CN116345514A - 储能系统和储能管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种储能系统和储能管理系统。储能系统包括储能单元、DC/DC变换电路、可控开关管、储能变流器和控制单元。控制单元用于在储能单元的电压大于储能变流器用于连接并网点的一端的电压峰值的情况下，控制可控开关管双向导通以使DC/DC变换电路停止工作，储能变流器用于通过可控开关管实现对储能单元的充放电；控制单元还用于在储能单元的电压小于储能变流器用于连接并网点的一端的电压峰值的情况下，控制可控开关管断开以通过DC/DC变换电路和储能变流器实现对储能单元的充放电。采用本申请实施例，能够提高储能系统的工作效率。

Description

储能系统和储能管理系统

技术领域

本申请涉及电池储能技术领域，具体涉及一种储能系统和储能管理系统。

背景技术

随着新能源占比逐步提升，储能系统配置日益重要。储能系统可以通过充电和放电控制实现电网调频和调峰。储能系统主要由电池簇组成，并通过储能变流器(powerconversion system，PCS)。进行交直流的变换控制电池簇的充电和放电过程，并在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。由于储能变流器的用于连接电网，在充放电过程中，储能变流器连接电网的一端的电压会有较大范围波动，若该电压大于电池簇可提供的电压，则会导致储能变流器无法工作，降低储能系统的工作效率。

发明内容

本申请提供一种储能系统，能够提高储能系统的工作效率。

第一方面，本申请提供一种储能系统，前述储能系统包括储能单元、DC/DC变换电路、可控开关管、储能变流器和控制单元；

前述可控开关管的第一端连接前述储能单元，前述可控开关管的第二端连接前述储能变流器的第一端，前述DC/DC变换电路的第一端连接前述储能单元，前述DC/DC变换电路的第二端连接前述储能变流器的第一端，前述储能变流器的第二端用于连接并网点，前述储能变流器用于通过前述并网点连接电网或者负载；

前述控制单元用于，在第一时间段内前述储能单元的输出电压持续大于前述储能变流器的第二端的电压峰值时，在第二时间段内控制前述可控开关管导通使得前述DC/DC变换电路停止工作，以通过前述储能变流器对前述储能单元进行充放电；

前述控制单元用于，在第三时间段内前述储能单元的输出电压小于前述储能变流器的第二端的电压峰值时，控制前述可控开关管断开以通过前述储能变流器和前述DC/DC变换电路对前述储能单元充放电，其中前述时间顺序是前述第一时间段后到前述第二时间段再到前述第三时间段。

可选的，前述可控开关管为绝缘栅双极型晶体管IGBT，或继电器，或接触器，或者为IGBT和二极管并联连接形成的电路。可选的，前述储能单元为电池簇。

可选的，前述DC/DC变换电路为双向DC/DC变换电路，和/或前述储能变流器为双向储能变流器。前述DC/DC变换电路包括升压电路或升降压电路。

本方案中，储能变流器的第二端输入或输出的为交流电，存在电压峰值，在储能单元的电压大于储能变流器的第二端的电压峰值的情况下，通过导通可控开关管使得储能单元的电压通过该可控开关管输出到双向储能变流器。由于该导通的可控开关管电阻很小，额外的功率开销也很小，甚至可以忽略，因此可以节省电路的功率开销。此外，由于该可控开关管可以双向导通，使得双向储能变流器不仅可以实现对储能单元的放电，还可以实现对储能单元的充电。从而可以充分利用该双向储能变流器，使得双向储能变流器的额定输出工作电压可以维持在较高值，处于较优效率工作模式，提升了储能系统的工作效率。

此外，在储能单元的电压小于储能变流器的第二端的电压峰值的情况下，通过关断可控开关管，使得可以通过DC/DC变换电路将储能单元输出的电压升高。并将升高后的电压输出到双向储能变流器，以使其可以正常工作。即本实施方式中，保证了在储能单元低压的情况下该储能单元仍能工作，充分利用了储能单元的能量。并且保证了在储能单元低压的情况下双向储能变流器仍能工作，充分利用了双向储能变流器，提升了储能系统的工作效率。

即相比于现有的实现方案储能单元的电压小于储能变流器的第二端的电压峰值时无法工作导致降低储能系统工作效率，本方案不管在储能单元的电压大于储能变流器的第二端的电压峰值的情况还是储能单元的电压小于储能变流器的第二端的电压峰值的情况下，均能使得储能系统正常工作，从而提高了储能系统的工作效率。并且，不管在储能单元的电压大于储能变流器的第二端的电压峰值的情况还是储能单元的电压小于储能变流器的第二端的电压峰值的情况下，均能实现储能单元的充电和放电，从而进一步优化了储能系统的工作效率。

一种可能的实施方式中，前述控制单元还用于，在前述第二时间段内前述可控开关管导通时，控制前述储能变流器对前述储能变流器的第二端的电压进行整流变换，使得前述可控开关管的第二端的电压大于前述储能单元的输出电压，以通过前述可控开关管实现对前述储能单元充电。

可选的，当前述储能单元的输出电压小于前述可控开关管的第二端的电压且前述可控开关管的第二端的电压小于前述储能变流器的第一端的电压时，前述储能变流器用于实现对前述储能单元充电。

另一种可能的实施方式中，前述控制单元还用于，在前述第二时间段内前述可控开关管导通时，控制前述储能变流器对前述储能变流器的第一端的电压进行逆变变换，使得前述储能单元的输出电压大于前述可控开关管的第二端的电压，以通过前述可控开关管实现对前述储能单元放电。

可选的，当前述储能单元的输出电压大于前述可控开关管的第二端的电压且前述可控开关管的第二端的电压大于前述储能变流器的第一端的电压时，前述储能变流器用于实现对前述储能单元放电。

本方案中，在储能单元的输出电压大于储能变流器的第二端的电压峰值的情况下，通过导通可控开关管使得储能单元的电压通过该可控开关管输出到双向储能变流器。由于该可控开关管可以双向导通，使得双向储能变流器不仅可以实现对储能单元的放电，还可以实现对储能单元的充电。使得储能单元能量不足时可以及时补充，或者在电网电能过剩的情况下回收电能存储到储能单元中，有效实现电能使用和存储的平衡。

一种可能的实施方式中，前述控制单元还用于，在前述第三时间段内前述可控开关管断开时，控制前述DC/DC变换电路将前述储能变流器的第一端的电压进行降压变换并将降低后的电压输出给前述储能单元，以实现对前述储能单元充电。

可选的，当前述DC/DC变换电路的第二端的电压小于前述储能变流器的第一端的电压时，前述储能变流器用于实现对前述储能单元充电。

前述控制单元还用于，在前述第三时间段内前述可控开关管断开时，控制前述DC/DC变换电路对前述储能单元的输出电压进行升压变换并将升高后的电压输出给前述储能变流器，以实现前述储能单元放电。

可选的，当前述DC/DC变换电路的第二端的电压大于前述储能变流器的第一端的电压时，前述储能变流器用于实现对前述储能单元放电。

本方案中，在储能单元的电压小于储能变流器的第二端的电压的情况下，通过DC/DC变换电路将储能单元输出的电压升高到大于储能变流器的第二端的电压。使得储能变流器可以正常工作，保证了在储能单元低压的情况下仍然能够为电网输出能量，确保电网的用电充足。此外，通过DC/DC变换电路将储能单元输出的电压升高到大于储能变流器的第二端的电压，使得储能变流器可以正常工作后，还可以实现为储能单元充电。具体的，将储能变流器的第一端的电压进行降压变换并将降低后的电压输出给前述储能单元，以实现对前述储能单元充电。从而及时补充储能单元的电能或回收电网电能进行存储，实现电能使用和存储的平衡，从而能有效应对电网的用电需求。

一种可能的实施方式中，在前述储能变流器的第二端的电压出现暂态过电压的情况下，前述控制单元用于控制前述可控开关管断开。示例性地，前述DC/DC变换电路还用于升高前述储能单元输出的电压并将升高后的电压输出给前述储能变流器，前述储能变流器用于基于前述升高后的电压实现对前述储能单元的充放电。

