在雙碳目標(biāo)的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)風(fēng)電、光電等新能源行業(yè)得到快速發(fā)展，國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至6月底，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量約24.4億千瓦，其中，可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)11.18億千瓦。但是可再生能源存在許多先天不足，比如風(fēng)能、太陽(yáng)能等存在間歇性問(wèn)題，這也導(dǎo)致新能源發(fā)電存在隨機(jī)性與波動(dòng)性。

針對(duì)當(dāng)前光伏、風(fēng)電不穩(wěn)定的問(wèn)題，大規(guī)模新型儲(chǔ)能的研發(fā)和廣泛應(yīng)用有望成為根治新能源并網(wǎng)消納的良藥。今年6月，發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布了“關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)新型儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)和調(diào)度運(yùn)用的通知”，明確新型儲(chǔ)能可作為獨(dú)立儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)，為儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展再添動(dòng)力。

圖片源于網(wǎng)絡(luò)

新型儲(chǔ)能是除抽水蓄能外的其他以輸出電力為主要形式的儲(chǔ)能，從技術(shù)上分為電化學(xué)儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能等。在新型儲(chǔ)能技術(shù)中，以鋰離子電池為主的電化學(xué)儲(chǔ)能占據(jù)主要的市場(chǎng)份額，具有響應(yīng)速度快、布置靈活、建設(shè)周期短等特點(diǎn)。隨著能源轉(zhuǎn)型的不斷深入，電化學(xué)儲(chǔ)能電站已成為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分。

電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用在發(fā)單側(cè)、配送電側(cè)和用戶側(cè)環(huán)節(jié)，在發(fā)電側(cè)可提高發(fā)電的穩(wěn)定性和發(fā)電質(zhì)量；在輸電環(huán)節(jié)，可降低輸電的成本；在配電環(huán)節(jié)，可以緩解企業(yè)和用戶用電壓力，促使電網(wǎng)的升級(jí)擴(kuò)容；在送電環(huán)節(jié)，可通過(guò)峰谷差套利，進(jìn)而減少企業(yè)和用戶用電成本。

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)由電池組、儲(chǔ)能變流器（PCS）、能源管理系統(tǒng)（EMS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）以及其他電氣設(shè)備共同組成。電池組負(fù)責(zé)儲(chǔ)電；儲(chǔ)能變流器（PCS）控制電池組充放電過(guò)程，進(jìn)行交直流的變換；能源管理系統(tǒng)(EMS)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和能量調(diào)度；電池管理系統(tǒng)（BMS）負(fù)責(zé)監(jiān)控電池儲(chǔ)能單元內(nèi)各電池運(yùn)行狀態(tài)，保障儲(chǔ)能單元安全運(yùn)行。

電池管理系統(tǒng)（BMS）

儲(chǔ)能BMS因?yàn)殡姵亟M數(shù)量龐大，大多采用從控、主控、總控組成的三層架構(gòu)。

從控：電池單體管理單元BMU，負(fù)責(zé)采集單體電池信息如電壓、溫度，計(jì)算分析電池的SOC和SOH，實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電池的主動(dòng)均衡，并通過(guò)CAN接口將信息上傳。

主控：電池簇管理單元BCU，負(fù)責(zé)收集BMU上傳的各種電池信息，采集電池組的組電壓、溫度、電流、總電壓信息，漏電檢測(cè)，狀態(tài)異常時(shí)斷電保護(hù)；計(jì)算分析電池組的SOC和SOH，并通過(guò)CAN接口將信息上傳；

總控：電池陣列管理單元BAMS，對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能電站的電池進(jìn)行集中管理。向下連接各個(gè)電池簇管理單元，采集電池簇管理單元上傳的各種信息；向上與能源管理系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，通過(guò)以太網(wǎng)上傳采集的電池信息，接收EMS系統(tǒng)下達(dá)的電池運(yùn)行參數(shù)；通過(guò)CAN或RS485與變流器通信，BMS將電池狀態(tài)量及異

常信息發(fā)送給變流器，儲(chǔ)能變流器PCS接到BMS告警信息后應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。

儲(chǔ)能系統(tǒng)整套設(shè)備體積較大，坐落的環(huán)境也較為復(fù)雜，因此需要良好的抗干擾能力以及穩(wěn)定的通訊能力，因此需要采用高穩(wěn)定性的ARM嵌入式硬件。

電池簇管理單元BCU可采用啟揚(yáng)IAC-IMX6UL-CM核心板，基于NXP i.MX6UL 處理器設(shè)計(jì)，Cortex-A7架構(gòu)；核心板接口豐富，采集電池剩余電量、溫度、電流、電壓等各類信息；支持2路以太網(wǎng)口，支持2路帶隔離的CAN接口和多路RS485、RS232串口，滿足設(shè)備與電池單體管理單元和電池陣列管理單元數(shù)據(jù)通信功能；工業(yè)級(jí)元器件，工業(yè)級(jí)寬溫，能夠承受復(fù)雜環(huán)境帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

電池管理系統(tǒng)主機(jī)是儲(chǔ)能電池系統(tǒng)中的電池陣列管理單元的主要設(shè)備，可采用啟揚(yáng)IAC-IMX8MP-CM核心板硬件，基于NXP i.MX8M Plus處理器，四核Cortex-A53架構(gòu)，主頻1.6Ghz，滿足性能需求；大容量存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，支持系統(tǒng)長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；擁有豐富的接口，MIPI、LVDS、HDMI等顯示接口，可連接10.1寸高清觸摸屏幕，顯示各類數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)控和能量管理；擁有雙路千兆網(wǎng)口；支持M.2接口擴(kuò)展SSD，實(shí)現(xiàn)更靈活的存儲(chǔ)方案選擇；擁有多路RS232、RS485等數(shù)據(jù)通訊接口，可輕松應(yīng)對(duì)各類場(chǎng)景下的多種功能需求；2路CAN-FD高速接口，支持多路帶隔離串口，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多套分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的監(jiān)控；支持5G模塊數(shù)據(jù)通訊，帶來(lái)更快地響應(yīng)速度和物聯(lián)網(wǎng)化構(gòu)建需求。