CN113098041B - 一种储能系统、储能集装箱及光储系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种储能系统、储能集装箱及光储系统，包括：储能集装箱、控制器和n个保护开关，n为大于等于2的整数；储能集装箱包括多个电池簇；n个保护开关中每个保护开关的第一端均用于连接直流母线，n个保护开关中每个保护开关的第二端均连接至少两个接入点；至少两个接入点中的至少一个接入点用于连接电池簇；控制器控制每个保护开关连接不同数量的电池簇，以使储能系统提供不同的备电时长。由于接入点的数量增加，一个接入点可以连接一个或多个电池簇，电池簇的数量不同，对应不同备电时长。不必因为备电时长更改保护开关数量，直流母线连接的保护开关的数量不必随着备电时长的改变而变化，硬件架构实现归一化，便于维护，降低成本。

Description

一种储能系统、储能集装箱及光储系统

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种储能系统、储能集装箱及光储系统。

背景技术

目前，光伏发电、风力发电以及水利发电越来越被重视，当这些可再生能源的电能被大规模应用于电网，有时会影响电网的安全运行，因此需要电力储能系统(ESS，EnergyStorage System)来稳定电网，对电网进行调峰调频。ESS中可以利用储能集装箱来装载电池。一般情况下，储能集装箱内放置多个电池簇，每个电池簇包括多个串联的电池模组。每个电池模组包括多块电池。

储能系统中，储能集装箱中的每个电池簇分别通过一个保护开关连接到同一直流母线上。由于目前是一个电池簇通过一个保护开关连接直流母线，然后直流母线再连接储能变流器(PCS，Power Conversion System)进行储能系统的充放电。

不同的应用场景，储能系统存在不同时长的备电需求，通常备电时间以备电小时度量。如果储能系统的直流母线的功率以及储能集装箱中单个电池簇容量不变的情况下，则需要通过直流母线连接不同数量的电池簇来改变储能系统的备电小时。例如，备电小时为1小时的储能系统包括n个电池簇和n个保护开关，则备电小时为2小时的储能系统需要配置2n个电池簇和2n个直流开关，即更改备电小时需要储能系统的架构随之改变，无法统一。

发明内容

为了解决以上技术问题，本申请提供一种储能系统、储能集装箱及配电系统，能够在不改变储能系统的架构下，对应不同的备电时长。

本申请实施例提供的储能系统包括：储能集装箱、控制器和n个保护开关，n为大于等于2的整数；储能集装箱包括多个电池簇；n个保护开关中每个保护开关的第一端均用于连接直流母线，n个保护开关中每个保护开关的第二端均连接至少两个接入点；至少两个接入点中的至少一个接入点用于连接电池簇；控制器，用于控制每个保护开关连接不同数量的电池簇，以使储能系统提供不同的备电时长。

由于该储能系统包括的每个保护开关包括至少两个接入点，每个接入点可以连接一个电池簇或至少两个电池簇，从而实现每个接入点连接的电池簇的数量灵活自由调整。因此，该储能系统在保护开关的第二端扩展了接入点的数量，不是一个保护开关仅连接一个接入点。由于接入点的数量增加了，而且每个接入点可以至少连接一个电池簇，即一个接入点可以连接一个电池簇，也可以连接多个电池簇，本申请实施例不做具体限定。由于电池簇的数量不同，可以对应不同的备电时长。因此，本申请实施例提供的储能系统，可以根据不同的备电时长来连接不同数量的电池簇，不必因为备电时长更改保护开关的数量，即直流母线与储能集装箱之间的硬件架构不需要随着备电时长的改变而改变，直流母线连接的保护开关的数量不必随着备电时长的改变而变化，从而硬件架构可以实现归一化，便于维护，降低配电成本。

本申请实施例提供的储能系统，并不限定每个接入点必须连接电池簇，也不限定每个保护开关必须连接电池簇。例如需要的备电时长较短，可以用较少的电池簇时，可能有的保护开关不需要挂接电池簇。但是本申请实施例提供的储能系统可以扩展连接多个电池簇，从而改变储能系统的备电时长。

储能系统的控制器可以控制一个储能集装箱对应的保护开关的开关状态，例如控制保护开关闭合还是断开。另外，储能系统也可以包括多个储能集装箱，即储能集装箱集群，控制器可以控制储能系统中所有或者多个储能集装箱对应的保护开关的开关状态，从而改变每个储能集装箱提供的备电时长。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的储能系统，还在储能集装箱的内部设置多个配电开关；配电开关的数量与保护开关的数量相同且一一对应；每个配电开关的第一端连接对应的保护开关中至少两个接入点的一个接入点，每个配电开关的第二端用于连接至少一个电池簇。本申请实施例不限定每个配电开关可以连接的电池簇的数量，可以连接一个，也可以连接多个。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的储能系统，除了通过扩展接入点来扩展连接的电池簇以外，还通过扩展配电开关的数量来增加可以连接的电池簇。储能集装箱包括多个配电开关；配电开关的数量与接入点的数量相同且一一对应；多个配电开关中的每个配电开关的第一端连接对应的接入点，多个配电开关中的每个配电开关的第二端用于连接至少一个电池簇。由于接入点数量增加了，因此配电开关的数量也随之增加，通过配电开关可以灵活增减电池簇的数量。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例中通过扩展配电开关的分支来进一步扩展可以连接的电池簇的数量，从而增长备电时长。每个配电开关的第二端包括至少两个分支，每个分支用于连接一个电池簇，每个配电开关连接不同数量的电池簇对应储能系统不同的备电时长。

