可再生能源的发展和全球能源高效利用的趋势增加了人们对储能解决方案的兴趣，尤其是电池储能系统。阅读这篇文章将帮助你理解这些系统和使用它们的好处。
贝丝是如何工作的
电池能量存储系统(BESS)是一种复杂的解决方案，它使用可充电电池来存储能量以备后用。BESS的类型与电化学或其使用的电池有关；这样的系统可以使用锂离子、铅酸、镍镉、钠硫和液流电池。能量存储系统(ESS)是一个更宽泛的术语。可能依赖于电池之外的各种技术，比如水力发电、飞轮、压缩空气等等。
要了解BESS是什么以及它是如何工作的，看一下它的结构和核心元素会有所帮助：
电池
从不同来源如太阳能、风能或发电站供应的电能将在电池充电期间转换成化学能。电池在放电过程中释放的能量可以为家庭、车辆、商业建筑和电网供电。电池由电池单元组成，这些电池单元可以排列成电池模块、电池组和电池盒。
电池管理系统(BMS)
BMS为电池的安全和正确运行提供了保证。每种电池都有特定的充放电条件。确保BMS电池保持在所需的电流、电压和温度范围内。BMS可以监控电池的参数，并估计其剩余电量(SOC)和健康状态(SOH)，以确保电池的可靠和持久性能。
电力转换系统(PCS)
BESS使用电源转换系统将直流电(DC)转换成交流电(AC ),反之亦然。当电池充电时，交流电从电源流入，并转换成直流电。当电池放电时，它会产生直流电，然后再转换回BESS应用所需的交流电。
电能管理系统(EMS)
EMS是电池储能系统的控制单元。EMS管理BESS中可用的功率，即管理何时、为何以及以何种数量积累或释放功率。整合EMS BESS的组件，优化其整体性能。
安全系统
可以有一系列安全系统，每个系统负责一个特定的任务。例如，HVAC系统通过HVAC将BESS保持在所需的温度和湿度。消防系统可以探测烟雾，防止火灾事故。
图1:典型的BESS结构。(资料来源：Integra Sources LLC)
贝丝能做什么？
每年，电池储能系统为全世界成千上万的家庭、企业、工厂和社区提供电力。这些系统在规模和能量存储容量方面各不相同。
例如，特斯拉Powerwall的可用容量为13.5千瓦时，这是一种紧凑的设备，可以为一个家庭提供不间断的电力。并且vistra moss landing储能设施的总容量为600 MWh，是世界上最大的BESS，可以为30万户家庭提供电力。
虽然在尺寸和容量上有差异，但BESS可以实现相似的功能，解决相似的问题。我们来看看电池储能可以派上用场的案例。
可再生能源整合
BESS可以在任何时候、任何天气下有效利用太阳能和风能。可充电电池可以储存间歇性可再生能源产生的多余能量。之后，这些能量可以根据用户的需求进行调度。
在与电池储能解决方案集成后，可再生能源可以取代化石燃料，为各种应用提供廉价和清洁的能源。可再生能源整合广泛用于：
有太阳能发电厂的离网和孤立社区(岛屿和难以到达的地区)。家用储能设备(如Powerwall)结合太阳能电池板。除了支持离网系统，BESS还可以为住宅、商业和工业用途的并网和混合解决方案提供强大支持。套利电力需求与其成本之间存在正相关关系。电价在需求高峰时会上涨，需求减少时会下降。消费者可以利用电池储能系统进行能量套利(也叫时间转移)。
消费者可以在非高峰时段以低成本为电池充电，并使用BESS储存电力。然后，他们可以等到电价上涨时将电池放电，以使用低成本的电力或出售给电网。
因此，家庭和企业可以有效地管理电力资源，降低成本。
负载管理
一天的用电量随着季节的变化而变化，所以有高峰时间和非高峰时间。BESS允许用户轻松调整这些时段的功耗，节省电力成本。
峰值负载调节是BESS负载管理中最常见的用例之一，其重点是降低高峰时段的功耗。此外，消费者可以像能源套利一样减少电费支出。
电池储能解决方案有助于避开电网的高峰负荷，因此也可以避免停电和其他紧急情况。通过释放储存的能量，BESS可以减轻电网负荷，保持供电不间断。
黑启动
