CN114498854A - 一种储能系统 - Google Patents

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CN114498854A CN202210181508.0A CN202210181508A CN114498854A CN 114498854 A CN114498854 A CN 114498854A CN 202210181508 A CN202210181508 A CN 202210181508A CN 114498854 A CN114498854 A CN 114498854A
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刘洋
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Abstract

本发明公开了一种储能系统，包括：控制器、DC/AC变换电路、至少一个电池单元及对应的第一传输支路，以及电池加热电路，电池加热电路由直流母线供电，控制器控制各第一传输支路以及DC/AC变换电路工作，使各电池单元实现与电网和/或负载之间的电能变换和传输，以及在至少一个电池单元的温度低于预设温度值时，调节相应电池加热电路的加热功率大小，使电池加热电路产生焦耳热，利用该焦耳热达到对相应电池单元进行加热目的。由于本发明中的电池加热电路直接从直流母线获取供电电压，而直流母线的电压可以由电池单元提供，整个过程不受交流电网的影响，从而提高了用户的使用体验。

Description

一种储能系统
技术领域
本发明涉及储能技术领域，更具体的说，涉及一种储能系统。
背景技术
清洁能源的存贮与转换对解决全球变暖有重要意义，锂离子电池以其功率大、能量密度高、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长及环境友好等优势得到了广泛研究和关注。
然而，锂离子动力电池的外特性易受环境温度的影响，特别是低温环境下，其容量有所下降，低温充电时不仅充不满，还会对电池造成伤害，降低电池的使用寿命和电池的有效容量。因此，低温环境下，在电池使用前，需对电池进行预加热，使电池达到正常工作温度范围。
传统的电池预加热方法，一般在电池位置设置电池加热电路，通过逻辑控制电池加热电路实现对电池加热。由于传统的电池加热电路是直接从交流电网获取供电电压，因此，当交流电网没有电，而直流侧能量不够无法建立交流电网时，或者离网交流负载过重无法建立交流电网时，都会使电池加热电路停止工作而无法给电池加热，从而导致电池无法启动，影响用户使用。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种储能系统，以解决因交流电网没有电，导致电池加热电路停止工作，从而无法给电池加热的问题。
一种储能系统，包括：控制器、DC/AC变换电路、至少一个电池单元及对应的第一传输支路，以及电池加热电路；
各所述电池单元分别通过对应的所述第一传输支路连接所述DC/AC变换电路的直流母线；
各所述电池加热电路分别设置在对应的所述电池单元的预设加热位置，并连接所述直流母线；
所述DC/AC变换电路的交流侧连接电网和/或负载；
所述控制器用于控制各所述第一传输支路以及所述DC/AC变换电路工作，使各所述电池单元实现与所述电网和/或所述负载之间的电能变换和传输；所述控制器还用于在至少一个所述电池单元的温度低于预设温度值时，调节相应所述电池加热电路的加热功率大小，以对相应所述电池单元进行加热。
可选的，还包括：至少一路光伏组串及对应的第二传输支路；
各所述光伏组串分别通过对应的所述第二传输支路连接所述直流母线；
所述控制器用于控制各所述第二传输支路以及所述DC/AC变换电路工作，使各所述光伏组串实现与所述电网和/或所述负载之间的电能变换和传输。
可选的，所述控制器用于调节相应所述电池加热电路的加热功率大小，以对相应所述电池单元进行加热时，具体用于：
动态控制所述直流母线的电压高低，来调节所述电池加热电路的加热功率大小，以对相应所述电池单元进行加热。
可选的，所述第一传输支路包括：第一DC/DC变换电路；
所述控制器用于动态控制所述直流母线的电压高低，具体用于：
控制相应所述第一DC/DC变换电路进行反向整流，以控制所述直流母线的电压高低。
可选的，当所述储能系统中同时包含所述第一传输支路和所述第二传输支路时，所述第一传输支路包括：第一DC/DC变换电路，所述第二传输支路包括：第二DC/DC变换电路；
所述控制器用于动态控制所述直流母线的电压高低，具体用于：
当所述光伏组串的电能量高于第一能量阈值时，优先控制相应所述第二DC/DC变换电路来动态控制所述直流母线的电压高低；
当所述光伏组串的电能量低于第二能量阈值时，优先控制相应所述第一DC/DC变换电路进行反向整流来动态控制所述直流母线的电压高低；