在一种可能的实现方式中，每个保护开关的第二端连接以下至少两个接入点：第一接入点和第二接入点；第一接入点对应第一配电开关；第一配电开关的第一端连接第一接入点，第一配电开关的第二端包括以下至少两个分支：第一分支和第二分支；第一分支和第二分支分别连接各自对应的电池簇。

在一种可能的实现方式中，以下以每个保护开关的第二端连接以下至少两个接入点为例进行介绍：第一接入点和第二接入点；第一接入点对应第一配电开关，第二接入点对应第二配电开关；第一配电开关的第一端连接第一接入点，第二配电开关的第一端连接第二接入点，第一配电开关的第二端和第二配电开关的第二端均包括以下至少两个分支：第一分支和第二分支；第一分支和第二分支分别连接各自对应的电池簇。当一个保护开关连接两个接入点时，如果每个接入点连接一个电池簇，则对应的备电时长比传统的备电时长增加一倍，例如传统是1个小时，则该实施例提供的备电小时为2个小时，并且在1个小时和2个小时之间切换时，不需要更改硬件架构。

在一种可能的实现方式中，还包括：集装箱控制器；集装箱控制器，用于通过调整每个电池簇的放电电流的大小来对应储能集装箱不同的备电时长。为了平衡和方便控制，一般情况下，每个电池簇的放电电流相同。

本申请实施例不限定集装箱控制器的实现方式，可以一个储能集装箱对应一个集装箱控制器，也可以多个储能集装箱共用一个集装箱控制器。另外，集装箱控制器的功能也可以由以上的控制器来实现，即将控制器和集装箱控制器集成在一起，合二为一，也可以独立设置两个控制器。

在一种可能的实现方式中，每个电池簇包括功率变换电路；功率变换电路，用于对电池簇的输出功率进行控制。功率变换电路可以根据集装箱控制器发送的功率参考值来调节输出的功率大小。另外，功率变换电路还可以对电池簇的电压进行调节，以稳定直流母线的电压。例如直流母线的电压要求是一定的，但是不同的储能集装箱的电池簇的电压可能有所差异，为了达到同样要求的直流母线的电压，需要功率变换电路调节电池簇的电压，稳定直流母线的电压。为了方便控制，灵活匹配电池簇，每个电池簇可以包括一个功率变换电路。

在一种可能的实现方式中，保护开关和配电开关的类型相同。当两者的类型相同时，可以更好地控制保护开关和配电开关的动作，以及两种开关与线缆之间的连接等。

基于以上实施例提供的一种储能系统，以上储能系统的各个优点同样适用于以下的储能集装箱，在此不再赘述。本申请实施例还提供一种储能集装箱包括：集装箱控制器、多个电池簇和多个配电开关；每个配电开关的第一端用于连接对应的保护开关的第二端的接入点，每个保护开关的第一端用于连接直流母线；每个配电开关的第二端包括至少两个分支，两个分支中的至少一个分支用于连接电池簇；集装箱控制器，用于控制每个配电开关连接不同数量的电池簇，以使储能集装箱提供不同的备电时长。

在一种可能的实现方式中，第一配电开关的第二端和第二配电开关的第二端均包括以下两个分支：第一分支和第二分支；第一分支和第二分支分别连接一个电池簇。

在一种可能的实现方式中，还包括：集装箱控制器用于通过调整每个电池簇的放电电流的大小来对应储能集装箱不同的备电时长。

在一种可能的实现方式中，每个电池簇包括功率变换电路；功率变换电路，用于对电池簇的输出功率进行控制。

基于以上实施例提供的一种储能系统和储能集装箱，本申请实施例提供一种光储系统，包括：汇流箱、直流母线、逆变器和以上介绍的储能系统；汇流箱的输入端用于连接光伏组串，汇流箱的输出端连接直流母线；储能集装箱通过保护开关连接直流母线；逆变器的输入端连接直流母线。

本申请至少具有以下优点：

本申请实施例提供的储能系统，包括储能集装箱和多个保护开关，每个保护开关的第一端连接直流母线，每个保护开关的第二端包括多个接入点。由于该储能系统包括的每个保护开关包括至少两个接入点，每个接入点可以连接至少一个电池簇，每个接入点连接的电池簇的数量可以灵活自由调整，因此，该储能系统在保护开关的第二端扩展了接入点的数量，不是一个保护开关仅连接一个接入点。由于接入点的数量增加了，而且每个接入点可以至少连接一个电池簇，即一个接入点可以连接一个电池簇，也可以连接多个电池簇，本申请实施例不做具体限定。由于电池簇的数量不同，可以对应不同的备电时长。因此，本申请实施例提供的储能系统，可以根据不同的备电时长来连接不同数量的电池簇，不必因为备电时长更改保护开关的数量，即直流母线与储能集装箱之间的硬件架构不需要随着备电时长的改变而改变，直流母线连接的保护开关的数量不必随着备电时长的改变而变化，从而硬件架构可以实现归一化，便于维护，降低配电成本。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种储能集装箱的应用示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种储能集装箱与电网的连接示意图；

图3为一种备电1小时储能系统的示意图；

图4为一种备电2小时储能系统的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种储能系统的示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种储能系统的示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种储能系统的示意图；

