储能装置及其控制方法与流程

本技术涉及电池领域，特别是涉及一种储能装置及其控制方法。

背景技术：

1、随着能源技术的快速发展，电池成为生产生活中必不可少的一部分。在一些场景下，多个电池相互串并联可形成电池系统以应用在储能系统中，储能系统与高压电网之间可以进行电力传输，但是，储能系统中的很多低压用电设备需要低压电源以保证其正常工作，为此，需要解决储能装置中的低压供电问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种储能装置及其控制方法，能够有效地解决储能装置中的低压供电问题。

2、第一方面，提供一种储能装置，所述储能装置包括pcs，所述pcs包括多个h桥链节，所述多个h桥链节分别连接多个电池单元，所述电池单元包括至少一个电池，所述h桥链节用于进行交流信号与直流信号的转换，所述直流信号通过所述h桥链节与所述电池单元之间的直流母线对所述电池进行充电和放电。其中，所述储能装置还包括用于提供低压电源的辅源装置，所述辅源装置被配置为从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电。所述辅源装置例如包括dc/dc转换器。

3、本技术实施例中，h桥链节和/或电池单元中的辅源不从电网取电，而是从直流母线取电，或者从电池取常电，由于无需从电网取电，无需设置耐高压的隔离变压器，只需要利用辅源本身的变压器实现隔离即可，在不增加额外的成本的情况下，有效地解决储能装置中的低压供电问题。

4、在一种实现方式中，所述电池单元还包括与所述电池连接的继电器单元，所述继电器单元包括与所述电池的第一电极连接的第一继电器，所述辅源装置的一端连接在所述第一继电器与所述第一电极之间，所述辅源装置的另一端与所述电池的第二电极连接。例如，第一电极为正极，第一继电器是与正极连接的主正继电器，辅源装置的一端连接在主正继电器与电池正极之间，另一端直接与电池负极连接，从而可以从电池取常电。

5、在一种实现方式中，所述电池单元还包括与所述电池连接的继电器单元，所述继电器单元包括与所述电池的第一电极连接的第一继电器、以及与所述电池的第二电极连接的第二继电器，所述辅源装置的一端连接在所述第一继电器与所述第一电极之间，所述辅源装置的另一端连接在所述第二继电器与所述第二电极之间。例如，第一电极为正极，第二电极为负极，第一继电器是与正极连接的主正继电器，第二继电器是与负极连接的主负继电器，辅源装置的一端连接在主正继电器与电池正极之间，另一端连接在主负继电器与电池负极之间，从而可以从电池取常电。

6、在一种实现方式中，所述电池单元还包括与所述电池对应的sbmu，所述辅源装置包括用于向所述sbmu提供低压电源的第一辅源，所述第一辅源被配置为从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电。

7、该实施例中，用于为sbmu提供低压电源的第一辅源能够从直流母线取电或者从电池取常电，这就为sbmu提供了多种可能的供电方式，使得对sbmu的供电更加可靠。

8、在一种实现方式中，所述第一继电器的与所述电池连接的一端与所述第一辅源之间设置有辅源开关，所述h桥链节的控制模块用于控制所述h桥链节的旁路开关，所述sbmu用于控制所述继电器单元和所述辅源开关，以使所述第一辅源从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电。

9、该实施例中，可以根据储能装置中的故障情况，比如是否故障，或者故障位置在h桥链节还是电池单元中，来控制h桥链节的旁路开关以及与电池连接的继电器单元和辅源开关，从而实现第一辅源从直流母线取电或者从电池取常电。

10、在一种实现方式中，在所述h桥链节和所述电池单元均未故障的情况下，所述h桥链节的控制模块用于控制所述h桥链节的旁路开关断开，所述sbmu用于控制所述继电器单元闭合且所述辅源开关闭合，所述第一辅源从直流母线和电池之间竞争取电。所述竞争取电例如包括，在所述直流母线上的第一电压大于所述第一继电器与所述电池之间的第二电压的情况下，从所述直流母线取电，在所述第二电压大于所述第一电压的情况下，从所述电池取常电。

11、该实施例中，在h桥链节和电池单元正常的情况下，h桥链节的旁路开关断开，继电器单元和辅源开关闭合，用于为sbmu提供低压电源的第一辅源能够从直流母线和电池竞争取电，这就为sbmu提供了多种可能的供电方式，使得对sbmu的供电更加可靠。

12、在一种实现方式中，在所述h桥链节故障的情况下，所述h桥链节的控制模块用于控制所述h桥链节的旁路开关闭合，所述sbmu用于控制所述继电器单元断开且所述辅源开关闭合，所述第一辅源从所述电池取常电。

13、该实施例中，在h桥链节故障的情况下，h桥链节的旁路开关闭合以将故障的h桥链节从级联的多个h桥链节中旁路掉，并且断开每个电池连接的继电器单元，这时，尽管h桥链节被旁路掉而使直流母线上没电，但由于电池单元并未故障，因此第一辅源可以从电池取常电，使得sbmu能够正常地监控电池的状态。

