CN112865091A - 一种储能系统及其开关电源 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种储能系统及其开关电源，该开关电源的交流输入端通过相应的保护熔丝单元接入交流电源；开关电源的直流输入端通过相应的保护熔丝单元与储能系统中的储能单元连接；开关电源的输出端与储能系统中的主控单元及其他负载相连，以使开关电源接收储能单元和交流电源中的至少一个所提供的电能，为储能系统中的主控单元及其他负载供电；也即，以储能单元代替现有技术中的不间断电源，能够降低储能系统的使用成本，提高储能系统的开关电源的使用寿命，增加储能系统供电的可靠性。并且，本发明提供的开关电源，还能够在储能系统待机时，进入低功耗待机模式、至多为主控单元供电；从而降低储能系统待机时的待机功耗，延长储能系统待机时间。

Description

一种储能系统及其开关电源
技术领域
本发明属于储能供电技术领域，更具体的说，尤其涉及一种储能系统及其开关电源。
背景技术
如图1所示，其示出了一种储能系统的供电框图，包括三相电源输入(如图1所示的a、b、c)、保护熔丝(如图1所示的Fuse1ac和Fuse2ac)、手动开关SWac、UPS(UninterruptiblePower System，不间断电源)和开关电源等；由于储能系统中的供电可靠性要求较高，所以一般储能系统的供电系统中会配置UPS；在电网断电时，也即三相电源输入断电时，UPS可以维持系统供电一段时间，也即为离网、黑启动等应用提供电源，其供电时间长短取决于UPS配置的电池容量大小。
但是，由于UPS中的铅酸电池寿命只有2年左右，需要每2年维护一次，而且储能系统应用环境一般比较恶劣，铅酸电池的寿命有可能更短。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种储能系统及其开关电源，用于降低储能系统待机时的待机功耗，降低储能系统的使用成本，提高储能系统的开关电源的使用寿命、增加储能系统供电的可靠性。
本发明第一方面公开了一种储能系统的开关电源，其中：
所述开关电源的交流输入端通过相应的保护熔丝单元连接交流电源；所述开关电源的直流输入端通过相应的保护熔丝单元与所述储能系统中的储能单元连接；所述开关电源的输出端与所述储能系统中主控单元的供电端及其他负载的供电端相连；
所述开关电源，用于接收所述储能单元和所述交流电源中的至少一个的电能，为所述储能系统中的主控单元及其他负载供电；并在储能系统待机时，进入低功耗待机模式，以至多为所述主控单元供电。
可选的，所述低功耗待机模式为：
根据所述主控单元的控制仅保持对所述主控单元的供电，或者，根据外部控制器的控制停止对主控单元及其他负载的供电。
可选的，所述开关电源包括：整流模块和DC/DC电源单元；
所述整流模块的交流侧作为所述开关电源的交流输入端；
所述整流模块的直流侧通过直流母线与所述DC/DC电源单元的第一侧相连；
所述直流母线还与所述开关电源的直流输入端相连；
所述DC/DC电源单元的第二侧作为所述开关电源的输出端。
可选的，所述直流母线通过所述开关电源的相应直流输入端，与所述储能单元中的至少一个电池簇相连。
可选的，还包括：N个二极管传输模块；N为所述直流母线通过相应直流输入端连接电池簇的数量；
各个所述电池簇分别通过相应的二极管传输模块，并联连接于所述直流母线，以实现各个所述电池簇之间互顶输出。
可选的，所述开关电源具备两个输出端；
所述开关电源的第一输出端为所述主控单元供电；
所述开关电源的第二输出端为其他负载供电。
可选的，所述DC/DC电源单元包括：第一DC/DC电源和第一可控开关单元；
所述第一DC/DC电源的第一侧连接所述直流母线；
所述第一DC/DC电源的第二侧一端作为所述开关电源的第一输出端；
所述第一DC/DC电源的第二侧另一端通过所述第一可控开关单元连接所述开关电源的第二输出端。
可选的，所述第一可控开关单元受控于所述主控单元。
可选的，所述DC/DC电源单元包括：第一可控开关单元、第一DC/DC电源和第二DC/DC电源；
所述第一DC/DC电源的第一侧连接所述直流母线；
所述第二DC/DC电源的第一侧通过所述第一可控开关单元连接所述直流母线；
所述第一DC/DC电源的第二侧作为所述开关电源的第一输出端；
所述第二DC/DC电源的第二侧作为所述开关电源的第二输出端。
可选的，所述第一可控开关单元受控于所述主控单元。
可选的，所述开关电源还包括：第二可控开关单元和低功率唤醒单元；
所述第二可控开关单元设置于所述的DC/DC电源单元的第一侧与所述直流母线之间；
所述低功率唤醒单元，用于接收并依据所述外部控制器的控制信号，控制第二可控开关单元的通断状态，以在所述储能系统进入待机状态时，控制所述第二可控开关单元关断。
