将突破千亿元。技术迭代上,光储一体化、高压级联、构网型(Grid-Forming)等创新方案正成为行业焦点,推动PCS从单一逆变功能向“智能电网调节器”升级。

储能变流器作为连接储能设备与电网、负载之间的核心装置,其技术路线主要围绕拓扑结构、控制策略和应用场景的演进展开。根据接入方式的不同,储能变流器大致可分为并网型、离网型和直流型三类。并网型变流器多用于电网侧或工商业场景,需支持并离网切换、调频调压等功能;离网型则适用于微电网或孤岛运行环境,要求具备独立电压和频率支撑能力;而直流型变流器主要用于光储直流系统或直流微电网,通过DC/DC变换实现电压匹配和能量调节。


在拓扑结构上,储能变流器正从传统的单向结构向高效率、高密度的双向拓扑发展。常见结构包括双向Buck-Boost、全桥、双有源全桥(DAB)等,其中DAB因其双向传能能力强、支持高频隔离,在中高功率场景中应用尤为广泛。此外,为实现多源协同和系统集成,多端口变流器也逐渐兴起,尤其在光储充一体化系统中发挥关键作用。


控制策略方面,早期系统主要采用电流或电压控制,如PI控制、电流环-电压环控制等。随着系统复杂性的提高,更加先进的模型预测控制(MPC)、虚拟同步机(VSG)控制,以及基于人工智能的自适应控制算法被逐步引入,提升了系统的动态响应能力和智能化水平。


统安全高效运行的关键设备,正处于快速发展与结构升级的关键阶段。


应用层面,储能变流器正服务于越来越多样的场景,如电网调频、工商业削峰填谷、光储联合发电等,对其快速响应、多模式运行能力提出更高要求。尤其在光储系统中,变流器不仅要实现能量的双向流动,还需协调光伏输出与储能充放电策略,提升整体系统的经济性与稳定性。


储能变流器产业链可大致划分为上游、中游和下游三个环节,各环节间相互关联,共同推动储能产业的发展。上游主要集中在核心器件与原材料的供应,包括功率半导体(如IGBT、SiC MOSFET)、磁性元件、电容、电感以及控制芯片、电路板等。随着宽禁带半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)的逐步成熟,其在高压、高频、高效率应用场景中的优势日益显现,正逐步取代传统硅基器件,成为变流器高性能化的关键推动力。此外,控制芯片和驱动电路的本地化也成为当前技术攻关的重点,直接影响到变流器系统的响应速度与控制精度。


中游是储能变流器的设计、制造与系统集成环节,是整个产业链的核心价值所在。企业在这一阶段主要负责变流器的结构设计、电路拓扑选择、控制算法开发及软硬件系统的整合,技术门槛相对较高。目前国内已有一批企业具备自主研发能力,能够提供多种功率等级、适用于不同应用场景的储能变流器产品,如面向电网侧的高压大功率变流器,面向工商业和户用的模块化、多功能一体机等。随着市场对高效率、高功率密度和智能控制的需求日益增强,中游企业也在不断优化设计,采用新型材料、改进散热方案、开发更复杂的能量管理系统,以提升产品的稳定性与适应性。


下游则涵盖储能系统集成商、电力投资方、工商业用户及电网运营商等,这一环节是变流器的最终应用场景,直接决定了其产品形态与技术要求。随着新型电力系统建设的推进,储能已逐渐从辅助调节角色转向更核心的电力资源,应用场景从传统的电网调频拓展至削峰填谷、光储一体、虚拟电厂、微电网乃至电动汽车的车网互动等。不同场景对变流器的性能需求差异较大,例如电网侧储能更看重响应速度和并网能力,而户用系统则更强调效率、体积和经济性,这也推动了下游应用对变流器功能集成化与智能化的不断倒逼和升级。


整体来看,储能变流器的上中下游紧密衔接,技术创新主要集中于中游,但发展潜力的释放又高度依赖于上游核心器件的突破和下游应用场景的持续扩张。在“双碳”背景和能源转型趋势推动下,储能变流器作为支撑储能系。


2021年4月,国家发改委、国家能源局联合引发《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》,中国新型储能“十四五”规划明确2025年装机超30GW。2025年2月,为推动新型储能制造业高质量发展,工业和信息化部等八部门联合印发实施《新型储能制造业高质量发展行动方案》。


睿兽分析整理近年来相关公司的融资情况,从图中可以看出,2020年至2024年储能变流器赛道的融资事件整体呈现先上升后下降的趋势。2021年融资事件数达到峰值30起,随后逐年减少,到2024年仅剩5起,降幅明显。融资金额方面,2023年达到最高点,但2024年也出现断崖式下跌,这反映出储能变流器在2021至2023年或经历了投资热潮,但从2023年后资本热度迅速退潮,市场趋于冷静或面临洗牌。


相关企业


千帆翼数字能源


安千帆翼数字能源技术有限公司于2022年12月成立,是一家储能系统核心电力设备及解决方案提供商。业务涵盖储能变流器、电能质量治理、智能能量监控系统等多个领域,可应用于辅助新能源并网、电力调频调峰、需求侧响应、微电网、工商业及户用等全场景中。


千帆翼数字能源其核心团队均来自电源行业资深专家,公司创始人曾参与华为首代UPS逆变算法研发,并在充电桩龙头企业担任技术负责人,完整经历了充电桩产业从起步到规模化发展的全过程,具备百万级电力电子产品的量产交付经验。