14、在一种实现方式中，在所述电池单元中的第一电池故障的情况下，所述h桥链节的控制模块用于控制所述h桥链节的旁路开关断开，且所述第一电池对应的所述sbmu用于控制所述第一电池对应的继电器单元断开且对应的所述辅源开关断开，所述第一电池对应的所述第一辅源从所述直流母线取电。

15、在该实施例中，在电池单元的部分电柜中的电池故障的情况下，h桥链节的旁路开关断开以使直流母线上有电，并且断开故障电池连接的继电器单元以降低电池故障带来的风险，这时，尽管电池发生故障，但是第一辅源可以从直流母线取电，使得sbmu能够正常地监控电池的状态。

16、在一种实现方式中，在所述电池单元中未故障的第二电池满足所述储能装置的充放电需求的情况下，所述第二电池对应的所述sbmu还用于控制所述第二电池对应的所述继电器单元闭合且对应的所述辅源开关闭合，所述第二电池对应的所述第一辅源从所述直流母线和所述电池之间竞争取电。

17、对于未故障的剩余电柜中的电池，若其能够满足储能装置的充放电需求，则剩余电柜中的继电器单元保持闭合，使这些电池继续接入储能装置中正常供电，减少电池故障对储能装置造成的影响，这时，第一辅源可以从直流母线和电池之间竞争取电。

18、在一种实现方式中，在所述电池单元中未故障的第二电池不满足所述储能装置的充放电需求的情况下，所述第二电池对应的所述sbmu还用于控制所述第二电池对应的所述继电器单元断开且对应的所述辅源开关闭合，所述第二电池对应的所述第一辅源从所述直流母线和所述电池之间竞争取电。

19、对于未故障的剩余电柜中的电池，若其无法满足储能装置的充放电需求，则剩余电柜中的继电器单元断开，由于h桥链节在工作，直流母线有电，并且由于电池未故障，辅源开关保持闭合，因此这些电柜中的第一辅源可以从直流母线和电池之间竞争取电，使得sbmu能够正常地监控电池的状态。

20、在一种实现方式中，所述第一辅源与所述直流母线之间设置有第一二极管，所述第一继电器的与所述电池连接的一端与所述第一辅源之间设置有第二二极管，所述第二二极管与所述辅源开关连接，其中，在所述直流母线上的第一电压大于所述第一继电器与所述电池之间的第二电压的情况下，所述第一二极管导通，所述第二二极管截止，以使所述第一辅源从所述直流母线取电，在所述第二电压大于所述第一电压的情况下，所述第二二极管导通，所述第一二极管截止，以使所述第一辅源从所述电池取常电。

21、该实施例中，利用二极管实现第一辅源从直流母线与电池之间竞争取电，操作简单且成本较低。

22、在一种实现方式中，所述至少一个电池的数量为多个，所述电池单元还包括与多个电池对应的sbmu连接的mbmu，所述辅源装置包括用于向所述mbmu提供低压电源的第二辅源，所述第二辅源被配置为从所述直流母线取电。

23、该实施例中，由于mbmu等低压用电设备不是置于电柜内，而是置于电柜外面的总控箱中，为了避免将高压常电裸露在外面，以至于安装和维修时存在安全隐患，因此配电柜中用于为mbmu等低压用电设备提供低压电源的第二辅源不从电池取电，而是从直流母线取电。

24、在一种实现方式中，所述辅源装置包括所述h桥链节中用于提供低压电源的第三辅源，所述第三辅源被配置为从所述直流母线取电。

25、类似地，h桥链节中的控制模块、旁路开关、以及igbt开关等也需要通过辅源提供低压电源，h桥链节中用于提供低压电源的第三辅源也从直流母线取电，以维持h桥链节的正常功能。

26、在一种实现方式中，所述电池单元中的sbmu与所述电池单元的管理系统通过光纤连接，所述管理系统包括ems或者bms，所述光纤用于传输所述管理系统向所述sbmu发送的指令，所述指令用于指示所述sbmu控制所述继电器单元闭合，以实现所述储能装置的黑启动。

27、该实施例中，sbmu和管理系统之间需要能够进行光纤通信，以使储能装置能够实现黑启动。由于第一辅源能够从电池取常电，因此sbmu有常电，在黑启动时，管理系统通过光纤向sbmu下发指令，sbmu基于该指令控制相应的继电器单元闭合，使h桥链节及其对应的电池单元带电，从而自行启动。

28、第二方面，提供一种储能装置的控制方法，所述储能装置包括pcs，所述pcs包括多个h桥链节，所述多个h桥链节分别连接多个电池单元，所述电池单元包括至少一个电池，所述h桥链节用于进行交流信号与直流信号的转换，所述直流信号通过所述h桥链节与所述电池单元之间的直流母线对所述电池进行充电和放电，所述储能装置还包括用于提供低压电源的辅源装置，所述控制方法包括：控制所述辅源装置从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电。所述辅源装置例如包括dc/dc转换器。

