雙碳背景下 智能電網新變化

“雙碳”倡導綠色環(huán)保，通過制定長期的目標有計劃地降低碳排放，既有利于引導綠色技術創(chuàng)新，也有助于推進產業(yè)結構和能源結構優(yōu)化調整。2020年中國提出分別在2030年、2060年前實現“碳達峰”和“碳中和”。在這個過程中，除了大力發(fā)展可再生能源之外，也需要在現有產業(yè)結構的基礎上，通過使用低碳甚至零碳的技術或方案，達成節(jié)能減排的目標。

雙碳下的能源電力行業(yè)

“雙碳”背景下的能源形勢正在逐漸發(fā)生變化，2020年中國結合科技產業(yè)變革特征推出了“新基建”戰(zhàn)略，除了交通網（城際高鐵、城市軌道交通）和信息網（5G基建、大數據中心、AI、工業(yè)互聯網）之外，在能源網上包括了特高壓和新能源汽車充電樁。此外，“十四五”對能源的布局也讓清潔能源、儲能、遠距離能源輸送和充電樁成為熱點。

未來的電網將會變得更加智能高效和節(jié)能環(huán)保，不僅會加入電力物聯網，而且在每個環(huán)節(jié)都加入了儲能系統(tǒng)。發(fā)電整合了更多的可再生能源，儲能系統(tǒng)的加持不僅可以動態(tài)適應間歇電源和負載，也可以充當備用電源，降低再生能源縮減。輸配電則采用特高壓+智能變電站+配電網自動化的模式高效輸送和動態(tài)調峰，增強電網穩(wěn)定性，最終在用電上提升體驗。

智能電網和ADI解決方案

?儲能系統(tǒng)設計及ADI的解決方案

儲能系統(tǒng)大體可以分為兩類：一類是堆疊+集中式儲能，應用于電網側儲能系統(tǒng)、充電站以及風力光伏與儲能結合等場景；另一類則是單體+分布式儲能，常用語應用于家庭儲能、戶外移動電源等這類的更分散的場景。

作為快速增長的領域，儲能系統(tǒng)能使可再生能源更好地與電網實現整合，ADI公司為能量存儲和電源轉換市場提供了完整的產品和解決方案組合，包括電池管理系統(tǒng)（BMS）、SPI通信通道以及未來無線實施方案等。

技術型授權代理商Excelpoint世健多年來基于ADI的產品和解決方案組合，打造了多個貼近客戶應用需求的解決方案并獲得了市場的認可。針對ADI的儲能系統(tǒng)產品，世健結合當前市場，重點推薦一個堆疊式解決方案（ADBMS1818+LTC6820）。

ADBMS1818是一款多單元電池堆監(jiān)控器，可測量多達18個串聯連接的電池單元，總測量誤差小于3.0 mV，0~5 V的電池測量范圍適合大多數電池化學應用，既可選擇低數據采集速率以便降噪，也可多個串聯來監(jiān)測高壓電池串。

ADBMS1818有可堆疊架構內置可逆isoSPI接口，既可不受RF干擾保證遠距離高速通信，也支持雙向斷線保護、同步電壓和電流測量，200mA的被動電池均衡能力和9個通用數字I/O或模擬輸入都是其優(yōu)勢，備用電池系統(tǒng)、電網/家庭儲能以及高功率便攜設備等都可應用。

LTC6820是雙向SPI隔離器，既支持1Mbps高速率數據通信，也支持所有ADI isoSPI器件，電氣隔離使用標準變壓器實現。此外，其優(yōu)勢還包括低成本單條雙絞線雙向接口、支持長達100米的電纜，極低EMI敏感性和輻射、超低2μA空閑電流以及自動喚醒檢測等。

?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能板產生的電力轉換為供家庭使用的電能，隨著能源產業(yè)不斷優(yōu)化，光伏因為受環(huán)境影響更小會更多地參與到能源結構中來，比如電動汽車的直流充電站將會更廣泛地優(yōu)化成光伏、儲能與直流快充高效結合的形式。

未來的功率變換需要新型電力電子技術，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+強魯棒性以及更低的每瓦成本等，這些都和SiC密切相關。ADI公司既擁有各種產品、信號鏈解決方案以及專業(yè)技術儲備來應對光伏設計挑戰(zhàn)，也在不斷拓展SiC合作。針對ADI的光伏逆變產品，世健結合當前市場推薦ADuM4135。

ADuM4135是一款常用于光伏逆變器的單通道柵極驅動器，專門針對驅動絕緣柵雙極晶體管（IGBT）進行了優(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。

ADuM4135不僅提供帶柵極檢測輸入的米勒箝位，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。此外還有兩個驅動輸出管腳，可配置不同的柵極極電阻，不僅支持對開關的速率分開控制，而且電阻還可以限制驅動電流，從而降低驅動器本身的功耗。

?配電物聯網環(huán)境下的新應用

及ADI解決方案

能源結構的優(yōu)化為配電帶來了自動化和物聯網，配電物聯網環(huán)境下的新型電氣系統(tǒng)主要分為臺區(qū)側、分支箱側以及用戶側三部分，無論是終端、分布式電源還是智能斷路器（量測開關）都需要電能質量/電氣檢測。ADI公司的尖端檢測、測量、通信和電源管理解決方案滿足了對沿輸配電線路以及微電網進行電源監(jiān)測和基礎設施監(jiān)測，并且滿足快速準確地檢測和定位故障的需求。

世健推薦的ADE9430是一款完全集成的高精度、多相電能和電源質量監(jiān)控器件。該器件具有出色的模擬性能和數字信號處理（DSP）內核，可在寬動態(tài)范圍內實現精確電能監(jiān)控。好的電能質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)兼容的電能質量特性，擁有IC+固件庫，并由固件庫來完成電能質量算法，既不依賴硬件在客戶的控制器上運行，也能輸出兼容標準要求的結果。

此外，ADE9430簡化了電能和電源質量監(jiān)控系統(tǒng)的實現和認證，能夠對rms、頻率、相位角度、功率因數有功、無功、視在功率和電能進行瞬時總值和基波測量，提供了完整的電源質量監(jiān)控功能，應用于電能和電源監(jiān)控、標準電源質量監(jiān)控、智能配電單元以及三相電表等。

綜上所述，Excelpoint世健認為，雙碳背景下的智能電網新變化對未來的能源結構至關重要，而來自ADI的智能電網產品和解決方案既精確又高效，能幫助市場更好地迎接各類挑戰(zhàn)。