可选的，所述低功率唤醒单元包括：第一分压稳压支路、第二分压稳压支路、开关单元、隔离光耦和驱动单元；
所述第一分压稳压支路的第一侧和所述第二分压稳压支路的第一侧均连接所述直流母线；
所述第一分压稳压支路的第二侧正极与所述开关单元的一端相连；所述第一分压稳压支路的第二侧负极通过隔离光耦的发光侧与所述开关单元的另一端相连；所述开关单元在所述储能系统进入待机状态时导通；
所述隔离光耦的受光侧设置于第二分压稳压支路的第二侧两端之间；
所述驱动单元的第一侧与所述隔离光耦的受光侧两端相连；
所述驱动单元的第二侧用于驱动所述第二可控开关单元。
可选的，所述第一分压稳压支路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一稳压二极管和第一电容；
所述第一电阻的一端与所述直流母线的正极相连；
所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和所述第三电阻的一端相连；
所述第三电阻的另一端分别与所述第一稳压二极管的阴极、所述第四电阻的一端和所述第一电容的一端相连；
所述第四电阻的另一端作为所述第一分压稳压支路的第二侧负极；
所述直流母线的负极、所述第二电阻的另一端、所述第一稳压二极管的阳极和所述第一电容的另一端相连，连接点作为所述第一分压稳压支路的第二侧正极。
可选的，所述第二分压稳压支路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第二稳压二极管和第二电容；
所述第五电阻的一端与所述直流母线的正极相连；
所述第五电阻的另一端分别与所述第六电阻的一端和所述第七电阻的一端相连；
所述第七电阻的另一端分别与所述第二稳压二极管的阴极、所述第八电阻的一端和所述第二电容的一端相连；
所述第八电阻的另一端作为所述第二分压稳压支路的第二侧正极；
所述直流母线的负极、所述驱动单元第一侧的另一端、所述第六电阻的另一端、所述第二稳压二极管的阳极和所述第二电容的另一端相连；连接点作为所述第二分压稳压支路的第二侧负极。
本发明第二方面公开了一种储能系统，包括：储能单元、主控单元、功率变换器和如本发明第一方面任一所述的开关电源；
所述储能单元通过所述功率变换器连接外部设备；
所述储能单元和所述功率变换器，均与所述主控单元通信连接；
所述开关电源用于提供辅助供电。
可选的，所述储能单元包括：至少一个电池簇；
各个所述电池簇并联连接至所述功率变换器的一侧，所述功率变换器的另一侧连接外部设备。
可选的，所述外部设备为连接电网的变压器时，所述功率变换器为储能变流器PCS；
所述外部设备为光伏并网系统时，所述功率变换器为连接所述光伏并网系统中逆变器直流母线的双向DC/DC变换器。
可选的，所述开关电源与各个保护熔丝单元之间分别设置有一个手动开关单元，以实现所述开关电源与交流电源之间的通断，以及，所述开关电源与所述储能单元之间的通断。
从上述技术方案可知，本发明提供的一种储能系统的开关电源，该开关电源的交流输入端通过相应的保护熔丝单元接入交流电源；开关电源的直流输入端通过相应的保护熔丝单元与储能系统中的储能单元连接；开关电源的输出端与储能系统中的主控单元及其他负载相连，以使开关电源接收储能单元和交流电源中的至少一个所提供的电能，能够为储能系统中的主控单元及其他负载供电；也即，通过储能单元代替现有技术中的不间断电源，能够降低储能系统的使用成本，提高储能系统的开关电源的使用寿命，增加储能系统供电的可靠性。并且，本发明提供的开关电源，还能够在储能系统待机时，进入低功耗待机模式、至多为主控单元供电；从而降低储能系统待机时的待机功耗，延长储能系统待机时间。
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是现有技术提供的储能系统的供电框图；
图2是本发明实施例提供的一种储能系统的开关电源的示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种储能系统的开关电源的示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种储能系统的开关电源的示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种储能系统的开关电源的示意图；
图6是本发明实施例提供的另一种储能系统的开关电源的示意图；
图7是本发明实施例提供的另一种储能系统的开关电源的示意图；
图8是本发明实施例提供的另一种储能系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
