CN118017631A - 一种储能系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种储能系统，用于提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性，以及避免资源浪费。储能系统包括多个储能支路、至少一个开关单元和控制电路；每个储能支路包括依次串联连接的第一母线、簇级变换电路和电池簇，以及多个均衡变换电路和均衡母线；电池簇包括多个串联连接的电池单元，每个电池单元包括一个电池包；电池包与对应的一个均衡变换电路的输入侧连接，多个均衡变换电路的输出侧分别与均衡母线连接；电池簇的正极端与簇级变换电路连接，电池簇的负极端与地线连接；相邻的两个储能支路之间设置有开关单元，若开关单元处于第一状态，则两个储能支路中的均衡母线之间连通。

Description

一种储能系统

本申请是分案申请，原申请的申请号是202110346044.X，原申请日是2021年3月31日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种储能系统。

背景技术

通常，储能系统中包括多个电池簇，如图1所示，储能系统可以包括电池簇A1和电池簇A2。每个电池簇可以包括多个串联连接的电池包，每个电池簇可以连接一个簇级直流/直流变换电路，簇级直流/直流变换电路的第一端与一个电池簇的第一端连接，第二端接低电平，第三端与直流母线连接。各电池簇的第二端接低电平。例如，直流母线C1、簇级直流/直流变换电路B1、电池簇A1形成充放电回路，簇级直流/直流变换电路B1可以从直流母线C1上取电，或者可以向直流母线C1进行电能传输，实现储能系统进行储能或供能。一般为实现各电池簇最大功率均流，每个电池簇中的各电池包均连接一个均衡变换电路，即一个电池包与一个均衡变换电路相连。各均衡变换电路的第一端与电池包连接，各均衡变换电路的第二端与均衡母线连接。例如电池包A11与均衡变换电路D11的第一端连接，均衡变换电路D11的第二端与均衡母线F11连接。

若电池簇A1中的一个电池包发生故障或者失效，如电池包A11发生故障，则电池簇A1停止运行，导致电池簇A1中未故障的电池包也停止工作。若与电池簇A1连接的簇级直流/直流变换电路B1发生故障，则电池簇A1也无法继续运行。这两种情形下，未发生故障的电池簇或者电池包因所在的充放电回路中的其它组件故障而无法运行，不仅造成资源浪费，还使储能系统的运行效率降低。

发明内容

本申请提供一种储能系统，用于提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性，以及避免资源浪费。

第一方面，本申请实施例提供一种储能系统，包括多个储能支路、至少一个开关单元和控制电路；每个储能支路包括依次串联连接的第一母线、簇级变换电路和电池簇，以及多个均衡变换电路和均衡母线；所述电池簇包括多个串联连接的电池单元，每个所述电池单元包括一个电池包；所述电池包分别与对应的一个所述均衡变换电路的输入侧连接，多个所述均衡变换电路的输出侧分别与所述均衡母线连接；所述电池簇的正极端与所述簇级变换电路连接，所述电池簇的负极端与地线连接；所述簇级变换电路，用于将所述第一母线处的电压调制为充电电压，以为所述电池簇充电；或者将所述电池簇的电压调制为放电电压，以为所述第一母线所耦合的负载充电；每个所述均衡变换电路运行在第一工作模式下时，用于均衡连接的电池包的电流；以及运行在第二工作模式下时，用于将所述均衡母线的电压调制为充电电压，以为连接的电池包充电；或者将连接的电池包的电压调制为放电电压，并将所述放电电压输出到连接的均衡母线上；相邻的两个储能支路之间设置有所述开关单元，若所述开关单元处于第一状态，则所述两个储能支路中的均衡母线之间连通，若所述开关单元处于第二状态，则所述两个储能支路中的均衡母线之间不连通；所述控制电路分别与所述至少一个开关单元和每个所述储能支路耦合，用于：在确定相邻的两个储能支路中的第一储能支路中的任一组件发生故障时，控制所述第一储能支路和相邻的第二储能支路之间的开关单元处于所述第一状态，并控制所述第一储能支路中的各所述均衡变换电路运行模式由运行在所述第一工作模式下切换为运行在所述第二工作模式下；所述任一组件包括电池包和/或簇级变换电路。

