CN112636435A - 一种储能系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种储能系统，该储能系统中的电池系统通过电能变换单元与储能系统的电能接口内侧相连；冷却系统至少用于为该电池系统散热；自供电单元用于在市电断电时，按照预设规则从储能系统内部取电、为冷却系统供电，以确保电能接口外侧能够提供预设功率；也即，本申请提供的储能系统中的冷却系统采用系统自供电，且能够使电池系统预留出预设功率以满足关键负荷的功率需求，既实现了黑启动，又避免了采用UPS或柴油机供电所具备黑启动功能时，无法使系统具备满功率输出能力的问题。

Description

一种储能系统
本申请要求于2020年11月23日提交中国专利局、申请号为202011322450.4、发明名称为“一种储能系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种储能系统。
背景技术
随着锂电池储能的发展，以及对不间断电源(Uninterruptible Power System，UPS)的功能需求日益增加，对储能设备的输出功率的需求也越来越大。例如，大型5G数据中心及其液冷设备的供电以及医用关键设备的供电，对于电网断网后的不间断供电有较大依赖，这些特定功率的负荷需要恒功率带载能量的电源来供电，以便完成其相关安全操作，比如关键数据保存、柔性停机等。
目前，多数储能系统主要通过UPS或柴油机供电以具备黑启动功能，但辅助供电功率只有几KW，远不能达到MW级大型储能系统几十KW不间断供电的要求，导致系统并不具备满功率输出能力。
发明内容
对此，本申请提供一种储能系统，以解决现有以UPS或柴油机供电所具备黑启动功能，无法使系统具备满功率输出能力的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本申请第一方面公开了一种储能系统，包括：电池系统、冷却系统、电能变换单元和自供电单元；其中：
所述电池系统通过所述电能变换单元与所述储能系统的电能接口内侧相连；
所述冷却系统至少用于为所述电池系统散热；
所述自供电单元用于在市电断电时，按照预设规则从所述储能系统内部取电、为所述冷却系统供电，以确保所述电能接口外侧能够提供预设功率。
可选地，在上述的储能系统中，所述预设规则为：在市电断电时，所述自供电单元为所述冷却系统提供的供电功率，小于等于所述电池系统的输出功率减去所述电能接口外侧所带关键负荷需要的所述预设功率之差。
可选地，在上述的储能系统中，所述自供电单元包括：第一转换电源，用于在市电断电时，对所述电池系统输出的部分功率进行电能变换、为所述冷却系统提供相应的供电功率与电压。
可选地，在上述的储能系统中，所述第一转换电源从所述电能变换单元的直流侧取电。
可选地，在上述的储能系统中，所述电池系统为电池堆，所述电能变换单元包括：串联连接的一个DC/DC单元和一个DC/AC单元，所述电能变换单元的直流侧为所述DC/DC单元的任意一侧。
可选地，在上述的储能系统中，所述电能变换单元的直流侧为所述DC/DC单元靠近所述电池堆的一侧。
可选地，在上述的储能系统中，所述电池系统包括：多个电池簇；所述电能变换单元包括：多个DC/DC单元和一个DC/AC单元；
各个所述DC/DC单元的一侧分别连接相应的所述电池簇；各个所述DC/DC单元的另一侧分别与所述DC/AC单元的直流母线相连；
所述电能变换单元的直流侧为所述DC/AC单元的直流母线。
可选地，在上述的储能系统中，所述第一转换电源从所述电能变换单元的交流侧取电。
可选地，在上述的储能系统中，所述第一转换电源还用于在市电有电时优先从市电取电、为所述冷却系统提供实时满足其需求的供电功率。
可选地，在上述的储能系统中，所述冷却系统包括：冷却控制单元和直流变频单元；其中：
所述直流变频单元用于接收所述自供电单元为所述冷却系统提供的供电功率，并根据所述冷却控制单元的控制，实现对于所述电池系统的变频冷却。
