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電池儲能系統(tǒng) （BESS） 是一個復雜的解決方案，其利用充電電池來儲存能量供以后使用。BESS 的類型與電化學或其采用的電池有關；這類系統(tǒng)可以采用鋰離子、鉛酸、鎳鎘、鈉硫和液流電池。
要了解 BESS 及其工作原理，先看看其結構和核心元件：
從太陽能、風能或發(fā)電站等不同來源提供的電能，在電池充電過程中會轉換為化學能。電池在放電過程中釋放的能量可以為家庭、車輛、商業(yè)建筑和電網(wǎng)供電。電池由電池單體組成，可以排列組成電池模塊、電池組和電池箱。
BMS 為電池的安全和正確運行提供保障。每種類型的電池都有特定的充電和放電條件。BMS 確保電池保持在所需的電流、電壓和溫度范圍內。BMS 可監(jiān)測電池的參數(shù)并估計其剩余電量 （SOC） 和健康狀態(tài) （SOH），確保電池的可靠和持久性能。
BESS 使用電力轉換系統(tǒng)，將直流電 （DC） 轉換成交流電 （AC），反之亦然。當電池充電時，交流電從電源流入，并轉換為直流電。當電池放電時，會產(chǎn)生直流電，然后被轉換回為 BESS 應用所需的交流電。
EMS 是電池儲能系統(tǒng)的一個控制單元。EMS 管理 BESS 中可用的電力，即管理何時、為何以及以何種數(shù)量積累或釋放電力。EMS 組合 BESS 的各個元件，并優(yōu)化其整體性能。
可以有一系列的安全系統(tǒng)，每個系統(tǒng)負責一個特定的任務。例如，HVAC 系統(tǒng)使 BESS 通過暖通空調保持所需的溫度和濕度。消防系統(tǒng)可以檢測煙霧并防止火災事故。
▲典型的 BESS 結構（圖源：Integra Sources LLC）
BESS 能做什么？
BESS 可在任何時候和任何天氣下有效利用太陽能和風能。充電電池可以存儲由間歇性可再生能源產(chǎn)生的多余能量。之后，可以根據(jù)用戶的需求調度這些能量。
與電池儲能解決方案整合后，可再生能源可以取代化石燃料，為多樣化的應用提供廉價和清潔的能源。可再生能源整合被廣泛用于：
太陽能和風力發(fā)電場
離網(wǎng)和孤立的社區(qū)（島嶼和難以到達的地區(qū)）
與太陽能板相結合的家庭儲能設備（如 Powerwall）
除了支持離網(wǎng)系統(tǒng)，BESS 還可以大幅支持住宅、商業(yè)和工業(yè)使用的并網(wǎng)和混合解決方案
能源套利
BESS 可為家庭、企業(yè)和其他設施提供電力，確保其持續(xù)運行。對于醫(yī)療機構和其他提供健康和安全相關服務的組織來說，這點至關重要。根據(jù)儲能容量，BESS 可按所需時間長度提供備用電力，即使是電網(wǎng)嚴重故障也沒問題。
BESS 可協(xié)助發(fā)電站和電網(wǎng)在停電后快速恢復供電。消費者可使用電池儲能系統(tǒng)而不是使用柴油發(fā)電機，這種系統(tǒng)是成本更低也更節(jié)能的黑啟動解決方案。BESS 能獨立于電網(wǎng)輸電線路運作，并按所需的時間（從數(shù)分鐘到數(shù)小時）供應電力。
最適合使用 BESS 的應用
BESS 依賴于經(jīng)濟實惠的技術，例如，鋰離子電池的價格在過去 10 年下降了近 90%，并將進一步下降。電池儲能解決方案具有廣泛的配置，可提供不同的儲能容量和尺寸，因此適合許多行業(yè)和應用。這些應用可分為電表前 （FTM） 應用，即公用事業(yè)規(guī)模的系統(tǒng)（消耗的電力由電表測量）；以及電表后 （BTM） 應用，即提供可在現(xiàn)場使用的電力（消耗的電力無法連接到電網(wǎng)，因而無法由電表測量）。以下是 FTM 和 BTM 的 BESS 應用清單：
對于公用事業(yè)規(guī)模的設施和設備的運行和維護，電池儲能系統(tǒng)可帶來相當大的貢獻。BESS 可提供儲備的容量和黑啟動服務，實現(xiàn)電壓和頻率穩(wěn)定性，并通過推遲維護來節(jié)省資金。FTM BESS 應用包括：
公用電網(wǎng)
變電站
輸電和配電線路
發(fā)電站
BTM 系統(tǒng)能繞過電網(wǎng)供電給消費者。BESS 與綠色能源一起可持續(xù)支持獨立的電力系統(tǒng)或微電網(wǎng)。制造商可以使用電池儲能來儲存?zhèn)溆秒娏?，以避免生產(chǎn)設施停機。公司和家庭可以使用 BESS，通過能源時間轉移大幅降低電費開銷。BTM 電池儲能系統(tǒng)可用于以下用途：
工業(yè)和制造工廠
企業(yè)
家庭
電動汽車
海洋系統(tǒng)
▲BESS 應用（圖源：Integra Sources LLC）
要設計高質量的 BESS，需要一個精通電池技術、電力電子技術、嵌入式軟件和硬件開發(fā)的專業(yè)團隊。安排并協(xié)調產(chǎn)品從設計到認證及制造的每個階段至關重要。雇用具有相關專業(yè)知識和經(jīng)驗的工程師，有助于打造出能達到客戶期望的成熟電池儲能系統(tǒng)。