在本申请中，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。
本发明实施例提供一种储能系统的开关电源，用于解决现有技术中使用UPS为储能系统提供辅助供电，而UPS中的铅酸电池寿命只有2年左右，需要每2年维护一次，而且储能系统应用环境一般比较恶劣，铅酸电池的寿命有可能更短的问题。
参见图8，该开关电源50的具体连接关系为：
开关电源50的交流输入端通过相应的保护熔丝单元(包括如图3所示的Fuse1ac、Fuse2ac和Fuse3ac)连接交流电源10，以使开关电源50能够接收该交流电源10的电能。具体的，开关电源50的交流输入端与相应的保护熔丝单元的一端相连，该保护熔丝单元的另一端与交流电源10各相相连。该交流电源10可以是单相交流电源，也可以是多三相交流电源、如市电；此处不限定交流电源10的具体选型，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
开关电源50的直流输入端通过相应的保护熔丝单元(包括如图3所示的Fuse11、Fuse12……Fusen1、Fusen2)与储能系统中的储能单元20连接，以使开关电源50能够接收该储能单元20的电能。具体的，开关电源50的直流输入端与相应的保护熔丝单元的一端相连，该保护熔丝单元的另一端与储能单元20各极相连。
开关电源50的输出端与储能系统中主控单元的供电端及驱动电路等其他负载的供电端相连，进而提供辅助供电，以使开关电源50能够为主控单元及其他负载供电。
也就是说，该开关电源50，用于接收储能单元20和交流电源10中的至少一个的电能，优选从交流电源10和储能单元20互顶取电，为储能系统中的主控单元及其他负载供电。具体的，该开关电源50可以仅接收储能单元20的电能后提供辅助供电；也可以仅接收交流电源10的电能后提供辅助供电；还可以同时接收储能单元20和交流电源10的电能后提供辅助供电。
在本实施例中，通过储能单元20代替现有技术中的不间断电源，能够降低储能系统的使用成本，提高储能系统的开关电源50的使用寿命，增加储能系统供电的可靠性。
值得说明的是，现有技术中UPS所配置的铅酸电池容量有限，在电网断电后，UPS要给储能系统中的所有负载供电，待机时间一般只有15～30min，无法适用于长时间待机的应用需求。
而本实施例中，该开关电源50还用于，在储能系统待机时，进入低功耗待机模式，以至多为主控单元供电。也即，至少省去了开关电源50对其他负载的供电，从而降低储能系统待机时的待机功耗，延长储能系统待机时间。
在实际应用中，该低功耗待机模式可以为：根据主控单元的控制仅保持对主控单元的供电，或者，根据外部控制器的控制停止对主控单元及其他负载的供电。需要说明的是，主控单元的耗能较低，在储能系统待机时，仅保证对主控单元的供电，则该开关电源50可以维持待机时间较长，降低开关电源50的损耗。另外，直接停止对主控单元及其他负载，可以进一步降低开关电源50的损耗。也即，本实施例能够降低储能系统待机时的待机功耗，延长储能系统待机时间。
在实际应用中，参见图2，该开关电源50可以包括：整流模块51和DC/DC电源单元52。
该整流模块51的交流侧作为开关电源50的交流输入端、通过相应的保护熔丝单元与交流电源10相连。
具体的，整流模块51的交流侧与相应的保护熔丝单元的的一端相连，该保护熔丝单元的另一端与交流电源10各相相连。此处以交流电源10为三相交流电源10为例进行说明：整流模块51的交流侧第一端通过第一保护熔丝Fuse1ac与交流电源10的A相电缆相连，整流模块51的交流侧第二端通过第二保护熔丝Fuse2ac与交流电源10的B相电缆相连，整流模块51的交流侧第三端通过第三保护熔丝Fuse3ac与交流电源10的C相电缆相连(如图3-图6中所示)。
整流模块51的直流侧通过直流母线与DC/DC电源单元52的第一侧相连。
具体的，整流模块51的直流侧正极与直流母线的正极相连，整流模块51的直流侧负极与直流母线的负极相连；该直流母线的正极与DC/DC电源单元52的第一侧正极相连；该直流母线的负极与DC/DC电源单元52的第一侧负极相连。
直流母线还与开关电源50的直流输入端相连。具体的，直流母线的正极与开关电源50的直流输入端正极相连，直流母线的负极与开关电源50的直流输入端负极相连。
DC/DC电源单元52的第二侧作为开关电源50的输出端、与主控单元及其他负载相连。
需要说明的是，在上述结构的基础上，该开关电源50的具体结构可以有多种，下面分别对两种情况进行说明：
1、如图3和图4所示，开关电源50具备两个输出端。具体的，开关电源50的第一输出端与主控单元相连、为主控单元供电；开关电源50的第二输出端与其他负载相连、为其他负载供电。