当所述光伏组串的电能量高于所述第二能量阈值且低于所述第一能量阈值时，同时控制相应所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路，来动态控制所述直流母线的电压高低；
其中，所述第一能量阈值大于所述第二能量阈值。
可选的，所述控制器用于动态控制所述直流母线的电压高低，具体用于：
当至少一个所述电池单元的温度高于预设最低温度限值且低于所述预设温度值时，控制所述直流母线的电压不低于电压预设值。
可选的，所述控制器用于动态控制所述直流母线的电压高低，具体用于：
当至少一个所述电池单元的温度低于预设最低温度限值时，控制所述直流母线的电压升高，加大相应所述电池加热电路的加热功率，使相应所述电池单元快速升温，其中，所述预设最低温度限值小于所述预设温度值；
当相应所述电池单元的温度从低于所述预设最低温度限值升高至第一温度值且低于所述预设温度值时，控制所述直流母线的电压降低，减小相应所述电池加热电路的加热功率，使相应所述电池单元缓慢升温。
可选的，所述控制器用于调节相应所述电池加热电路的加热功率大小，以对相应所述电池单元进行加热时，具体用于：
控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，来调节所述电池加热电路的加热功率大小，以对相应所述电池单元进行加热。
可选的，所述电池加热电路包括：第一加热阻抗、第一电路总开关和至少一个第一电池加热支路，各所述第一电池加热支路包括：第二加热阻抗以及与所述第二加热阻抗串联连接的可控开关；
所述第一加热阻抗和各所述第一电池加热支路并联连接，且所述第一加热阻抗和各所述第一电池加热支路构成的总电路与所述第一电路总开关串联连接。
可选的，所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当所述第一加热阻抗的两端电压高于第一电压阈值，或者至少一个所述电池单元的温度高于所述最高温度限值时，控制各所述第一电池加热支路中的各所述可控开关关断，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第一加热阻抗，减小相应所述电池加热电路的加热功率。
可选的，所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当至少一个所述电池单元的温度低于最低温度限值时，控制各所述第一电池加热支路中的各所述可控开关导通，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第一加热阻抗与各所述第二加热阻抗的并联总阻抗，增大相应所述电池加热电路的加热功率。
可选的，所述电池加热电路包括：第三加热阻抗、第二电路总开关和至少一个第二电池加热支路，各所述第二电池加热支路包括：第四加热阻抗以及与所述第四加热阻抗串联连接的可控开关；
所述第三加热阻抗通过串联连接的各所述第二电池加热支路，与所述第二电路总开关串联连接。
可选的，所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当所述第三加热阻抗的两端电压高于第一电压阈值，或者至少一个所述电池单元的温度高于所述最高温度限值时，控制各所述第二电池加热支路中的各所述可控开关关断，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第三加热阻抗与各所述第四加热阻抗的串联总阻抗，减小相应所述电池加热电路的加热功率。
可选的，所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当至少一个所述电池单元的温度低于最低温度限值时，控制各所述第二电池加热支路中的各所述可控开关导通，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第三加热阻抗，增大相应所述电池加热电路的加热功率；
或者，当所述直流母线的电压大于预设值时，控制各所述第二电池加热支路中的各所述可控开关关断，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第三加热阻抗与各所述第四加热阻抗的串联总阻抗，减小相应所述电池加热电路的加热功率。
可选的，所述电池加热电路包括：第五加热阻抗和第三电路总开关；
所述第五加热阻抗和所述第三电路总开关串联连接；
所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
控制所述第三电路总开关按照预设导通关断周期导通和关断，以控制所述电池加热电路的阻抗大小。