图8为本申请实施例提供的再一种储能系统的示意图；

图9为本申请实施例提供的又一种储能系统的示意图；

图10为本申请实施例提供的另一种储能系统的示意图；

图11为本申请实施例提供的一种储能集装箱的示意图；

图12为本申请实施例提供的又一种储能集装箱的示意图；

图13为本申请实施例提供的再一种储能集装箱的示意图；

图14为本申请实施例提供的一种光储系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

以下说明中的“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，术语“耦接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。“耦接”可以是直接的电性连接，也可以通过中间媒介间接电性连接。

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面先介绍本申请实施例提供的技术方案的应用场景。

本申请实施例提供的储能系统可以应用于储能供电场景，例如光伏储能，目前光伏储能可以将光伏发电、储能、变电和配电集成在一起。在光伏储能中常用储能集装箱来装载电池簇，电池簇可以直接挂接在光伏系统的直流母线上。

下面介绍电池簇位于储能集装箱在储能领域的一种应用方式。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种储能集装箱的应用示意图。

本实施例提供的储能集装箱1000包括n个电池簇，例如第一电池簇B1至第n电池簇Bn，以每个电池簇包括m个电池模组为例，如图1所示，第一电池簇B1包括电池模组ESM1至电池模组ESMm。电池模组ESM1至电池模组ESMm串联在一起。每个电池簇均连接储能变流器(PCS，Power Conversion System)的输入端，PCS的输出端连接电网。

由于电池簇输出的为直流电，如果电网为交流电网，则需要PCS将直流电转换为交流电提供给电网。

下面结合附图介绍储能集装箱与电网的连接。

参见图2，该图为本申请实施例提供的另一种储能集装箱与电网的连接示意图。

每个电池簇的输出端连接对应的直流变流器，例如第一电池簇B1连接直流变流器1，第二电池簇B1连接直流变流器2，第m电池簇Bm连接直流变流器m。每个电池簇中包括j个电池模组，分别为电池模组1至电池模组j。各个直流变流器的功率可以不一致。由于直流变流器与储能变流器的功率可能不一致，因此，需要汇流柜2000完成转接，汇流柜2000中设有母排。由于单个电池簇的功率有限，因此一般多个储能变流器的输出端并联在一起连接变压器T的输入端，PCS完成电能转换。例如，PCS1至PCSn转换的功率大小可以一致。多个PCS的输出端并联在一起连接变压器T的输入端，这样可以增大功率，变压器T用于对输入电压进行变压后反馈给电网。

目前，储能集装箱中的电池簇均是经过保护开关连接在直流母线上。下面结合附图介绍连接方式。

参见图3，该图为一种备电1小时储能系统的示意图。

例如各个电池簇的容量相同，备电1小时的储能系统，直流母线需要连接n个电池簇，每个电池簇通过一个保护开关连接直流母线，例如，电池簇1通过第一保护开关S1连接直流母线，电池簇2通过第二保护开关S2连接直流母线，电池簇3通过第三保护开关S3连接直流母线，直至电池簇n通过第n保护开关Sn连接直流母线。

图3介绍的是n个电池簇备电1小时的储能系统，如果使用相同容量的电池簇，备电2小时，则需要增加一倍的电池簇，即使用2n个相同容量的电池簇来实现备电2小时。

参见图4，该图为一种备电2小时储能系统的示意图。

对比图3和图4可以发现，电池簇由n个增加到2n个，同样，保护开关也由n个增加到2n个。

例如，电池簇1通过第一保护开关S1连接直流母线，电池簇2通过第二保护开关S2连接直流母线，电池簇3通过第三保护开关S3连接直流母线，直至电池簇2n通过第2n保护开关S2n连接直流母线。

本申请实施例中不限定备电时长的单位，例如备电时长可以利用备电小时来度量，以下实施例中以备电小时举例来说明。

从图3和图4可以看出，当直流母线的功率和电池簇的容量不变的情况下，直流母线连接不同的电池簇的数量来改变储能系统的备电小时。当备电小时改变时，配电开关的数量以及线缆的数量需要根据备电小时改变，造成储能系统无法统一配置，

储能系统实施例

为了解决以上的技术问题，本申请实施例提供了一种储能系统，在每个保护开关下设置多个接入点，从而可以根据不同的备电小时，每个接入点可以灵活自由接入对应的电池簇，直流母线连接的保护开关的数量不必随着备电小时的改变而变化，从而硬件架构可以实现归一化，便于维护，降低配电成本。

下面结合附图对本申请实施例提供的储能系统进行详细介绍。

参见图5，该图为本申请实施例提供的一种储能系统的示意图。

本申请实施例提供的一种储能系统，包括：n个保护开关和储能集装箱1000，n为大于等于2的整数；控制器(图中未示出)、储能集装箱包括至少n个电池簇；其中n个保护开关分别为第一保护开关S1、第二保护开关S2、第三保护开关S3，直至第n保护开关Sn。

n个保护开关中每个保护开关的第一端均用于连接直流母线BUS，n个保护开关中每个保护开关的第二端均连接至少两个接入点；至少两个接入点中的至少一个接入点用于连接电池簇；控制器，用于控制每个保护开关连接不同数量的电池簇，以使储能系统提供不同的备电时长，例如，提供不同的备电小时。

应该理解，本申请实施例不限定储能系统的控制器的实现方式，储能系统的控制器可以控制一个储能集装箱对应的保护开关的开关状态，例如控制保护开关闭合还是断开。另外，储能系统也可以包括多个储能集装箱，即储能集装箱集群，控制器可以控制储能系统中所有或者多个储能集装箱对应的保护开关的开关状态，从而改变每个储能集装箱提供的备电时长。