本方案中，在储能变流器的第二端的电压出现暂态过电压的情况下，通过快速关断可控开关管，在避免储能变流器的第二端的电压对储能单元反灌能量的同时，还使得可以通过DC/DC变换电路将储能单元输出的电压升高。并将升高后的电压输出到储能变流器，以使其可以正常工作。即本实施方式中，通过可控开关管与DC/DC变换电路的配合，实现了高压穿越，即储能系统在暂态过电压的情况下仍能正常维持工作且能输出功率，满足电网异常波动不脱网的合规性。

一种可能的实施方式中，前述储能系统还包括电压检测电路；

前述电压检测电路用于检测前述储能单元的电压和前述储能变流器的第二端的电压；

前述电压检测电路还用于将检测到的电压输出给前述控制单元。

本方案中，通过检测电路快速检测出储能单元的电压和储能变流器的第二端的电压，便于快速基于这两个电压的大小快速做出对应的控制响应，确保储能系统正常工作。

一种可能的实施方式中，前述储能系统还包括故障检测电路；前述故障检测电路用于检测前述储能单元的短路故障，并在检测到前述短路故障后指示前述控制单元断开前述可控开关管。可选的，前述故障检测电路为退饱和检测电路。示例性地，前述可控开关管为绝缘栅双极型晶体管IGBT或者为IGBT和二极管并联连接形成的器件，前述故障检测电路为退饱和检测电路；当前述IGBT的集电极-发射极之间的电压大于预设电压阈值时，前述控制单元用于控制前述IGBT断开。

本方案中，通过故障检测电路检测出短路故障，进而指示快速关断可控开关管，从而在出现短路故障时可以快速切断主回路，减少故障的影响扩散，降低因故障导致的其它危险。

一种可能的实施方式中，前述储能系统还包括第二DC/DC变换电路和第二可控开关管；前述第二DC/DC变换电路与前述第二可控开关管并联连接形成第二并联电路，前述第二并联电路用于连接在第二储能单元和前述储能变流器之间。

本方案中，通过可控开关管和DC/DC变换电路的配合以提高储能变流器的工作效率的储能系统，可以实现多路储能单元与电网之间的能量转换，扩展了应用场景，实用性强。

第二方面，本申请提供一种储能管理系统，前述储能管理系统包括DC/DC变换电路、可控开关管、储能变流器和控制单元；

前述可控开关管的第一端用于连接储能电源，前述可控开关管的第二端连接前述储能变流器的第一端，前述DC/DC变换电路的第一端连接前述储能电源，前述DC/DC变换电路的第二端连接前述储能变流器的第一端，前述储能变流器的第二端用于连接并网点，前述储能变流器用于通过前述并网点连接电网或者负载；

前述控制单元用于，在第一时间段内前述储能电源的输出电压持续大于前述储能变流器的第二端的电压峰值时，在第二时间段内控制前述可控开关管导通使得前述DC/DC变换电路停止工作，以通过前述储能变流器对前述储能电源进行充放电；

前述控制单元用于，在第三时间段内前述储能电源的输出电压小于前述储能变流器的第二端的电压峰值时，控制前述可控开关管断开以通过前述储能变流器和前述DC/DC变换电路对前述储能电源充放电，其中前述时间顺序是前述第一时间段后到前述第二时间段再到前述第三时间段。

一种可能的实施方式中，前述控制单元还用于，在前述第二时间段内前述可控开关管导通时，控制前述储能变流器对前述储能变流器的第二端的电压进行整流变换，使得前述可控开关管的第二端的电压大于储能电源的输出电压，以通过前述可控开关管对前述储能单元进行充电。

该第二方面的有益效果可以参考前述第一方面的描述，此处不赘述。

附图说明

图1为储能系统的结构示意图；

图2为电压波动示意图；

图3至图7为本申请实施例提供的储能系统结构示意图；

图8为本申请实施例提供的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的升压效果图；

图10为本申请实施例提供的流程示意图；

图11为本申请实施例提供的升压效果图；

图12至图14为本申请实施例提供的储能系统结构示意图；

图15至图31为本申请实施例提供的储能系统的电路结构示意图；

图32为本申请实施例提供的储能管理系统的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例中，“多个”是指两个或两个以上。本申请实施例中，“和/或”用于描述关联对象的关联关系，表示可以独立存在的三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，或同时存在A和B。本申请实施例中采用的诸如“a1、a2、……和an中的至少一项(或至少一个)”等的描述方式，包括了a1、a2、……和an中任意一个单独存在的情况，也包括了a1、a2、……和an中任意多个的任意组合情况，每种情况可以单独存在；例如，“a、b和c中的至少一项”的描述方式，包括了单独a、单独b、单独c、a和b组合、a和c组合、b和c组合，或abc三者组合的情况。

本申请实施例中，C和D连接表示C和D之间的电路连接，表明C和D之间可以实现电信号传输。

在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，各个实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。

下面结合附图对本申请的实施例进行示例性描述。

示例性地参见图1，示出了本申请实施例提供的储能系统的结构示意图。图1所示储能系统100包括储能单元110和储能变流器120。储能单元110与该储能变流器120连接，并通过该储能变流器120实现充放电。

示例性地，储能变流器120可以和电网200连接。具体的，该储能变流器120可以将来自储能单元110中的直流电能进行功率变换后，向电网200输出交流电能，以对该电网200进行供电。或者，该储能变流器120可以将来自电网200中的交流电能进行功率变换后，向储能单元110输出直流电能，以对该储能单元110进行充电。

示例性地，储能单元110可以是电池簇。电池簇中可以包括一个或多个串联或并联的电池。该电池例如可以包括锂离子电池(例如磷酸铁锂电池或三元锂电池)、铅酸电池(或称铅酸蓄电池)或者钠电池等，本申请对电池的具体类型不做具体限定。

在具体实现中，上述储能变流器120实现储能单元110的直流电压Vbat和储能变流器连接电网一端的电压Vac之间的相互转换，以实现储能单元110中的电能的存储与释放，即为实现对储能单元110的充放电。但在充放电过程中，电压Vac会有较大范围的波动。例如可以示例性参见图2。在储能单元110的电压Vbat小于电压Vac的情况下(例如参见图2中的风险区)，储能变流器120无法工作，降低了该储能变流器120的工作效率。为了解决该问题，本申请实施例提供了一种储能系统，可以示例性地参见图3。

示例性地，在图3中，储能系统300可以包括储能单元310、DC/DC变换电路320、可控开关管330、储能变流器340和控制单元350。该DC/DC变换电路320与可控开关管330并联连接形成并联电路。该并联电路用于连接在储能单元310和储能变流器340之间。即DC/DC变换电路320的一端(简称为DC/DC变换电路的第一端)连接到储能单元310，DC/DC变换电路320的另一端(简称为DC/DC变换电路的第二端)连接到储能变流器340。可控开关管330的一端(简称为可控开关管的第一端)连接到储能单元310，可控开关管330的另一端(简称为可控开关管的第二端)连接到储能变流器340的一端(简称为储能变流器的第一端)。储能变流器340的另一端(简称为储能变流器的第二端)还用于连接并网点400。储能变流器340通过并网点400连接电网200和/或负载500。控制单元350可以与DC/DC变换电路320、可控开关管330以及储能变流器340连接。

上述DC/DC变换电路320可以用于升高储能单元310输出的电压。在具体实现中，该DC/DC变换电路320可以是任意一种直流DC/DC变换电路，本申请实施例对此不做限制。

一种可能的实现中，该DC/DC变换电路还可以包括降压电路，用于将输入的直流电压降压后输出，即该DC/DC变换电路包括升降压电路。示例性地，该DC/DC变换电路可以是双向DC/DC变换电路。

上述可控开关管330可以用于旁路上述DC/DC变换电路320。示例性地，该可控开关管330可以是一个开关器件，并且在导通后电流可以双向流动，即可以双向导通。例如可以是双向导通的场效应管、继电器或接触器等开关器件。一种可能的实现中，该场效应管例如可以是绝缘栅双极型晶体管(insulate-gate bipolar transistor，IGBT)。可以理解的是，此处的介绍仅为示例，不构成对本申请实施例的限制。

