储能系统提升智能电网的应用效率

受到国际局势与能源产量变化的影响，世界各国都面临着能源短缺的压力，除了一方面增加能源的产能与来源之外，通过技术的协助来降低能源的损耗，也是重要的发展方向。本文将为您介绍智能电网应用的发展，以及由ADI所推出的储能系统（ESS）解决方案的功能特性与优势。

储能系统存储可再生能源保持现代电网稳定

集中式能源网是由发电机产生的能源、高压输电线和低压输电线组成的网络，远距离输送电力，为国家的命脉和经济提供动力。随着世界越来越依赖电气化，老化的电网正面临着巨大的压力。在高峰时段需求更高的用电量已经成为常态，部分落后国家与地区由于容量不足和基础设施故障而导致的限电，也影响着人们的生活质量。

储能系统（ESS）是一种通过捕获并存储可再生能源（如风能和太阳能）来保持现代电网稳定的应用技术。通过缓解可再生能源面临的间歇性问题，储能技术有助于消除以往阻碍加大采用风能和太阳能资源的障碍。通过ESS就可以随时向所有用户和应用供电，包括为电动汽车充电及为楼宇、医院和学校供电。ESS不仅可以支持高峰时段运行的电网，还可以保持现有电网基础设施，而不存在电网过载和崩溃的风险。

近年来，受电动汽车（EV）和其他电气化技术预期普及率的影响，储能和ESS已成为全球关注的焦点。ESS将支持电动汽车的增长，同时也作为电池二次寿命的主要应用。ESS有效地促进了主流能源生产中的可再生资源整合，包括可对电池进行回收利用（Recycle），因为电池在电动车应用中的生命周期结束时，电池本身仍然是有价值的。此外还可对使用过的电池模块进行测试和重新组装进行再制造（Refabricate），或将电池模块集成在固定式存储系统中，进行重复使用（Reuse），以及将这些大电池产生的电力被用于稳定电网等，进行转售（Resell）。

分布式能源网将比传统电网供电更便宜

为了支持可持续能源使用，ESS捕获并存储主要由分布式可变可再生能源提供的能源，不仅有利于环境，也对发达国家和不发达国家的人口有益，在这些国家，电气化用于推动商业发展和维持生命。储能系统不仅在能源需求低时存储能量以供高峰负荷时使用，并使未来的电网运行成为可能，无需投资数万亿美元来扩展输电线，或新建污染大气的化石燃料发电厂。

通过使用可再生能源可为未来提供动力，在2017年和2018年，可再生能源对世界能源消耗和发电量分别贡献18.1%和26%。在这部分能源消耗中，7.5%来自传统生物质，4.2%来自热能（非生物质），1%生物燃料用于交通，3.6%水力发电，2%电力来自风能、太阳能、生物质、地热和海洋能源。

对可持续能源未来的需求正在推动更多可变可再生能源接入电网，这反过来又加速了储能技术的普及，帮助电网实现弹性最大化。预测在电动汽车和其他电气化技术预期普及率的推动下，储能市场将在未来几十年迅速增长。在接下来的二十年里，对新储能的投资预计将猛增6200亿美元。到2030年，预计新增存储容量的65%将用于将各种可再生能源接入电网，并提供各种电网服务，30%用于支持住宅、商业及工业设施，5%用于支持电动汽车基础设施。

尽管分布式能源网仍存在许多实际障碍，但在过去十年中，随着地方性太阳能发电厂、小型风力发电场和电池储能设施的发展，小规模经济效益已大大提高，可再生能源技术的成本已大幅下降。通过太阳能和风能等可再生能源的分布式发电，允许根据自身需求生产清洁电力的消费者将多余的电力送回电网。

当前电网正在从集中式发电向分布式可再生能源发电转变，为储能创造了巨大的机遇。目前存在两种基本类型的储能，包括在电表的前面，称为电网规模储能，专为主要能源生产商设计，以及在电表的后面，住宅业主和企业可以利用安装在其房屋上的各种储能选项。预计到2025年，分布式可再生能源将比电网供电更便宜。

