解读PCS系列——储能变流器用户手册

2026-06-09 14 次浏览储能项目方案
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碳通通 · 脱水解读

5 分钟理解报告 · 解读 1445 字 · 7 张图 · 19 个数据点

您是否正在为工商业储能项目挑选合适的储能变流器?或是需要快速掌握固德威 PCS 系列的规格与安装要点?这份用户手册覆盖了 GW100K-PCS-N 和 GW125K-PCS-N 两个功率段、G10/G11/G12 三个版本共六款机型,从安全须知、产品介绍、安装接线到故障排查、定期维护,再到完整的技术数据表,均有系统说明。我从中梳理出最值得关注的型号差异、核心性能指标与运维要点,帮您高效读懂这份设备手册。

核心判断

  • 手册适用于GW100K与GW125K两个功率段、G10/G11/G12三个版本的六款PCS。
  • G10融合高压盒功能,G11通用中国及海外,G12仅限中国市场。
  • 全系最大效率98.6%,防护等级IP66,最高工作海拔4000m。
  • 并网工作于P/Q模式,离网工作于V/F模式,支持并离网切换。
  • 全系集成防孤岛、电池反接、交直流浪涌II级等多项保护。

脱水解读

六款机型怎么分:功率与版本两条线

这份手册覆盖的储能变流器共六款型号,可以按两条线来理解。一条是功率线:GW100K 额定输出功率100kW,GW125K 额定输出功率125kW,两者额定输出电压均为400V、3L/N/PE三相四线。另一条是版本线:G10、G11、G12三个版本中,G10的特点是融合了高压盒功能,中国以及海外都可使用;G11适用于中国以及海外;而G12则仅适用于中国。

GW100K-PCS-N-G10,GW125K-PCS-N-G10,GW100K-PCS-N-G11,GW125K-PCS-N-G11,GW100K-PCS-N-G12,GW125K-PCS-N-G12

从型号编码也能看出规则:GW代表固德威品牌代码,100K/125K代表额定功率,PCS代表系列名称,N代表三相四线,G10/G11/G12代表第一代产品的版本代码。选型时先确定功率段,再根据项目所在地和是否需要高压盒功能确定版本。

核心性能指标:效率、输入范围与保护配置

从技术数据看,全系机型的直流输入电压范围为670~1000V,启动电压670V,额定直流电压832V,直流满载电压范围680~936V,最大直流电压1000V。电池类型适配锂离子电池,电池接口数量均为1个。100kW机型最大持续电流158.8A、最大持续功率110.0kW;125kW机型最大持续电流198.5A、最大持续功率137.5kW。

全系最大效率均为98.6%,总电流波形畸变率小于3%,功率因数范围-0.8~0.8且支持-1~1可调。保护方面,残余电流监测、电池反接保护、防孤岛保护、交流过流保护、交流短路保护、交流过压保护、直流开关等均为集成配置,直流浪涌保护和交流浪涌保护均为II级。全系的防护等级达到IP66,工作温度范围-25~+60℃,最高工作海拔4000m,冷却方式为智能风冷。

工作模式与应用场景:并网套利与离网备电

PCS的主要功能是实现储能单元与交流侧电网或设备之间的电能转换,具备整流和逆变两种能力。并网模式下,PCS工作在P/Q模式,可响应第三方EMS调度指令,满足工商业并网储能的多种应用,例如峰谷电价套利、台区扩容、需量管理,也支持新能源配储应用,实现平滑新能源发电、辅助新能源并网等功能。

离网模式下,PCS工作在V/F模式,具备离网放电和离网充电功能,可以配合第三方EMS满足离网与微网多种应用,例如光储微网、应急供备电、移动储能车、光储柴微网、储柴微网等。如需并离网切换,需配备外部切换装置实现。设备运行模式包括等待、自检、并网、离网、故障五种,各模式之间根据电网条件和故障状态自动切换。