另一种可能的实现方式中，可以示例性参见图4，上述可控开关管330可以是IGBT和二极管D的并联电路。具体的，该IGBT的发射极(E)与二极管的阳极连接，该IGBT的集电极(C)与该二极管D的阴极连接，该IGBT的栅极(G)与控制单元350连接。该IGBT的发射极和二极管的阳极还与储能单元310以及DC/DC变换电路连接。该IGBT的集电极与该二极管D的阴极还与DC/DC变换电路以及储能变流器340连接。

上述储能变流器340可以用于将直流电能转换为交流电能，或者用于将交流电能转换为直流电能。示例性地，该储能变流器340为双向储能变流器。

上述控制单元350可以用于控制上述DC/DC变换电路320、可控开关管330以及储能变流器340的工作状态。

可以理解的是，上述图3和图4所示的储能系统100的结构仅为示例。在具体实现中可以还包括其它电路或元器件，本申请实施例对此不做限制。

下面结合上图3或图4示例性介绍上述储能系统300的工作原理。

一种可能的实现中，在储能单元310的输出电压大于储能变流器340的第二端的电压峰值的情况下，控制单元350用于控制可控开关管330导通。

在储能变流器340的第二端用于连接电网200的情况下，储能变流器340的第二端的电压也可以看成是电网200的电压。

示例性地，在第一时间段内储能单元310的输出电压持续大于储能变流器340的第二端的电压峰值时，在第二时间段内控制可控开关管330导通使得DC/DC变换电路320停止工作，以通过储能变流器340对储能单元310进行充放电。

示例性地，该第一时间段例如可以是一个工频周期，或者，可以是预设的时长，例如0.5秒或1秒等等，本申请实施例对此不做限定。该第二时间段例如可以是可控开关管330的响应时长，或者例如可以是预设的时长，例如可以是1毫秒或者2毫秒等等，本申请实施例对此不做限定。

示例性地，在具体实现中，控制单元350可以获取到储能单元310的电压和储能变流器340的第二端的电压峰值。然后，比较该两个电压的大小，并基于比较结果来控制可控开关管330的通断。

一种可能的实现中，可以示例性地参见图5，上述储能系统300包括电压检测电路360。该电压检测电路360可以检测到储能单元310的电压和储能变流器340的第二端的电压。然后，将检测到的储能单元310的电压和储能变流器340的第二端的电压发送给控制单元350。该电压检测电路360可以采用任意可能的实施方式来实现，本申请实施例对此不做限制。一种可能的实施方式中，该控制单元350和该电压检测电路可以是集成在一个芯片中实现的，或者可以是分别设计实现的，本申请实施例对此不做限制。

另一种可能的实现中，该DC/DC变换电路320中可以包括电压检测电路。该电压检测电路可以用于检测储能单元310的电压，并将检测到的电压发送给控制单元350。此外，储能变流器340中也可以包括电压检测电路。该电压检测电路可以用于检测储能变流器340的第二端的电压，并将检测到的电压发送给控制单元350。本方案中，利用DC/DC变换电路320和/或储能变流器340中自带的电压检测电路检测电压，无需像图5一样额外设置电压检测电路，从而节省成本并减少芯片面积。

一种可能的实现中，储能单元310的电压大于储能变流器340的第二端的电压可以是储能单元310的电压大于储能变流器的第二端的电压的最大值。因为储能变流器的第二端的电压是交流电压，存在波动，因此存在最大电压。该最大电压例如可以是图2中所示的Vac_max。

基于前面的介绍可知，可控开关管330是一个开关器件，该控制单元350可以向该可控开关管330发送控制信号来控制其通断。在控制单元350比较出储能单元310的电压大于储能变流器340的第二端的电压的情况下，向该可控开关管330发送控制信号来控制其导通。

由于可控开关管330和DC/DC变换电路320是并联连接，并且可控开关管330是一个开关器件，导通后电阻很小，相当于是导线。因此，可控开关管330导通后，可以示例性参见图6，电流从可控开关管330流过，不从DC/DC变换电路320流过，则DC/DC变换电路320停止工作。另一种可能的实施方式中，控制单元350控制可控开关管330导通时，还可以向该DC/DC变换电路320发送控制信号来指示该DC/DC变换电路320停止工作。

在上述可控开关管330导通后，储能变流器340可以通过可控开关管330实现对储能单元310的充放电。一种可能的实现中，控制单元350控制可控开关管330导通时，还可以向该储能变流器340发送控制信号来指示该储能变流器340开始工作。

示例性地，具体实现中，上述可控开关管330导通后，储能单元310的电压经过可控开关管330输出到储能变流器340。由于该储能单元310的电压大于储能变流器340的第二端的电压峰值，因此，该储能变流器340可以正常工作。此外，由于可控开关管330可以双向导通，因此，储能变流器340不仅可以实现该储能单元310的放电，即实现将储能单元310中的直流电能转换为交流电能输出给电网200或负载500使用。该储能变流器340还可以实现该储能单元310的充电，即实现将来自电网200或负载500的交流电能转换为直流电能提供给储能单元310，以对储能单元310进行充电。

上述实现方式中，在储能单元310的电压大于储能变流器340的第二端的电压峰值的情况下，通过导通可控开关管330使得储能单元310的电压通过该可控开关管330输出到储能变流器340。由于该导通的可控开关管330电阻很小，额外的功率开销也很小，甚至可以忽略，因此可以节省电路的功率开销。此外，由于该可控开关管330可以双向导通，使得储能变流器340不仅可以实现对储能单元310的放电，还可以实现对储能单元310的充电。从而可以充分利用该储能变流器340，使得储能变流器340的额定输出工作电压可以维持在较高值，处于较优效率工作模式，提升了储能系统的工作效率。

一种可能的实现中，在储能单元310的电压小于储能变流器340的第二端的电压峰值的情况下，控制单元350用于控制可控开关管330关断。

示例性地，在第三时间段内储能单元310的输出电压小于储能变流器340的第二端的电压峰值时，控制可控开关管330断开以通过储能变流器340和DC/DC变换电路320对储能单元310充放电。

示例性地，该第三时间段例如可以是一个工频周期，或者，可以是预设的时长，例如0.5秒或1秒等等，本申请实施例对此不做限定。

一种可能的实现中，上述第一时间段、第二时间段和第三时间段三者之间的先后顺序为：第一时间段后到第二时间段再到第三时间段。

示例性地，在具体实现中，控制单元350获取到储能单元310的电压和储能变流器340的第二端的电压后，在控制单元350比较出储能单元310的电压小于储能变流器340的第二端的电压的情况下，向该可控开关管330发送控制信号来控制其关断。

可控开关管330关断后，可以示例性参见图7，储能单元310的电压输出到DC/DC变换电路320，电流从DC/DC变换电路320流过，则DC/DC变换电路320开始工作。另一种可能的实施方式中，控制单元350控制可控开关管330关断时，还可以向该DC/DC变换电路320发送控制信号来指示该DC/DC变换电路320开始工作。

示例性地，在具体实现中，DC/DC变换电路320开始工作后，可以将储能单元310输出的电压升高后输出给储能变流器340。该升高后的电压大于储能变流器340的第二端的电压。

一种可能的实现中，可以将该储能单元310输出的电压升高到与母线电压相等。

或者，另一种可能的实现中，控制单元350可以记录储能变流器340的第二端的电压的最高电压(例如可以是图2中所示的Vac_max)。然后，在比较出最新检测到的储能单元310的电压小于最新检测到的储能变流器340的第二端的电压的情况下，控制DC/DC变换电路320将该储能单元310输出的电压升高。该升高后的电压大于该记录的储能变流器340的第二端的电压峰值。

DC/DC变换电路320将升高的电压输出给储能变流器340后，由于该升高后的电压大于储能变流器340的第二端的最高电压，因此，该储能变流器340可以正常工作。一种可能的实现中，控制单元350控制可控开关管330关断时，还可以向该储能变流器340发送控制信号来指示该储能变流器340开始工作。

