過年回家，親朋好友問起現在在做什麼。
答：儲能。
又問：儲能是什麼？
沉思半晌，表達能力本就欠佳的我難以用幾句話來概括。偶然進入儲能行業工作半年，對其仍是不甚瞭解，遂決定繼續在秋招時就停下的寫部落格的習慣，記錄自己的工作總結和對行業、崗位的理解。
一、儲能釋義
開啟chatgpt，問什麼是儲能？答：將能量儲存在某種形式的裝置或系統中，以備將來使用的過程。
目前主流的儲能技術是電池儲能：利用化學反應將電能儲存起來，包括鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池等。
主要應用：在電力系統中，儲能可以用於調節電網頻率、峰谷填平、備用電力支援、電力質量改善等；在工業生產中，儲能可以平滑能源需求、最佳化能源利用；在建築能源管理中，儲能可以用於太陽能或風能的儲存和管理，提高能源利用效率。
目前國內外的儲能廠商包括特斯拉、寧德時代、陽光電源與海辰儲能等。
二、儲能產品
1、寧德時代
作為新能源行業龍頭企業，首先來看寧德時代的儲能產品。開啟官網catl.com，瞭解關於儲能產品的介紹。可以看到它的儲能產品分為發電側儲能、電網（輸配電）側儲能及使用者側儲能三部分。一個個來看。
發電側儲能，一般與新能源發電技術相結合，比如風電光電等。由於風光的不穩定，這些新能源發電產生的電能質量不可靠。儲能技術可以幫助發電側恢復電網的穩定，最佳化發電的出力曲線，減少棄風棄光，提供系統慣量及調頻調峰等功能，提高可再生能源發電佔比，最佳化能源結構。
50MW/100MWh的磷酸鐵鋰電池儲能專案，魯能集團海西州國家級儲能電站示範工程是寧德時代在發電側儲能的示範性產品，2018年12月25日順利併網發電。專案位於格爾木市東光伏園區內，總裝機容量70萬千瓦，包括20萬千瓦光伏專案、40萬千瓦風電專案、5萬千瓦光熱發電專案及5萬千瓦儲能系統，由50個儲能集裝箱和25個35千伏箱變組成，每個集裝箱整合1MW/2MWh。
這個工程是幹什麼用的？答：為電網執行提供調峰、調頻、備用、黑啟動、需求響應支撐等服務，使風能、光能等新能源的發電特性達到常規能源供應的電能品質，實現削峰填谷功能，友好接入電網，以及虛擬同步控制、跟蹤發電計劃、支援二次調頻。簡單來說就兩字：發電。
電網側儲能，或稱輸配電側儲能，可根據電網負荷情況及時調峰調頻。在輸配電側接納可再生能源，保障電網安全、穩定執行。
福建晉江100MWh級儲能電站試點示範專案位於福建省電力負荷中心晉江市安海鎮，佔地16.3畝，建設規模30MW/108.8MWh，以110kV接入省電網，2020年1月14日專案順利併網。寧德時代負責整個儲能系統的系統整合（BMS+PCS+EMS）。
在此部分，儲能系統可以根據電力系統的頻率和電壓變化，提供快速響應的調頻調壓服務，幫助維持電網頻率和電壓在安全範圍內，提高電力系統的穩定性。
使用者側儲能包括工商業儲能、應急儲能以及智慧微網等。工商業對電力需求大，穩定性要求高，儲能在此的主要作用是提供備用電源以保障電力供應，透過削峰填谷以實現降本增效。而智慧微網是什麼含義？這裡只給了一個光儲充檢充電站的例子。就是給電動車充電的充電站，光指光能，儲指儲能，充指充電站，檢指檢測電車電池狀況。主要的電能還是從電網來，可以在某些場景下給社群、工商業供電。除了這兩個例子外，使用者側還包括應急儲能和UPS、基站備電等。
根據以上三個部分，我理解的儲能主要作用就三個。一是儲存新能源的不穩定電源，在穩定後輸出；二是支撐電網，在電網出問題時支援一下；三是削峰填谷，產生經濟收益。
2、陽光電源