可选地，在上述的储能系统中，所述直流变频单元包括：压缩机和循环泵；其中：
所述压缩机用于利用吸低高放的制冷原理为所述电池系统散热；
所述循环泵用于利用自身的液冷循环功能为所述电池系统散热。
可选地，在上述的储能系统中，所述冷却系统还用于为所述电能变换单元散热。
可选地，在上述的储能系统中，所述自供电单元还包括：第二转换电源，用于从所述电池系统取电、为所述储能系统的弱电单元供电。
可选地，在上述的储能系统中，所述弱电单元包括：所述电池系统的控制单元、所述冷却系统的控制单元、所述电能变换单元的控制单元和所述自供电单元的控制单元。
可选地，在上述的储能系统中，所述第二转换电源还用于在市电有电时优先从市电取电、为所述储能系统的弱电单元供电。
可选地，所述储能系统在实现低穿功能或离网运行时，所述第二转换电源从所述电池系统取电、为所述储能系统的弱电单元供电。
可选地，所述第二转换电源包括：N个第一子单元和至少一个第二子单元；N为所述电池系统的正负极接口组数量；
所述第一子单元的第一输入端接收市电供电，第二输入端与所述电池系统的对应正负极接口组相连；
所述第一子单元的输出端连接所述电能变换单元中DC/DC控制单元的供电端；
所述第二子单元的第一输入端接收市电供电，第二输入端与所述电能变换单元中DC/AC单元的直流侧相连；
所述第二子单元的输出端连接所述冷却系统的控制单元的供电端和/或所述电能变换单元中DC/AC控制单元的供电端。
可选地，所述第一子单元和所述第二子单元均包括：电源模块和第一开关；
所述电源模块的第一输入端连接自身所在子单元的第一输入端；
所述电源模块的第二输入端通过所述第一开关连接自身所在子单元的第二输入端；
所述电源模块的输出端连接自身所在子单元的输出端。
可选地，所述第一开关为手动开关；
所述第一子单元和所述第二子单元均还包括：第二开关；所述第二开关为电子开关，且与所述第一开关并联连接；
所述第一开关在所述第二开关导通之前导通，并在所述第二开关导通之后关断。
可选地，同一子单元内部的所述第一开关和所述第二开关，通过硬件或者软件实现互锁。
基于上述本发明提供的储能系统，该储能系统中的电池系统通过电能变换单元与储能系统的电能接口内侧相连；冷却系统至少用于为该电池系统散热；自供电单元用于在市电断电时，按照预设规则从储能系统内部取电、为冷却系统供电，以确保电能接口外侧能够提供预设功率；也即，本申请提供的储能系统中的冷却系统在市电断电时采用系统自供电，且能够使电池系统预留出预设功率以满足关键负荷的功率需求，既实现了黑启动，又避免了采用UPS或柴油机供电所具备黑启动功能时，无法使系统具备满功率输出能力的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1至图12为本申请实施例提供的十二种储能系统的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的第二转换电源的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种储能系统，以解决现有以UPS或柴油机供电所具备黑启动功能，无法使系统具备满功率输出能力的问题。
请参见图1，该储能系统主要包括：电池系统101、冷却系统102、电能变换单元103和自供电单元104；其中：
电池系统101通过电能变换单元103与储能系统的电能接口内侧相连。
实际应用中，电池系统101能够通过电能变换单元103为储能系统的下游设备比如PCS(Power Converter System，储能变流器)进行供电。储能系统的电能接口内侧为与电能变换单元103交流侧相连的一侧，储能系统的电能接口外侧为与下游设备相连的一侧。需要说明的是，实际应用中该储能系统并不一定以一个整体的形式存在，因此，该电能接口并不仅指一个整体设备的对外接口，而是为了区分该储能系统内外的一种说法而已，并不对储能系统的具体实现形式做任何限定。
冷却系统102至少用于为电池系统101散热。