一种可能的实现中，DC/DC变换电路320为双向DC/DC变换电路，即可以双向导通。因此，储能变流器340可以实现对储能单元310的充放电。

示例性地，在储能变流器340实现对储能单元310的放电的过程中，储能单元310的电压输出给DC/DC变换电路320，DC/DC变换电路320将升高后的电压输出给储能变流器340，储能变流器340将来自DC/DC变换电路320的直流电能转换为交流电能输出给电网200或负载500。

示例性地，在储能变流器340实现对储能单元310的充电的过程中，储能变流器340将来自电网200或负载500的交流电能转换为直流电能。然后，将该直流电能经DC/DC变换电路320输入到储能单元310，来为该储能单元310充电。示例性地，该DC/DC变换电路320可以对该直流电能的电压执行升压操作，或者不执行升压操作，本申请实施例对此不做限制。

一种可能的实现中，储能变流器340可以通过该DC/DC变换电路实现对储能单元310的充放电。

示例性地，在储能变流器340实现对储能单元310的放电的过程中，储能单元310的电压输出给DC/DC变换电路，DC/DC变换电路通过DC/DC变换电路320升高储能单元310输出的电压。DC/DC变换电路将升高后的电压输出给储能变流器340，储能变流器340将来自DC/DC变换电路的直流电能转换为交流电能输出给电网200或负载500。

示例性地，在储能变流器340实现对储能单元310的充电的过程中，储能变流器340将来自电网200或负载500的交流电能转换为直流电能。然后，将该直流电能经DC/DC变换电路输入到储能单元310，来为该储能单元310充电。示例性地，该DC/DC变换电路可以对该直流电能进行直流功率变换后输出给储能单元310。

上述实现方式中，在储能单元310的电压小于储能变流器340的第二端的电压峰值的情况下，通过关断可控开关管330，使得可以通过DC/DC变换电路320将储能单元310输出的电压升高。并将升高后的电压输出到储能变流器340，以使其可以正常工作。即本实施方式中，保证了在储能单元低压的情况下该储能单元仍能工作，充分利用了储能单元的能量。并且保证了在储能单元低压的情况下储能变流器仍能工作，充分利用了储能变流器，提升了储能系统的工作效率。

为了便于理解上述实施方案，下面结合图8示例性介绍。图8示例性示出了上述储能系统的工作流程图。具体的，储能系统启动开始工作后，检测储能单元的电压和储能变流器的第二端的电压，并判断储能单元的电压是否大于储能变流器的第二端的电压最大值。若储能单元的电压大于储能变流器的第二端的电压最大值，则进入旁路工作模式，具体实现参考上述在储能单元的电压大于储能变流器的第二端的电压的情况下的描述，此处不赘述。若储能单元的电压不大于储能变流器的第二端的电压最大值，则进入升压工作模式，具体实现参考上述在储能单元的电压小于储能变流器的第二端的电压的情况下的描述，此处不赘述。在储能系统进入旁路工作模式或升压工作模式后，仍然实时检测储能单元的电压和储能变流器的第二端的电压，并判断储能单元的电压是否大于储能变流器的第二端的电压最大值。然后，再基于判断结果进入对应的工作模式，此处不赘述。

一种可能的实现中，升压工作模式的效果示意图可以参见图9。在图9中，状态1是升压前的状态，可以看到储能单元的电压Vbat小于储能变流器的第二端的电压Vac的最大值Vac_max。然后，经过DC/DC变换电路升压后的状态参见状态2。在状态2中，Vbus是升压后的电压，例如可以是母线电压。可以看到，Vbus大于储能变流器的第二端的电压Vac的最大值Vac_max。将该Vbus输入到储能变流器后可以使得储能变流器正常工作。

一种可能的实现中，在储能变流器340的第二端的电压出现暂态过电压的情况下，控制单元350用于控制可控开关管330关断。

示例性地，在具体实现中，由于电网故障或扰动会引起电压快速升高超过正常的储能变流器的第二端的电压最大值，则出现暂态过电压。若快速升高后的电压相比于储能变流器的第二端的电压最大值上涨幅度在预设比例内，并且在预设时长内，储能系统仍然可以工作，这种情况可以称为高压穿越。该预设比例例如可以是25％或30％等等。该预设时长例如可以是1分钟或2分钟等等。本申请实施例对该预设比例和预设时长的取值不做限制。

示例性地，在具体实现中，控制单元350获取到储能变流器340的第二端的电压后，可以判断出该储能变流器340的第二端的电压出现暂态过电压。例如可以将该储能变流器340的第二端的电压与预先存储的储能变流器的第二端的电压最大值比较，若该储能变流器340的第二端的电压大于该储能变流器的第二端的电压最大值，则确定出该储能变流器340的第二端的电压出现暂态过电压。然后，在控制单元350向可控开关管330发送控制信号来控制其关断。

一种可能的实现中，该可控开关管330可以是IGBT。由于暂态过电压状态是电压快速升到导致的，因此，需要快速做出响应。该IGBT的响应速度快，可以达到毫秒级别。因此，在接收到控制单元350发送的控制信号后，可以快速关断，确保储能变流器的第二端的电压不对储能单元反灌能量。可以理解的是，该IGBT仅为示例，在具体实现中可以是其它响应速度快的开关器件，本申请实施例对此不做限制。

可控开关管330关断后，储能单元310的电压输出到DC/DC变换电路320，电流从DC/DC变换电路320流过，则DC/DC变换电路320开始工作。另一种可能的实施方式中，控制单元350控制可控开关管330关断时，还可以向该DC/DC变换电路320发送控制信号来指示该DC/DC变换电路320开始工作。

示例性地，在具体实现中，DC/DC变换电路320开始工作后，可以将储能单元310输出的电压升高后输出给储能变流器340。该升高后的电压大于获取到的暂态过电压的储能变流器340的第二端的电压。一种可能的实现中，该升高后的电压例如可以是上述相比于储能变流器的第二端的电压最大值上涨幅度为预设比例的电压。即通过DC/DC变换电路320将储能单元310输出的电压升高到比储能变流器的第二端的电压最大值还高预设比例涨幅的电压。DC/DC变换电路320将升高的电压输出给储能变流器340后可以参考上述在储能单元310的电压小于储能变流器340的第二端的电压的情况下的描述，此处不赘述。

为了便于理解上述实施方案，下面结合图10示例性介绍。图10示例性示出了上述储能系统的工作流程图。具体的，储能系统启动开始工作后，检测储能单元的电压和储能变流器的第二端的电压，并判断储能单元的电压是否大于储能变流器的第二端的电压最大值。若储能单元的电压大于储能变流器的第二端的电压最大值，则进入旁路工作模式，具体实现参考上述在储能单元的电压大于储能变流器的第二端的电压的情况下的描述，此处不赘述。若储能单元的电压不大于储能变流器的第二端的电压最大值，则进入升压工作模式，具体实现参考上述在储能单元的电压小于储能变流器的第二端的电压的情况下的描述，此处不赘述。在储能系统进入旁路工作模式或升压工作模式后，仍然实时检测储能单元的电压和储能变流器的第二端的电压，并判断储能单元的电压是否大于储能变流器的第二端的电压最大值。然后，再基于判断结果进入对应的工作模式，此处不赘述。此外，在储能系统进入旁路工作模式或升压工作模式后，还基于检测到的储能变流器的第二端的电压实时判断储能变流器的第二端的电压是否出现暂态过电压。若没出现暂态过电压，则保持原工作模式。若出现了暂态过电压，则进入升压工作模式，具体实现参考上述在储能变流器340的第二端的电压出现暂态过电压的情况下的描述，此处不赘述。

一种可能的实现中，出现了暂态过电压情况下的升压工作模式的效果示意图可以参见图11。在图11中，状态1是出现暂态过电压前的状态，在该状态下，可以通过上述旁路工作模式或升压工作模式使得输入储能变流器的电压Vbus大于储能变流器的第二端的电压Vac的最大值Vac_max。在A点开始出现暂态过电压，然后，经过DC/DC变换电路将储能单元输出的电压快速升压，使得升压后的电压大于出现暂态过电压后的最大电压，可以参见状态2。将升压后的Vbus输入到储能变流器后可以使得储能变流器正常工作。

