一种储能柜和储能系统的制作方法

本技术实施例涉及储能，具体涉及一种储能柜和储能系统。

背景技术：

1、储能系统作为能量双向交互的产品，主要用于备用电源、发电侧功率平滑以及用户侧削峰填谷等场景。全网停电或者储能系统首次安装时，系统处于离网模式，没有交流电接入。由于储能系统处于能量交互的核心地位，除了满足国家规定的标准外，黑启动功能也成为了储能系统的强制要求，即在离网模式下，储能系统能够转为具有独立功率输出的电源，完成对重要设备的供电。

2、目前，常见的黑启动方式是设置不间断电源(uninterrupted power supply，ups)，ups分别与电网和储能系统连接，用于在电网未断电之前，存储电网上传输的电能，并在电网断电时，将ups中存储的电能提供给储能系统内的控制器件，控制器件在恢复供电后，控制储能系统启动，并将存储的电能重新输出给电网或者负载，实现黑启动。储能系统中包括多个储能柜，上述黑启动方式需要ups拉线到每个储能柜，而ups与储能柜的连线需要人工操作，接线错误率较大，导致储能柜无法正常启动。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种储能柜和储能系统，用以提升储能柜的黑启动可靠性。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种储能柜，该储能柜应用于储能系统。单个储能柜包括电池簇和储能变流器。

3、其中，所述电池簇包括电池单元、开关单元和启动单元；所述电池单元包括多个串联的储能电池；所述开关单元连接于所述电池单元和所述储能变流器之间；所述储能变流器的第一端用于与所述储能柜所属储能系统中的母线连接，当所述储能变流器的第一端的电压大于第一预设电压时，所述储能变流器用于将所述储能变流器第一端的电压转换为目标电压，并通过所述储能变流器的第二端为所述启动单元供电；所述启动单元用于在接收到所述储能变流器的供电时，并控制所述开关单元导通，以使所述电池单元与所述储能变流器连接。

4、采用上述储能柜，在电网断电或者储能柜初次安装时，储能柜需要实现启动，构成与电网或者负载之间的连接。由于多个储能柜内部的储能变流器的第一端用于连接母线，当系统中的其它储能柜成功启动后，母线上存在电能，待启动的储能柜中储能变流器的第一端也存在电能，因此，待启动的储能柜可以从储能变流器的第一端获取电能，并将获取的电能转换为启动工作所需的目标电压，启动单元得电后控制开关单元闭合实现储能柜的正常启动，从而提升储能柜的黑启动可靠性。

5、在一种可能的实现方式中，所述启动单元还用于：接收所述电池单元或者交流电源的供电，并控制所述开关单元导通。

6、采用上述储能柜，外部设置的不间断电源ups可以作为储能柜连接的外部交流电源，若储能柜与ups之间的接线正确、且ups正常时，储能柜中的启动单元可以从ups上获取供电所需的电能，并控制开关单元导通，实现储能柜的启动。若ups与储能柜之间的接线错误或者ups故障时，启动单元还可以从储能柜中的电池单元上获取供电所需的电能，并控制开关单元导通，实现储能柜的启动。

7、在一种可能的实现方式中，所述启动单元包括：第一供电电路和控制电路。

8、其中，所述第一供电电路连接于所述储能变流器的第二端和所述控制电路之间，用于在接收到所述储能变流器的供电时，为所述控制电路供电；所述控制电路与所述开关单元连接，用于在接收到所述第一供电电路的供电时，控制所述开关单元导通。

9、采用上述储能柜，第一供电电路采用储能变流器作为供电电源，当储能系统中存在已启动的储能柜时，待启动的储能柜中的储能变流器可以通过第一端从已启动的储能柜上获取电能，并利用获取的电能通过第二端为控制电路供电，从而控制开关单元导通，实现储能柜正常启动，保证储能柜启动的可靠性。

10、在一种可能的实现方式中，第一供电电路包括第一辅助电源。其中，所述第一辅助电源的第一输入端与所述储能变流器的第二端的正极连接，所述第一辅助电源的第二输入端与所述储能变流器的第二端的负极连接，所述第一辅助电源的输出端与所述控制电路连接，其中，所述储能变流器的第二端的正极可以是储能变流器输出高电平的接口，所述储能变流器第二端的负极可以是储能变流器输出低电平的接口。

11、采用上述储能柜，当储能系统中存在已启动的储能柜时，待启动的储能柜中的储能变流器可以通过第一端获取已启动的储能柜输出的电能，并对接收的电能进行调压或其它处理后通过储能变流器的第二端为第一辅助电源供电，第一辅助电源得电后为控制电路供电，从而控制开关单元导通，实现储能柜启动。

12、在一种可能的实现方式中，所述第一供电电路还包括：连接在所述储能变流器的第二端的正极和所述第一辅助电源的第一输入端之间的第一二极管，以及连接在所述储能变流器的第二端的负极和所述第一辅助电源的第二输入端之间的第二二极管。

13、采用上述储能柜，可以通过第一二极管和第二二极管控制储能变流器为启动单元供电过程中电流的流向。

14、在一种可能的实现方式中，所述第一供电电路还包括：第一开关和第二开关。

15、其中，所述第一开关和所述第二开关并联连接于所述第一辅助电源的第一输入端和所述电池单元的正极之间；所述第一辅助电源的第二输入端还与所述电池单元的负极连接；当所述第一开关导通时，所述第一供电电路接收所述电池单元的供电；所述第二开关用于当所述第一开关断开时导通，以使所述第一供电电路接收所述电池单元的供电。