本申请实施例中，发生簇级变换电路故障或者电池包故障的储能支路中的电池簇可以通过相邻的储能支路进行充电或者放电。控制电路通过相邻两个储能支路的均衡母线之间的开关单元处于第一状态，使发生故障的储能支路中的电池簇通过未发生故障的储能支路进行充电或者放电，可以提升出现簇级变换电路故障的储能支路中的电池簇的可用度。也可以提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性，提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性，以及避免发生故障的储能支路中非故障的电池包资源浪费。

一种可能的设计中，每个开关单元包括多个开关；每个均衡母线包括正极母线和负极母线；所述多个开关中第一开关连接在所述相邻的两个储能支路中的正极母线之间，所述多个开关中的第二开关连接在所述相邻的两个储能支路中的负极母线之间；在所述第一开关和所述第二开关均处于导通状态时，所述开关单元处于所述第一状态；在所述第一开关和所述第二开关均处于断路状态时，所述开关单元处于所述第二状态。

一种可能的设计中，所述任一组件为所述第一储能支路中的第一电池包，所述第一电池包为所述第一储能支路中的电池簇中的任意一个电池包；所述控制电路，还用于：控制所述第一储能支路中的簇级变换电路停止工作，以使所述第一储能支路中的电池簇与第一母线之间断路；控制所述第一储能支路和所述第二储能支路中之间的开关单元处于所述第一状态，以使所述第一储能支路与所述第二储能支路中的均衡母线之间连通；控制所述第一电池包连接的均衡变换电路停止工作，以使所述第一电池包与所述第一储能支路中的均衡母线之间不连通；并控制所述第一储能支路中除所述第一电池包之外的电池包分别连接的均衡变换电路由运行在所述第一工作模式下切换为运行在所述第二工作模式下。

本申请实施例中，由于发生故障的电池包相应的均衡变换电路停止工作，使发生故障的电池包与所属储能支路中的均衡母线之间不连通。控制电路通过相邻两个储能支路的均衡母线之间的开关单元处于第一状态，使发生故障的储能支路中的非故障的电池包通过未发生故障的储能支路进行充电或者放电，可以提升支路中的电池包的可用度，也可以提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性，以及避免发生故障的储能支路中非故障的电池包资源浪费。

一种可能的设计中，所述电池单元还包括第三开关和第四开关；所述第三开关与所述电池单元中的电池包串联形成第一支路，所述第四开关与所述第一支路并联，若所述第四开关处于导通状态，则所述电池单元中的电池包被短路，若第四开关处于断路状态，则所述电池单元中的电池包未被短路；相邻两个电池单元中，若前一电池单元中的第三开关处于导通状态，则所述两个电池单元连通，若所述前一电池单元中的第三开关处于断路状态，则所述两个电池单元不连通；所述控制电路，还用于：若第一储能支路中的第一电池包发生故障后，控制所述第一电池包所属的电池单元中的第三开关处于断路状态，以及第四开关处于导通状态；控制所述第一储能支路中的簇级变换电路停止工作，以使所述第一储能支路中的电池簇与第一母线之间断路；控制所述第一储能支路和所述第二储能支路中之间的开关单元处于所述第一状态，以使所述第一储能支路与所述第二储能支路中的均衡母线之间连通；控制所述第一储能支路中除所述第一电池包之外的电池包连接的均衡变换电路由运行在所述第一工作模式下切换为运行在所述第二工作模式下。

本申请实施例中，控制电路通过控制发生故障的第一电池包所属电池单元中的第三开关处于断路状态，以及第四开关处于导通状态，可使所述第一电池包从所属的电池簇中隔离，也可使所述第一电池包与连接的均衡变换电路中间无电流传输，从而使所述第一电池包与所属储能支路中的均衡母线之间不连通。

一种可能的设计中，每个所述储能支路还包括电路保护组件，所述电路保护组件的一端与所述电池簇连接，另一端与所述簇级变换电路连接，用于对所述储能支路进行过载保护。本申请实施例中，各储能支路中设置的电路保护组件可以对所属电路进行过载保护，提升电路运行安全性。