自供电单元104用于在市电断电时，按照预设规则从该储能系统内部取电、为冷却系统102供电，以确保电能接口外侧能够提供预设功率。
其中，预设规则可以为：在市电断电时，自供电单元104为冷却系统102提供的供电功率，小于等于电池系统101的输出功率减去电能接口外侧所带关键负荷需要的预设功率之差。该预设规则也可以是其他规则，比如在同等条件下使自身为冷却系统102提供的供电功率为一个固定值，只要使储能系统能够提供足够的预设功率、满足其所带关键负荷的需要即可，均在本申请的保护范围内。
实际应用中，储能系统的电能接口外侧所带关键负荷具体是指特定功率的负荷，其需要配备恒功率带载能力的电源，以便完成相关安全操作，如关键数据保存、柔性停机等；比如医用等关键设备，其对于电网断电后的不间断供电有较大依赖，所以通过该自供电单元104的上述功能可以为其提供该特定功率。
需要说明的是，本申请对关键负荷不作限定，只要是设置于储能系统下游、由储能系统供电的设备均在本申请的保护范围内。
其中，关键设备需要的预设功率为：设置于储能系统下游、且需储能系统供电以维持自身运行的设备，在电网断电后，能够执行安全停机所需的功率，即上文的特定功率。
换言之，自供电单元104为冷却系统102提供的供电功率需要考虑关键负荷所需的预设功率，只有在保证电池系统101剩余电量足够关键负荷消耗的前提下，也即，使系统具备满功率输出能力的前提下，才会进一步对冷却系统102提供供电功率；因此，在电能变换单元103为关键负荷提供电能时，是以恒功率对其进行供电的，并且恒功率支撑时间可以根据电池系统101的放电深度DOD进行预先控制，以使关键负荷在电网断电时能够满足安全停机的功率需求。
实际应用中，如图3或图4所示，该自供电单元104包括：第一转换电源1041，用于在市电断电时，对电池系统101输出的部分功率进行电能变换、为冷却系统102提供相应的供电功率与电压。
实际应用中，在市电断电时，第一转换电源1041可以从电能变换单元103的直流侧取电(如图2-图8所示)，或者从电能变换单元103的交流侧取电(未进行图示)。为了减少将交流变换成直流带来的功率变换浪费，优选从电能变换单元103的直流侧取电，也即采用如图2-图8示出的方式取电。
在图3的基础之上，如图5或图6所示，若是该电池系统101为电池堆，则电能变换单元103包括：串联连接的一个DC/DC单元和一个DC/AC单元；从直流侧取电时，电能变换单元103的直流侧具体是指DC/DC单元靠近电池堆的一侧，也即如图5或图6示出的情况。
实际应用中，如图7或图8所示，若是该电池系统101包括了多个电池簇，则该电能变换单元103包括：多个DC/DC单元和一个DC/AC单元；各个DC/DC单元的一侧分别连接相应的电池簇；各个DC/DC单元的另一侧分别与DC/AC单元的直流母线(如图7和图8中所示的DC_bus+和DC_bus-)相连；电能变换单元103的直流侧为DC/AC单元的直流母线。
实际应用中，多个电池簇的电池系统101中的每个电池簇通过相应的DC/DC单元与同一DC/AC单元的直流母线相连，也即如图7或图8示出的情况。
需要说明的是，电能变换单元103中DC/DC单元与DC/AC单元的连接方式可视具体应用情况而定，本申请不作具体限定，均属于本申请的保护范围。
实际应用中，储能系统中冷却系统102主供电功率较大，一般在几十KW，经第一转换电源1041取自电池系统101的直流电电压范围一般在500VDC～1500VDC，可转换为几百伏的直流输出，能够使得系统具备满功率输出的能力。
基于上述原理，本实施例提供的储能系统中的冷却系统102在市电断电时采用系统自供电，且能够使电池系统101预留出预设功率以满足关键负荷的功率需求，既实现了黑启动，又避免了采用UPS或柴油机供电所具备黑启动功能时，无法使系统具备满功率输出能力的问题。
