雙碳背景下 智能電網(wǎng)新變化
“雙碳”倡導(dǎo)綠色環(huán)保,通過(guò)制定長(zhǎng)期的目標(biāo)有計(jì)劃地降低碳排放,既有利于引導(dǎo)綠色技術(shù)創(chuàng)新,也有助于推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整。2020年中國(guó)提出分別在2030年、2060年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”。在這個(gè)過(guò)程中,除了大力發(fā)展可再生能源之外,也需要在現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過(guò)使用低碳甚至零碳的技術(shù)或方案,達(dá)成節(jié)能減排的目標(biāo)。
雙碳下的能源電力行業(yè)
“雙碳”背景下的能源形勢(shì)正在逐漸發(fā)生變化,2020年中國(guó)結(jié)合科技產(chǎn)業(yè)變革特征推出了“新基建”戰(zhàn)略,除了交通網(wǎng)(城際高鐵、城市軌道交通)和信息網(wǎng)(5G基建、大數(shù)據(jù)中心、AI、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))之外,在能源網(wǎng)上包括了特高壓和新能源汽車(chē)充電樁。此外,“十四五”對(duì)能源的布局也讓清潔能源、儲(chǔ)能、遠(yuǎn)距離能源輸送和充電樁成為熱點(diǎn)。
未來(lái)的電網(wǎng)將會(huì)變得更加智能高效和節(jié)能環(huán)保,不僅會(huì)加入電力物聯(lián)網(wǎng),而且在每個(gè)環(huán)節(jié)都加入了儲(chǔ)能系統(tǒng)。發(fā)電整合了更多的可再生能源,儲(chǔ)能系統(tǒng)的加持不僅可以動(dòng)態(tài)適應(yīng)間歇電源和負(fù)載,也可以充當(dāng)備用電源,降低再生能源縮減。輸配電則采用特高壓+智能變電站+配電網(wǎng)自動(dòng)化的模式高效輸送和動(dòng)態(tài)調(diào)峰,增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性,最終在用電上提升體驗(yàn)。
智能電網(wǎng)和ADI解決方案
儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)及ADI解決方案
儲(chǔ)能系統(tǒng)大體可以分為兩類:一類是堆疊+集中式儲(chǔ)能,應(yīng)用于電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電站以及風(fēng)力光伏與儲(chǔ)能結(jié)合等場(chǎng)景;另一類則是單體+分布式儲(chǔ)能,常用語(yǔ)應(yīng)用于家庭儲(chǔ)能、戶外移動(dòng)電源等這類的更分散的場(chǎng)景。
作為快速增長(zhǎng)的領(lǐng)域,儲(chǔ)能系統(tǒng)能使可再生能源更好地與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)整合,ADI公司為能量存儲(chǔ)和電源轉(zhuǎn)換市場(chǎng)提供了完整的產(chǎn)品和解決方案組合,包括電池管理系統(tǒng)(BMS)、SPI通信通道以及未來(lái)無(wú)線實(shí)施方案等。
與ADI合作了三十多年的技術(shù)型授權(quán)代理商Excelpoint世健多年來(lái)基于ADI的產(chǎn)品和解決方案組合,打造了多個(gè)貼近客戶應(yīng)用需求的解決方案并獲得了市場(chǎng)的認(rèn)可。針對(duì)ADI的儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品,世健結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng),重點(diǎn)推薦一個(gè)堆疊式解決方案(ADBMS1818+LTC6820)。
ADBMS1818是一款多單元電池堆監(jiān)控器,可測(cè)量多達(dá)18個(gè)串聯(lián)連接的電池單元,總測(cè)量誤差小于3.0 mV,0~5 V的電池測(cè)量范圍適合大多數(shù)電池化學(xué)應(yīng)用,既可選擇低數(shù)據(jù)采集速率以便降噪,也可多個(gè)串聯(lián)來(lái)監(jiān)測(cè)高壓電池串。
ADBMS1818有可堆疊架構(gòu)內(nèi)置可逆isoSPI?接口,既可不受RF干擾保證遠(yuǎn)距離高速通信,也支持雙向斷線保護(hù)、同步電壓和電流測(cè)量,200mA的被動(dòng)電池均衡能力和9個(gè)通用數(shù)字I/O或模擬輸入都是其優(yōu)勢(shì),備用電池系統(tǒng)、電網(wǎng)/家庭儲(chǔ)能以及高功率便攜設(shè)備等都可應(yīng)用。
LTC6820是雙向SPI隔離器,既支持1Mbps高速率數(shù)據(jù)通信,也支持所有ADI isoSPI?器件,電氣隔離使用標(biāo)準(zhǔn)變壓器實(shí)現(xiàn)。此外,其優(yōu)勢(shì)還包括低成本單條雙絞線雙向接口、支持長(zhǎng)達(dá)100米的電纜,極低EMI敏感性和輻射、超低2μA空閑電流以及自動(dòng)喚醒檢測(cè)等。