這是1997年成立的以逆變器為主要產品的新能源公司，比寧德時代前身ATL成立的時間還早。開啟官網sungrowpower.com，檢視儲能整合系統產品，主要有兩個系列：PowerStack和PowerTitan系列。檢視儲能系統解決方案，包括分散式儲能系統方案和大型儲能系統方案。大型儲能系統方案又包含了直流耦合方案和交流耦合方案。
檢視系統結構體可知，直流耦合和交流耦合的區別在於新能源發電和儲能系統中的電力是透過直流耦合還是交流耦合：
直流耦合
交流耦合
分散式儲能系統解決方案
三、儲能行業的研究內容
儲能系統就像成百上千個大容量充電寶聚集在一起，需要時向外供電，沒電時向裡充電。然而其涉及到的知識面十分廣泛。一個基本的儲能系統至少包括電池管理系統BMS、儲能變流器PCS、能源管理系統EMS等方面。以下是進入此行業需要了解到的知識點和可能的研究方向：
1、材料、工藝方向
儲能系統的核心還是電池，需要研究電池材料的特性和效能，開發新型材料以提高電池的能量密度、迴圈壽命和安全性。工程師從事的研究方向包括新型電池材料和電池化學組成的研究；電池充放電過程的建模和模擬；儲能系統的安全性和可靠性分析等。
2、化學
化學材料開發；電化學分析、表徵等。工作內容包括電池材料和化學反應的研究，選擇合適的電池化學組成、電解質和電極材料，最佳化電池的效能和迴圈壽命。
3、機械、結構
儲能系統的機械結構設計、開發，包括外殼設計、散熱系統設計和機械連線等方面。從電芯、結構件、公夾具，電箱、集裝箱，到單體建築和廠區整體結構規劃。需要機械、材料成型及汽車工程等專業方面的知識。
4、控制
設計儲能系統的控制演算法和控制系統，實現對電池充放電過程、電網連線和斷開、系統執行狀態的監測和控制。工作內容包括儲能系統的智慧控制和運維管理等，涉及軟硬體開發、各類控制系統設計和演算法開發等方向。需要電子通訊、自動化及計算機等專業方面的知識。
5、電氣
設計和規劃儲能系統的電氣部分，包括電池組的選型、電力電子裝置的設計和控制系統的開發，主要是儲能變流器PCS。研究方向涉及儲能系統與電網的整合與最佳化等。
四、名詞解釋
1、單位
安時Ah是電池的容量單位，表示電池能夠在一小時內提供的電流量。例如，一個10Ah的電池可以在一小時內提供10安的電流。
瓦時Wh是功率單位瓦特（W）與時間單位小時（h）的乘積，表示在一小時內以一瓦特功率消耗的能量,1 度電就是 1000Wh（1kWh）。在電池中，瓦時常用於描述電池的能量容量，即電池能夠以多少瓦的功率持續供應多長時間。
瓦時（Wh）和安時（Ah）是描述電池容量和能量的兩種不同單位，瓦時=電壓×安時。
P = V * I = (J/C) * (C/t) = J/t;
Wh = P * t = V * I * t = V * Ah;
2、電池
鋰離子電池是一種常見的二次電池，採用鋰離子在正負極之間的遷移來儲存和釋放能量。
磷酸鐵鋰電池是鋰離子電池的一種型別，其正極材料採用磷酸鐵鋰（LiFePO4）。
三元鋰電池也是鋰離子電池的一種型別，其正極材料通常是鎳錳鈷（NMC）或鎳鈷鋁（NCA），其中的“三元”指的是鋰離子正極材料中含有三種金屬元素。
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池都是鋰離子電池的特定型別，它們在正極材料和效能特點上略有不同，但都屬於鋰離子電池家族的一部分，具有類似的工作原理和應用領域。
3、黑啟動
指在電力系統完全失去電源供應的情況下重新啟動的過程。電力系統依賴外部電源，例如電網或備用發電機維持系統的執行。在某些情況下，整個電力系統因為災難性事件（例如大範圍停電、裝置故障等）而失去電源供應，這時就需要進行黑啟動來恢復電力系統的執行。
黑啟動通常由備用發電機、儲能系統或其他備用電源提供臨時電力，以重新啟動電力系統的關鍵裝置，例如發電機、變壓器和控制系統。一旦關鍵裝置恢復執行，系統就可以逐步恢復正常執行，並重新連線到外部電網或其他電源，以維持電力系統的穩定執行。