一种可能的设计中，所述簇级变换电路包括直流/直流变换电路；或者，所述簇级变换电路包括直流/交流变换电路。本申请实施例中，各储能支路中的簇级变换电路可以为直流/直流变换电路，使得储能系统可以应用于直流电的场景中。各储能支路中的簇级变换电路可以为直流/交流变换电路，可使储能系统可以应用于交流电的场景。

第二方面，本申请提供一种储能系统，所述系统包括至少一个储能支路、至少一个开关单元、至少一个备用变换电路和控制电路；每个储能支路包括依次串联连接的第一母线、簇级变换电路和电池簇，以及多个均衡变换电路和均衡母线；所述电池簇包括多个串联连接的电池单元，每个所述电池单元包括一个电池包；所述电池包与对应的一个所述均衡变换电路的输入侧连接，多个所述均衡变换电路的输出侧分别与所述均衡母线连接；所述电池簇的正极端与所述簇级变换电路连接，所述电池簇的负极端与地线连接；所述簇级变换电路，用于将所述第一母线处的电压调制为充电电压，以为所述电池簇充电；或者将所述电池簇的电压调制为放电电压，以为所述第一母线所耦合的负载充电；每个所述均衡变换电路运行在第一工作模式下时，用于均衡连接的电池包的电流；以及运行在第二工作模式下时，用于将所述均衡母线的电压调制为充电电压，以为连接的电池包充电；或者将连接的电池包的电压调制为放电电压，并将所述放电电压输出到连接的均衡母线上；所述均衡母线通过一个所述开关单元与所述至少一个备用变换电路中的一个备用变换电路连接，若所述开关单元处于第一状态，则所述均衡母线与所述一个备用变换电路之间连通，若所述开关单元处于第二状态，则所述均衡母线与所述一个备用变换电路之间不连通；所述备用变换电路与所述多个储能支路中一个储能支路中的第一母线连接，用于将连接的第一母线处的电压调制为充电电压，以为连接的储能支路中的电池簇充电；或者将连接的储能支路中的电池簇的电压调制为放电电压，以为连接的第一母线所耦合的负载充电；所述控制电路分别与每个开关单元和每个所述储能支路耦合，用于：在确定所述至少一个储能支路中的第一储能支路中的任一组件发生故障时，控制所述第一储能支路的均衡母线连接的第一开关单元处于所述第一状态，以使所述第一储能支路中的均衡母线通过所述第一开关单元与所述备用变换电路连通，并控制所述第一储能支路中的各均衡变换电路运行模式由运行在所述第一工作模式下切换为运行在所述第二工作模式下，所述第一开关单元为所述第一储能支路中的均衡母线所连接的开关单元；所述任一组件包括电池包和/或簇级变换电路，所述第一储能支路为所述多个储能支路中的任意一个。

本申请实施例中，控制电路可以控制包括发生故障组件的储能支路中的均衡母线与一个备用变换电路之间的开关单元处于第一状态，使故障组件的储能支路中的电池簇可以通过备用变换电路进行充电或者放电，可以提升出现簇级变换电路故障的储能支路中的电池簇或者任一电池包故障的储能支路中非故障电池包的可用度，也可以提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性。

一种可能的实施方式中，所述开关单元包括多个开关，所述均衡母线包括正极母线和负极母线；所述多个开关中的第一开关连接在所述正极母线和所述一个备用变换电路的第一端之间，所述多个开关中的第二开关连接在所述负极母线和所述一个备用变换电路的第二端之间；在所述第一开关和所述第二开关均处于导通状态时，所述开关单元处于所述第一状态；在所述第一开关和所述第二开关均处于断路状态时，所述开关单元处于所述第二状态。

一种可能的实施方式中，所述开关单元包括一个开关，所述均衡母线包括正极母线和负极母线，所述负极母线与地线连接；所述一个开关连接在所述正极母线和所述一个备用变换电路的第一端之间。