从上述的技术方案可知，本发明公开了一种储能系统，包括：控制器、DC/AC变换电路、至少一个电池单元及对应的第一传输支路，以及电池加热电路，电池加热电路由直流母线供电，控制器控制各第一传输支路以及DC/AC变换电路工作，使各电池单元实现与电网和/或负载之间的电能变换和传输，以及在至少一个电池单元的温度低于预设温度值时，调节相应电池加热电路的加热功率大小，使电池加热电路产生焦耳热，利用该焦耳热达到对相应电池单元进行加热目的。由于本发明中的电池加热电路直接从直流母线获取供电电压，而直流母线的电压可以由电池单元提供，从而实现了电池加热电路在为电池单元进行加热，保证电池单元正常启动的同时，可以基于电池单元从直流母线获取供电电压，并且整个过程不受交流电网的影响，从而提高了用户的使用体验。
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，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种储能系统的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的另一种储能系统的结构示意图；
图3为本发明实施例公开的另一种储能系统的结构示意图；
图4为本发明实施例公开的一种直流母线电压和电池单元的温度对应关系示意图；
图5为本发明实施例公开的一种光伏组串和电池单元的功率调度图；
图6为本发明实施例公开的一种电池加热电路的示意图；
图7为本发明实施例公开的另一种电池加热电路的示意图；
图8为本发明实施例公开的另一种电池加热电路的示意图；
图9为本发明实施例公开的一种对第三路总开关的控制周期示意图。
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。
本发明实施例公开了一种储能系统，包括：控制器、DC/AC变换电路、至少一个电池单元及对应的第一传输支路，以及电池加热电路，电池加热电路由直流母线供电，控制器控制各第一传输支路以及DC/AC变换电路工作，使各电池单元实现与电网和/或负载之间的电能变换和传输，以及在至少一个电池单元的温度低于预设温度值时，调节相应电池加热电路的加热功率大小，使电池加热电路产生焦耳热，利用该焦耳热达到对相应电池单元进行加热目的。由于本发明中的电池加热电路直接从直流母线获取供电电压，而直流母线的电压可以由电池单元提供，从而实现了电池加热电路在为电池单元进行加热，保证电池单元正常启动的同时，可以基于电池单元从直流母线获取供电电压，并且整个过程不受交流电网的影响，从而提高了用户的使用体验。
参见图1，本发明实施例公开的一种储能系统的结构示意图，储能系统包括：控制器(图1中未示出)、DC/AC变换电路101、至少一个电池单元102及对应的第一传输支路103，以及电池加热电路104；其中：
各所述电池单元102分别通过对应的所述第一传输支路103连接DC/AC变换电路101的直流母线，各传输支路103分别用于实现相应电池单元102与直流母线之间的电能传输。直流母线的正负极之间设置有母线电容，该母线电容包括C1(其电压为VbusP)和C2(其电压为VbusN)。DC/AC变换电路101的交流侧连接电网和/或负载。
各所述电池加热电路104分别设置在对应的所述电池单元102的预设加热位置，并连接DC/AC变换电路101的直流母线。
其中，电池加热电路104的数量与电池单元102的数量可以相同或是不同，具体依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
预设加热位置可以为电池单元102的底部、侧面或是电池单元102的周围。视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
本实施例中的电池单元102，可以是指电池簇，也可以是指电池包等。该储能系统，可以应用于光伏发电系统中，此时，为了匹配光伏发电系统中光伏组串的电压，该电池单元102优选为电池簇。视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
控制器用于控制各所述第一传输支路103以及所述DC/AC变换电路101工作，使各所述电池单元102实现与所述电网和/或所述负载之间的电能变换和传输；比如，控制各电池单元102输出电能，依次通过相应的传输支路103及该DC/AC变换电路101，为电网和/或负载供电；或者，控制各电池单元102依次通过相应的传输支路103及该DC/AC变换电路101，从电网接收电能进行充电。
除此之外，控制器还用于在至少一个所述电池单元102的温度低于预设温度值时，调节相应所述电池加热电路104的加热功率大小，以对相应所述电池单元102进行加热。这是因为电池加热电路内部有一定的内阻，因此，通过调节电池加热电路104的加热功率，可以在电池加热电路104上产生焦耳热，利用该焦耳热达到对相应电池单元102进行加热目的。
其中，本实施例中的预设温度值指的是：电池单元102的正常最低温度，也即电池单元102加热的最高温度限值，当电池单元102的温度低于预设温度值时，对电池单元102进行加热；当电池单元102的温度加热至预设温度值时，可以停止对电池单元102加热。
