储能体系解决方案现状及趋势

2021年7月，国家发改委、国家动力局联合印发的《关于加速推进新式储能开展的辅导定见》明晰，完结新式储能从商业化初期向规划化开展的改动，到2025年，累计装机规划达3000万千瓦以上。2021年9月，国家动力局发布《新式储能项目办理规范（暂行）》，促进新式储能活跃保险健康有序开展，支撑以新动力为主体的新式电力体系建造。

一、什么是储能

先了解一下储能的基本概念，储能是指经过介质或设备把能量存储起来，在需求时再释放出来的进程。一般讲到储能，首要是指电能的贮存。其实储能自身不是新式的技能，但从工业视点来说却是正处在起步、开展阶段。储能技能是未来动力体系具有柔性、包容性和平衡功用的要害节点。

储能

从运用上看，储能是电力体系中的要害一环，能够运用在“发、输、配、用”恣意一个环节。电力即发即用，无法直接存储，配储则能够滑润电力动摇性，削减资源糟蹋。按运用场景可分为用户侧（自发自用、峰谷价差套利），发电侧（可再生动力并网、削减弃光弃风）、电网侧（电力调峰、调频）、输配侧以及辅佐服务（5G****备用电源）等多种用处。

储能运用

二、储能的含义

确保体系安稳，经过储能体系的能量存储和缓冲使得体系即便在负荷敏捷动摇的状况下依然能够运转在一个安稳的输出水平。

能量用于备用，储能体系能够在清洁动力发电无法正常运转的状况下起备用和过渡效果。

前进电力质量和可靠性，储能体系还可避免负载上的电压尖峰、电压跌落、外界搅扰所引起的电网动摇对体系造成大的影响，选用足够多的储能体系能够确保电力输出的质量与可靠性。

储能运用于电力体系，能够补偿电力体系中缺失的储、放功用，是确保清洁动力大规划开展和电网安全经济运转的要害。储能在改动电能出产、运送和运用同步完结的规划，使得实时平衡的刚性电力体系变得愈加柔性，特别是在平抑大规划清洁动力发电接入电网带来的动摇性方面尤为杰出。

三、储能为什么这么火爆

储能自身不是新式的技能，可是好像一夜之间储能这个概念就火了？小编以为其本源在于环保。

2020年9月，我国许诺在2030年完结碳达峰、在2060年完结碳中和的方针，西方国家则是在2050年前完结碳中和的减排方针。现在各国都对碳排放达成了一致，并且拟定了十分严厉的规范。在未来，一个产品能否昌盛，榜首要务不是它是否好用，而是是否环保。

碳达峰碳中合

在降碳方针下，电力作为动力转型的中心环节，碳减排的要害范畴，电力低碳转型对完结碳达峰和碳中和的方针具有大局含义。火电厂作为碳排放大户，在转型要求之下，就要迎来严重改动，我国现在尽管离不开火力发电，但在我国碳达峰碳中和方针的束缚下，停建和削减火电无疑是需求注重的一环。未来发电方法会逐步向清洁动力的方法挨近，也便是核电、水电、风电、光伏和生物质发电。

火力发电场

归纳清洁动力发电的优势来看，风能和太阳能是取之不尽用之不竭的资源，因而风电和光伏没有燃料本钱限制，成为清洁动力电力中增加最快的工业。从装机规划上看，风电和光伏是最有潜力能够代替煤电的电力。可是因为风电和光伏发电不安稳，并网消纳问题，依然是受限制的，这也导致其商业化脚步下降。

新动力发电厂

简而言之，风能和光伏发电有一个要害的缺点——出力不安稳，无法做到随用随发，风能和光伏发电都有“靠天吃饭”的意思，所以“储能”应运而生。储能的呈现，将处理发电侧这些坏处问题，储能能够针对风能及光伏发电的随机性、动摇性和间接性进行调停，完结风、光、储多方面的出力互补，前进新动力发电的可猜测性、可操控性、可调度性，使之到达或挨近惯例电源，处理新动力安全安稳运转和有用消纳问题。

在新动力代替化石动力的进程中，储能技能能够说是新动力工业革命的中心，储能商场也迎来了爆发式增加，必将导致新动力商场的剧烈竞赛。

四、储能的干流方法

储能技能依照贮存介质进行分类，能够分为机械类储能、电气类储能、电化学类储能、热储能和化学类储能。机械类储能的运用方法有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能。

储能的方法分类

小编带咱们了解一下现在商场上干流的储能方法：机械类储能和电化学储能。

机械类储能

物理储能作为最老练并已构成商业化的储能方法，它首要包含抽水蓄能、压缩空气蓄能等。依据依据中关村储能工业技能联盟（CNESA）数据计算，截止2020年末全球储能装机规划中，抽水蓄能占比到达90.3%，占有肯定的主导位置。

电化学储能

电化学储能作为近几年增加最迅猛的储能方法，增加速度由2018年的3.7%敏捷提升到2020年的7.5%，获益于储能技能的快速前进，单位本钱逐步下降，具有了杰出的商业化运用条件，它首要包含以下几种方法：锂离子电池储能、铅蓄电池储能和液流电池储能。因为电化学储能需求考虑寿数、安全性、以及经济本钱的问题，而锂离子电池储能具有能量密度高、商业运用广、单位本钱不断下降、技能老练，由此锂离子电池储能成为全球电化学储能的霸主位置。依据数据显现，截止2020年末，锂离子电池占电化学储能装机量的92%，钠硫电池和铅蓄电池别离占比3.6%、3.5%。现在锂离子储能首要选用磷酸铁锂电池技能