值得说明的是，现有的储能系统中的冷却系统多为空调或者液冷，其供电电源源自市电，为了满足储能系统在离网条件下仍能满功率输出，如果单独配置大功率的UPS或者EPS(Emergency Power Supply，紧急电力供给)，会导致成本过高的问题。而本实施例提供的储能系统，能够通过自供电单元104在市电断电时为冷却系统102提供供电功率，以避免上述问题。
实际应用中，该冷却系统102除了用于对电池系统101散热外，还能够用于对电能变换单元103散热，也即如图2、4、6、8、10、12中示出的，冷却系统102通过冷媒为电能变换单元103散热。
需要说明的是，冷却系统102用于对电能变换单元103散热的原理和说明与为电池系统101相似，相互参见即可，此处不再赘述。
实际应用中，该第一转换电源1041还用于在市电有电时优先从市电取电，为冷却系统102提供实时满足其需求的供电功率，从而减少对电池系统101电能的消耗、延长电池系统101的放电时长，同时实时满足冷却系统102的制冷需要。
换言之，第一转换电源1041采用双供电方式，可根据电网实时情况，切换取电方式，在电网正常时取电于电网，而在电网异常时或黑启动时取电于电池系统101；当然，也可以一直保持从电池系统101取电，此处不做限定，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
在上述实施例的基础之上，同样参见图3至图12，该储能系统中的冷却系统102包括：冷却控制单元1022和直流变频单元1021。
其中，直流变频单元1021用于接收自供电单元104为冷却系统102提供的供电功率，并根据冷却控制单元1022的控制，实现对于电池系统101的变频冷却。
实际应用中，该直流变频单元1021主要包括：压缩机和循环泵。该压缩机和循环泵可根据冷却系统102中的冷却控制单元1022的控制，通过自身的冷却原理，实现对电池系统101的变频冷却。
具体的，压缩机主要利用吸低高放的制冷原理为电池系统101散热。
需要说明的是，该压缩机是制冷系统的心脏，一般设置于空调中。压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械，能够通过自身的吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过点击运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩-放热-膨胀-蒸发的制冷循环，也即利用吸低高放的制冷原理为电池系统101散热。
循环泵主要利用自身的液冷循环功能为电池系统101散热。
实际应用中，液冷循环泵一般使用水冷，利用其循环功能，在其工作状态下，由内置循环泵将槽内低温液体泵送至所需冷却的装置，然后，低温液体又回到低温槽冷却，如此反复，实现对电池系统101的散热。
还需要说明的是，关于压缩机和循环泵的相关说明还可参见现有技术，本申请不再赘述，均属于本申请的保护范围。
在本实施例中，通过直流变频单元能够实现不同放电倍率下，投入高低不同的散热效率，能够达到节约自身能耗的30％左右，也即，本申请还能根据电池系统的工作电流，进行自适应的调整散热量，实现节能减耗；同时，相较于现有冷却系统内的压缩机和循环泵多为基于异步电机的定频控制、上电冲击非常大，本申请采用直流变频的方式，还能减小冷却系统上电对辅助供电电源的冲击，实现柔性上电。
实际应用中，储能系统中各弱电单元，比如控制单元，也是需要辅助供电的；虽然单独通过小功率的UPS也能实现对其弱电单元的供电，其成本较低，并且也够使得系统具备满功率输出的能力，但是却无法实现储能系统的完全自供电。对此，在上述的基础之上，请参见图9-图12，本申请另一实施例提供的储能系统还包括：第二转换电源1042，用于从电池系统101取电、为储能系统的弱电单元供电，以此实现对系统的完全自供电。
其中，储能系统的弱电单元为储能系统中运行所需功率较低的单元，比如，电池系统101的控制单元、冷却系统102的控制单元、电能变换单元103的控制单元和自供电单元104的控制单元。