应该理解，如果每个电池簇的容量不变，接入点越多，可以连接的电池簇的数量越多，电池簇的数量越多，则对应的备电小时越长。接入点越多，备电小时的可选择性越大，对应的储能系统可以提供多种不同的备电小时。

本申请实施例不限定所有接入点均连接电池簇，对于备电小时较短的场景，可能每个保护开关仅有一个接入点连接电池簇即可。对于备电小时较长的场景，可能需要每个接入点均连接电池簇。另外，本申请实施例不限定每个接入点可以连接的电池簇的数量，即一个接入点可以连接一个电池簇，一个接入点也可以连接多个电池簇。

本实施例中以一个保护开关包括两个接入点为例进行介绍。例如第一保护开关S1的第一端连接直流母线BUS，第一保护开关S1的第二端包括两个接入点，分别为A1和B1。第二保护开关S2的第一端连接直流母线BUS，第二保护开关S2的第二端包括两个接入点，分别为A2和B2。第三保护开关S3的第一端连接直流母线BUS，第三保护开关S3的第二端包括两个接入点，分别为A3和B3。第n保护开关Sn的第一端连接直流母线BUS，第n保护开关Sn的第二端包括两个接入点，分别为An和Bn。

图5中第一保护开关S1的接入点A1连接电池簇1，第二保护开关S2的接入点A2连接电池簇2，直至第n保护开关Sn的接入点An连接电池簇n。图5所示的储能集装箱1000中包括n个电池簇，例如对应备电1小时。一般情况下，储能集装箱1000内设有控制器，控制器可以控制每个电池簇的放电电流的大小，例如备电1小时，对应每个电池簇的放电电流为1C。

图5中是以每个保护开关中的一个接入点连接电池簇，下面结合图6介绍每个保护开关的两个接入点均连接对应的电池簇的实现情况。

参见图6，该图为本申请实施例提供的另一种储能系统的示意图。

本实施例中以一个保护开关包括两个接入点，且每个接入点连接一个电池簇，例如第一保护开关S1的第一端连接直流母线BUS，第一保护开关S1的第二端包括两个接入点，分别为A1和B1。其中，接入点A1连接电池簇1，接入点B1连接电池簇2。第二保护开关S2的第一端连接直流母线BUS，第二保护开关S2的第二端包括两个接入点，分别为A2和B2。其中，接入点A2连接电池簇3，接入点B2连接电池簇4。第三保护开关S3的第一端连接直流母线BUS，第三保护开关S3的第二端包括两个接入点，分别为A3和B3。其中，接入点A3连接电池簇5，接入点B3连接电池簇6。第n保护开关Sn的第一端连接直流母线BUS，第n保护开关Sn的第二端包括两个接入点，分别为An和Bn。其中，接入点An连接电池簇2n-1，接入点Bn连接电池簇2n。

假如图6所示的电池簇与图5所示的电池簇的类型完全相同，图6的电池簇数量是图5的电池簇数量的2倍，但是可以看出保护开关的数量是相同的，均为n个。图6对应的储能系统可以备电2小时，如果直流母线BUS的功率不变时，图6对应的储能系统，可以控制每个电池簇的放电电流的大小为0.5C，即每个电池簇的放电电流为图5中每个电池簇的放电电流的一半。

为了增加储能系统的备电小时，则需要增加电池簇的数量，除了以上图6所示的在更多的接入点连接电池簇以外，还可以通过在同一个接入点下增加分支，在每个分支连接一个电池簇，下面介绍具体的实现方式。

为了更好地实现保护和控制，一般在储能集装箱内部也设有保护开关，储能集装箱内部的保护开关与储能集装箱外部的保护开关的类型和规格可以相同。为了区别描述储能集装箱内外的保护开关，将储能集装箱内部设置的保护开关称为配电开关。

其中，配电开关的数量可以与保护开关的数量相同，也可以大于保护开关的数量，例如配电开关的数量可以与接入点的数量相同，具体情况，可以根据储能系统的备电小时的要求来设置储能集装箱内配电开关的数量，本申请实施例中不做具体限定。

第一种：

储能集装箱包括多个配电开关；配电开关的数量与保护开关的数量相同且一一对应；每个配电开关的第一端连接对应的保护开关中的一个接入点，每个配电开关的第二端用于连接至少一个电池簇。例如，保护开关包括的多个接入点中仅一个接入点连接一个配电开关，其余接入点可以连接配电开关，也可以不连接配电开关，即其余接入点预留了可以连接配电开关的功能，可以根据备电小时的要求来添加配电开关，从而增加连接的电池簇的数量，增加备电小时。

第二种：

储能集装箱包括多个配电开关；配电开关的数量与接入点的数量相同且一一对应；多个配电开关中的每个配电开关的第一端连接对应的接入点，多个配电开关中的每个配电开关的第二端用于连接至少一个电池簇。此种与第一种的区别是配电开关的数量更多，至少是第一种配电开关数量的2倍。因为一个保护开关对应至少两个接入点。

其中，每个配电开关的第二端可以包括至少两个分支，每个分支用于连接一个电池簇，每个配电开关连接不同数量的电池簇对应所述储能系统不同的备电小时。即本申请实施例中，每个配电开关可以包括多个分支，分支越多，则连接的电池簇越多，每个配电开关包括的分支可以根据备电小时来选择。