电池管理系统是储能市场的关键技术

快速变化的电气化环境和相对不成熟的储能市场，也代表着ESS领域所面临的挑战与庞大的商机。ADI公司拥有广泛的硬件系统专业知识、行业领先的电池管理系统（BMS）技术，以及著名的全面现场支持，能够为想要进入ESS领域的公司，提供下一代储能系统解决方案，共同迅速开发和工业化一种精确、高性能、功能安全认证的储能系统。

通过在长期合作的基础上，ADI能够与有意进入ESS市场的公司合作，快速实现功能安全认证储能系统工业化的项目，能够协助ESS公司加快上市速度和获利时效，并以可接受的成本提供高性能的解决方案，可提供企业在集成、电源和完整系统解决方案设计方面的帮助和指导。

半个多世纪以来，ADI的目标一直是帮助创建和解锁各种技术，解决工程领域的严峻挑战，分享见解并支持合作伙伴和客户设计正确的解决方案，从而助力全球人口，同时发挥人类的潜力。想要在ESS这个充满竞争对手的激烈环境中在市场上取得成功，必须拥有具备独特优势的解决方案，从竞争产品中脱颖而出，其中的核心优势便是软件及ADI的高精度BMS技术。

BMS精度对于ESS应用至关重要，采用ADI的BMS技术，提高的精度可以额外提供15%到20%的车辆充电续航里程和更长的电池使用寿命。更高的充电测量精度也可以转化为更长的电池有效时间，在花费数百万美元的大型ESS系统中，节省的成本将非常可观。

合作伙伴与ADI的现场工程师携手合作

ADI的专业现场应用工程师（FAE）团队利用其广泛的硬件系统专业知识和行业领先的BMS技术，与合作伙伴的软件知识紧密配合。ADI为ESS合作伙伴提供LTC6813来测量和监控电池单元，并提供精确的电压和电流信息。LTC6813是目前市场上的高精度器件，让合作伙伴的工程师能够利用微控制器非常精确地计算电池的充电状态（SoC）和健康状态（SoH）。

要确定精确的电池放电率，并实现更长的电动汽车续航里程，需要更高的BMS精度，需要确切地知道剩余多少电量，以便了解还能行驶多远。一定要知道要给电池充多少电以及何时停止放电，否则会损害电池性能或电池本身。BMS的测量精度更高，电动汽车的电池使用寿命就一定会比测量精度不高的更长，住宅或商业用途的储能系统也是同样的原理。

ADI的FAE能够与储能合作伙伴携手参与在系统层面创建参考设计，并最终完成设计，ADI并可为合作伙伴提供IC、BMS和隔离通信通道设计。ADI可提供最终解决方案，为合作伙伴提供完整的支持。

ADI的BMS器件在芯片内部很复杂，但客户设计起来很轻松。ADI远不只是一个元器件提供商，而是真正的合作伙伴，拥有丰富的系统级知识、深厚的领域专业知识和重要的ESS经验及见解。ADI可为ESS公司的本地团队提供技术支持，并提供专家级的现场应用工程师。它不仅为BMS、电源和监控系统提供器件，还保证了关键时刻的高精度、性能、可靠性和上市速度，这样ESS公司就可以在竞争激烈的市场获得新客户，同时增强获利时效。

结语

随着能源需求和消费者角色的不断转变，储能解决方案将在为世界提供动力方面发挥更加突出的作用。这一转变将为从破坏环境的化石燃料转向更清洁、更可持续的电力应用奠定基础。ESS支持可再生能源与电网有效连接，由此促进更大规模地使用可再生能源，同时对现有电网基础设施进行经济高效的升级，从而有可能节省数万亿美元。

ADI和储能公司合作使得充电速度更快，开发出准确、安全且经济高效的ESS解决方案，ADI及其合作伙伴正在为实现能源独立、更可持续的电气化未来，以及更健康的人类环境和全球生态系统铺平道路。