一种可能的实施方式中，所述任一组件为所述第一储能支路中的第一电池包，所述第一电池包为所述第一储能支路中的电池簇中的任意一个电池包；所述控制电路，还用于：控制所述第一储能支路中的簇级变换电路停止工作，以使所述第一储能支路中的电池簇与第一母线之间断路；控制所述第一开关单元处于所述第一状态，以使所述第一储能支路中的均衡母线与所述第一开关单元连接的备用变换电路之间连通；控制所述第一电池包连接的均衡变换电路停止工作，以使所述第一电池包与所述第一储能支路中的均衡母线之间不连通；并控制所述第一储能支路中除所述第一电池包之外的电池包分别连接的均衡变换电路由运行在所述第一工作模式下切换为运行在所述第二工作模式下。

本申请实施例中，由于发生故障的电池包相应的均衡变换电路停止工作，使发生故障的电池包与所属储能支路中的均衡母线之间不连通。控制电路通过第一储能支路的均衡母线与备用变换电路之间的开关单元处于第一状态，使发生故障的储能支路中的非故障的电池包通过备用变换电路进行充电或者放电，可以提升支路中的电池包的可用度，也可以提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性，以及避免发生故障的储能支路中非故障的电池包资源浪费。

一种可能的设计中，所述的储能系统，所述电池单元还包括第三开关和第四开关；所述第三开关与所述电池单元中的电池包串联形成第一支路，所述第四开关与所述第一支路并联，若所述第四开关处于导通状态，则所述电池单元中的电池包被短路，若第四开关处于断路状态，则所述电池单元中的电池包未被短路；相邻两个电池单元中，若前一电池单元中的第三开关处于导通状态，则所述两个电池单元连通，若所述前一电池单元中的第三开关处于断路状态，则所述两个电池单元不连通；所述控制电路，还用于：若第一储能支路中的第一电池包发生故障后，控制所述第一电池包所属的电池单元中的第三开关处于断路状态，以及第四开关处于导通状态；控制所述第一储能支路中的簇级变换电路停止工作，以使所述第一储能支路中的电池簇与第一母线之间断路；控制所述第一开关单元处于所述第一状态，以使所述第一储能支路通过所述第一开关单元与所述备用变换电路之间连通；控制所述第一储能支路中除所述第一电池包之外的电池包对应的均衡变换电路由运行在所述第一工作模式下切换为运行在所述第二工作模式下。

本申请实施例中，控制电路通过控制发生故障的第一电池包所属电池单元中的第三开关处于断路状态，以及第四开关处于导通状态，可使所述第一电池包从所属电池簇中隔离，也可是所述第一电池包与连接的均衡变换电路中间无电流传输，从而使所述第一电池包与所属储能支路中的均衡母线之间不连通。

一种可能的设计中，每个所述储能支路还包括电路保护组件，所述电路保护组件的一端与所述电池簇连接，另一端与所述簇级变换电路连接，用于对所述储能支路进行过载保护。本申请实施例中，各储能支路中设置的电路保护组件可以对所属电路进行过载保护，提升电路运行安全性。

一种可能的设计中，所述簇级变换电路包括直流/直流变换电路；或者，所述簇级变换电路包括直流/交流变换电路。本申请实施例中，各储能支路中的簇级变换电路可以为直流/直流变换电路，使得储能系统可以应用于直流电的场景中。各储能支路中的簇级变换电路可以为直流/交流变换电路，可使储能系统可以应用于交流电的场景。

附图说明

图1为一种储能系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种储能系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种储能支路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种储能系统的结构示意图；

图5为一种储能支路与备用变换电路连接关系示意图；

图6为另一种储能支路与备用变换电路连接关系示意图；

图7为又一种储能支路与备用变换电路连接关系示意图。

具体实施方式

储能系统中的电池簇或者电池簇中的电池包发生故障或者失效时，发生故障的电路中的电池簇不运行，停止运行，造成储能系统的运行效率下降。若避免储能系统运行效率下降，在储能系统中若设置备用电池簇，储能系统的物料成本增加。并且备用电池簇还需要定期充放电，以防止电池馈电损伤，增加了维护备用电池簇的成本。