安装与接线的关键要求

安装环境方面,手册明确禁止将设备安装在易燃、易爆、易腐蚀环境中,严禁靠近热源火源,严禁安装在水管、出风口等易产生冷凝水的位置下方,以及粉尘、腐蚀性气体、金属导电性尘埃等环境中。设备可平躺和侧立安装,安装海拔需低于4000m。当PCS安装在机柜内时,需保证通风畅通,必要时加装冷却风扇,并在出风口安装挡风板防止热风回流。

线缆选型上,100kW PCS的直流和交流线缆导体横截面积为50mm²,线缆外径13.1-13.9mm;125kW PCS的导体横截面积为70mm²,线缆外径14.8-15.8mm。通信线缆总长度不得超过1000m。

连接通信线时,请确保接线端口定义与设备完全匹配,线缆走线路径应避开干扰源,功率线等,以免影响信号接收。

此外,对于RS485或CAN通讯,为确保通讯质量,所接设备自身或末端需配备120 ohm终端电阻。

故障处理与定期维护要点

手册列出了25项故障及其原因和解决措施,涵盖电网丢失、电网过压及欠压保护、过欠频保护、漏电流保护、绝缘阻抗保护、BUS过压、模块温度过温、风扇故障等。以电网过压及欠压保护为例,如果偶然出现,可能是电网短时间异常,PCS在检测到电网正常后会恢复正常工作,不需要人工干预;如果频繁出现,则需要检查电网电压是否在允许范围内。

定期维护方面,散热器进出风口除尘、风扇检查、线缆连接检查的维护周期均为1次/半年。风扇维护时,PCS配有外置风扇模组,需整组拉出而非单个拉出,使用软毛细刷、布料或吸尘器清理。对PCS进行操作维护时,需将PCS下电处理,断开所有输入电源后需等待15分钟以上才允许开盖检查。设备报废时,不能将PCS当生活垃圾处理,需根据所在国家或地区法规的电气垃圾处理要求进行处置。

通信与系统集成能力

PCS提供丰富的通信接口,包括RS485、CAN和Ethernet,通信协议支持Modbus RTU和Modbus TCP。通信端口可连接EMS实现以太网通讯和RS485通讯,可连接BMS实现CAN通讯和485通讯,还可连接BMU实现485通讯,其中连接BMU和通过RS485端口连接EMS的功能仅适用于G10版本PCS。

多台PCS通过手拉手接线,可实现多PCS共用1台EMS功能。设备还提供DRM/RCR端口,满足澳洲DRM功能并提供了DRED信号控制端口;RCR端口则用于德国及部分欧洲地区,通过干接点通信方式接收电网调度信号。此外还配有干接点输入DI-1,用于紧急关断或远程关断,默认为常闭。

图说解读

六款机型按功率与版本二维分布

这张矩阵把六款PCS按功率段和版本代码做了二维定位。横轴是100kW和125kW两个功率段,纵轴是G10/G11与G12两个版本分组。可以看到,100kW和125kW各有三款机型,分别对应G10、G11、G12三个版本。

从适用区域看,G10和G11版本均适用于中国以及海外市场,而G12版本仅适用于中国。G10版本还有一个特殊之处——融合了高压盒功能。选型时,如果项目在海外,需要排除G12版本;如果需要高压盒集成功能,则应优先考虑G10版本。

100kW+G10/G11
  • · GW100K-PCS-N-G10
  • · GW100K-PCS-N-G11
  • · 中国及海外
100kW+G12
  • · GW100K-PCS-N-G12
  • · 仅中国
125kW+G10/G11
  • · GW125K-PCS-N-G10
  • · GW125K-PCS-N-G11
  • · 中国及海外
125kW+G12
  • · GW125K-PCS-N-G12
  • · 仅中国
功率段与版本代码的机型矩阵
碳通通

直流输入参数一览

从直流输入参数看,六款机型在这些指标上完全一致:电池类型均为锂离子,启动电压670V,额定直流电压832V,直流电压范围670~1000V,直流满载电压范围680~936V,最大直流电压1000V,电池接口数量均为1个,直流电压纹波系数均为1.00%。