BESS可以帮助电站和电网在停电后快速恢复供电。消费者可以使用电池储能系统代替柴油发电机，这是一种成本更低、更节能的黑启动解决方案。BESS可以独立于电网的输电线路运行，在要求的时间内(从几分钟到几小时)供电。
储用功率
BESS可以为家庭、企业和其他设施提供电力，以确保其持续运行。这对于医疗机构和其他提供健康和安全相关服务的组织来说非常重要。根据储能容量，BESS可以在所需的时间长度内提供备用电源，即使出现严重的电网故障。
以及频率和电压控制。
如果电源不能同步满足其实际需求，频率和电压可能会超过其工作极限。这可能会导致断电和停电。BESS通过调节电压和频率来保证电网和电力系统的稳定性。由于电池储能系统响应时间快，可以成为电网平衡的有效解决方案。
微电网
这种小型电网连接到更大的电网后，可以为商业建筑、制造工厂或社区供电。自主微电网可以向偏远地区和岛屿等社区供电。当BESS与可再生能源相结合时，微电网可以作为多用户的灵活电力系统。
以及传输和分发延迟。
由于高峰负荷和拥挤，输电和配电(TD)线路容易老化和折旧。电池储能解决方案可以作为TD资产来解决这个问题。BESS可以提供额外的储能容量，平衡负载，因此可以推迟现有TD线路的升级和新基础设施的建设，从而节省大量资金。
BESS最适合的应用
BESS依赖于负担得起的技术。例如，锂离子电池的价格在过去10年中下降了近90%，并将进一步下降。电池储能解决方案具有多种配置，可以提供不同的储能容量和大小，因此适用于许多行业和应用。
这些应用可分为电表前(FTM)应用，即公用事业规模的系统(功耗按电表计量)；以及电表后(BTM)应用，即提供现场可以使用的电力(消耗的电力无法接入电网，无法用电表计量)。以下是FTM和BTM的BESS应用列表(显然不是一个完整的列表)。
电表前端应用
对于公共事业设施设备的运行和维护，电池储能系统可以做出相当大的贡献。BESS可以提供备用容量和黑启动服务，实现电压和频率稳定，并通过延迟维护节省资金。FTBESS的应用包括：
BTM系统可以绕过电网，在电网变电站和配电线路中的电站电表后向用户供电。BESS和绿色能源可以持续支持独立电力系统或微电网。制造商可以使用电池储能来存储备用电源，以避免生产设施停机。而且公司和家庭都可以用BESS，通过能源时间转移可以大大减少电费。BTM电池储能系统可用于以下目的：
电动汽车在工业制造工厂、企业和家庭中的海洋系统图：BESS的应用。(资料来源：Integra Sources LLC)
建BE有意义吗
简短的回答是：有意义。如果要详细回答，需要一些澄清。
毫无疑问，买现成的贝丝可以节省很多时间，有时还能省很多钱。如果对系统没有特殊要求，可以从市场上大量储能产品中选择开箱即用的解决方案。即便如此，仍有几个原因可能会阻碍消费者购买，包括：
具体的客户要求，包括业务细分要求和工作条件。缺少所需的功能或不必要的功能会增加系统的成本。系统不全，缺乏配套设备，软件质量低，没有保修和保修后的维护。建立电池能量存储系统可能是一个冗长乏味的过程，需要时间、金钱和专业知识。但是，有机会创建高度定制的解决方案，完全满足最终用户的所有需求。
定制的BESS可以提供更好的功能、可用性、安全性和网络安全性。先进的BMS算法的实施将使用户提高电池的性能，延长其使用寿命。开发定制解决方案可以优化最终用户或BESS供应商所需的技术支持、客户服务和其他服务。
要设计高质量的BESS，需要一支精通电池技术、电力电子技术、嵌入式软硬件开发的专业团队。安排和协调产品从设计到认证和制造的每个阶段是非常重要的。聘请具有相关专业知识和经验的工程师将有助于建立一个成熟的电池储能系统，能够满足客户的期望。
即便如此，定制产品也不是万能的。定制BESS要根据具体情况来考虑，对于某些项目来说，一个完整的解决方案是最合适的。关于定制和即用型BESS产品对比的深入信息，可以在Integra Sources LLC的博客页面上阅读一篇关于电池储能系统的长文。读者可以从这篇文章中了解各种电池技术和特性、主要BESS制造商、替代能源存储系统以及其他相关细节。