4、虛擬同步控制
虛擬同步控制是一種用於電力系統中的控制方法，旨在提高多個分散式能源資源（DERs）的執行效率和穩定性。在傳統的電力系統中，發電機通常由同步發電機組成，這些發電機透過共享電網同步執行，以維持電力系統的頻率和電壓穩定。然而，隨著可再生能源的增加和分散式能源的普及，越來越多的非同步發電資源（如風電、太陽能等）接入電力系統，這給系統的穩定性和執行管理帶來了挑戰。
虛擬同步控制透過在分散式能源資源之間建立虛擬同步關係，模擬同步發電機的執行特性，從而實現對電力系統的頻率和電壓穩定性的控制。具體來說，虛擬同步控制透過監測電網的頻率和電壓變化，並根據系統需求調整分散式能源資源的執行模式，以響應電網的頻率和電壓變化，並提供相應的功率支援。
虛擬同步控制可以使分散式能源資源更加靈活地參與電力系統的執行和調節，提高系統的穩定性和韌性，同時最大限度地利用可再生能源資源。這種控制方法通常依賴於先進的通訊和控制技術，以實現對分散式能源資源的實時監測和調節。
5、調頻
一次調頻主要處理短期、即時的頻率變化，而二次調頻則更側重於長期、細緻的頻率調節。
一次調頻（Primary Frequency Control）： 一次調頻是指電力系統中由發電機和負荷的即時調節來維持電網頻率的穩定。當電網頻率偏離標準值時，一次調頻控制會透過調節發電機的輸出功率來平衡電網的供需關係，使頻率回到穩定範圍內。一次調頻通常由發電機的調速器和自動發電機控制器實現，它們能夠在幾秒鐘內響應頻率變化，並調整發電機的輸出功率。
二次調頻（Secondary Frequency Control）： 二次調頻是指電力系統中透過自動化控制系統來實現的更細緻的頻率調節，以維持電網頻率的長期穩定性。二次調頻控制通常由中央排程控制中心或區域排程控制中心實施，它透過調整發電機的輸出功率分配和負荷的調節來對抗電網負載變化和發電機執行的不確定性，以保持電網頻率在長期內接近標準值。
6、功率
有功功率（Active Power）： 電路中實際轉換為有用功的功率，用於產生機械功、熱能或光能等形式的能量。通常用於描述電路中進行實際功率轉換的能量流動，是電力系統中主要的功率形式。單位是瓦特（W），在交流電路中通常用符號 P 表示。正值表示能量的輸出，負值表示能量的吸收或消耗。
無功功率（Reactive Power）： 電路中因電壓和電流之間的相位差而來回交換的功率，不執行有用功的轉換，主要用於維持電力系統的電壓穩定和電流平衡。無功功率通常用於描述電路中的電能儲存和釋放過程，通常用符號 Q 表示。無功功率可以是正值或負值，正值表示電路中的無功功率的產生，負值表示無功功率的吸收或消耗。
電力系統中的總功率由有功功率和無功功率的組合決定，兩者共同構成了電力系統的視在功率，其單位是伏安（VA）或千伏安（kVA）。
7、功率因數
Power Factor，是描述交流電路中有用功率和視在功率之間關係的一個物理量，是有用功率與視在功率的比值。
在交流電路中，有用功率表示實際進行功率轉換的功率，即有功功率（Active Power），通常用單位瓦特（W）來表示；視在功率表示電路中的總功率，即有功功率和無功功率的向量和，通常用單位伏安（VA）或千伏安（kVA）來表示。因此，功率因數實際上是有用功率與電路總功率的比值。
功率因數的取值範圍通常在0到1之間，其中1表示理想情況下的純有功負載，即電路中只有有用功率，沒有無功功率；而0表示純無功負載，即電路中只有無功功率，沒有有用功率。在實際應用中，功率因數的數值越接近1，表示電路中的有用功率佔比越大，系統執行越高效。
五、總結
EMS,PCS,BMS這三者均包含十分龐大複雜的內容，後續以EMS為起點進行學習實踐。