需要说明的是，温度越低，电池单元102越会比较容易因为充电导致过压(超过其最大值Vmax)或者因为放电导致欠压(低于其最小值Vmin)，因此，实际应用中，可以对每个电池单元102都采样其温度(如图1中所示的Temp1)及电压(如图1中所示的Vrack1)。当控制器对相应电池单元102进行加热时，为了防止电池单元102出现异常，还可以实时监测其温度，若其温度低于预设温度值，则调节相应电池加热电路104的加热功率大小，以对相应电池单元102进行加热。
其中，控制器对相应电池单元102加热的过程，具体可以是在储能系统正常工作之前执行，或者，也可以是在储能系统正常工作的同时执行；视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
综上可知，本发明公开了一种储能系统，包括：控制器、DC/AC变换电路101、至少一个电池单元102及对应的第一传输支路103，以及电池加热电路104，电池加热电路104由直流母线供电，控制器控制各第一传输支路103以及DC/AC变换电路101工作，使各电池单元102实现与电网和/或负载之间的电能变换和传输，以及在至少一个电池单元102的温度低于预设温度值时，调节相应电池加热电路104的加热功率大小，使电池加热电路104产生焦耳热，利用该焦耳热达到对相应电池单元102进行加热目的。由于本发明中的电池加热电路104直接从直流母线获取供电电压，而直流母线的电压可以由电池单元102提供，从而实现了电池加热电路104在为电池单元102进行加热，保证电池单元102正常启动的同时，可以基于电池单元102从直流母线获取供电电压，并且整个过程不受交流电网的影响，从而提高了用户的使用体验。
需要说明的是，为了实现各电池单元102的基本功能，本发明中各DC/DC变换电路均为可双向运行的DC/DC变换电路。
当储能系统应用于光伏发电系统中时，各电池单元102可以与各光伏组串共用DC/AC变换电路101，也即直流母线上还可以连接有至少一路光伏组串。
因此，为进一步优化上述实施例，参见图2，本发明实施例公开的另一种储能系统的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，储能系统还可以包括：至少一路光伏组串105及对应的第二传输支路106。
各光伏组串105分别通过对应的第二传输支路106连接DC/AC变换电路101的直流母线；
控制器用于控制各所述第二传输支路106以及所述DC/AC变换电路101工作，使各所述光伏组串105实现与所述电网和/或所述负载之间的电能变换和传输。
因此，本实施例中，直流母线电压可以由电池单元102和/或光伏组串105提供。
本实施例中，可以通过实时监测光伏组串105的电压(图2中Vpv)，来确定光伏组串105为直流母线提供的电压。
在实际应用中，DC/AC变换电路101可以是储能系统内部的电路结构，也可以是光伏发电系统逆变器中的电路结构；视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
综上可知，本发明中的电池加热电路104直接从直流母线获取供电电压，而直流母线的电压可以由电池单元102和/或光伏组串105提供，而电池单元102和光伏组串105并不受交流电网的影响，因此，本发明实现了在保证电池加热电路104为电池单元102进行加热的同时，保证电池单元102的正常启动，从而提高了用户的使用体验。
在实际应用中，控制器调节电池加热电路104的加热功率可以从电压和阻抗两方面调节。
(一)从电压角度调节电池加热电路104的加热功率
控制器用于调节相应所述电池加热电路104的加热功率大小，以对相应电池单元102进行加热时，具体用于：
动态控制所述直流母线的电压高低，来调节所述电池加热电路104的加热功率大小，以对相应电池单元102进行加热。
具体的，参见图3，本发明另一实施例公开的一种储能系统的结构示意图，本实施例中，第一传输支路103包括：第一DC/DC变换电路；
当储能系统中仅包含第一传输支路103，不包含光伏组串105及对应的第二传输支路106时，控制器用于动态控制DC/AC变换电路101的直流母线的电压高低，具体用于：
控制相应所述第一DC/DC变换电路进行反向整流，以控制所述直流母线的电压高低。
另一实施例中，当储能系统中同时包含第一传输支路103和第二传输支路106时，如图3所示，第一传输支路103包括：第一DC/DC变换电路(详见图3中DC/DC1)，第二传输支路106包括：第二DC/DC变换电路(详见图3中DC/DCm)。
控制器用于动态控制DC/AC变换电路101的直流母线的电压高低，具体用于：
(1)当所述光伏组串的电能量高于第一能量阈值时，优先控制相应所述第二DC/DC变换电路来动态控制所述直流母线的电压高低；
(2)当所述光伏组串的电能量低于第二能量阈值时，优先控制相应所述第一DC/DC变换电路进行反向整流来动态控制所述直流母线的电压高低；
(3)当所述光伏组串的电能量高于所述第二能量阈值且低于所述第一能量阈值时，同时控制相应所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路，来动态控制所述直流母线的电压高低。