当然，储能系统中的弱电单元并不仅限于上述控制单元，还可包括现有储能系统中其他运行所需功率较低的单元，本申请对弱电单元不作具体限定，均属于本申请的保护范围。
实际应用中，可如图9或图10所示，该电池系统101的控制单元为电池堆控制单元。此时，该电能变换单元103包括了一个DC/DC单元和一个DC/AC单元，相应的该电能变换单元103的控制单元包括了一个DC/DC控制单元和一个DC/AC控制单元。
当然，电池系统101的控制单元的情况也可如图11或图12所示，此时电池系统101的控制单元为各个电池簇控制单元；同时，由于该电能变换单元103包括了多个DC/DC单元和一个DC/AC单元，相应的该电能变换单元103的控制单元包括了多个DC/DC控制单元和一个DC/AC控制单元。
需要说明的是，电能变换单元103包括DC/DC单元和DC/AC单元的具体情况还可视其实际情况和用户需求确定，本申请不作限定，均属于本申请的保护范围。
实际应用中，第二转换电源1042还用于在市电有电时优先从市电取电、为储能系统的弱电单元供电，从而减少对电池系统101电能的消耗。
需要说明的是，由于储能系统中的弱电单元的供电功率较小，一般不到KW级，以图9-图12为例，第二转换电源1042具备交、直流两种方式输入，能够将直流电转换为24VDC、15VDC等各控制单元用的典型电压输出。进而能够在市电有电时，第二转换电源1042可以由市电供电；在离网条件下，也即市电无电时，第二转换电源1042取储能系统内部的直流电，电压范围一般在500VDC～1500VDC。
换言之，第二转换电源1042采用双供电方式，正在情况下从电网取电，当电网异常时，自动无缝切换至电池侧的直流电供电。
还需要说明的是，增设有第二转换电源1042的储能系统中，其冷却系统102同样能够在为电池系统101散热的同时，也为电能变换单元103散热，也即增设有第二转换电源1042的储能系统能够通过图10或图12中的示出的方式，为电能变换单元103进行散热。具体的散热原理和过程与为电池系统101散热相同，此处不再赘述，均属于本申请的保护范围。
该第二转换电源1042的具体结构可如图13所示，包括：N个第一子单元和至少一个第二子单元。
其中，N为电池系统101的正负极接口组数量；该正负极接口组指的是一对正负极接口，比如图9和图10所示的电池堆右侧的一对正负极接口，或者，图11和图12所示的n个电池簇右侧的共n对正负极接口。也即，对于图9和图10所示的电池系统101，该第二转换电源1042中第一子单元的个数为1；而对于图11和图12所示的电池系统101，该第二转换电源1042中第一子单元的个数为n。
该第二转换电源1042内部：第一子单元的第一输入端接收市电供电，第二输入端与电池系统的对应正负极接口组相连；第一子单元的输出端连接电能变换单元中DC/DC控制单元的供电端；第二子单元的第一输入端接收市电供电，第二输入端与电能变换单元中DC/AC单元的直流侧相连；第二子单元的输出端连接冷却系统的控制单元的供电端和/或电能变换单元中DC/AC控制单元的供电端。以图11和图12为例，各个第一子单元通过各自第二输入端分别取电于相应的电池簇(如图13所示的电池簇1～电池簇n)，并分别为相应的DC/DC控制单元(如图13所示的DC/DC_1控制单元～DC/DC_n控制单元)供电；而第二子单元通过自身第二输入端取电于DC/AC单元的直流侧，也即直流母线(如图13所示的DC_bus)，并为冷却系统的控制单元和/或DC/AC控制单元供电；并且，第二子单元的个数可以是一个也可以是两个，优选为图13所示的一个，因为一个第二子单元可以同时为冷却系统的控制单元和DC/AC控制单元供电，更为节约成本。
各个子单元内部，可以如图13所示，即第一子单元和第二子单元均包括：电源模块(如图13所示的电源模块1～电源模块n以及电源模块0)和第一开关。
各个子单元内部的具体连接关系为：电源模块的第一输入端连接自身所在子单元的第一输入端、接收市电供电；电源模块的第二输入端通过第一开关连接自身所在子单元的第二输入端；电源模块的输出端连接自身所在子单元的输出端。当市电有电时，各个第一开关均关断，各个电源模块取电于市电；当市电断电时，各个第一开关均导通，各个电源模块取电于电池系统101。