这意味着在直流侧接入设计上,100kW和125kW机型的接口要求是统一的。工程人员在配置电池系统时,只需确保电池开路电压在670~1000V范围内,且满载工作时电压落在680~936V区间内即可。

参数
数值
电池类型
锂离子
启动电压
670V
额定直流电压
832V
直流电压范围
670~1000V
直流满载电压范围
680~936V
最大直流电压
1000V
电池接口数量
1个
直流电压纹波系数
1.00%
全系直流输入关键参数
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100kW与125kW核心输出对比

100kW和125kW两个功率段在输出能力上存在明显阶梯。额定输出功率分别为100kW和125kW,额定输出电流分别为144.3A和180.4A,最大输出电流分别为158.8A和198.5A。

在过载能力上,100kW机型最大输出功率为110kW长期、120kW持续1分钟;125kW机型为137.5kW长期、150kW持续1分钟。两个功率段在额定输出电压、频率范围、功率因数、波形畸变率等指标上保持一致,均为400V、3L/N/PE,50/60Hz,功率因数-0.8~0.8支持-1~1可调,总电流波形畸变率小于3%。

额定输出功率100kW
额定输出功率125kW
额定输出电流144.3A
额定输出电流180.4A
最大输出电流158.8A
最大输出电流198.5A
最大持续功率110.0kW
最大持续功率137.5kW
最大输出功率110kW长期/120kW@1min
最大输出功率137.5kW长期/150kW@1min
两个功率段的关键输出参数对比
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设备五种运行模式切换关系

PCS的运行逻辑围绕五种模式展开。上电后首先进入等待模式,当符合条件时进入自检模式;自检通过后,若满足并网条件则进入并网模式,若未检测到电网则进入离网模式。

并网模式下,若检测到电网不存在,PCS会切换到离网工作模式继续给负载供电;若检测到故障则进入故障模式。离网模式下,若检测到电网条件满足并网要求且已开启离网输出功能,则重新进入自检模式。故障模式下,待故障清除后回到等待模式。整个切换过程根据电网条件和设备状态自动完成。

等待模式上电后等待,符合条件进入自检自检模式启动前自检初始化,通过则并网并网模式P/Q模式并网运行离网模式V/F模式离网供电故障模式检测到故障时进入,清除后回等待
PCS五种运行模式
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交流侧保护功能集成情况

在保护配置上,全系六款机型保持一致。残余电流监测、电池反接保护、防孤岛保护、交流过流保护、交流短路保护、交流过压保护均为集成配置,直流开关同样集成(采用直流接触器)。

浪涌保护方面,直流浪涌保护和交流浪涌保护均达到II级。值得注意的是,交流开关在全系机型中均标注为“无”,这意味着交流侧的开关需要用户在外部系统中另行配置。手册推荐PCS与电网间配备400VAC/250A的断路器或等同装置,与电池间推荐配备电流大于200A的断路器或等同装置。

残余电流监测
集成
电池反接保护
集成
防孤岛保护
集成
交流过流保护
集成
交流短路保护
集成
交流过压保护
集成
直流开关
集成(直流接触器)
直流浪涌保护
II级
交流浪涌保护
II级
全系集成的保护功能清单
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全系基本参数速览

从基本参数看,全系机型在环境适应性和物理规格上完全一致。工作温度范围为-25~+60℃,降载温度50℃,存储温度范围-40~+80℃,相对湿度0~100%,最高工作海拔4000m。手册还注明-30℃时辅助电源可起机。

设备采用智能风冷散热,防护等级IP66,噪音低于68dB,重量小于80kg,尺寸为600×266×900mm,拓扑结构为非隔离型,安装方式为机架安装。环境等级4K4H,污染等级III,过电压等级DC II / AC III,保护等级I。电网类型支持TN-S、TN-C、TN-C-S、TT、IT等多种制式。