本申请实施例提供一种储能系统，可以提升储能系统中的组件出现故障时的运行效率及系统可靠性。请参见图2，储能系统可以包括多个储能支路(如N个，N为大于1的整数)、至少一个开关单元和控制电路。虽然图2中示出3个储能支路，分别记为储能支路1、储能支路2、储能支路3，但图2中示出的储能支路的数量仅为示例，并不作为本申请提供的储能系统中的储能支路的数量的限定。

每个储能支路可以包括簇级变换电路、第一母线、一个电池簇、多个均衡变换电路和均衡母线。第一母线、簇级变换电路和电池簇依次串联连接。电池簇的正极输入端可以与簇级变换电路连接，电池簇的负极输入端可以与地线连接。可选地，每个储能支路还可以包括电路保护组件，所述电路保护组件的一端可以与所述簇级变换电路连接，另一端可以与所述电池簇连接。电路保护组件可以用于对所在储能支路进行过载保护。示例性的，电路保护组件可以包括熔丝、断路器等元件。

簇级变换电路可以包括一个或多个直流/直流变换电路。第一母线可以为直流母线。若所述簇级变换电路包括多个直流/直流变换电路，多个直流/直流变换电路可以串联或并联连接。示例性的，簇级变换电路可以包括但不限于以下电路中的一个或多个：线性稳压电源电路、Buck变换电路、Boost变换电路、Buck-Boost变换电路、开关电容变换电路、LLC谐振变换电路、双主动全桥(dual active bridge，DAB)变换电路、正激变换电路、反激变换电路、半桥推挽电路、全桥推挽电路、全桥移相变换电路等等，本申请实施例对此不再一一列举。可选地，所述簇级变换电路可以包括一个或多个双向直流/直流变换电路。

簇级变换电路可以包括直流/交流变换电路。簇级变换电路可以将连接的第一母线处的交流电流变换为直流电流，并提供给连接的电池簇，以便对连接的电池簇充电。簇级变换电路可以将连接的电池簇提供的直流电流变换为交流电流，经由连接的第一母线提供给所连接的负载。可选地，簇级变换电路可以包括双向直流/交流变换电路。

控制电路可以与簇级变换电路的控制端连接，可以控制簇级变换电路进行电压调制(变换)。一般来说，簇级变换电路中包括一个或多个开关管，簇级变换电路的控制端可以包括这些开关管的控制电极(栅极)。控制电路可以是具有逻辑运算能力的逻辑电路，能够产生控制信号，通过控制信号分别控制簇级变换电路中各个开关管的导通或断开，从而控制簇级变换电路实现电压变换。通常簇级变换电路的拓扑结构可以为非隔离类型的电路。

储能支路中的第一母线、簇级变换电路、电池簇可以形成充电回路或者放电回路。例如，第一母线与外部电源连接的情形下，储能支路中的第一母线、簇级变换电路、电池簇可以形成充电回路。簇级变换电路可以将第一母线处的电压调制为充电电压，并将调制后的电压输出至电池簇，实现外部电源对所述电池簇充电，也即所述电池簇被充电。

又例如，第一母线与负载连接的情形下，储能支路中的第一母线、簇级变换电路、电池簇可以形成放电回路。簇级变换电路可以将电池簇的电压调制为放电电压，并将调制后的电压经由第一母线提供给负载，实现储能支路中的电池簇向负载放电或供电，也即电池簇对负载充电。

所述电池簇可以包括多个串联连接的电池单元。多个电池单元和多个均衡变换电路可以一一对应。每个电池单元可以包括一个电池包，可以理解的是，电池单元相应的均衡变换电路，也是电池单元所包括的电池包相应的均衡变换电路。各电池单元中的电池包可以与相应的均衡变换电路的输入端连接，每个均衡变换电路的输出端与所述均衡母线连接。以储能支路1作为举例，多个电池包与多个均衡变换电路之间具有一一对应关系，如均衡变换电路11与相应的电池包1(也是图2中示出的电池包A11)连接，均衡变换电路12与相应的电池包2连接，均衡变换电路13与相应的电池包3连接。

