電池儲能作為大規(guī)模儲能系統(tǒng)的重要形式之一，具有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、事故備用等多種用途。與常規(guī)電源相比，大規(guī)模儲能電站能夠適應(yīng)負荷的快速變化，對提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行水平、電網(wǎng)供電質(zhì)量和可靠性起到了重要作用，同時還可以優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)綠色環(huán)保，達到電力系統(tǒng)的總體節(jié)能降耗，提高總體的經(jīng)濟效益。

儲能變流器（PCS）分為單相機和三相機，單相PCS通常由雙向DC-DC升降壓裝置和DC/AC 交直流變換裝置組成，直流端通常是48Vdc，交流端220Vac。三相機分為兩種，小功率三相PCS由雙向DC-DC升降壓裝置和DC/AC 交直流變換兩級裝置組成，大功率三相PCS 由DC/AC 交直流變換一級裝置組成。儲能變流器分為高頻隔離、工頻隔離和不隔離三種，單相和小功率20kW以下三相PCS一般采用高頻隔離的方式，50kW到250kW的，一般采用工頻隔離的方式，500kW以上一般采用不隔離的方式。

圖5是一個典型的電池儲能系統(tǒng)，供電時儲能逆變器將電池直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榕c電網(wǎng)電壓同相同頻的交流電。儲能時儲能逆變器將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娊o電池充電。

圖5 電池儲能系統(tǒng)示意圖

以三相120kW 1000V儲能逆變器為例，其DC/AC部分采用了NPC1型三電平拓撲，相對兩電平拓撲其能有效提高變換器并網(wǎng)電流質(zhì)量，降低系統(tǒng)共模電壓對電池儲能系統(tǒng)的沖擊。因其工作的功率因數(shù)范圍是-1~1，功率因數(shù)在-1時其對FRD的要求更高，這與光伏逆變器對FRD的需求不同。現(xiàn)銀茂微推出了儲能專用DC/AC的NPC1拓撲解決方案。

儲能逆變器解決方案：GT400TL65P4H（儲能版）—NPC1拓撲結(jié)構(gòu)，單顆可用于120kW儲能逆變器。

該模塊采用了650V晶圓，使其能夠適用在1000V系統(tǒng)中。T1/T2/T3/T4均為快速IGBT，這與光伏逆變器有所不同。因為在儲能工況PF=-1時T2/T3也需要高頻動作，以及搭配的足額FRD，使其成為儲能專用模塊。如圖1模塊封裝外形，模塊包含低電感設(shè)計，以及高功率密度。

模塊使用的晶圓BOM表，如表3所示：

表3：GT400TL65P4H（儲能版）模塊晶圓BOM表

120kW儲能逆變器兩種極限工況下做的兩組仿真，如表4所示：

表4：120kW儲能逆變器極限工況仿真結(jié)果

圖6 不同工況下模塊中不同器件的損耗和逆變效率