需要说明的是，开关电源50的两个输出端可以均是24V输出；当然也可以是其他电压值，还可以各自取值，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
在开关电源50具备两个输出端的情况下，主控单元和其他负载的供电相互独立；因此，在储能系统待机时开关电源50可以仅保持对主控单元的供电；具体的，在储能系统待机时，主控单元可以控制开关电源50停止对其他负载的供电，仅保持对主控单元的供电；在储能系统正常运行时，主控单元可以控制开关电源50恢复对其他负载的供电。
而在开关电源50具备两个输出端的情况下，可以通过多种方式来实现对其他负载的停止供电和恢复供电的控制，下面对两种情况进行说明：
(1)如图3所示，DC/DC电源单元52包括：第一DC/DC电源511和第一可控开关单元SW11。
第一DC/DC电源511的第一侧连接直流母线、以从直流母线上取电。
第一DC/DC电源511的第二侧一端作为开关电源50的第一输出端、与主控单元相连、为主控供电。
第一DC/DC电源511的第二侧另一端通过第一可控开关单元SW11连接开关电源50的第二输出端，该开关电源50的第二输出端与其他负载相连，为其他负载供电。具体的，第一DC/DC电源511的第二侧另一端与第一可控开关单元SW11的一端相连；该第一可控开关单元SW11的另一端作为开关电源50的第二输出端、与其他负载相连。
该第一可控开关单元SW11包括正极可控开关和/或负极可控开关；也即，在第一DC/DC电源511的第二侧与开关电源50的第二输出端之间的正极支路上，设置有正极可控开关；和/或，在第一DC/DC电源511的第二侧与开关电源50的第二输出端之间的负极支路上，设置有负极可控开关。
第一可控开关单元SW11受控于主控单元。该主控单元可以通过IO信号对第一可控开关单元SW11进行控制；也即，主控单元能够控制该第一可控开关单元SW11的通断状态。
具体的，在储能系统待机时，主控单元控制该第一可控开关单元SW11关断，以断开第一DC/DC电源511与其他负载之间的连接，使开关电源50停止对其他负载供电，仅保持对主控单元的供电，进入低功耗待机模式；此时系统的供电损耗仅为主控单元的供电损耗以及第一DC/DC电源511的供电损耗，其他负载均切除。
在储能系统正常运行时，主控单元控制该第一可控开关单元SW11闭合，以建立第一DC/DC电源511与其他负载之间的连接，使开关电源50开始对其他负载供电，以使开关电源50同时为主控单元和其他负载供电。
在第一可控开关单元SW11包括正极可控开关和负极可控开关时，控制该第一可控开关单元SW11关断时具体用于：控制正极可控开关和负极可控开关中的至少一个关断。控制该第一可控开关单元SW11闭合时具体用于：控制正极可控开关和负极可控开关均闭合。
在图3所示的结构中，开关电源50仅有一路DC/DC电源，因此开关电源50的两个输出端的输出电压是相同的；为了进一步降低待机时的电源损耗，也可以采用如图4所示方案，在开关电源50中增加一路DC/DC电源；在图4所示的结构中，由于两个输出端分别连接不同的DC/DC电源，所以这两个输出端的输出电压可以是相同的，也可以是不相同的，其取值与两个DC/DC电源的选型有关，详情参见下述说明。
(2)如图4所示，DC/DC电源单元52包括：第一可控开关单元SW11、第一DC/DC电源511和第二DC/DC电源512。
第一DC/DC电源511的第一侧连接直流母线、以从直流母线上取电。
第二DC/DC电源512的第一侧通过第一可控开关单元SW11连接直流母线、以通过第一可控开关单元SW11从直流母线上取电。具体的，DC/DC电源的第一侧与第一可控开关单元SW11的一端相连，第一可控开关单元SW11的另一端与直流母线相连。
该第一可控开关单元SW11包括正极可控开关和/或负极可控开关；在第二DC/DC电源512的第一侧正极与直流母线的正极之间，设置有正极可控开关；和/或，在第二DC/DC电源512的第一侧负极与直流母线的负极之间，设置有负极可控开关。
第一DC/DC电源511的第二侧作为开关电源50的第一输出端、与主控单元相连，为主控单元供电。
第二DC/DC电源512的第二侧作为开关电源50的第二输出端、与其他负载相连，为其他负载供电。
第一可控开关单元SW11受控于主控单元。该主控单元可以通过IO信号对第一可控开关单元SW11进行控制；也即，主控单元能够控制该第一可控开关单元SW11的通断状态。
具体的，在储能系统待机时，主控单元控制该第一可控开关单元SW11关断，以断开直流母线与第二DC/DC电源512之间的连接，使开关电源50停止对其他负载供电，仅保持对主控单元的供电。在储能系统正常运行时，主控单元控制该第一可控开关单元SW11闭合，以建立直流母线与第二DC/DC电源512之间的连接，使开关电源50开始对其他负载供电，以使开关电源50同时为主控单元和其他负载供电，进入低功耗待机模式；此时系统的供电损耗仅为主控单元的供电损耗以及第一DC/DC电源511的供电损耗，其他负载均切除。