其中，第一能量阈值大于第二能量阈值，第一能量阈值大于第二能量阈值的取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
由此可以看出，本实施例中(1)当光伏组串的电能量高于第一能量阈值时，表明光伏组串的电能量充足时，此时，尽量利用光伏发电的能量调节直流母线电压的高低，以为电池单元102加热提供能量。
(2)当光伏组串的电能量低于第二能量阈值时，表明光伏组串的电能量不足，此时，优先利用电网的能量调节直流母线电压的高低，以为电池单元102加热提供能量。
(3)当所述光伏组串的电能量高于所述第二能量阈值且低于所述第一能量阈值时，(1)和(2)同时工作，调节直流母线电压的高低，以为电池单元102加热提供能量。
从图2和图3中可以看出去，电池加热电路104通过直流母线获取供电电压，直流母线的电压可以由电池单元102和/或光伏组串105提供。然而，电池单元102和光伏组串105有客户配置，当其电压值幅度非常大，导致电池加热电路104较难选型时，比如，光伏组串105的配置电压可以为200V，也可以为1000V，当电池加热电路104中的电阻为2000Ω时，若光伏组串105的配置电压为200V时，电池加热电路104的加热功率只有20W，此时电池加热电路104的加热功率过低，导致对电池单元102加热不足；若光伏组串105的配置电压为1000V时，电池加热电路104的加热功率高达500W此时电池加热电路104的加热功率过高，导致对电池单元102加热过量，从而对电池单元102的使用寿命产生影响。
因此，控制器用于动态控制直流母线的电压高低，具体用于：
当至少一个电池单元102的温度高于预设最低温度限值且低于预设温度值时，控制所述直流母线的电压不低于电压预设值。
其中，预设最低温度限值小于预设温度值，当电池单元102的温度位于预设最低温度限值和预设温度值之间时，表明电池单元102的温度并不是很低，但仍需要加热。
电压预设值Vset依据实际需要而定，比如700V，本发明在此不做限定，需要特别说明的是，当电池单元102的温度特别低，需要对电池单元102快速加热时，可以提高电压预设值Vset的取值。
本实施例中，当直流母线的电压低于电压预设值时，控制DC/DCm或者DC/DC1升压工作，避免电池加热电路104选型较难。
为进一步优化上述实施例，控制器用于动态控制所述直流母线的电压高低，具体用于：
当至少一个所述电池单元102的温度低于预设最低温度限值时，控制所述直流母线的电压升高，加大相应所述电池加热电路104的加热功率，使相应所述电池单元102快速升温，其中，所述预设最低温度限值小于所述预设温度值；
当相应所述电池单元102的温度从低于所述预设最低温度限值升高至第一温度值且低于所述预设温度值时，控制所述直流母线的电压降低，减小相应所述电池加热电路104的加热功率，使相应所述电池单元102缓慢升温。
本实施例中，当电池单元102的温度低于预设最低温度限值时，表明电池单元102的温度特别低，此时可以将直流母线电压升的特别高，加大电池加热电路104的加热功率，以对电池单元102加快加热；当电池单元102的温度升高但仍需要进行加热时，可以适当降低直流母线电压，减小电池加热电路104的加热功率，继续为电池单元102进行加热，虽然对电池单元102的升温速度略缓，但仍可以实现对电池单元102的快速加热。
本发明通过动态调节直流母线的电压高低，实现对电池单元102的快速加热，其中，直流母线电压和电池单元102的温度的对应关系可以参见图4所示。
需要说明的是，直流母线电压不一定是恒值，可以高低结合，避免电池加热电路105的温度一直非常高，固通过控制直流母线电压的高低达到为电池加热电路105降温的目的，见图5所示的光伏组串和电池单元的功率调度图，图5中的直流母线电压只是示意，具体依据实际需要而定。
(二)从阻抗角度调节电池加热电路104的加热功率
为进一步优化上述实施例，控制器用于调节相应所述电池加热电路104的加热功率大小，以对相应电池单元102进行加热时，具体用于：
控制相应电池加热电路104的加热阻抗大小，来调节电池加热电路104的加热功率大小，以对相应电池单元102进行加热。
具体的，参见图6，本发明实施例公开的一种电池加热电路的示意图，电池加热电路包括：第一加热阻抗R1、第一电路总开关S1和至少一个第一电池加热支路，各第一电池加热支路包括：第二加热阻抗(参见图6中的Rc1、Rc2、…RcN，N≥1)以及与所述第二加热阻抗串联连接的可控开关(参见图6中的K1、K2、…KN，N≥1)；
所述第一加热阻抗R1和各所述第一电池加热支路并联连接，且所述第一加热阻抗R1和各所述第一电池加热支路构成的总电路与所述第一电路总开关S1串联连接。
本实施例中，各个可控开关可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)、继电器等，或者为PTC电阻等能够自动切换的装置，具体依据实际需要而定，本发明不做限定。