29、在一种实现方式中，所述电池单元还包括与所述电池连接的继电器单元，所述继电器单元包括与所述电池的第一电极连接的第一继电器，所述辅源装置的一端连接在所述第一继电器与所述第一电极之间，所述辅源装置的另一端与所述电池的第二电极连接。

30、在一种实现方式中，所述电池单元还包括与所述电池连接的继电器单元，所述继电器单元包括与所述电池的第一电极连接的第一继电器、以及与所述电池的第二电极连接的第二继电器，所述辅源装置的一端连接在所述第一继电器与所述第一电极之间，所述辅源装置的另一端连接在所述第二继电器与所述第二电极之间。

31、在一种实现方式中，所述电池单元还包括与所述电池对应的sbmu，所述辅源装置包括用于向所述sbmu提供低压电源的第一辅源，所述控制所述辅源装置从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电，包括：控制所述第一辅源从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电。

32、在一种实现方式中，所述第一继电器的与所述电池连接的一端与所述第一辅源之间设置有辅源开关，所述控制所述第一辅源从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电，包括：控制所述h桥链节的旁路开关、所述继电器单元和所述辅源开关，以使所述第一辅源从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电。

33、在一种实现方式中，所述控制所述h桥链节的旁路开关、所述继电器单元和所述辅源开关，以使所述第一辅源从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电，包括：在所述h桥链节和所述电池单元均未故障的情况下，控制所述h桥链节的旁路开关断开、所述继电器单元闭合、以及所述辅源开关闭合，所述第一辅源从所述直流母线和所述电池之间竞争取电。所述竞争取电例如包括，在所述直流母线上的第一电压大于所述第一继电器与所述电池之间的第二电压的情况下，从所述直流母线取电，在所述第二电压大于所述第一电压的情况下，从所述电池取常电。

34、在一种实现方式中，所述控制所述h桥链节的旁路开关、所述继电器单元和所述辅源开关，以使所述第一辅源从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电，包括：在所述h桥链节故障的情况下，控制所述h桥链节的旁路开关闭合、所述继电器单元断开、以及所述辅源开关闭合，所述第一辅源从所述电池取常电。

35、在一种实现方式中，所述控制所述h桥链节的旁路开关、所述继电器单元和所述辅源开关，以使所述第一辅源从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电，包括：在所述电池单元中的第一电池故障的情况下，控制所述h桥链节的旁路开关断开、所述第一电池连接的所述继电器单元断开以及对应的所述辅源开关断开，所述第一电池对应的所述第一辅源从所述直流母线取电。

36、在一种实现方式中，所述控制所述h桥链节的旁路开关、所述继电器单元和所述辅源开关，以使所述第一辅源从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电，包括：在所述电池单元中未故障的第二电池满足所述储能装置的充放电需求的情况下，控制所述第二电池对应的所述继电器单元闭合以及对应的所述辅源开关闭合，所述第二电池对应的所述第一辅源从所述直流母线和所述电池之间竞争取电。

37、在一种实现方式中，所述控制所述h桥链节的旁路开关、所述继电器单元和所述辅源开关，以使所述第一辅源从所述直流母线取电，或者从所述电池取常电，包括：在所述电池单元中未故障的第二电池不满足所述储能装置的充放电需求的情况下，控制所述第二电池对应的所述继电器单元断开以及对应的所述辅源开关闭合，所述第二电池对应的所述第一辅源从所述直流母线和所述电池之间竞争取电。

38、在一种实现方式中，所述第一辅源与所述直流母线之间设置有第一二极管，所述第一继电器的与所述电池连接的一端与所述第一辅源之间设置有第二二极管，所述第二二极管与所述辅源开关连接，其中，在所述直流母线上的第一电压大于所述第一继电器与所述电池之间的第二电压的情况下，所述第一二极管导通，所述第二二极管截止，以使所述第一辅源从所述直流母线取电，在所述第二电压大于所述第一电压的情况下，所述第二二极管导通，所述第一二极管截止，以使所述第一辅源从所述电池取常电。

39、在一种实现方式中，所述至少一个电池的数量为多个，所述电池单元还包括与多个电池对应的sbmu连接的mbmu，所述辅源装置包括用于向所述mbmu提供低压电源的第二辅源，所述控制方法还包括：控制所述第二辅源从所述直流母线取电。

40、在一种实现方式中，所述辅源装置包括所述h桥链节中用于提供低压电源的第三辅源，所述控制方法还包括：控制所述第三辅源从所述直流母线取电。

41、在一种实现方式中，所述电池单元中的sbmu与所述电池单元的管理系统通过光纤连接，所述管理系统包括ems或者bms，所述控制方法还包括：通过所述光纤接收所述管理系统发送的指令；根据所述指令控制所述继电器单元闭合，以实现所述储能装置的黑启动。