在第一可控开关单元SW11包括正极可控开关和负极可控开关时，控制该第一可控开关单元SW11关断时具体用于：控制正极可控开关和负极可控开关中的至少一个关断。控制该第一可控开关单元SW11闭合时具体用于：控制正极可控开关和负极可控开关均闭合。
需要说明的是，由于两个输出端分别连接不同的DC/DC电源，因此，可以根据主控单元和其他负载的耗能来设计对应的DC/DC电源的容量。主控单元的供电负载较小，所以图4所示的第一DC/DC电源511的容量可以设计的很小，也即，在开关电源50进入低功耗待机模式时，相较于图3所示结构，图4所示的低功耗待机模式的损耗更低。
在本实施例中，通过增加第一可控开关单元SW11，将负载分为两类，当系统进入待机模式时，可以切除除主控单元外的其他负载，降低系统的供电损耗，延长系统待机时间。
实际应用中，为了更进一步降低储能系统待机时的损耗，开关电源50也可以根据外部控制器的控制，停止对主控单元及其他负载的供电。
2、在实际应用中，在储能系统待机时，若开关电源50根据外部控制器的控制停止对主控单元及其他负载的供电，则该开关电源50的具体结构为：
如图5所示，开关电源50还包括：第二可控开关单元SW12和低功率唤醒单元53。
该第二可控开关单元SW12设置于的DC/DC电源单元52的第一侧与直流母线之间。具体的，第二可控开关单元SW12的一端与DC/DC电源单元52的第一侧相连，第二可控开关单元SW12的另一端与直流母线相连。
该第二可控开关单元SW12包括正极可控开关和/或负极可控开关；在DC/DC电源单元52的第一侧正极与直流母线正极之间，设置有正极可控开关；和/或，在DC/DC电源单元52的第一侧正极与直流母线的负极之间，设置有负极可控开关。
低功率唤醒单元53的输出端与第二可控开关单元SW12的控制端相连；该低功率唤醒单元53，用于接收并依据外部控制器的控制信号控制第二可控开关单元SW12通断状态，以在储能系统进入待机状态时，控制第二可控开关单元SW12关断，以控制开关电源50停止对主控单元和其他负载的供电。
具体的，当储能系统进入待机时，储能系统外部的控制器下发指令使第二可控开关单元SW12关断，开关电源50的输出断电，切除系统的主控单元和其他负载的控制电；待机模式下，只有低功率唤醒单元53的电路在消耗电能。实际应用中，该外部控制器可以是上位机，也可以是手持终端等移动设备。
在第二可控开关单元SW12包括正极可控开关和负极可控开关时，控制该第一可控开关单元SW12关断时具体用于：控制正极可控开关和负极可控开关中的至少一个关断。控制该第一可控开关单元SW12闭合时具体用于：控制正极可控开关和负极可控开关均闭合。
在实际应用中，该低功率唤醒单元53包括：第一分压稳压支路531、第二分压稳压支路532、开关单元535、隔离光耦Q和驱动单元534。
第一分压稳压支路531的第一侧和第二分压稳压支路532的第一侧均连接直流母线。具体的，第一分压稳压支路531的第一侧的正极与直流母线的正极相连；第一分压稳压支路531的第一侧负极与直流母线的负极相连；第二分压稳压支路532的第一侧正极与直流母线的正极相连；第二分压稳压支路532的第一侧负极与直流母线的负极相连。
第一分压稳压支路531的第二侧正极与开关单元535的一端相连。第一分压稳压支路531的第二侧负极通过隔离光耦Q的发光侧与开关单元535的另一端相连；具体的，第一分压稳压支路531的第二侧负极与隔离光耦Q的发光侧一端相连，隔离光耦Q的发光侧另一端与开关单元535的另一端相连。
隔离光耦Q的受光侧设置于第二分压稳压支路532的第二侧两端之间。具体的，隔离光耦Q的受光侧一端与第二分压稳压支路532的第二侧正极相连，隔离光耦Q的受光侧另一端与第二分压稳压支路532的第二侧负极相连。
驱动单元534的第一侧与隔离光耦Q的受光侧两端相连。具体的，驱动单元534的第一侧正极分别与隔离光耦Q的受光侧一端和第二分压稳压支路532的第二侧正极相连；驱动单元534的第一侧负极与隔离光耦Q的受光侧另一端。
驱动单元534的第二侧用于驱动第二可控开关单元SW12。
开关单元535在储能系统进入待机状态时导通，第一分压稳压支路531有电流流通，隔离光耦Q的发光侧发光，隔离光耦Q的受光侧导通，使得驱动单元534接收到信号，并控制第二可控开关单元SW12断开。
在实际应用中，第一分压稳压支路531包括：第一电阻(包括如图6所示的R1、R2……Rn-1)、第二电阻Rn、第三电阻R31、第四电阻R34和第一稳压二极管D1和第一电容C1。