控制器控制相应所述电池加热电路104的加热阻抗大小，具体用于：
当第一加热阻抗R1的两端电压高于第一电压阈值，或者至少一个所述电池单元102的温度高于最高温度限值时，控制各所述第一电池加热支路中的各可控开关关断，使所述电池加热电路104的阻抗等于所述第一加热阻抗R1，减小相应所述电池加热电路104的加热功率。
其中，第一电压阈值和最高温度限值的取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
具体的，当第一加热阻抗R1的两端电压过高或者至少一个电池单元102的温度过高时，可以控制各个第一电池加热支路中的可控开关关断，使得整个电池加热电路104中只有第一加热阻抗R1接入。由于第一加热阻抗R1和各个第二加热阻抗之间为并联连接，因此，当所有的第二加热阻抗全部工作时，整个电池加热电路104的总阻抗最小。本实施例中，将各个与第二加热阻抗串联连接的可控开关关断，使得使得整个电池加热电路104中只有第一加热阻抗R1加热，可以提高电池加热电路104的总阻抗，从而降低了第一加热阻抗R1的两端电压以及电池加热电路104的加热功率，方便电池加热电路104选型。
其中，当第一电池加热支路中的可控开关为PTC电阻时，其温度过高，阻抗变大，自动将第二加热阻抗切换。
控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当至少一个电池单元102的温度低于最低温度限值时，控制各所述第一电池加热支路中的各所述可控开关导通，使所述电池加热电路104的阻抗等于所述第一加热阻抗R1与各所述第二加热阻抗的并联总阻抗，增大相应所述电池加热电路104的加热功率。
其中，最低温度限值的取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
在实际应用中，实时监测电池单元102的温度和第一加热阻抗R1的两端电压，当至少一个电池单元102的温度过低时，通过控制各第一电池加热支路中的各可控开关导通，使得电池加热电路104中的第一加热阻抗R1和第二加热阻抗都进行加热，整个电池加热电路104为第一加热阻抗R1与各第二加热阻抗的并联总阻抗，电池加热电路104的总阻抗变小，相应的，电池加热电路104的加热功率增大，从而可以快速提高电池单元102的温度。
参见图7，本发明实施例公开的另一种电池加热电路的示意图，电池加热电路包括：第三加热阻抗R3、第二电路总开关S2和至少一个第二电池加热支路，各所述第二电池加热支路包括：第四加热阻抗(参见图7中的Rc1、Rc2、…RcM，M≥1)以及与所述第四加热阻抗串联连接的可控开关(参见图6中的K1、K2、…KM，M≥1)；
所述第三加热阻抗R3通过串联连接的各所述第二电池加热支路，与所述第二电路总开关S2串联连接。
本实施例中，各个可控开关可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)、继电器等，或者为PTC电阻等能够自动切换的装置，具体依据实际需要而定，本发明不做限定。
控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当所述第三加热阻抗R3的两端电压高于第一电压阈值，或者至少一个所述电池单元的温度高于所述最高温度限值时，控制各所述第二电池加热支路中的各所述可控开关关断，使所述电池加热电路104的阻抗等于所述第三加热阻抗R3与各所述第四加热阻抗的串联总阻抗，减小相应所述电池加热电路104的加热功率。
其中，第一电压阈值和最高温度限值的取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
具体的，当第三加热阻抗R3的两端电压过高或者至少一个电池单元102的温度过高时，可以控制各个第二电池加热支路中的可控开关关断，使得整个电池加热电路104中第一加热阻抗R1和各第四加热阻抗均加热，增大整个电池加热电路104的总阻抗，从而降低了第三加热阻抗R3的两端电压以及电池加热电路104的加热功率，方便电池加热电路104选型。
其中，当第二电池加热支路中的可控开关为PTC电阻时，其温度过高，阻抗变大，自动将第四加热阻抗投入，使得整个电池加热电路104的加热功率降低。
控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当至少一个电池单元102的温度低于最低温度限值时，控制各所述第二电池加热支路中的各所述可控开关导通，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第三加热阻抗R3，增大相应所述电池加热电路104的加热功率。
或者，当直流母线的电压大于预设值时，控制各所述第二电池加热支路中的各所述可控开关关断，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第三加热阻抗R3与各所述第四加热阻抗的串联总阻抗，减小相应所述电池加热电路104的加热功率。