各均衡变换电路可以与相应的电池包并联连接。示例性的，均衡变换电路输入侧的正极输入端与相应电池包的正极连接，均衡变换电路输入侧的负极输入端与相应电池包的负极连接。

均衡变换电路可以由一个或多个直流/直流变换电路串联或并联构成。示例性的，均衡变换电路可以包括但不限于以下电路中的一个或多个：LLC谐振变换电路、DAB变换电路、正激变换电路、反激变换电路、半桥推挽电路、全桥推挽电路、全桥移相变换电路等等，本申请实施例对此不再一一列举。通常，均衡变换电路的拓扑结构可以为隔离类型的电路。

各均衡变换电路可以为双向直流/直流变换电路。例如，均衡变换电路可以为双向直流/直流变换器。每个均衡变换电路的输出侧与均衡母线连接。均衡母线可以包括正极第一母线和负极第一母线。均衡变换电路输出侧的正极输出端与正极第一母线连接，均衡变换电路输出侧的负极输出端与负极第一母线连接。

均衡变换电路不工作或者停止工作的情形下，均衡变换电路相应的电池包与均衡母线之间断路。均衡变换电路工作的情形下，可以具有多种工作模式，或者称具有多种功能。

均衡变换电路处于第一工作模式下(或者称均衡变换电路运行在第一工作模式下)，均衡变换电路可以用于均衡相应的电池包的电流。均衡变换电路与相应的电池包可以形成均衡回路。储能支路中无发生故障的组件的情形下，该储能支路中的各均衡变换电路可以调节相应的电池包的电流，实现均衡电池包电流的功能。

均衡变换电路处于第二工作模式下(或者称均衡变换电路运行在第二工作模式下)，均衡变换电路、与其相应的电池包以及连接的均衡母线可以形成充电回路或者放电回路。例如，储能支路中存在发生故障的组件，均衡变换电路可以用于形成充电回路的情形下，均衡变换电路可以将均衡母线上的电压调制为充电电压，并将调制后的电压输出至与其相应的电池包，从而实现对相应的电池包充电，也即电池包被充电。也可以说，均衡变换电路可以从均衡母线中吸收功率，或称获取电能，并提供给相应的电池包。

又例如，储能支路中存在发生故障的组件，均衡变换电路可以用于形成放电回路的情形下，均衡变换电路可以将相应的电池包的电压调制为放电电压，并输出到连接的均衡母线上，从而实现电池包向均衡母线放电。也可以说，均衡变换电路可以向均衡母线输出功率，将相应电池包的电能输出至均衡母线上。

控制电路可以与均衡变换电路的控制端连接，可以控制均衡变换电路进行工作模式切换或停止工作。一般来说，均衡变换电路中包括一个或多个开关管，均衡变换电路的控制端可以包括这些开关管的控制电极(栅极)。控制电路可以是具有逻辑运算能力的逻辑电路，能够产生控制信号，通过控制信号分别控制均衡变换电路中各个开关管的导通或断开，从而控制均衡变换电路实现工作模式切换或停止工作。

相邻两个储能支路中的均衡母线之间设置有一个开关单元。相邻两个储能支路中的均衡母线之间通过相应的开关单元耦合。如图2所示，储能支路1中的均衡母线1与储能支路2中的均衡母线2通过第一开关单元1连接。控制电路可以与每个开关单元耦合，可以控制开关单元处于第一状态，或者处于第二状态。

相邻两个储能支路中的均衡母线之间的开关单元处于第一状态下，相邻两个储能支路中的均衡母线连通。两个均衡母线连通，则电流可以由一个均衡母线流入另一均衡母线。例如，第一开关单元1处于第一状态下，均衡母线1和均衡母线2连通。电流可以从均衡母线1流入均衡母线2，或从均衡母线2流入均衡母线1。

相邻两个储能支路中的均衡母线之间的开关单元处于第二状态下，相邻两个储能支路中的均衡母线之间不连通。两个均衡母线不连通，则电流无法由一个均衡母线流入另一均衡母线。例如，第一开关单元1处于第二状态下，均衡母线1和均衡母线2之间不连通。均衡母线1上的电流无法流入均衡母线2，以及均衡母线2上的电流无法流入均衡母线1。