具体的，第一电阻的一端与直流母线的正极相连；第一电阻的另一端分别与第二电阻Rn的一端和第三电阻R31的一端相连；第三电阻R31的另一端分别与第一稳压二极管D1的阴极、第四电阻R34的一端和第一电容C1的一端相连；第四电阻R34的另一端作为第一分压稳压支路531的第二侧负极；直流母线的负极、第二电阻Rn的另一端、第一稳压二极管D1的阳极和第一电容C1的另一端相连，连接点作为第一分压稳压支路531的第二侧正极。
该第一电阻可以包括多个串联连接的子电阻，也可以是包括单个电阻，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
第二分压稳压支路532包括：第五电阻(包括如图6所示的R11、R12……)、第六电阻R1n、第七电阻R21、第八电阻R22和第二稳压二极管D2和第二电容C2。
具体的，第五电阻的一端与直流母线的正极相连；第五电阻的另一端分别与第六电阻R1n的一端和第七电阻R21的一端相连；第七电阻R21的另一端分别与第二稳压二极管D2的阴极、第八电阻R22的一端和第二电容C2的一端相连；第八电阻R22的另一端作为第二分压稳压支路532的第二侧正极；直流母线的负极、驱动单元534第一侧的另一端、第六电阻R1n的另一端、第二稳压二极管D2的阳极和第二电容C2的另一端相连。连接点作为第二分压稳压支路532的第二侧负极。
该第五电阻可以包括多个串联连接的子电阻，也可以是包括单个电阻，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
如图6所示，该储能系统的外部控制器在系统进入待机模式时，给A点、B点输入开启低功耗信号，低功率唤醒单元53控制第二可控开关单元SW12断开，此时仅有低功率唤醒单元53的电路在消耗电能；当系统需要进入运行模式时，给A点、B点输入关闭低功耗信号，低功率唤醒单元53控制第二可控开关单元SW12闭合，开关电源50运行给系统所有负载供电。开启低功耗信号可以是建立A点和B点之间的连接，关闭低功耗信号可以是断开A点和B电之间的连接。
在本实施例中，通过增加低功率唤醒单元53的方式，可以进一步降低系统待机时开关电源50的损耗，延长系统待机时间。
在上述任一实施例中，直流母线通过开关电源50的相应直流输入端，与储能单元20中的至少一个电池簇相连。也即，直流母线可以与一个电池簇相连，也可以与多个电池簇相连。
在实际应用中，该开关电源50还包括：N个二极管传输模块(如图3-图6所示的Diode11和Diode12，或者，Dioden1和Dioden2)；N为直流母线通过相应直流输入端连接电池簇的数量。
各个电池簇分别通过相应的二极管传输模块，并联连接于直流母线，以实现各个电池簇之间互顶输出。
如图7所示，该二极管传输模块可以包括一个二极管，该二极管与相应的电池簇串联连接，在N大于1时，各个电池簇通过相应的二极管并联于直流母线上。以一个电池簇为例进行说明：该电池簇的正极(如图3-图6所示的BAT1+……或BATn+)与二极管阳极相连，该电池簇的负极(如图3-图6所示的BAT1-……或BATn-)与直流母线的负极相连，该二极管的阴极与直流母线正极相连；或者，该电池簇的负极与二极管的阴极相连，该电池簇的正极与直流母线的正极相连，该二极管的阳极与直流母线的负极相连。图7未示出整流模块51及其连接关系，并且图7仅是一种示例。
如图3-图6所示，该二极管传输模块也可以包括两个二极管(如图3-图6所示的Diode11和Diode12，或者，Dioden1和Dioden2)，其分别设置于相应电池簇的正负极；在N大于1时，各个电池簇通过相应的二极管并联于直流母线上。以一个电池簇为例进行说明：该电池簇的正极BAT1+与第一二极管Diode1的阳极相连；第一二极管Diode1的阴极与直流母线的正极相连；该电池簇的负极BAT1-与第二二极管Diode2的阴极相连；第二二极管Diode2的阳极与直流母线的负极相连。
开关电源50可以从多个电池簇取电，每个电池簇经过二极管后并联在一起，多路独立的电池簇取电通过二极管互顶，互不影响，避免仅从单一电池簇取电造成电池簇间SOC不均衡，提高储能系统供电的可靠性；同时，在储能系统处于待机状态或正常运行状态时，只要开关电源50在工作、消耗电能，便会自动选择最高电压的电池簇取电消耗，实现电池簇SOC均衡的功能；也即，在待机状态时实现低功耗的同时还能够兼顾电池簇的SOC均衡。
在本实施例中，由于储能单元20中本身含有大容量的电池簇，所以使用储能单元20中的电池簇供电，可以大幅度提高系统的待机时间；并且，可以从多个电池簇取电，进一步提高系统的待机时间；同时，电池簇与交流电源10互为备用方式，增加系统供电的可靠性。