上述实现方式中，在储能变流器的第二端的电压出现暂态过电压的情况下，通过快速关断可控开关管，在避免储能变流器的第二端的电压对储能单元反灌能量的同时，还使得可以通过DC/DC变换电路将储能单元输出的电压升高。并将升高后的电压输出到储能变流器，以使其可以正常工作。即本实施方式中，通过可控开关管与DC/DC变换电路的配合，实现了高压穿越，即储能系统在暂态过电压的情况下仍能正常维持工作且能输出功率，满足电网异常波动不脱网的合规性。

此外，若上述可控开关管330为图4所示的IGBT和二极管D并联的器件，在上述储能单元310的电压大于储能变流器340的第二端的电压的情况下，控制单元350控制IGBT导通。这种情况下，在储能单元310放电的过程中，电流从储能单元310往电网200方向流动，二极管D也会导通。由于二极管D存在压降，IGBT也存在压降，二者并联压降变小，从而减少损耗，提高效率。同样地，在储能单元310充电的过程中，电流从电网200经IGBT向储能单元310的方向流动，从而可以保证正常的储能单元充电功能，提高工作效率。

一种可能的实施方式中，可以示例性参见图12，上述储能系统300还可以包括故障检测电路370。该故障检测电路370可以用于检测可控开关管330的电流并判断电流是否超过阈值，若超过阈值则表明储能单元310中出现故障导致短路。该故障检测电路370在判断出可控开关管330的电流超过阈值的情况下，可以向控制单元350发送关断可控开关管330的指示信号。然后，控制单元350基于该指示向可控开关管330发送控制信号控制其关断。从而在出现短路故障时可以快速切断主回路，减少故障的影响扩散，降低因故障导致的其它危险。

一种可能的实现中，若上述可控开关管330为IGBT，上述故障检测电路370例如可以是退饱和检测电路。该退饱和检测电路可以通过检测IGBT的退饱和情况来判断储能单元310中出现故障导致短路。示例性地，该退饱和检测电路可以检测IGBT的集电极-发射极之间的电压(简称CE电压)。若该CE电压大于预设阈值，则表明储能单元310中出现故障导致短路。这种情况下，退饱和检测电路可以向控制单元350发送关断IGBT的指示信号。然后，控制单元350基于该指示向IGBT发送控制信号控制其关断。从而在出现短路故障时可以快速切断主回路，减少故障的影响扩散，降低因故障导致的其它危险。

另一种可能的实现中，上述储能系统300中可以包括多个储能单元310，还可以包括多个DC/DC变换电路320和多个可控开关管330。可以示例性参见图13，以两个储能单元310，两个DC/DC变换电路320和两个可控开关管330为例示出。可以看到，在图13中相比于上述图3新增了一个储能单元(为了便于描述表示为储能单元310’)、一个DC/DC变换电路(为了便于描述表示为DC/DC变换电路320’)和一个可控开关管(为了便于描述表示为可控开关管330’)。该DC/DC变换电路320’和可控开关管330’并联连接形成并联电路，该并联电路用于连接在储能单元310’和储能变流器340之间。该储能单元310’、DC/DC变换电路320’和可控开关管330’还与控制单元350连接。

这种实现方式下，控制单元可以分别检测多个储能单元输出的电压，然后，将该检测到的多个电压分别与储能变流器第二端的电压比较。基于各个比较结果分别控制对应的可控开关管和DC/DC变换电路的工作状态。为了便于理解，以图13为例，控制单元350分别检测储能单元310输出的电压(简称电压A)和储能单元310’输出的电压(简称电压B)。然后，将电压A和电压B分别与储能变流器340的第二端的电压比较。并基于电压A与储能变流器340的第二端的电压的比较结果控制可控开关管330和DC/DC变换电路320的工作状态，具体实现参见前述的具体介绍，此处不赘述。并基于电压B与储能变流器340的第二端的电压的比较结果控制可控开关管330’和DC/DC变换电路320’的工作状态，具体实现参见前述的具体介绍，此处不赘述。

另一种可能的实现中，上述储能系统300中可以包括多个储能单元310，还可以包括多个DC/DC变换电路320、多个可控开关管330和多个储能变流器340。可以示例性参见图14，以两个储能单元310，两个DC/DC变换电路320、两个可控开关管330和两个储能变流器340为例示出。可以看到，在图14中相比于上述图3新增了一个储能单元(为了便于描述表示为储能单元310”)、一个DC/DC变换电路(为了便于描述表示为DC/DC变换电路320”)、一个可控开关管(为了便于描述表示为可控开关管330”)和一个储能变流器(为了便于描述表示为储能变流器340”)。该DC/DC变换电路320”和可控开关管330”并联连接形成并联电路，该并联电路用于连接在储能单元310”和储能变流器340”之间。该储能单元310”、DC/DC变换电路320”、可控开关管330”和储能变流器340”还与控制单元350连接。该储能变流器340”也是通过并网点400连接电网200和负载500。另一种可能的实现中，还可以新增一个控制单元350用于控制储能单元310”、DC/DC变换电路320”、可控开关管330”和储能变流器340”等，具体根据实际需要设置，本申请实施例对此不做限制。该图14中新增的DC/DC变换电路320”、可控开关管330”和储能变流器340”用于基于控制单元350的控制实现储能单元310”和电网200之间的能量转换。具体可以参考上述描述图3的实现过程的描述，此处不赘述。

本实施方式中，通过可控开关管和DC/DC变换电路的配合以提高储能变流器的工作效率的储能系统，可以实现多路储能单元与电网之间的能量转换，扩展了应用场景，实用性强。

为了更好地理解上述储能系统的工作原理，下面结合储能系统的一些可能的电路拓扑结构示例性进行介绍。

参见图15，示例性示出了储能系统的一种可能的电路拓扑结构示意图。如图所示，储能单元可以是电池簇。DC/DC变换电路可以包括电感L1、开关模块T1、开关模块T2、开关模块T3、开关模块T4、电容C1和电容C2。其中，该开关模块T1至T4例如可以是三极管，或者是场效应管，或者是IGBT，或者是IGBT和二极管并联的模块(简称为IGBT开关模块)等等，本申请实施例对此不做限制，图15中以开关模块T1至T4为该IGBT开关模块为例示出。可控开关管包括开关模块T5，该开关模块T5以IGBT开关模块为例示出。储能变流器包括电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、开关模块T6、开关模块T7、开关模块T8、开关模块T9和电感L2。其中，该开关模块T6至T9例如可以是三极管，或者是场效应管，或者是IGBT，或者是前述IGBT开关模块等等，本申请实施例对此不做限制，图15中以开关模块T6至T9为前述IGBT开关模块为例示出。

示例性地，上述图15中所示的各个开关模块都是以IGBT开关模块为例。该IGBT开关模块中，IGBT的发射极(E)与二极管的阳极连接，该IGBT的集电极(C)与该二极管D的阴极连接。为了便于后面的描述，将该IGBT的发射极(E)与二极管的阳极连接的这一端称为IGBT开关模块的第一连接端，将该IGBT的集电极(C)与该二极管D的阴极连接的这一端称为IGBT开关模块的第二连接端。那么，在图15中，电池簇的正极与IGBT开关模块T5的第一连接端连接，还与电感L1的一端连接。电感L1的另一端与IGBT开关模块T2的第一连接端连接，还与IGBT开关模块T3的第二连接端连接。IGBT开关模块T2的第二连接端与IGBT开关模块T1的第一连接端连接。IGBT开关模块T1的第二连接端与IGBT开关模块T5的第二连接端连接。

然后，IGBT开关模块T3的第一连接端与IGBT开关模块T4的第二连接端连接，还与电容C1的一端连接。即该电容C1的一端连接在IGBT开关模块T3的第一连接端与IGBT开关模块T4的第二连接端之间。电容C1的另一端与IGBT开关模块T2的第二连接端以及IGBT开关模块T1的第一连接端连接。IGBT开关模块T4的第一连接端与电池簇的负极连接，还与电容C2的一端连接。电容C2的另一端与IGBT开关模块T1的第二连接端以及IGBT开关模块T5的第二连接端连接于A点。