储能商场巨大，跟着技能前进，储能方法也会发生缓慢改变，未来代表性的储能技能包含超导储能和超级电容器储能等

五、电化学储能工业链

作为现在技能前进最快的电化学储能，跟着小编一同来了解下其工业链。

电化学储能工业链

电化学储能体系首要由电池组、电池办理体系（BMS）、能量办理体系（EMS）、储能变流器（PCS）以及其他电气设备构成。

电池组

电池组作为电化学储能体系的首要组成部分，本钱占整个电化学储能的50%左右，首要的电池组厂商包含宁德年代、比亚迪、LG化学、三星SDI、派能科技、亿纬锂能、国轩高科等。

储能变流器

储能变流器是操控储能电池组充放电进程与电流的交直流改换，首要厂商包含：阳光电源、固德威、锦浪科技、科华恒盛、盛宏电器、SMA、SolarEdge等

储能体系

储能体系首要效果是数据收集、网络监控、能量调度。首要厂商包含：阳光电源、海博思创、沃太动力、科陆电子、特斯拉、Sonnen等

六、储能体系处理方案现状及趋势

在一套完好的储能体系中，储能监控体系是中心设备。储能的监控体系不是孤立存在的，不仅仅是要监督储能相关的信息或许电池的相关信息，它是一个全体的监控体系。

拿国内运用较为广泛的电池储能举例，储能监控体系可对储能电站的PCS（变流器）、储能电池及其他配套辅佐设备（传感器）等进行全面监控，实时收集其运转状况与参数，并经过网络与调度层通讯，完结储能体系的实时长途监控和调度指令的收发。一起，储能监控体系还能够经过传感器收集储能电站的水浸、烟雾、门禁、温度等环境数据，无需再独自装备动环监控体系。

前期的储能监控体系硬件多是选用X86架构，跟着嵌入式技能的不断开展，现在现已有许多类型的ARM微处理器能够代替X86架构以满意储能监控体系的硬件需求。

本年7月23日，国家开展变革委、国家动力局发布了关于加速推进新式储能开展的辅导定见，定见提出“到2025年，完结新式储能从商业化初期向规划化开展改动。”而更低的本钱优势，对未来装机数量将呈爆发式增加的储能职业是一个十分利好的要素。

七、ARM在储能监控体系中的运用

小编以飞凌嵌入式供给的ARM架构中心板解说一下，ARM怎么运用于储能监控体系。

先贴一张储能监控体系结构图，经过此图，咱们能够很明晰的了解ARM中心板在储能监控体系中的定位。

ARM中心板在储能监控体系中的定位

飞凌嵌入式FETMX8MP-C中心板能够完结以下储能监控体系功用：

2路千兆网络：1路用于衔接调度主机，1路与局域网其它设备通讯；

2路CANFD：1路收集电池堆数据，1路收集PCS数据。CANFD数据传输速率高达8Mbps；

支撑8路UART：用来衔接各种传感器和配套辅佐设备。（4路原生UART，4路经过USB扩展）

显现接口丰厚：支撑HDMI、LVDS、MIPI等多种显现接口，可用于本地显现；

支撑4G/5G：可进行无线通讯；

超长供货周期：中心板供货周期可达10年以上，为产品的商场生命周期保驾护航。

八、为什么储能体系ARM处理方案增多

储能柜布置在全球各个地区，尤其是一些偏远地区环境比较恶劣，储能柜的数据量巨大，且对收集时刻有较高要求，当设备呈现毛病时运维本钱十分贵重。怎么确保储能柜的操控体系能够安稳运转，确保体系毛病后主动康复，怎么实时把握设备作业状况和信息也就成为了用户重视的问题。

从用户需求视点看相较于X86架构的主板，ARM主板处理方案也是一个不错的挑选。

功能：ARM主板的功能现已越来越挨近X86主板，甚至在某些方面超过了它。从视频多媒体、数据通讯等几个方面，和X86有些相似。

数据安全及硬件结构的安稳性：ARM主板都选用高度集成方法，数据一般都放在Flash内部，选用二进制格局，外部无法直接复制内部数据。现在ARM主板的体系一般为Linux、Android体系或许其他非WINDOWS体系，不会受病毒感染，客户无须忧虑病毒感染而导致数据走漏或文件损坏，尤其是一些关于数据安全性要求很高的场所，ARM主板十分适宜。

作业时刻：ARM主板功耗极低，仅有几W，主板温度一般是常温，能够一向开机作业，无须人员去保护，并且在掉电状况下，只需来电，那么就会主动发动，无须人员去开机或许关机，而X86主板CPU的高主频所发生较高的热量，简单磨损，寿数有限，需求人员保护，并且不能长时间作业，否则会让主板寿数大大下降。

环境：ARM主板一般都是工业级宽温，而X86主板对环境温度习惯规模相对要小。

灵敏性：ARM主板能够依据用户的需求来进行灵敏装备，比方logo，内存大小，体系驱动程序削减，周围芯片的削减，体系软件的加载等等，不管软硬件都是十分灵敏这样也会大大下降客户的本钱和体系全体的保护本钱和功能，而X86却无法做到这一点

价格：ARM主板现在价格都十分低，并且ARM主板现已包含了内存和存储介质，无须外部购买配件，因而全体体系本钱比X86价格要低许多。

归纳来看，ARM架构产品，在储能体系中运用是十分适宜的，也难怪有越来越多的公司挑选ARM产品设计储能体系。