实际应用中，该第一开关可以为失电情况下常闭的电子开关，或者，联动的机械开关，能够在市电断电时自动切换为导通状态；也可以选用手动开关(如图13所示的手动开关1～手动开关n和手动开关0)来实现该第一开关，且各手动开关内部均设置有相应的分励脱扣器；此时，第一子单元和第二子单元均还包括：与第一开关并联连接的第二开关；该第二开关为电子开关，比如继电器，包括线包及失电情况下常开的开关(如图13所示的K1及其K1常开辅助触点、Kn及其Kn常开辅助触点，和，K0及其K0常开辅助触点)；而且，该第一开关在第二开关导通之前导通，并在第二开关导通之后关断。
具体的，正常情况下各电源模块均由市电及相应电池簇互为备份供电，电池簇为DC/DC控制单元提供不间断电源，通过以下步骤实现系统保障系统低穿功能及无缝切至离网运行：
(1)系统内各控制单元从市电供电正常上电后，若发生电网低穿越或者接收到离网运行指令，则各DC/DC控制单元合闸接触器K1～n，各电源模块由市电供电切至相应电池簇供电，手动开关0～n保持断开状态。
(2)系统识别出电网长时供电异常且未接到离网运行指令时，各DC/DC控制单元断开接触器K1～n，防止因系统停机后，各控制单元长时间对电池产生自耗电，导致电池过放失效。
在市电掉电条件下，当系统整体控制单元从无电状态切入离网运行时，可通过以下步骤实现系统黑启动：
(1)通过手动合闸手动开关0～n，电源模块1～n即可得电，并进行转换后为相应的DC/DC控制单元供电。
(2)DC/DC控制单元得电后吸合接触器K1～n，并控制DC/DC单元正常运行，使DC_bus得电。
(3)电源模块0得电，并进行转换后为DC/AC控制单元、冷却系统的控制单元的供电，吸合接触器K0，且DC/AC单元正常运行，使电网得电，储能系统进入离网运行，完成系统黑启动。
(4)各电源模块通过分励脱扣器控制断开手动开关0～n，防止因系统停机后，各控制单元长时间对电池产生自耗电，导致电池过放失效。其中分励脱扣器的控制可选由各接触器K0～n的常开辅助触点直接硬件互锁驱动，也可由转换电源在检测各接触器K0～n的常开辅助触点状态后软件控制驱动。
本实施例提供的该第二转换电源通过简易的配电逻辑，能够实现储能系统自供电，无需其它额外供电接入，结构成本低。
本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (20)

1.一种储能系统，其特征在于，包括：电池系统、冷却系统、电能变换单元和自供电单元；其中：
所述电池系统通过所述电能变换单元与所述储能系统的电能接口内侧相连；
所述冷却系统至少用于为所述电池系统散热；
所述自供电单元用于在市电断电时，按照预设规则从所述储能系统内部取电、为所述冷却系统供电，以确保所述电能接口外侧能够提供预设功率。
2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述预设规则为：在市电断电时，所述自供电单元为所述冷却系统提供的供电功率，小于等于所述电池系统的输出功率减去所述电能接口外侧所带关键负荷需要的所述预设功率之差。
3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述自供电单元包括：第一转换电源，用于在市电断电时，对所述电池系统输出的部分功率进行电能变换、为所述冷却系统提供相应的供电功率与电压。
4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述第一转换电源从所述电能变换单元的直流侧取电。
5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述电池系统为电池堆，所述电能变换单元包括：串联连接的一个DC/DC单元和一个DC/AC单元，所述电能变换单元的直流侧为所述DC/DC单元的任意一侧。