然后，该A点连接到电容C3的一端。电容C3的另一端与电容C4的一端连接，还与二极管D1的阳极以及二极管D2的阴极连接。电容C4的另一端与电池簇的负极连接，还与IGBT开关模块T9的第一连接端连接。IGBT开关模块T9的第二连接端与二极管D2的阳极连接，还与IGBT开关模块T8的第一连接端连接。二极管D2的阴极连接到二极管D1的阳极。IGBT开关模块T8的第二连接端与IGBT开关模块T7的第一连接端连接。IGBT开关模块T7的第二连接端与二极管D1的阴极连接。IGBT开关模块T7的第二连接端和二极管D1的阴极还连接到IGBT开关模块T6的第一连接端。IGBT开关模块T6的第二连接端与前述电容C3的一端连接于B点。A点和B点之间是用于连接DC/DC变换电路和储能变流器的导线。该导线也是连接可控开关管和储能变流器的导线。该导线例如可以是电线或线缆等。

然后，上述IGBT开关模块T8的第二连接端与IGBT开关模块T7的第一连接端还与电感L2的一端连接。电感L2的另一端与电网连接。此外，电网还连接C点。如图所示，C点位于前述电容C3的另一端与二极管D1阳极连接的位置。即电网还可以连接到该位置形成回路。

上述图15中只是示例性画出了储能系统中储能单元、DC/DC变换电路、可控开关管和储能变流器的电路结构，未画出上述控制单元、电压检测电路和故障检测电路370的具体电路结构。可以理解的是，该未画出的电路结构可以是任意可以实现上述介绍的功能的电路结构，本申请实施例对此不做限制。虽然未画出上述控制单元具体的电路结构，但是上述图15中所示的各个开关模块(T1至T9)是由控制单元来控制。具体不再赘述。此外，图15中以储能变流器连接电网为例，可以理解的是，储能变流器和电网之间还有并网点(图15中未画出)。具体实现中储能变流器也可以连接负载，不再赘述。

基于上述的描述，在第一时间段内储能单元的电压大于储能变流器的第二端的电压峰值的情况下，在第二时间段内控制单元控制可控开关管导通，DC/DC变换电路停止工作，储能变流器用于通过可控开关管实现对储能单元的充放电。示例性地，如图15所示，A点处的电压表示为Vbus1，B点处的电压表示为Vbus2，电池电压还是用Vbat表示。示例性地，若图15所示储能系统即为前述储能系统300。那么，该A点即为上述可控开关管的第二端，该A点也是上述DC/DC变换电路的第二端。该B点即为上述储能变流器的第一端。储能变流器用于连接电网的一端为储能变流器的第二端，例如图15中的D点为储能变流器的第二端。

那么，一种可能的实现中，在储能单元的电压大于储能变流器的第二端的电压的情况下，并且，在Vbat>Vbus1>Vbus2的情况下，储能变流器用于实现对储能单元的放电。可以理解的是，该A点处的电压Vbus1的大小和该B点处的电压Vbus2的大小可以通过储能系统中的控制模块(图中未画出)来控制。具体控制属于本领域的常规技术手段，本申请实施例对此不做限制。

示例性地，在上述第二时间段内可控开关管导通时，控制储能变流器对储能变流器的第一端的电压进行逆变变换，使得储能单元的输出电压大于可控开关管的第二端的电压，以通过可控开关管实现对储能单元放电。下面结合图16至图19示例性介绍该放电工作状态下的具体实现。

该图16至图19中的电路结构和上述图15相同，不同的是增加了电流流向示意以便于描述放电工作状态下的具体实现，并且为了不干扰电流流向的快速辨认未把具体的储能单元、DC/DC变换电路、可控开关管和储能变流器标出。

示例性参见图16。在图16中，由于储能单元即电池簇的输出电压大于储能变流器的第二端的电压，因此，可控开关管即IGBT开关模块T5导通，DC/DC变换电路中的开关模块(T1至T4)关断。然后，由于电池簇电压Vbat大于Vbus1，电流从电池簇正极流向A点，并经A点流向电容C2为电容C2充电。电容C2又与电池簇负极连接形成电流回路，如图16所示。此外，电流从电池簇正极流向A点后，还流经B点(由于A点和B点之间的导线存在压降，因此Vbus1>Vbus2)向电容C3和电容C4充电。同理，电容C4又与电池簇负极连接形成电流回路。电池簇给电容C2充电的过程中，由于Vbus1>Vbus2，电容C2还会给电容C3和电容C4充电。电流从电容C2流向电容C3和电容C4，再回到电容C2形成一个电流回路，如图16所示。此外，电容C3在充电的过程中，还放电为电网供电。具体如图16所示，放电过程中开关模块T6和开关模块T7导通，电容C3的放电电流经B点、开关模块T6、开关模块T7和电感L2到达电网。电网连接到C点与储能变流器形成电流回路。

储能变流器用于将直流电转换为交流电为电网供电。而交流电包括正向和反向电流，上述图16所示的工作状态(放电旁路工作状态1)属于储能变流器将直流电转换为正向交流电的状态。此外，由于交流电每个时刻的电压都在变化，例如参见上述图2所示的交流电正弦波形图。为了避免这种电压的突变，在储能变流器将直流电转换为交流电的过程中，需要进行续流使得电压和电流平缓地变化。续流一般是通过续流二极管和电感的配合来实现。可以示例性参见图17，图17所示的工作状态(放电旁路工作状态2)属于储能变流器将直流电转换为正向交流电的过程中续流的状态。该续流是通过二极管D1和电感L2的配合来实现。具体的，该状态下，开关模块T7导通。当电感L2的电流有突然的变化时，可以经电网流到二极管D1，再经开关模块T7流回电感L2，形成电流回路来消耗掉这种突然的变化。

参见图18，图18所示的工作状态(放电旁路工作状态3)属于储能变流器将直流电转换为反向交流电的状态。这种状态下，开关模块T8和开关模块T9导通，通过电容C4放电来实现为电网供电。具体的，电容C4的放电电流经C点到达电网，然后，再流经电感L2、关模块T8、开关模块T9回到电容C4形成回路。从而实现了给电网的反向交流电供电。可以理解的是，上述图18所示的状态中，电池簇仍然在给电容C2、电容C3和电容C4充电，电容C2也在给电容C3和电容C4充电，具体参考上述图16相关的描述，此处不赘述。此外，与上述正向交流电供电同理，该反向交流电供电的过程中也需要续流。例如可以参见图19。

图19所示的工作状态(放电旁路工作状态4)属于储能变流器将直流电转换为反向交流电的过程中续流的状态。该续流是通过二极管D2和电感L2的配合来实现。具体的，该状态下，开关模块T8导通。当电感L2的电流有突然的变化时，可以经开关模块T8流到二极管D2，然后流经C点回到电网，形成电流回路来消耗掉这种突然的变化。

另一种可能的实现中，在储能单元的电压大于储能变流器的第二端的电压的情况下，并且，在Vbat<Vbus1<Vbus2的情况下，储能变流器用于实现对储能单元的充电。示例性地，在上述第二时间段内可控开关管导通时，控制储能变流器对储能变流器的第二端的电压进行整流变换，使得可控开关管的第二端的电压大于储能单元的输出电压，以通过可控开关管实现对储能单元充电。下面结合图20至图23示例性介绍该充电工作状态下的具体实现。

示例性参见图20，图20所示的工作状态(充电旁路工作状态1)属于储能变流器将正向交流电转换为直流电的状态。在图20中，由于储能单元即电池簇的电压大于储能变流器的第二端的电压，因此，可控开关管即IGBT开关模块T5导通，DC/DC变换电路中的开关模块(T1至T4)关断。但是，虽然电池簇的电压大于储能变流器的第二端的电压，但是由于电池簇自身的电压小于预设的阈值，或者电网中能源过剩，或者基于计划回收电网中的电能等缘故，电网可以给电池簇充电。具体的，如图20所示，首先开关模块T6和开关模块T7导通。电网的电流经过C点给电容C3充电，然后再流经B点、开关模块T6、开关模块T7和电感L2回到电网形成充电回路。电网给电容C3充电的过程中，电容C3放电给电容C2充电。电容C3的放电电流从B点流向A点流到电容C2，然后再经电容C4流回电容C3形成电流回路，如图20所示。电容C3给电容C2充电使得A点处的电压升高，此时，Vbat<Vbus1<Vbus2。然后，电容C2开始放电为电池簇充电。具体的，充电电流经过开关模块T5流到电池簇给电池充电。然后，电流再经电池簇的负极流向电容C2形成充电回路。