其中，最低温度限值的取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
在实际应用中，实时监测电池单元102的温度和直流母线电压，当至少一个电池单元102的温度过低，导通各第二电池加热支路中的可控开关，使得电池加热电路104中只有第三加热阻抗R3对电池单元102进行加热，由于整个加热电路104的阻抗变小，因此，相应的电池加热电路104的加热功率增大，提高了对电池单元102的加热速率。
当直流母线电压过高并大于预设值时，可动态关断各第二电池加热支路中的可控开关，使各第二电池加热支路中的第四加热阻抗投入使用。
参见图8，本发明实施例公开的另一种电池加热电路的示意图，电池加热电路包括：第五加热阻抗R5和第三电路总开关S3；
所述第五加热阻抗R5和所述第三电路总开关S3串联连接；
所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
控制所述第三电路总开关S3按照预设导通关断周期导通和关断，以控制所述电池加热电路的阻抗大小。
其中，对第三路总开关S3按照预设导通关断周期的控制过程可参见图9所示的控制周期示意图，本实施例通过控制第三电路总开关S3按照图9所示的控制周期示意图，可以使第五加热阻抗R5和电池单元102不过热。
最后，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。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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 (15)

1.一种储能系统，其特征在于，包括：控制器、DC/AC变换电路、至少一个电池单元及对应的第一传输支路，以及电池加热电路；
各所述电池单元分别通过对应的所述第一传输支路连接所述DC/AC变换电路的直流母线；
各所述电池加热电路分别设置在对应的所述电池单元的预设加热位置，并连接所述直流母线；
所述DC/AC变换电路的交流侧连接电网和/或负载；
所述控制器用于控制各所述第一传输支路以及所述DC/AC变换电路工作，使各所述电池单元实现与所述电网和/或所述负载之间的电能变换和传输；所述控制器还用于在至少一个所述电池单元的温度低于预设温度值时，调节相应所述电池加热电路的加热功率大小，以对相应所述电池单元进行加热。
2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括：至少一路光伏组串及对应的第二传输支路；
各所述光伏组串分别通过对应的所述第二传输支路连接所述直流母线；
所述控制器用于控制各所述第二传输支路以及所述DC/AC变换电路工作，使各所述光伏组串实现与所述电网和/或所述负载之间的电能变换和传输。
3.根据权利要求1或2所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于调节相应所述电池加热电路的加热功率大小，以对相应所述电池单元进行加热时，具体用于：
动态控制所述直流母线的电压高低，来调节所述电池加热电路的加热功率大小，以对相应所述电池单元进行加热。
4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述第一传输支路包括：第一DC/DC变换电路；
所述控制器用于动态控制所述直流母线的电压高低，具体用于：
控制相应所述第一DC/DC变换电路进行反向整流，以控制所述直流母线的电压高低。
5.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，当所述储能系统中同时包含所述第一传输支路和所述第二传输支路时，所述第一传输支路包括：第一DC/DC变换电路，所述第二传输支路包括：第二DC/DC变换电路；
所述控制器用于动态控制所述直流母线的电压高低，具体用于：
当所述光伏组串的电能量高于第一能量阈值时，优先控制相应所述第二DC/DC变换电路来动态控制所述直流母线的电压高低；
当所述光伏组串的电能量低于第二能量阈值时，优先控制相应所述第一DC/DC变换电路进行反向整流来动态控制所述直流母线的电压高低；
当所述光伏组串的电能量高于所述第二能量阈值且低于所述第一能量阈值时，同时控制相应所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路，来动态控制所述直流母线的电压高低；
其中，所述第一能量阈值大于所述第二能量阈值。
6.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于动态控制所述直流母线的电压高低，具体用于：
当至少一个所述电池单元的温度高于预设最低温度限值且低于所述预设温度值时，控制所述直流母线的电压不低于电压预设值。