一种可能的设计中，均衡母线可以包括正极直流母线和负极直流母线。每个第一开关单元可以包括多个开关。第一开关单元中的第一开关连接在两个均衡母线的正极直流母线之间，第二开关连接在两个直流母线的负极直流母线之间。控制电路可以与各第一开关单元中的开关耦合。控制电路可以控制开关处于导通状态，或者断路状态。控制电路可以通过控制第一开关单元中的开关均处于导通状态，以使第一开关单元处于第一状态。控制电路也可以通过控制第一开关单元中的开关均处于断路状态，以使第一开关单元处于第二状态。

控制电路可与多个储能支路分别耦合，可以检测各储能支路中发生故障的组件。若每个储能支路中均未有发生故障的组件，控制电路可以控制各开关单元处于第二状态，也可以控制各均衡变换电路运行在第一工作模式下。每个储能支路可以独立运行，储能支路中的电池簇可以提供电能，用于向储能支路连接的负载供电。储能支路中的电池簇可以存储电能，用于储存储能支路连接的外部电源提供的电能。

一种可能的情形中，控制电路可以确定储能系统中的各储能支路未有故障组件，控制电路可以控制各第一开关单元处于第二状态。可选地，各第一开关单元中的开关均处于断路状态，使各开关单元处于第二状态，也使各储能支路中的均衡母线与其他储能支路中的均衡母线之间断路，即不连通。

另一种可能的情形中，控制电路可以检测出至少一个储能支路发生故障。一种可能的故障情形为所述至少一个储能支路中的簇级变换电路发生故障，也即控制电路可以检出至少一个储能支路中的发生故障的组件为簇级变换电路。控制电路可以将发生故障的储能支路中的电池簇迁移到未发生故障的储能支路中，通过未发生故障的储能支路进行充电或者放电。便于描述，将发生故障的储能支路记为第一储能支路。

在第一储能支路中的簇级变换电路发生故障的情形下，第一储能支路中的电池簇无法与该簇级变换电路形成充电回路或放电回路。控制电路可以控制第一储能支路相邻的一个储能支路(记为第二储能支路)中的均衡母线与第一储能支路中的均衡母线之间的开关单元处于第一状态。并控制第一储能支路中的各均衡变换电路处于第二工作模式。

例如，储能支路2中的簇级变换电路发生故障的情形下，控制电路可以控制第一开关单元1处于第一状态，可使储能支路2中的均衡母线2与储能支路1中的均衡母线1之间连通。或者，控制电路可以控制第一开关单元2处于第一状态，使储能支路2中的均衡母线2与储能支路3中的均衡母线3之间连通。控制电路控制储能支路2中的各均衡变换电路处于第二工作模式。下面以控制电路控制第一开关单元1处于第一状态为例进行说明。

在第一开关单元1处于第一状态，储能支路2中的各均衡变换电路处于第二工作模式下，储能支路2中的均衡母线2、各均衡变换电路及各电池包与储能支路1可以形成充电回路或者放电回路。因第一开关单元1处于第一状态，均衡母线1和均衡母线2连通。均衡母线1和均衡母线2上的电流可以互相传输。例如，储能支路2中的均衡母线2、各均衡变换电路及各电池包可以形成充电回路的情形下，储能支路1中的均衡母线1上有电流时，该电流可以流入均衡母线2。储能支路2中的各均衡变换电路可以将均衡母线2上的电压调制为充电电压，并将调制后的电压输出至与其相应的电池包，从而实现向相应的电池包充电，也即各电池包被充电。

又例如，储能支路2中的各均衡变换电路处于第二工作模式下，储能支路2中的均衡母线2、各均衡变换电路及各电池包可以形成放电回路的情形下，储能支路2中的各均衡变换电路可以将相应的电池包的电压调制为放电电压，并将调制后的电压输出到均衡母线2上。因均衡母线2和均衡母线1之间连通，均衡母线2上的电能可以传输到均衡母线1上。储能支路1中的各均衡变换电路可以将均衡母线1上的电能传输到电池簇与簇级变换电路1之间的连接线上。簇级变换电路1可以将该电能进行调制，并将调制后的电压输出到第一母线1，实现为负载供电。