此外，由于电网给电容充电的电流为交流电，其充电过程中也需要续流。例如可以参见图21，图21所示的工作状态(充电旁路工作状态2)属于储能变流器将正向交流电转换为直流电的过程中续流的状态。该续流的具体实现可以参考前述图17的描述，此处不赘述。

参见图22，图22所示的工作状态(充电旁路工作状态3)属于储能变流器将反向交流电转换为直流电的状态。这种状态下，开关模块T8和开关模块T9导通，通过为电容C4充电来实现。具体的，电网的电流经过电感L2、开关模块T8和开关模块T9到达电容C4为其充电，然后再流经C点回到电网形成充电回路。电网为电容C4充电的过程中，电容C4还放电为电容C2充电。电容C4的放电电流经电容C3，再到电容C2，然后流回电容C4形成电流回路，如图22所示。电容C4给电容C2充电使得A点处的电压升高，此时，Vbat<Vbus1<Vbus2。然后，电容C2开始放电为电池簇充电。具体的，放电电流经过开关模块T5流到电池簇给电池充电。然后，电流再经电池簇的负极流向电容C2形成充电回路。

此外，由于电网给电容充电的电流为交流电，其充电过程中也需要续流。例如可以参见图23，图23所示的工作状态(充电旁路工作状态4)属于储能变流器将反向交流电转换为直流电的过程中续流的状态。该续流的具体实现可以参考前述图19的描述，此处不赘述。

另一种可能的实现中，在储能单元的电压小于储能变流器的第二端的电压的情况下，控制单元用于控制可控开关管断开，DC/DC变换电路用于升高储能单元输出的电压并将升高后的电压输出给储能变流器，储能变流器用于基于升高后的电压实现对储能单元的充放电。示例性地，在储能单元的电压小于储能变流器的第二端的电压的情况下，并且，在Vbat<Vbus1>Vbus2的情况下，储能变流器用于实现对储能单元的放电。示例性地，在上述第三时间段内可控开关管断开时，控制DC/DC变换电路对储能单元的输出电压进行升压变换并将升高后的电压输出给储能变流器，以实现储能单元放电。下面结合图24至图27示例性介绍该放电工作状态下的具体实现。

在图24至图27中，由于储能单元即电池簇的电压小于储能变流器的第二端的电压，因此，可控开关管即IGBT开关模块T5关断，DC/DC变换电路开始工作。具体的，DC/DC变换电路用于抬升电池簇的电压，抬升电压后使得Vbus1>Vbus2，从而实现对电网供电。整个抬升电压的过程中可以包括四个工作状态，可以分别参见图24至图27。

在图24所示的状态(升压工作放电工作状态1)中，DC/DC变换电路中的开关模块T2和T4导通，开关模块T1和T3关断，使得电池簇可以为电感L1储能并为电容C1充电，具体电流回路如图24所示。然后，DC/DC变换电路中的开关模块T2和T1导通，开关模块T3和T4关断，使得电池簇可以为电容C2充电。充电回路如图25所示，图25所示的状态简称为升压工作放电工作状态2。该状态下，A点处的电压为电池簇的电压加上电感L1的电压，大于电池簇的电压，从而实现了电压的抬升。并且，此时A点处的电压Vbus1大于B点处的Vbus2。使得电容C2放电为电网供电。关于电容C2放电为电网供电的过程可以参考上述图16至图19的相关描述，此处不赘述。

上述DC/DC变换电路完成上述升压工作放电工作状态2后，进入如图26所示的状态(升压工作放电工作状态3)。具体的，DC/DC变换电路中的开关模块T3和T1导通，开关模块T2和T4关断，使得电池簇可以为电感L1储能并为电容C1和电容C2充电，具体电流回路如图26所示。同上，该状态下，A点处的电压为电池簇的电压加上电感L1和电容C1的电压，大于电池簇的电压，从而实现了电压的抬升。并且，此时A点处的电压Vbus1大于B点处的Vbus2。使得电容C2放电为电网供电。关于电容C2放电为电网供电的过程可以参考上述图16至图19的相关描述，此处不赘述。该抬升之后的电压大于电网交流电的最大电压，从而使得储能变流器可以在整个交流电周期中正常工作，提高工作效率。

上述DC/DC变换电路完成上述升压工作放电工作状态3后，进入如图27所示的状态(升压工作放电工作状态4)。该升压工作放电工作状态4与上述图25所示的升压工作放电工作状态2相同，具体参考上述的描述，此处不赘述。然后，DC/DC变换电路按照上述升压工作放电工作状态1至4这四个工作状态循环工作，实现上述电池簇的升压，此处不再赘述。

一种可能的实现中，在储能单元的电压小于储能变流器的第二端的电压的情况下，并且，在Vbat<Vbus1<Vbus2的情况下，储能变流器用于实现对储能单元的充电。示例性地，在上述第三时间段内可控开关管断开时，控制DC/DC变换电路将储能变流器的第一端的电压进行降压变换并将降低后的电压输出给储能单元，以实现对储能单元充电。下面结合图28至图31示例性介绍该充电工作状态下的具体实现。

在图28至图31中，由于储能单元即电池簇的电压小于储能变流器的第二端的电压，因此，可控开关管即IGBT开关模块T5关断，DC/DC变换电路开始工作。具体的，DC/DC变换电路用于抬升电池簇的电压，若抬升电压后，并控制Vbus1<Vbus2，则实现电网对电池簇进行充电。整个抬升电压的过程中可以包括四个工作状态，可以分别参见图28至图31。

在图28所示的状态(升压工作充电工作状态1)中，电网通过储能变流器给电池C2充电，具体实现可以参见上述图20至图23中的相关描述，此处不赘述。此外，在给该电池C2充电的过程中，电池C2还放电给电池簇充电。具体的，DC/DC变换电路中的开关模块T3和T1导通，开关模块T2和T4关断。使得电容C2的放电电流经过开关模块T1、电容C1、开关模块T3和电感L1，到达电池簇。然后，再经电池簇的负极流回电容C2形成回路，如图28所示。该状态下，A点处的电压为电池簇的电压加上电感L1和电容C1的电压，大于电池簇的电压，从而实现了电压的抬升。该抬升之后的电压大于电网交流电的最大电压，从而使得储能变流器可以在整个交流电周期中正常工作，提高工作效率。

上述DC/DC变换电路完成上述升压工作充电工作状态1后，进入如图29所示的状态(升压工作充电工作状态2)。该状态属于续流的状态。具体的，DC/DC变换电路中，开关模块T3和T4导通，其余开关模块关断。然后，电感L1中的电流经电池簇、开关模块T4和开关模块T3流回电感L1，形成电流回路。从而消耗掉电感L1中突变的电压，使得电压和电流不会突变造成器件损耗。

上述DC/DC变换电路完成上述升压工作充电工作状态2后，进入如图30所示的状态(升压工作充电工作状态3)。电网通过储能变流器给电池C2充电，具体实现可以参见上述图20至图23中的相关描述，此处不赘述。此外，在给该电池C2充电的过程中，电池C2还放电给电池簇充电。具体的，DC/DC变换电路中的开关模块T2和T1导通，开关模块T3和T4关断。使得电容C2的放电电流经过开关模块T1、开关模块T2和电感L1，到达电池簇。然后，再经电池簇的负极流回电容C2形成回路，如图30所示。该状态下，A点处的电压为电池簇的电压加上电感L1的电压，大于电池簇的电压，从而实现了电压的抬升。该抬升之后的电压大于电网交流电的最大电压，从而使得储能变流器可以在整个交流电周期中正常工作，提高工作效率。