本申请实施例除了利用保护开关扩展多个接入点来灵活配置电池簇的数量，进而改变储能系统的备电小时以外，还可以利用配电开关扩展多个分支来灵活配置电池簇的数量。

下面结合附图介绍以上两种可能的实现方式。

参见图7，该图为本申请实施例提供的又一种储能系统的示意图。

图7中以保护开关包括两个接入点，但仅其中一个接入点连接配电开关，并且每个配电开关包括两个分支。

每个保护开关的第二端连接以下至少两个接入点：第一接入点和第二接入点；例如第一保护开关S1包括第一接入点A1和第二接入点B1，第二保护开关S2包括第一接入点A2和第二接入点B2，第三保护开关S3包括第一接入点A3和第二接入点B3，直至第n保护开关包括第一接入点An和第二接入点Bn。

例如，每个保护开关仅第一接入点连接的第一配电开关；第二接入点可以根据备电小时的要求不必连接配电开关，例如与图5对比，图5中包括n个电池簇，对应储能系统备电小时1小时，图7中包括2n个电池簇，对应储能系统备电2小时。

第一配电开关的第一端连接第一接入点，第一配电开关的第二端包括以下至少两个分支：第一分支和第二分支；第一分支和第二分支分别连接各自对应的电池簇。

如图7所示，第一保护开关S1的第一接入点A1连接第一配电开关Q1的第一端，Q1的第二端包括第一分支和第二分支，第一分支连接电池簇1，第二分支连接电池簇2。同理，第二保护开关S2的第一接入点A2连接第一配电开关Q2的第一端，Q2的第二端的第一分支连接电池簇3，Q2的第二端的第二分支连接电池簇4，直至Qn的第二端的第一分支连接电池簇2n-1，Qn的第二端的第二分支连接电池簇2n。

图7与图5相比，图7中电池簇的数量是图5中电池簇数量的2倍，由于直流母线BUS的功率不变，因此，图7中每个电池簇的放电电流为图5中每个电池簇的放电电流的一半，例如图5中每个电池簇的放电电流为1C，则图7中每个电池簇的放电电流为0.5C。

对比图5和图7可以发现，增加备电小时，而没有改变储能集装箱外部的保护开关和线缆的数量以及连接关系，保证了储能系统硬件架构的统一。当储能系统需要增加备电小时，仅需要在储能集装箱内部增加电池簇即可。

下面介绍每个接入点连接一个配电开关的情况，每个保护开关的第二端连接以下至少两个接入点：第一接入点和第二接入点；第一接入点对应第一配电开关，第二接入点对应第二配电开关；第一配电开关的第一端连接第一接入点，第二配电开关的第一端连接第二接入点，第一配电开关的第二端和第二配电开关的第二端均包括以下至少两个分支：第一分支和第二分支；第一分支和第二分支分别连接各自对应的电池簇。

参见图8，该图为本申请实施例提供的再一种储能系统的示意图。

本实施例中以每个保护开关包括两个接入点，每个接入点连接一个配电开关，每个配电开关包括两个分支，每个分支连接一个电池簇为例进行介绍。

如图8所示，第一保护开关S1的第一接入点A1连接第一配电开关Q1的第一端，第一保护开关S2的第二接入点B2连接第二配电开关E1的第一端，Q1的第二端的第一分支和第二分支分别连接电池簇1和电池簇2，E1的第二端的第一分支和第二分支分别连接电池簇3和电池簇4。直至第n保护开关的第一接入点An连接第一配电开关Qn的第一端，第n保护开关的第二接入点Bn的第二端连接第二配电开关En的第一端，Qn的第二端的第一分支和第二分支分别连接电池簇4n-3和电池簇4n-2，En的第二端的第一分支和第二分支分别连接电池簇4n-1和电池簇4n。

对比图7和图8可以发现，图8中的电池簇的数量为4n，图7中的电池簇的数量为2n，即图8包括的电池簇的数量为图7包括的电池簇的数量的2倍。如果图7和图8中所有电池簇的类型和规格全部相同，图7对应的储能系统的备电小时为2小时，则图8对应的储能系统的备电小时为4小时。如果直流母线的功率不变，图7中每个电池簇的放电电流为0.5C，则图8中每个电池簇的放电电流为0.25C。

以上实施例中的电池簇的最大放电电流的能力不限定为以上的数值，例如图8中每个电池簇的放电电流为0.25C，则电池簇的放电电流的能力大于等于0.25C即可，可以控制电池簇的放电电流的大小。

图8中是以每个接入点连接一个配电开关，每个配电开关包括两个分支，每个分支连接一个电池簇为例进行的介绍，即一个配电开关连接两个电池簇。另外，在一种可能的实现方式中，实现与图8相同的备电小时，例如4小时，在电池簇的容量相同的前提下，也可以利用图9所示的储能系统。

参见图9，该图为本申请实施例提供的另一种储能系统的示意图。

本实施例中包括4n个电池簇，对应的储能系统实现备电4小时，以每个保护开关对应两个接入点为例，每个保护开关的仅一个接入点连接配电开关，但是一个配电开关可以连接四个电池簇，例如第一保护开关S1的第一接入点连接第一配电开关Q1，第一配电开关Q1连接以下四个电池簇：电池簇1、电池簇2、电池簇3和电池簇4。同理，第n保护开关的第一接入点连接第一配电开关Qn，第一配电开关Qn连接以下四个电池簇：电池簇4n-3、电池簇4n-2、电池簇4n-1和电池簇4n。