本发明实施例还提供了一种储能系统，参见图8，包括：储能单元20、主控单元40、功率变换器30和上述任一实施例提供的开关电源50。该开关电源50的具体结构和工作原理，详情参见上述实施例提供的开关电源50，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
储能单元20通过功率变换器30连接外部设备；也即，储能单元20的输出端与功率变换器30的一侧相连，功率变换器30的另一侧与外部设备相连。
储能单元20和功率变换器30，均与主控单元40通信连接；也即，主控单元40可以与储能单元20进行交互，还可以控制功率变换器30的工作状态。
开关电源50用于提供辅助供电。比如，为主控单元40和功率变换器30提供辅助供电。
在实际应用中，储能单元20包括：至少一个电池簇。
各个电池簇并联连接至功率变换器30的一侧，功率变换器30的另一侧连接外部设备。具体的，各个电池簇并联连接后与功率变换器30的一侧相连。
外部设备为连接电网的变压器时，功率变换器30为PCS。具体的，该PCS的直流侧与储能单元20相连，PCS的交流侧与电网的变压器相连。
外部设备为光伏并网系统时，功率变换器30为连接光伏并网系统中逆变器直流母线的双向DC/DC变换器。具体的，该双向DC/DC变换器的一侧与储能单元20相连，该双向DC/DC变换器的与逆变器的直流母线相连。
在实际应用中，开关电源50的交流输入端与相应的保护熔丝单元之间设置有一个手动开关单元(如图8所示的SWac)，以实现开关电源50与交流电源10之间的通断。
开关电源50的直流输入端与相应的保护熔丝单元之间设置有另一个手动开关单元(如图8所示的SW1或SWn)，以实现开关电源50与储能单元20之间的通断。
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。

Claims (18)

1.一种储能系统的开关电源，其特征在于，其中：
所述开关电源的交流输入端通过相应的保护熔丝单元连接交流电源；所述开关电源的直流输入端通过相应的保护熔丝单元与所述储能系统中的储能单元连接；所述开关电源的输出端与所述储能系统中主控单元的供电端及其他负载的供电端相连；
所述开关电源，用于接收所述储能单元和所述交流电源中的至少一个的电能，为所述储能系统中的主控单元及其他负载供电；并在储能系统待机时，进入低功耗待机模式，以至多为所述主控单元供电。
2.根据权利要求1所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述低功耗待机模式为：
根据所述主控单元的控制仅保持对所述主控单元的供电，或者，根据外部控制器的控制停止对主控单元及其他负载的供电。
3.根据权利要求1所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述开关电源包括：整流模块和DC/DC电源单元；
所述整流模块的交流侧作为所述开关电源的交流输入端；
所述整流模块的直流侧通过直流母线与所述DC/DC电源单元的第一侧相连；
所述直流母线还与所述开关电源的直流输入端相连；
所述DC/DC电源单元的第二侧作为所述开关电源的输出端。
4.根据权利要求3所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述直流母线通过所述开关电源的相应直流输入端，与所述储能单元中的至少一个电池簇相连。
5.根据权利要求4所述的储能系统的开关电源，其特征在于，还包括：N个二极管传输模块；N为所述直流母线通过相应直流输入端连接电池簇的数量；
各个所述电池簇分别通过相应的二极管传输模块，并联连接于所述直流母线，以实现各个所述电池簇之间互顶输出。
6.根据权利要求3-5任一项所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述开关电源具备两个输出端；
所述开关电源的第一输出端为所述主控单元供电；
所述开关电源的第二输出端为其他负载供电。
7.根据权利要求6所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述DC/DC电源单元包括：第一DC/DC电源和第一可控开关单元；
所述第一DC/DC电源的第一侧连接所述直流母线；
所述第一DC/DC电源的第二侧一端作为所述开关电源的第一输出端；
所述第一DC/DC电源的第二侧另一端通过所述第一可控开关单元连接所述开关电源的第二输出端。
8.根据权利要求7所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述第一可控开关单元受控于所述主控单元。