16、采用上述储能柜，第一开关接收到驱动信号后导通，第一开关导通构成电池单元与第一辅助电源的电能传输路径，电池单元可以为第一辅助电源供电，第一辅助电源得电后为控制电路供电，从而使开关单元导通实现储能柜的启动。

17、在一种可能的实现方式中，所述第一供电电路还包括：连接在所述第二开关与所述电池单元的正极之间的第三二极管，以及连接在所述第一辅助电源的第二输入端与所述电池单元的负极之间的第四二极管。

18、采用上述储能柜，可以通过第三二极管和第四二极管控制电池单元为第一辅助电源供电过程中电流的流向。

19、在一种可能的实现方式中，所述启动单元还包括第二供电电路，所述第二供电电路与所述控制电路和交流电源连接，用于接收所述交流电源的供电，并为所述控制电路供电；所述控制电路还用于在接收到所述第二供电电路的供电时，控制所述开关单元导通。

20、采用上述储能柜，第二供电电路采用交流电源作为供电电源，当外部交流电源正常以及外部交流电源与储能柜之间的接线正确时，外部交流电源可以为启动单元提供启动所需的电能，实现储能柜正常启动。另外，由于第一供电电路和第二供电电路独立工作，可以保证黑启动的可靠性。

21、在一种可能的实现方式中，所述第二供电电路包括第二辅助电源，所述第二辅助电源的输入端用于与所述交流电源连接，所述第二辅助电源的输出端与所述控制电路连接。

22、采用上述储能柜，第二辅助电源可以从外部交流电源上获取电能，并为控制电路供电，控制电路得电后可以控制开关单元导通，实现储能柜的黑启动。

23、在一种可能的实现方式中，所述启动单元用于：当所述交流电源的输出电压大于第二预设电压时，接收所述交流电源的供电。

24、采用上述储能柜，可以将第二辅助电源的工作所需的最低电压设为第二预设电压，当外部交流电源的输出电压大于第二预设电压时，外部交流电源输出的电压可以满足第二辅助电源对供电电压的需求。

25、在一种可能的实现方式中，所述第二供电电路还包括连接在所述交流电源与所述第二辅助电源的第一输入端之间的第三开关，以及连接在所述交流电源与所述第二辅助电源的第二输入端之间的第四开关。其中，当所述第三开关和所述第四开关导通时，所述第二供电电路接收所述交流电源的供电。

26、采用上述储能柜，第三开关和第四开关接收到驱动信号后导通，第三开关和第四开关构成交流电源与第二辅助电源之间的电能传输路径，第二辅助电源可以从外部交流电源上获取电能并为控制电路供电，控制电路得电后控制开关单元导通，从而实现储能柜的黑启动。

27、在一种可能的实现方式中，所述开关单元包括：第五开关和第六开关。

28、其中，所述第五开关连接于所述电池单元的正极与所述储能变流器的第二端的正极之间；所述第六开关连接于所述电池单元的负极与所述储能变流器的第二端的负极之间。

29、在一种可能的实现方式中，所述电池簇还包括：欠压保护电路，所述欠压保护电路的动作电压可以是根据所述电池单元中储能电池的数量进行设置的。

30、采用上述储能柜，随着储能柜的使用或者储能柜的检修，电池单元中的储能电池的数量可能会发生变化，为了实现储能柜的安全保护，可以在电池簇中设置欠压保护电路，欠压保护电路的动作电压可以根据所述电池单元中储能电池的数量进行设置，来对储能柜的安全保护。

31、第二方面，本技术实施例提供了一种储能系统，该储能系统包括多个如第一方面中任一可能的设计中的储能柜和母线，每个储能柜中的储能变流器的第一端连接母线。

32、在一种可能的实现方式中，所述至少一个储能柜中的储能变流器为dc/dc变换器，所述储能系统还包括一个dc/ac变换器，所述dc/dc变换器均与所述dc/ac变换器连接。

33、第三方面，本技术实施例提供了一种光伏系统，该光伏发电系统包括：多个光伏组件、dc/dc变换器、dc/ac变换器以及如第二方面中任一可能的设计中的储能系统。

34、其中，所述多个光伏组件与所述dc/dc变换器连接，所述多个光伏组件用于将所述光能转换为第一直流电，并输出给dc/dc变换器；所述dc/dc变换器与dc/ac变换器连接，所述dc/dc变换器用于将所述第一直流电转换为第二直流电，并将所述第二直流电输出给所述dc/ac变换器；所述dc/ac变换器与储能系统连接，用于将所述第二直流电转换为交流电，并将所述交流电输出给用电设备或者所述储能系统；所述储能系统，用于将所述交流电转换为第三直流电并存储，或者将存储的电能转换为所述交流电并输出给所述用电设备。

35、第四方面，本技术实施例提供了一种供电系统，该所述供电系统包括：交流电源、至少一个用电设备和如第二方面中任一可能的设计中的储能系统。

36、其中，所述交流电源与所述储能系统中的部分或全部储能柜连接，用于从电网上获取电能，并为所述储能系统中的部分或者全部储能柜供电；所述储能系统与所述至少一个用电设备连接，用于从所述电网上获取电能并存储，或者利用存储的电能为所述至少一个用电设备供电。

37、上述第二方面至第四方面中任一方面中的任一可能设计可以达到的技术效果，请参照上述第一方面中的任一可能设计可以达到的技术效果描述，这里不再重复赘述。