可以理解的是，区别于以上实施例提供的储能系统包括控制器，本申请实施例提供的储能系统还可以包括集装箱控制器；集装箱控制器可以位于集装箱的内部，也可以位于集装箱的外部，在此不做具体限定。另外，集装箱控制器的功能也可以由以上的控制器来实现，即将控制器和集装箱控制器集成在一起，合二为一，也可以独立设置两个控制器，本申请实施例中均不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要灵活设置。集装箱控制器可以调整每个电池簇的放电电流的大小来对应储能集装箱不同的备电小时。

其中集装箱控制器可以每个储能集装箱包括一个，也可以多个储能集装箱共用同一个集装箱控制器，本申请实施例中不做具体限定。

为了更加灵活控制电池簇，本申请实施例提供的储能系统，每个电池簇可以包括功率变换电路；功率变换电路可以连接在直流母线与电池簇直接，功率变换电路可以实现对电池簇的输出功率进行控制。本申请实施例不限定功率变换电路的具体实现形式，例如可以为实现直流-直流变换的任何功率电路，该功率变换电路可以为双向变换电路。

图9现对于图8，图9所使用的配电开关的数量比图8所使用的配电开关的数量少，节省成本。从结构对称上来说，图8所示的结构更加对称，而且由于在储能集装箱内的配电开关的数量更多，便于电池簇的更换和维护。

本申请实施例不限定每个配电开关可以连接的电池簇的数量，也不限定每个保护开关连接的配电开关的数量，本领域技术人员可以根据备电小时，配电开关和保护开关的具体规格来选择。另外，配电开关和保护开关的类型和规格也可以不同。

以上实施例中均是以一个保护开关包括两个接入点为例进行的介绍，应该理解，每个保护开关可以包括更多的接入点，每个接入点均可以连接至少一个配电开关。

下面结合图10介绍本申请实施例提供的一个保护开关包括三个接入点的实现情况。

参见图10，该图为本申请实施例提供的另一种储能系统的示意图。

如图10所示，第一保护开关S1包括以下三个接入点：第一接入点A1、第二接入点B1和第三接入点C1，以其中第一接入点A1连接第一配电开关Q1为例，第一配电开关Q1连接电池簇1和电池簇2两个电池簇。直至第n保护开关Sn包括以下三个接入点：第一接入点An、第二接入点Bn和第三接入点Cn，以其中第一接入点An连接第一配电开关Qn为例，第一配电开关Qn连接电池簇2n-1和电池簇2n两个电池簇。

应该理解，图10中仅是以一个接入点连接一个配电开关，另外，一个接入点可以连接多个配电开关，而且图10中仅是以一个配电开关连接两个电池簇为例，另外，一个配电开关也可以连接多个电池簇，本申请实施例中均不作具体限定。

以上实施例中的直流母线BUS仅是示意，正常情况下，直流母线一般包括直流正母线和直流负母线。

本申请实施例不限定储能集装箱内电池簇的具体数量，可以根据储能系统的备电小时以及电池簇的容量来进行选择配置。

以上实施例提供的储能系统，在直流母线的功率不变的前提下，由于该储能系统包括的每个保护开关包括至少两个接入点，每个接入点可以连接至少一个电池簇，因此，该储能系统可以通过更改电池簇的数量来实现不同的备电小时，不必因为备电小时更改保护开关的数量，即直流母线与储能集装箱之间的硬件架构不需要随着备电小时的改变而改变，可以适用于不同的备电小时，这样可以节省硬件成本。另外，为了进一步增加配电的灵活性，储能集装箱内部的配电开关也可以包括至少两个分支，每个分支可以连接至少一个电池簇，即每个配电开关也可以灵活增加或减少连接的电池簇的数量，从而实现储能系统对应的备电小时的更改。

储能集装箱实施例

基于以上实施例提供的一种储能系统，本申请实施例还提供一种储能集装箱，下面结合附图进行详细介绍。

参见图11，该图为本申请实施例提供的一种储能集装箱的示意图。

本申请提供一种储能集装箱，包括：集装箱控制器、多个电池簇和多个配电开关。

每个配电开关的第一端用于连接对应的保护开关的第二端的接入点，保护开关的第一端用于连接直流母线；保护开关的具体实现方式可以参见以上储能系统实施例的介绍，每个保护开关包括至少两个接入点，从而可以灵活配置连接的电池簇的数量，从而改变备电小时。

每个配电开关的第二端包括至少两个分支，两个分支中的至少一个分支用于连接至少一个电池簇；集装箱控制器，用于控制每个配电开关连接不同数量的电池簇，以使储能集装箱提供不同的备电时长，例如提供不同的备电小时。

图11中以每个配电开关包括两个分支为例进行介绍，第一配电开关的第二端和第二配电开关的第二端均包括以下两个分支：第一分支和第二分支；第一分支和第二分支分别连接一个电池簇。

如图11所示，第一配电开关Q1包括的两个分支分别连接电池簇1和电池簇2，第二配电开关Q2的两个分支分别连接电池簇3和电池簇4，直至第n配电开关Qn的两个分支分别连接电池簇2n-1和电池簇2n。

本申请实施例提供的储能集装箱，包括多个配电开关，每个配电开关包括至少两个分支，其中至少一个分支连接电池簇。由于配电开关包括多个分支，每个分支可以用来连接电池簇，因此，可以根据备电小时的需求来更改每个配电开关连接的电池簇的数量，而不需要更改配电开关的数量，即不需要更改该储能集装箱的硬件配电架构，节省成本。