上述DC/DC变换电路完成上述升压工作充电工作状态3后，进入如图31所示的状态(升压工作充电工作状态4)。该状态属于续流的状态。具体的，DC/DC变换电路中，开关模块T2和T4导通，其余开关模块关断。然后，电感L1中的电流经电池簇、开关模块T4、电容C1和开关模块T2流回电感L1，形成电流回路。从而消耗掉电感L1中突变的电压，使得电压和电流不会突变造成器件损耗。然后，DC/DC变换电路按照上述升压工作充电工作状态1至4这四个工作状态循环工作，实现上述电池簇的升压，此处不再赘述。

本申请还提供一种储能管理系统，可以示例性参见图32。该储能管理系统包括DC/DC变换电路、可控开关管、储能变流器和控制单元。

该可控开关管的第一端用于连接储能电源，该可控开关管的第二端连接该储能变流器的第一端，该DC/DC变换电路的第一端连接该储能电源，该DC/DC变换电路的第二端连接该储能变流器的第一端，该储能变流器的第二端用于连接并网点，该储能变流器用于通过该并网点连接电网或者负载。

该控制单元用于，在第一时间段内该储能电源的输出电压持续大于该储能变流器的第二端的电压峰值时，在第二时间段内控制该可控开关管导通使得该DC/DC变换电路停止工作，以通过该储能变流器对该储能电源进行充放电。

该控制单元用于，在第三时间段内该储能电源的输出电压小于该储能变流器的第二端的电压峰值时，控制该可控开关管断开以通过该储能变流器和该DC/DC变换电路对该储能电源充放电，其中该时间顺序是该第一时间段后到该第二时间段再到该第三时间段。

一种可能的实现中，该控制单元还用于，在该第二时间段内该可控开关管导通时，控制该储能变流器对该储能变流器的第二端的电压进行整流变换，使得该可控开关管的第二端的电压大于储能电源的输出电压，以通过该可控开关管对该储能单元进行充电。

该储能管理系统的具体实现和工作原理可以参考前述图3及其可能的实施方式中所述的储能系统的相关描述，此处不赘述。

本申请中术语“第一”“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分，应理解，“第一”、“第二”、“第n”之间不具有逻辑或时序上的依赖关系，也不对数量和执行顺序进行限定。还应理解，尽管以下描述使用术语第一、第二等来描述各种元素，但这些元素不应受术语的限制。这些术语只是用于将一元素与另一元素区别分开。

还应理解，在本申请的各个实施例中，各个过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，术语“包括”(也称“includes”、“including”、“comprises”和/或“comprising”)当在本说明书中使用时指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件、和/或其分组。

还应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”、“一实施例”、“一种可能的实现方式”意味着与实施例或实现方式有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”、“一种可能的实现方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括储能单元、DC/DC变换电路、可控开关管、储能变流器和控制单元；

所述可控开关管的第一端连接所述储能单元，所述可控开关管的第二端连接所述储能变流器的第一端，所述DC/DC变换电路的第一端连接所述储能单元，所述DC/DC变换电路的第二端连接所述储能变流器的第一端，所述储能变流器的第二端用于连接并网点，所述储能变流器用于通过所述并网点连接电网或者负载；

所述控制单元用于，在第一时间段内所述储能单元的输出电压持续大于所述储能变流器的第二端的电压峰值时，在第二时间段内控制所述可控开关管导通使得所述DC/DC变换电路停止工作，以通过所述储能变流器对所述储能单元进行充放电；

所述控制单元用于，在第三时间段内所述储能单元的输出电压小于所述储能变流器的第二端的电压峰值时，控制所述可控开关管断开以通过所述储能变流器和所述DC/DC变换电路对所述储能单元充放电，其中所述时间顺序是所述第一时间段后到所述第二时间段再到所述第三时间段。

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述控制单元还用于，在所述第二时间段内所述可控开关管导通时，控制所述储能变流器对所述储能变流器的第二端的电压进行整流变换，使得所述可控开关管的第二端的电压大于所述储能单元的输出电压，以通过所述可控开关管实现对所述储能单元充电。

3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，当所述储能单元的输出电压小于所述可控开关管的第二端的电压且所述可控开关管的第二端的电压小于所述储能变流器的第一端的电压时，所述储能变流器用于实现对所述储能单元充电。

4.根据权利要求1-3任一项所述的储能系统，其特征在于，所述控制单元还用于，在所述第二时间段内所述可控开关管导通时，控制所述储能变流器对所述储能变流器的第一端的电压进行逆变变换，使得所述储能单元的输出电压大于所述可控开关管的第二端的电压，以通过所述可控开关管实现对所述储能单元放电。

5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，当所述储能单元的输出电压大于所述可控开关管的第二端的电压且所述可控开关管的第二端的电压大于所述储能变流器的第一端的电压时，所述储能变流器用于实现对所述储能单元放电。

6.根据权利要求1-5任一项所述的储能系统，其特征在于，所述控制单元还用于，在所述第三时间段内所述可控开关管断开时，控制所述DC/DC变换电路将所述储能变流器的第一端的电压进行降压变换并将降低后的电压输出给所述储能单元，以实现对所述储能单元充电。

7.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于，当所述DC/DC变换电路的第二端的电压小于所述储能变流器的第一端的电压时，所述储能变流器用于实现对所述储能单元充电。

8.根据权利要求1-7任一项所述的储能系统，其特征在于，所述控制单元还用于，在所述第三时间段内所述可控开关管断开时，控制所述DC/DC变换电路对所述储能单元的输出电压进行升压变换并将升高后的电压输出给所述储能变流器，以实现所述储能单元放电。

9.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，当所述DC/DC变换电路的第二端的电压大于所述储能变流器的第一端的电压时，所述储能变流器用于实现对所述储能单元放电。

10.根据权利要求1-9任一项所述的储能系统，其特征在于，在所述储能变流器的第二端的电压出现暂态过电压的情况下，所述控制单元用于控制所述可控开关管断开。

11.根据权利要求1-10任一项所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统还包括电压检测电路；

所述电压检测电路用于检测所述储能单元的电压和所述储能变流器的第二端的电压；

所述电压检测电路还用于将检测到的电压输出给所述控制单元。

12.根据权利要求1-11任一项所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统还包括故障检测电路；所述故障检测电路用于检测所述储能单元的短路故障，并在检测到所述短路故障后指示所述控制单元断开所述可控开关管。

13.根据权利要求12所述的储能系统，其特征在于，所述可控开关管为绝缘栅双极型晶体管IGBT或者为IGBT和二极管并联连接形成的器件，所述故障检测电路为退饱和检测电路；

当所述IGBT的集电极-发射极之间的电压大于预设电压阈值时，所述控制单元用于控制所述IGBT断开。

14.根据权利要求1-12任一项所述的储能系统，其特征在于，所述可控开关管为绝缘栅双极型晶体管IGBT，或继电器，或接触器，或者为IGBT和二极管并联连接形成的器件。

15.一种储能管理系统，其特征在于，所述储能管理系统包括DC/DC变换电路、可控开关管、储能变流器和控制单元；

所述可控开关管的第一端用于连接储能电源，所述可控开关管的第二端连接所述储能变流器的第一端，所述DC/DC变换电路的第一端连接所述储能电源，所述DC/DC变换电路的第二端连接所述储能变流器的第一端，所述储能变流器的第二端用于连接并网点，所述储能变流器用于通过所述并网点连接电网或者负载；

所述控制单元用于，在第一时间段内所述储能电源的输出电压持续大于所述储能变流器的第二端的电压峰值时，在第二时间段内控制所述可控开关管导通使得所述DC/DC变换电路停止工作，以通过所述储能变流器对所述储能电源进行充放电；

所述控制单元用于，在第三时间段内所述储能电源的输出电压小于所述储能变流器的第二端的电压峰值时，控制所述可控开关管断开以通过所述储能变流器和所述DC/DC变换电路对所述储能电源充放电，其中所述时间顺序是所述第一时间段后到所述第二时间段再到所述第三时间段。

16.根据权利要求15所述的储能管理系统，其特征在于，所述控制单元还用于，在所述第二时间段内所述可控开关管导通时，控制所述储能变流器对所述储能变流器的第二端的电压进行整流变换，使得所述可控开关管的第二端的电压大于储能电源的输出电压，以通过所述可控开关管对所述储能单元进行充电。

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