如何将电池储能系统的性能提升到更高水平？ (电池储能是什么意思)

可再生能源（如太阳能和风能）的一大问题在于，它们并不完全可控。因此，在可再生能源充足时使用电池储存多余的能量是有必要的。本文介绍了住宅和商用电池储能*(BESS)之间的区别及其各自的常见电路拓扑。本文还建议使用安森美(onsemi)的碳化硅(SiC)方案，将BESS性能提升到全新水平。

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图1：BESS实施概览采用BESS的优势使用带有储能电池的并网/离网太阳能逆变器*，为住宅和商业用户带来诸多好处，包括：*：储存能量，可作为公用事业供应商的替代方案来降低电费。自给自足：储存能量，可以减少（或消除）对电网供电的依赖。备用电源：储存电力，可在主电力故障时用作替代电源。BESS主要构建模块BESS通常包括四大构建模块：可充电电池模块：包括机架式电池单元，容量范围从V到V以上不等。电池管理*(BMS)：BMS*可以保护和管理可充电电池，确保它们安全工作。变流器(PCS)：PCS*将电池组连接到电网和负载能源管理*(EMS)：该软件可以监测、控制和优化BESS。住宅BESS与BESS搭配使用的变流器按照耦合能量的方式（交流或直流）和功率等级（住宅或商业）分类。直流耦合*或混合逆变器只需要一个电源转换步骤，而交流耦合的能量存储是现有直流耦合*的升级版本。

图2：住宅交流耦合（左）和直流耦合（右）ESS双向DC-DC转换器连接电池组和直流链路。单相*的母线电压通常小于V，而充放电功率不会超过kW。降压-升压转换器是最常见的双向DC-DC拓扑，因为它需要的组件少且易于控制。两个VIGBT或MOSFET搭配并联二极管，例如安森美FGH4LTMQDCVFS4IGBT（带集成SiC二极管），非常适合此类双向*。

图3：双向DC-DC的降压-升压隔离可以确保BESS用户的安全，双有源桥转换器(DAB)或CLLC拓扑结构为BESS提供了隔离型双向DC-DC转换器方案。在这方面，安森美NTP5D0NMCVN沟道*栅极PowerTrenchMOSFET是不错的选择。商业和企业场所以及具有更大功率需求的家庭采用标准的三相电源。在三相应用中，电源开关必须能够承受所需的工作电压和电流，以提供高达kW的输出功率，而且还要能够承受高于住宅装置所用的直流链路电压（高达V）。为此，可以使用V器件，例如采用电影对称降压-升压拓扑结构。商用BESS商用储能*的输入和输出功率范围通常在kW至2MW之间。这些大型装置可能由若干个三相子*组成，功率范围从几十千瓦到超过kW不等。标准商用太阳能逆变器的直流母线电压通常为V，但在公用事业规模*中可能高达V。商用BESS中更常用的是交流耦合*，因为它们可以轻松添加到现有设计中。此外，集中式储能单元更易于安装和维护。相比之下，直流耦合*采用的分布式电池组则需要更大的空间和更高的维护成本。

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