7.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于动态控制所述直流母线的电压高低，具体用于：
当至少一个所述电池单元的温度低于预设最低温度限值时，控制所述直流母线的电压升高，加大相应所述电池加热电路的加热功率，使相应所述电池单元快速升温，其中，所述预设最低温度限值小于所述预设温度值；
当相应所述电池单元的温度从低于所述预设最低温度限值升高至第一温度值且低于所述预设温度值时，控制所述直流母线的电压降低，减小相应所述电池加热电路的加热功率，使相应所述电池单元缓慢升温。
8.根据权利要求1或2所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于调节相应所述电池加热电路的加热功率大小，以对相应所述电池单元进行加热时，具体用于：
控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，来调节所述电池加热电路的加热功率大小，以对相应所述电池单元进行加热。
9.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，所述电池加热电路包括：第一加热阻抗、第一电路总开关和至少一个第一电池加热支路，各所述第一电池加热支路包括：第二加热阻抗以及与所述第二加热阻抗串联连接的可控开关；
所述第一加热阻抗和各所述第一电池加热支路并联连接，且所述第一加热阻抗和各所述第一电池加热支路构成的总电路与所述第一电路总开关串联连接。
10.根据权利要求9所述的储能系统，其特征在于，所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当所述第一加热阻抗的两端电压高于第一电压阈值，或者至少一个所述电池单元的温度高于所述最高温度限值时，控制各所述第一电池加热支路中的各所述可控开关关断，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第一加热阻抗，减小相应所述电池加热电路的加热功率。
11.根据权利要求9所述的储能系统，其特征在于，所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当至少一个所述电池单元的温度低于最低温度限值时，控制各所述第一电池加热支路中的各所述可控开关导通，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第一加热阻抗与各所述第二加热阻抗的并联总阻抗，增大相应所述电池加热电路的加热功率。
12.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，所述电池加热电路包括：第三加热阻抗、第二电路总开关和至少一个第二电池加热支路，各所述第二电池加热支路包括：第四加热阻抗以及与所述第四加热阻抗串联连接的可控开关；
所述第三加热阻抗通过串联连接的各所述第二电池加热支路，与所述第二电路总开关串联连接。
13.根据权利要求12所述的储能系统，其特征在于，所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当所述第三加热阻抗的两端电压高于第一电压阈值，或者至少一个所述电池单元的温度高于所述最高温度限值时，控制各所述第二电池加热支路中的各所述可控开关关断，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第三加热阻抗与各所述第四加热阻抗的串联总阻抗，减小相应所述电池加热电路的加热功率。
14.根据权利要求12所述的储能系统，其特征在于，所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
当至少一个所述电池单元的温度低于最低温度限值时，控制各所述第二电池加热支路中的各所述可控开关导通，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第三加热阻抗，增大相应所述电池加热电路的加热功率；
或者，当所述直流母线的电压大于预设值时，控制各所述第二电池加热支路中的各所述可控开关关断，使所述电池加热电路的阻抗等于所述第三加热阻抗与各所述第四加热阻抗的串联总阻抗，减小相应所述电池加热电路的加热功率。
15.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，所述电池加热电路包括：第五加热阻抗和第三电路总开关；
所述第五加热阻抗和所述第三电路总开关串联连接；
所述控制器控制相应所述电池加热电路的加热阻抗大小，具体用于：
控制所述第三电路总开关按照预设导通关断周期导通和关断，以控制所述电池加热电路的阻抗大小。
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