作为技术驱动型企业,千帆翼数字能源已构建完整的产品矩阵,涵盖50kW至215kW多款标准化PCS模块,以及智能STS和DC/DC等配套产品。目前相关产品正在申请CGC、CE、TUV等国际权威认证。公司特色产品采用四桥臂拓扑结构,结合碳化硅器件和组串集中式设计,功率覆盖范围从50kW到2.5MW,可适配工商业储能、源网侧大型储能及光储微网等多元化应用场景。


其中,其研发的130kW PCS产品采用全碳化硅方案,以99.16%的转换效率刷新行业标杆,并率先获得新国标130kW PCS认证。该系列产品不仅完全符合最新行业标准,更与国家《新型储能制造业高质量发展行动方案》提出的提升能效、增强系统稳定性等发展目标高度契合。


2025年2月,千帆翼数字能源完成数千万元A轮融资,由产业方甬舟资本领投,本轮融资将主要用于千帆翼储能变流器(PCS)产品的海外认证,新品研发,以及市场拓展等方面。



华致能源


天津华致能源科技有限公司成立于2022年6月,是一家致力于新能源核心设备研发、生产和系统集成的科技创新企业。


致其力于储能核心设备研发、生产、销售、服务及解决方案产品化的新能源创新科技企业。公司团队在储能、光伏、风电、充电桩、人工智能等领域均有着十多年的技术和设备研发经验积累,所研制的储能产品和系统广泛应用于全球多个国家和地区,在辅助新能源并网、需求侧响应及微电网等诸多领域发挥着稳定且重要的作用。


华致能源专注于工商业储能市场,基于自研工商业专用PCS打造的致慧储能宝,采用行业首创垂直式专利散热设计,实现单位面积内能量密度业内最优,满足近墙安装、灵活部署、维护便捷等场景化需求,有效解决经济、安全、智能三大行业共性问题。


2023年,华致能源率先推出业内首个125KW功率级储能系统,搭配280Ah电芯,将系统电能量提升到250KWh。在维持产品稳定性的同时,持续引领行业降本。


2025年1月,华致能源完成超亿元A+轮融资,本轮融资由十月资本领投,动平衡资本与合肥创新投资跟投。2024年7月,华致能源完成Pre-A+轮融资,峰和资本独家投资。就在不到半年,同年7月,其完成数千万元A轮融资,投资方为超威集团。资金用于持续加大技术创新、产品迭代、海外市场拓展和产能扩张。


晟运能源


北京晟运能源科技有限公司于2014年4月成立,专注于新型储能技术研究及产品开发,以自有技术为核心,以能源科技创新为主导,是储能设备、储能系统集成与储能服务于一体的集成服务商。公司与上下游深度合作,为用户提供安全高效的储能电站开发、设计、建设和运营一站式整体解决方案。


在PCS产品研发方面,晟运能源将聚焦多种型号的储能变流器开发,满足源网侧和用户侧日益多样化的需求。通过灵活的设计和优化的控制系统,促使PCS产品提供更高效、更稳定的储能支持。这一产品系列的创新将为不同场景的能源储存与调度提供可靠保障,从而在助力用户提升能效的同时,为实现清洁能源目标提供有力支持。


2024年11月消息,晟运能源获得近亿元A轮融资,投资方未披露。本轮融资资金将用于建设储能设备生产工厂、PCS设备深度研发以及大储、工商储多型号研发,全力推动晟运能源在储能领域的战略规划与技术升级,进一步加速市场拓展步伐。


2025年3月,国内首个混合构网型储能项目并网运行


3月6日,国家能源集团宁东光伏基地“‘锂电+超级电容’混合式储能关键技术研究与示范工程”项目顺利并网运行。该项目是国内首个混合构网型储能项目。该项目是国家能源集团2023年重大科技攻关项目,由新能源院和宁夏电力共同开发,依托宁夏新能源曙光第一储能电站落地实施。


2025年2月,特斯拉上海储能超级工厂正式投产,首台超大型商用电化学储能系统Megapack正式下线


2月11日上午,特斯拉上海储能超级工厂投产仪式在上海临港举行。首台超大型商用电化学储能系统Megapack从上海储能超级工厂成功下线,标志着特斯拉在中国市场的业务正式步入了新阶段。


2025年1月,国网新疆电科院发布全国首套构网型储能系统团体标准,填补行业空白


近日,国网新疆电科院技术团队踏上了从新疆乌鲁木齐市前往西藏拉萨市的征程,旨在开展构网型储能电站的测试对口支援工作。在出发前,该院已精心制定了构网型储能现场测试的实施方案,并明确将在《构网型储能系统并网技术规范》及《构网型储能系统并网测试规范》两项团体标准的指引下展开相关测试。


2024年12月,远景储能全球最大功率液冷储能变流器正式量产下线

2024年12月消息,远景储能5.X MW储能变流器(PCS)在江阴工厂正式量产下线,这是这是全球最大单机功率储能变流器,适配标准20尺5MWh+直流侧方案,具有高可靠、高防护、高功率密度的特点,还可选配远景自研新一代系统级构网技术——GenGrid生成式电网技术,已通过中国电科院全场景全工况实测,性能表现国际领先。


2024年4月,全球首款风液智冷工商业储能产品,华为发布智能组串式储能系统


4月10日消息,据华为中国数字能源业务官方公众号消息,华为数字能源今日在北京举行发布会,发布了全球首款风液智冷工商业储能新品。该产品据悉在安全、热管理和供电三大架构进行了突破性创新。


来源:创业邦

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