本申请实施例不具体限定储能集装箱中每个配电开关包括的分支的个数，图11中是以每个配电开关包括两个分支为例进行的介绍，下面再举例介绍一种实现方式。

参见图12，该图为本申请实施例提供的又一种储能集装箱的示意图。

本实施例提供的储能集装箱以每个配电开关包括四个分支为例进行介绍，例如第一配电开关Q1包括四个分支，分别连接电池簇1、电池簇2、电池簇3和电池簇4。第n配电开关Qn包括四个分支，分别连接电池簇4n-3、电池簇4n-2、电池簇4n-1和电池簇4n。

例如，当每个电池簇的容量相同时，储能集装箱包括n个电池簇对应的备电小时为1各小时，当储能集装箱包括2n个电池簇时对应的备电小时为2个小时，当储能集装箱包括4n个电池簇时对应的备电小时为4个小时。

在储能集装箱连接的直流母线的功率不变时，储能集装箱包括的电池簇越多，则对应的备电小时越长，为了控制电池簇的放电电流的大小，本申请实施例提供的储能集装箱还可以包括：集装箱控制器1001；如图所示，每个电池簇均连接集装箱控制器1001，即电池簇1-电池簇4直至电池簇4n-3-电池簇4n均连接集装箱控制器1001。

需要说明的是，集装箱控制器1001可以位于储能集装箱的外部，一般情况下，多个储能集装箱形成一个阵列，集装箱控制器1001可以实现对多个储能集装箱的控制。例如集装箱控制器1001与电站通信，接收电站发送的功率调度指令，根据功率调度指令控制各个储能集装箱输出的功率。同时，集装箱控制器1001还可以实现对各个储能集装箱的充电控制。储能集装箱挂接在直流母线上，可以向直流母线输出功率，即电池簇放电；反过来储能集装箱也可以从直流母线吸收功率，即实现对电池簇充电。

集装箱控制器1001，用于通过调整每个电池簇的放电电流的大小来对应储能集装箱不同的备电小时。例如，当储能集装箱包括n个电池簇时对应备电1小时，集装箱控制器1001控制每个电池簇的放电电流为1C；当储能集装箱包括2n个电池簇时对应备电2小时，集装箱控制器1001控制每个电池簇的放电电流为0.5C；当储能集装箱包括4n个电池簇时对应备电4小时，集装箱控制器1001控制每个电池簇的放电电流为0.25C。以上的数值仅是举例说明，集装箱控制器1001可以根据电池簇的数量以及备电小时的不同来改变每个电池簇的放电电流的大小。为了平衡和方便控制，一般情况下，每个电池簇的放电电流相同。

为了更方便实现对储能集装箱的充放电的控制，本申请实施例提供的储能集装箱中的每个电池簇还可以包括功率变换电路。

参见图13，该图为本申请实施例提供的再一种储能集装箱的示意图。

本申请实施例提供的储能集装箱中的每个电池簇包括一个功率变换电路，为了方便介绍，以一个配电开关包括两个分支，以其中一个分支为例进行介绍，其中第一配电开关Q1的第一分支连接的电池簇包括电池模组BAT1和功率变换电路101，直至第n配电开关Qn的第一分支连接的电池簇包括电池模组BATn和功率变换电路10n，图13中的电池模组仅是示意，一般一个电池簇包括多个电池模组。

其中，功率变换电路位于靠近配电开关的一端，如图13所示，电池模组BAT1通过功率变换电路101连接第一配电开关Q1的第一分支。电池模组BATn通过功率变换电路10n连接第n配电开关Qn的第一分支。

功率变换电路，用于对电池簇的输出功率进行控制。具体地，功率变换电路可以根据集装箱控制器发送的功率参考值来调节输出的功率大小。另外，功率变换电路还可以对电池簇的电压进行调节，以稳定直流母线的电压。例如直流母线的电压要求是一定的，但是不同的储能集装箱的电池簇的电压可能有所差异，为了达到同样要求的直流母线的电压，需要功率变换电路调节电池簇的电压，稳定直流母线的电压。为了方便控制，灵活匹配电池簇，每个电池簇可以包括一个功率变换电路。

光储系统实施例

基于以上实施例提供的一种光储系统和储能集装箱，本申请还提供一种光储系统，下面结合附图进行详细介绍。

参见图14，该图为本申请实施例提供的一种光储系统的示意图。

本申请实施例提供一种光储系统，包括：汇流箱、直流母线、逆变器和以上任意一个实施例介绍的储能系统，储能系统可以参见以上实施例的介绍，在此不再赘述。

一般情况下，光储系统可以包括多个汇流箱，如图14所述，包括n个汇流箱，n为大于等于2的整数，每个汇流箱的输入端用于连接对应的光伏组串，每个汇流箱的输出端均连接直流母线，其中每个汇流箱连接的光伏组串可以为多个。第一汇流箱101的输入端用于连接对应的光伏组串，第二汇流箱102的输入端用于连接对应的光伏组串，第n汇流箱10n的输入端用于连接对应的光伏组串。第一汇流箱101、第二汇流箱102和第n汇流箱10n的正输出端和负输出端分别连接直流正母线BUS+和直流正母线BUS-。

本实施例提供的光储系统中的汇流箱为直流汇流箱，该汇流箱可以为普通的直流汇流箱，也可以为具有最大功率点跟踪(MPPT，Maximum Power Point Tracking)功能的汇流箱，例如汇流箱内部可以包括直流/直流(DC/DC，Direct Current/Direct Current)电路，例如DC/DC电路可以为升压电路或升降压电路，本申请实施例中不对汇流箱的具体实现方式进行限定。