光伏逆變和充電樁中的功率變換及ADI解決方案
光伏逆變器可將太陽(yáng)能板產(chǎn)生的電力轉(zhuǎn)換為供家庭使用的電能,隨著能源產(chǎn)業(yè)不斷優(yōu)化,光伏因?yàn)槭墉h(huán)境影響更小會(huì)更多地參與到能源結(jié)構(gòu)中來(lái),比如電動(dòng)汽車(chē)的直流充電站將會(huì)更廣泛地優(yōu)化成光伏、儲(chǔ)能與直流快充高效結(jié)合的形式。
未來(lái)的功率變換需要新型電力電子技術(shù),比如高頻率+高效率、磁性元件和散熱器的小型化、高功率密度+強(qiáng)魯棒性以及更低的每瓦成本等,這些都和SiC密切相關(guān)。ADI公司既擁有各種產(chǎn)品、信號(hào)鏈解決方案以及專業(yè)技術(shù)儲(chǔ)備來(lái)應(yīng)對(duì)光伏設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),也在不斷拓展SiC合作。針對(duì)ADI的光伏逆變產(chǎn)品,世健結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)推薦ADuM4135。
ADuM4135是一款常用于光伏逆變器的單通道柵極驅(qū)動(dòng)器,專門(mén)針對(duì)驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極晶體管(IGBT)進(jìn)行了優(yōu)化,擁有13A的短路源電流(0Ω柵極電阻),14A的短路吸電流(0Ω柵極電阻)以及4.61A的峰值電流(2 Ω柵極電阻),輸出功率器件電阻<1Ω,還支持去飽和保護(hù)。
ADuM4135不僅提供帶柵極檢測(cè)輸入的米勒箝位,還支持輸出隔離故障和就緒功能,其低傳輸延遲為55ns(典型值),最小脈沖寬度為50ns,工作溫度范圍是?40°C~+125°C。此外還有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出管腳,可配置不同的柵極極電阻,不僅支持對(duì)開(kāi)關(guān)的速率分開(kāi)控制,而且電阻還可以限制驅(qū)動(dòng)電流,從而降低驅(qū)動(dòng)器本身的功耗。
配電物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的新應(yīng)用及ADI解決方案
能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化為配電帶來(lái)了自動(dòng)化和物聯(lián)網(wǎng),配電物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的新型電氣系統(tǒng)主要分為臺(tái)區(qū)側(cè)、分支箱側(cè)以及用戶側(cè)三部分,無(wú)論是終端、分布式電源還是智能斷路器(量測(cè)開(kāi)關(guān))都需要電能質(zhì)量/電氣檢測(cè)。ADI公司的尖端檢測(cè)、測(cè)量、通信和電源管理解決方案滿足了對(duì)沿輸配電線路以及微電網(wǎng)進(jìn)行電源監(jiān)測(cè)和基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè),并且滿足快速準(zhǔn)確地檢測(cè)和定位故障的需求。
世健推薦的ADE9430是一款完全集成的高精度、多相電能和電源質(zhì)量監(jiān)控器件。該器件具有出色的模擬性能和數(shù)字信號(hào)處理(DSP)內(nèi)核,可在寬動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確電能監(jiān)控。好的電能質(zhì)量意味著維持額定的供電電壓,包括頻率和幅值變化,ADE9430是一個(gè)完整的Class S 解決方案。
ADE9430集成了IEC61000-4-30 (GB/T17626.30)兼容的電能質(zhì)量特性,擁有IC+固件庫(kù),并由固件庫(kù)來(lái)完成電能質(zhì)量算法,既不依賴硬件在客戶的控制器上運(yùn)行,也能輸出兼容標(biāo)準(zhǔn)要求的結(jié)果。
此外,ADE9430簡(jiǎn)化了電能和電源質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和認(rèn)證,能夠?qū)ms、頻率、相位角度、功率因數(shù)有功、無(wú)功、視在功率和電能進(jìn)行瞬時(shí)總值和基波測(cè)量,提供了完整的電源質(zhì)量監(jiān)控功能,應(yīng)用于電能和電源監(jiān)控、標(biāo)準(zhǔn)電源質(zhì)量監(jiān)控、智能配電單元以及三相電表等。
綜上所述,Excelpoint世健認(rèn)為,雙碳背景下的智能電網(wǎng)新變化對(duì)未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)至關(guān)重要,而來(lái)自ADI的智能電網(wǎng)產(chǎn)品和解決方案既精確又高效,能幫助市場(chǎng)更好地迎接各類挑戰(zhàn)。