6.根据权利要求5所述的储能系统，其特征在于，所述电能变换单元的直流侧为所述DC/DC单元靠近所述电池堆的一侧。
7.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述电池系统包括：多个电池簇；所述电能变换单元包括：多个DC/DC单元和一个DC/AC单元；
各个所述DC/DC单元的一侧分别连接相应的所述电池簇；各个所述DC/DC单元的另一侧分别与所述DC/AC单元的直流母线相连；
所述电能变换单元的直流侧为所述DC/AC单元的直流母线。
8.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述第一转换电源从所述电能变换单元的交流侧取电。
9.根据权利要求1-8任一项所述的储能系统，其特征在于，所述第一转换电源还用于在市电有电时优先从市电取电、为所述冷却系统提供实时满足其需求的供电功率。
10.根据权利要求1-8任一项所述的储能系统，其特征在于，所述冷却系统包括：冷却控制单元和直流变频单元；其中：
所述直流变频单元用于接收所述自供电单元为所述冷却系统提供的供电功率，并根据所述冷却控制单元的控制，实现对于所述电池系统的变频冷却。
11.根据权利要求10所述的储能系统，其特征在于，所述直流变频单元包括：压缩机和循环泵；其中：
所述压缩机用于利用吸低高放的制冷原理为所述电池系统散热；
所述循环泵用于利用自身的液冷循环功能为所述电池系统散热。
12.根据权利要求1-8任一项所述的储能系统，其特征在于，所述冷却系统还用于为所述电能变换单元散热。
13.根据权利要求3-8任一项所述的储能系统，其特征在于，所述自供电单元还包括：第二转换电源，用于从所述电池系统取电、为所述储能系统的弱电单元供电。
14.根据权利要求13所述的储能系统，其特征在于，所述弱电单元包括：所述电池系统的控制单元、所述冷却系统的控制单元、所述电能变换单元的控制单元和所述自供电单元的控制单元。
15.根据权利要求13所述的储能系统，其特征在于，所述第二转换电源还用于在市电有电时优先从市电取电、为所述储能系统的弱电单元供电。
16.根据权利要求15所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统在实现低穿功能或离网运行时，所述第二转换电源从所述电池系统取电、为所述储能系统的弱电单元供电。
17.根据权利要求13所述的储能系统，其特征在于，所述第二转换电源包括：N个第一子单元和至少一个第二子单元；N为所述电池系统的正负极接口组数量；
所述第一子单元的第一输入端接收市电供电，第二输入端与所述电池系统的对应正负极接口组相连；
所述第一子单元的输出端连接所述电能变换单元中DC/DC控制单元的供电端；
所述第二子单元的第一输入端接收市电供电，第二输入端与所述电能变换单元中DC/AC单元的直流侧相连；
所述第二子单元的输出端连接所述冷却系统的控制单元的供电端和/或所述电能变换单元中DC/AC控制单元的供电端。
18.根据权利要求17所述的储能系统，其特征在于，所述第一子单元和所述第二子单元均包括：电源模块和第一开关；
所述电源模块的第一输入端连接自身所在子单元的第一输入端；
所述电源模块的第二输入端通过所述第一开关连接自身所在子单元的第二输入端；
所述电源模块的输出端连接自身所在子单元的输出端。
19.根据权利要求18所述的储能系统，其特征在于，所述第一开关为手动开关；
所述第一子单元和所述第二子单元均还包括：第二开关；所述第二开关为电子开关，且与所述第一开关并联连接；
所述第一开关在所述第二开关导通之前导通，并在所述第二开关导通之后关断。
20.根据权利要求19所述的储能系统，其特征在于，同一子单元内部的所述第一开关和所述第二开关，通过硬件或者软件实现互锁。
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