9.根据权利要求6所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述DC/DC电源单元包括：第一可控开关单元、第一DC/DC电源和第二DC/DC电源；
所述第一DC/DC电源的第一侧连接所述直流母线；
所述第二DC/DC电源的第一侧通过所述第一可控开关单元连接所述直流母线；
所述第一DC/DC电源的第二侧作为所述开关电源的第一输出端；
所述第二DC/DC电源的第二侧作为所述开关电源的第二输出端。
10.根据权利要求9所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述第一可控开关单元受控于所述主控单元。
11.根据权利要求3-5任一项所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述开关电源还包括：第二可控开关单元和低功率唤醒单元；
所述第二可控开关单元设置于所述的DC/DC电源单元的第一侧与所述直流母线之间；
所述低功率唤醒单元，用于接收并依据所述外部控制器的控制信号，控制第二可控开关单元的通断状态，以在所述储能系统进入待机状态时，控制所述第二可控开关单元关断。
12.根据权利要求11所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述低功率唤醒单元包括：第一分压稳压支路、第二分压稳压支路、开关单元、隔离光耦和驱动单元；
所述第一分压稳压支路的第一侧和所述第二分压稳压支路的第一侧均连接所述直流母线；
所述第一分压稳压支路的第二侧正极与所述开关单元的一端相连；所述第一分压稳压支路的第二侧负极通过隔离光耦的发光侧与所述开关单元的另一端相连；所述开关单元在所述储能系统进入待机状态时导通；
所述隔离光耦的受光侧设置于第二分压稳压支路的第二侧两端之间；
所述驱动单元的第一侧与所述隔离光耦的受光侧两端相连；
所述驱动单元的第二侧用于驱动所述第二可控开关单元。
13.根据权利要求12所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述第一分压稳压支路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一稳压二极管和第一电容；
所述第一电阻的一端与所述直流母线的正极相连；
所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和所述第三电阻的一端相连；
所述第三电阻的另一端分别与所述第一稳压二极管的阴极、所述第四电阻的一端和所述第一电容的一端相连；
所述第四电阻的另一端作为所述第一分压稳压支路的第二侧负极；
所述直流母线的负极、所述第二电阻的另一端、所述第一稳压二极管的阳极和所述第一电容的另一端相连，连接点作为所述第一分压稳压支路的第二侧正极。
14.根据权利要求12所述的储能系统的开关电源，其特征在于，所述第二分压稳压支路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第二稳压二极管和第二电容；
所述第五电阻的一端与所述直流母线的正极相连；
所述第五电阻的另一端分别与所述第六电阻的一端和所述第七电阻的一端相连；
所述第七电阻的另一端分别与所述第二稳压二极管的阴极、所述第八电阻的一端和所述第二电容的一端相连；
所述第八电阻的另一端作为所述第二分压稳压支路的第二侧正极；
所述直流母线的负极、所述驱动单元第一侧的另一端、所述第六电阻的另一端、所述第二稳压二极管的阳极和所述第二电容的另一端相连；连接点作为所述第二分压稳压支路的第二侧负极。
15.一种储能系统，其特征在于，包括：储能单元、主控单元、功率变换器和如权利要求1-14任一所述的开关电源；
所述储能单元通过所述功率变换器连接外部设备；
所述储能单元和所述功率变换器，均与所述主控单元通信连接；
所述开关电源用于提供辅助供电。
16.根据权利要求15所述的储能系统，其特征在于，所述储能单元包括：至少一个电池簇；
各个所述电池簇并联连接至所述功率变换器的一侧，所述功率变换器的另一侧连接外部设备。
17.根据权利要求15或16所述的储能系统，其特征在于，所述外部设备为连接电网的变压器时，所述功率变换器为储能变流器PCS；
所述外部设备为光伏并网系统时，所述功率变换器为连接所述光伏并网系统中逆变器直流母线的双向DC/DC变换器。
18.根据权利要求15或16所述的储能系统，其特征在于，所述开关电源与各个保护熔丝单元之间分别设置有一个手动开关单元，以实现所述开关电源与交流电源之间的通断，以及，所述开关电源与所述储能单元之间的通断。
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