图14中的直流母线BUS+和BUS-即为图5中的直流母线BUS，图5中仅简易示出了一根直流母线。储能集装箱1000通过保护开关连接直流母线。图14中为了突出整体架构，没有示出储能集装箱1000与直流母线之间的保护开关，储能集装箱和保护开关的连接关系具体可以参见以上储能系统实施例的描述，在此不再赘述。

在光储系统中，可以包括一个逆变器，也可以包括多个逆变器，当包括多个逆变器时，每个逆变器的输入端连接直流母线，即各个逆变器的输入端并联在直流母线上。

图14中以两个逆变器为例进行介绍，第一逆变器201的正输入端和负输出端分别连接直流正母线BUS+和直流负母线BUS-，第二逆变器202的正输入端和负输出端分别连接直流正母线BUS+和直流负母线BUS-。图14中的光储系统为三相电源系统，每个逆变器均输出三相交流电A、B和C。

在光储系统中，光伏组串可以为储能集装箱的电池簇充电，如果电池簇中包括的功率变换电路为双向功率变换器，则也可以利用逆变器输出端连接的交流电网为电池簇充电。当夜间没有太阳光时，光伏组串无法输出电能，此时储能集装箱可以放电为逆变器的输入端提供电能，不同的场合，可能需要的备电小时不同，因此，本申请实施例提供的储能系统可以灵活配置备电小时，而不必更改系统的硬件架构，以使用不同场合的需求。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种储能系统，其特征在于，包括：储能集装箱、控制器和n个保护开关，所述n为大于等于2的整数；所述储能集装箱包括多个电池簇；

所述n个保护开关中每个保护开关的第一端均用于连接直流母线，所述n个保护开关中每个保护开关的第二端均连接至少两个接入点；

所述至少两个接入点中的至少一个接入点用于连接电池簇；

所述控制器，用于控制所述每个保护开关连接不同数量的电池簇，以使所述储能系统提供不同的备电时长。

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述储能集装箱包括多个配电开关；所述配电开关的数量与所述保护开关的数量相同且一一对应；

每个所述配电开关的第一端连接对应的所述保护开关中所述至少两个接入点的一个接入点，每个所述配电开关的第二端用于连接至少一个电池簇。

3.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述储能集装箱包括多个配电开关；所述配电开关的数量与所述接入点的数量相同且一一对应；

所述多个配电开关中的每个配电开关的第一端连接对应的所述接入点，所述多个配电开关中的每个配电开关的第二端用于连接至少一个电池簇。

4.根据权利要求2或3所述的储能系统，其特征在于，所述每个配电开关的第二端包括至少两个分支，每个分支用于连接一个电池簇，所述每个配电开关连接不同数量的电池簇对应所述储能系统不同的备电时长。

5.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述每个保护开关的第二端连接以下至少两个接入点：第一接入点和第二接入点；

所述第一接入点对应第一配电开关；

所述第一配电开关的第一端连接所述第一接入点，所述第一配电开关的第二端包括以下至少两个分支：第一分支和第二分支；所述第一分支和所述第二分支分别连接各自对应的电池簇。

6.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述每个保护开关的第二端连接以下至少两个接入点：第一接入点和第二接入点；

所述第一接入点对应第一配电开关，所述第二接入点对应第二配电开关；

所述第一配电开关的第一端连接所述第一接入点，所述第二配电开关的第一端连接所述第二接入点，所述第一配电开关的第二端和所述第二配电开关的第二端均包括以下至少两个分支：第一分支和第二分支；所述第一分支和所述第二分支分别连接各自对应的电池簇。

7.根据权利要求1-3任一项所述的储能系统，其特征在于，还包括：集装箱控制器；所述集装箱控制器，用于通过调整每个所述电池簇的放电电流的大小来对应所述储能集装箱不同的备电时长。

8.根据权利要求1-3任一项所述的储能系统，其特征在于，每个所述电池簇包括功率变换电路；

所述功率变换电路，用于对所述电池簇的输出功率进行控制。

9.根据权利要求2或3所述的储能系统，其特征在于，所述保护开关和所述配电开关的类型相同。

10.一种储能集装箱，其特征在于，包括：集装箱控制器、多个电池簇和多个配电开关；

每个配电开关的第一端用于连接对应的保护开关的第二端的接入点，每个所述保护开关的第一端用于连接直流母线；

每个配电开关的第二端包括至少两个分支，所述两个分支中的至少一个分支用于连接电池簇；

所述集装箱控制器，用于控制所述每个配电开关连接不同数量的电池簇，以使所述储能集装箱提供不同的备电时长。

11.根据权利要求10所述的储能集装箱，其特征在于，所述配电开关的第二端包括以下两个分支：第一分支和第二分支；所述第一分支和所述第二分支分别连接一个电池簇。

12.根据权利要求10或11所述的储能集装箱，其特征在于，还包括：集装箱控制器；

所述集装箱控制器，用于通过调整每个所述电池簇的放电电流的大小来对应所述储能集装箱不同的备电时长。

13.根据权利要求10或11所述的储能集装箱，其特征在于，每个所述电池簇包括功率变换电路；

所述功率变换电路，用于对所述电池簇的输出功率进行控制。

14.一种光储系统，其特征在于，包括：汇流箱、直流母线、逆变器和权利要求1-9任一项所述的储能系统；

所述汇流箱的输入端用于连接光伏组串，所述汇流箱的输出端连接所述直流母线；

所述储能集装箱通过所述保护开关连接所述直流母线；

所述逆变器的输入端连接所述直流母线。