本文来自微信公众号“电子发烧友网”,【作者】黄山明。
电子发烧友网报道(文/黄山明)随着储能系统日趋复杂,储能产品的种类与数量持续攀升。储能系统需要实时采集电池电压、温度、电流等关键参数,这就要求具备专门的数据处理功能,以降低云端延迟,提高响应速度。
在此背景下,边缘计算芯片应运而生。在一些本地化智能决策场景中,例如电网通信中断的情况,或者在偏远地区(如无基站覆盖的储能电站),边缘计算芯片能够支持离线自主控制(如虚拟同步机惯量支撑、离网模式切换),确保系统稳定运行。
在分布式能源系统里,边缘计算芯片可对多个储能设备进行协同管理。根据不同设备的状态以及能源需求,优化分布式能源的分配与调度,提升整个系统的能源利用效率和可靠性。
借助人工智能算法,边缘计算芯片还能对储能系统的历史数据展开分析,学习能源消耗模式并预测未来需求,进而优化储能策略,提高能源利用效率,降低能源成本。
同时,储能设备涵盖BMS、PCS、消防等多协议设备,边缘计算芯片支持多协议转换(如Modbus、MQTT),极大地简化了系统集成过程。
可以说,边缘计算芯片在储能市场潜力巨大。
按照国家“双碳”目标,中国计划到2030年风光装机量超过12亿千瓦。储能作为能源消纳的关键环节,智能化升级刻不容缓。预计到2025年,虚拟电厂市场规模将超过500亿元,这需要边缘计算来支持分布式资源的聚合。
此外,国家电网提出输电物联网边缘智能需求,要求高算力、低功耗芯片支持线路缺陷的实时处理。2025年,电网侧储能占比将超过40%,需要借助边缘计算实现快速调频调峰。
目前市场上,英伟达的Jetson Nano芯片属于入门级产品,支持轻量级AI推理和实时数据处理,适合储能系统的实时监控与基础数据分析,可应用于储能设备的运行状态监测、异常报警等基础功能。
英伟达的Jetson Xavier系列则是高端旗舰芯片,搭载自研NPU,支持多模态大模型(如AIGC、CV大模型),算力高达32 TOPS,适用于复杂的数据分析与预测,可用于储能系统的电力需求预测、充放电策略优化、多设备协同管理等方面。
国内的旭日3芯片可提供5TOPS的算力,适用于多种边缘计算场景,尤其适合对高性能和低功耗有平衡需求的场景。华为的Ascend 310以低功耗和高性能闻名,适合边缘计算场景,能够支持多种AI任务,包括图像识别、语音识别等,可用于储能系统的智能管理与优化。
这些边缘计算芯片的加入,催生了众多亮眼的市场产品。例如钡铼技术ARMxy系列工业边缘计算机专为户外应用设计,能够耐受高温、低温、潮湿等恶劣环境,并提供丰富的接口(如RS485、LAN、CAN、DI/DO等)。应用于工商储能柜时,可实时获取高压箱的工作状态,监控储能柜状态并控制开关,实现对储能系统的全面监控与自动化控制。
EMQ推出的NeuronEX能够实现高频海量数据采集,在100ms内完成10000+单集装箱储能点位的数据采集,并提供边缘计算框架,支持SQL语句和函数拓展,可实现SoC/SoH建模分析、电池模组一致性计算、预警告警等功能。适用于大型新能源电池储能系统,确保储能系统的安全运营与快速响应。
研华的Arm-based边缘智能网关提供防崩溃操作系统,保障设备在偏远地区7×24小时稳定可靠运行,具备高效能数据处理机制,可完成大量数据的采集、处理、转换及实时存储。协助储能企业打造稳定高效的BMS方案,满足储能柜在全球各地部署时的稳定运行、灾难恢复、双机热备和实时在线监控需求。
小结
边缘计算芯片对于储能而言是刚性需求。随着新能源渗透率的提高、电网智能化转型以及储能规模化发展,其需求将持续增长。预计到2030年,全球储能边缘计算芯片市场规模将超过百亿美元,覆盖从分布式储能到电网级电站的全场景,成为储能系统智能化的核心基础设施。