参数
数值
工作温度范围
-25~+60℃
存储温度范围
-40~+80℃
相对湿度
0~100%
最高工作海拔
4000m
冷却方式
智能风冷
防护等级
IP66
噪音
<68dB
重量
<80kg
尺寸(宽x高x深)
600*266*900mm
拓扑结构
非隔离型
通信接口
RS485、CAN、Ethernet
通信协议
Modbus RTU、Modbus TCP
全系通用基本参数
碳通通

通信端口与连接对象

通信连接能力是PCS系统集成的重要环节。设备提供LAN端口连接EMS实现以太网通讯,USB端口连接U盘实现本地升级和日志导出。EMS通讯方面,除了以太网,还支持RS485通讯,其中Pin1/Pin2定义的RS485端口仅适用G10版本。

BMS通讯支持CAN和RS485两种方式,BMU通讯支持RS485,但仅适用G10版本。多台PCS可通过手拉手接线实现多PCS共用1台EMS。对于RS485或CAN通讯,为确保通讯质量,所接设备自身或末端需配备120 ohm终端电阻。通信线缆总长度不得超过1000m。

端口对象
功能描述
版本限制
LAN
连接EMS,以太网通讯
通用
EMS RS485
连接EMS,485通讯
仅G10
USB
连接U盘,本地升级与日志导出
通用
EMS RS485-A1/B1
连接EMS或终端电阻
通用
BMS CAN-H2/L2
连接BMS,CAN通讯
通用
BMS RS485-A2/B2
连接BMS,485通讯
通用
BMU RS485-A3/B3
连接BMU,485通讯
仅G10
DRM/RCR
DRM功能与DRED信号控制
通用
通信端口功能对照
碳通通

数据解读

指标数值单位出处
额定输出功率(100kW机型)100kW10 技术数据
额定输出功率(125kW机型)125kW10 技术数据
额定输出电流(100kW机型)144.3A10 技术数据
额定输出电流(125kW机型)180.4A10 技术数据
最大输出电流(100kW机型)158.8A10 技术数据
最大输出电流(125kW机型)198.5A10 技术数据
最大效率98.6%10 技术数据
总电流波形畸变率<3%10 技术数据
功率因数范围-0.8~0.8—10 技术数据
额定短时耐受电流360A peak10 技术数据
全系交流输出核心参数对比

这组数据对比了100kW和125kW两个功率段的核心输出指标。100kW机型额定输出电流144.3A,最大输出电流158.8A;125kW机型额定输出电流180.4A,最大输出电流198.5A,基本呈等比放大关系。 全系最大效率均为98.6%,总电流波形畸变率小于3%,额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流均为360A peak。功率因数范围标注为-0.8~0.8,但支持-1~1可调,这意味着PCS在需要时可以输出更宽范围的无功功率,满足电网对无功补偿的调节需求。

指标数值单位出处
最大效率98.6%10 技术数据
防护等级IP66—10 技术数据
最高工作海拔4000m10 技术数据
工作温度范围-25~+60℃10 技术数据
降载温度50℃10 技术数据
存储温度范围-40~+80℃10 技术数据
噪音<68dB10 技术数据
重量<80kg10 技术数据
通信线缆最大长度1000m6.2 线缆要求
全系基本参数与效率

这组数据集中呈现了全系机型在效率、环境适应性和物理规格上的关键指标。最大效率98.6%意味着PCS在电能转换过程中的损耗较低,对提升储能系统整体收益有直接影响。防护等级IP66表示设备具备完全防尘和防强力喷水能力,可适用于室内和室外安装。 温度方面,工作温度范围-25~+60℃,降载温度50℃意味着超过50℃后PCS会自动降低输出功率以保护设备安全。存储温度范围-40~+80℃。重量小于80kg,噪音低于68dB。PCS存放半年及以上后,需经过专业人员检查确认后才可继续使用。通信线缆总长度不得超过1000m,这是布线和系统设计时需要特别注意的约束。

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