应理解的是，储能支路2中各电池包，与其相应的均衡变换电路、均衡母线2、第一开关单元、均衡母线1、储能支路1中的各均衡变换电路、储能支路1中的簇级变换电路及储能支路1中的第一母线之间可以形成回路。储能支路2中各电池包可以通过该回路进行充电或者放电。

这样的设计中，发生簇级变换电路故障的储能支路中的各电池包可以通过相邻的非故障储能支路输出功率或者吸收功率，即放电或者充电。控制电路通过相邻两个储能支路的均衡母线之间的开关单元处于第一状态，使发生簇级变换电路故障的储能支路中的电池簇通过未发生故障的储能支路进行充电或者放电，可以提升发生簇级变换电路故障的储能支路中的电池簇的可用度，避免电池簇资源浪费，也可以提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性。

另一种可能的故障情形为所述至少一个储能支路中的电池簇中的至少一个电池包发生故障。控制电路可以将发生故障的储能支路中的正常的电池包迁移到未发生故障的储能支路中，通过未发生故障的储能支路进行充电或者放电。

假设第一储能支路的电池簇中至少一个电池包发生故障的情形下，第一储能支路中的簇级变换电路无法与电池簇形成充电回路或放电回路。控制电路可以控制第二储能支路(与第一储能支路相邻的一个储能支路)中的均衡母线与第一储能支路中的均衡母线之间的开关单元处于第一状态。并控制第一储能支路中的非故障的电池包相应的均衡变换电路处于第二工作模式，以及控制第一储能支路中的故障的电池包相应的均衡变换电路停止工作。

例如，储能支路2中的电池包A21发生故障的情形下，控制电路可以控制第一开关单元1处于第一状态，可使储能支路2中的均衡母线2与储能支路1中的均衡母线1之间连通。或者，控制电路可以控制第一开关单元2处于第一状态，使储能支路2中的均衡母线2与储能支路3中的均衡母线3之间连通。控制电路控制储能支路2中的除电池包A21之外的其它电池包(非故障电池包)相应的均衡变换电路处于第二工作模式。以及控制电池包A21相应的均衡变换电路21停止工作。下面以控制电路控制第一开关单元1处于第一状态为例。

在第一开关单元1处于第一状态的情形，储能支路2中的各非故障电池包相应的均衡变换电路处于第二工作模式下，电池包A21相应的均衡变换电路21停止工作，储能支路2中的均衡母线2、各非故障电池包相应的均衡变换电路及各非故障电池包与储能支路1可以形成充电回路或者放电回路。因第一开关单元1处于第一状态，均衡母线1和均衡母线2连通，均衡母线1和均衡母线2上的电流可以互相传输。例如，储能支路2中的均衡母线2、各非故障电池包相应的均衡变换电路及各非故障电池包可以形成充电回路的情形下，储能支路1中的均衡母线1上有电流时，该电流可以流入均衡母线2。储能支路2中的各非故障电池包相应的均衡变换电路可以将均衡母线2上的电压调制为充电电压，并将调制后的电压输出至与其相应的电池包，从而实现对相应的电池包充电，也即各非故障电池包被充电。

又例如，储能支路2中的各非故障电池包相应的均衡变换电路处于第二工作模式下，储能支路2中的均衡母线2、各非故障电池包相应的均衡变换电路及各非故障电池包可以形成放电回路的情形下，储能支路2中的各非故障电池包相应的均衡变换电路可以将相应的电池包的电压调制为放电电压，并将调制后的电压输出到均衡母线2上。因均衡母线2和均衡母线1之间连通，均衡母线2上的电能可以传输到均衡母线1上。储能支路1中的各均衡变换电路可以将均衡母线1上的电能传输到电池簇与簇级变换电路1之间的连接线上。簇级变换电路1可以将该电能进行调制，并将调制后的电压输出到第一母线1，实现为负载供电。

这样的设计中，由于储能支路2中的电池包A21相应的均衡变换电路停止工作，电池包A21与均衡母线2之间断路，使电池包A21从充电回路或者放电回路中隔离。发生故障的储能支路中的各非故障电池包可以通过相邻的非故障储能支路输出功率或者吸收功率，即放电或者充电。控制电路通过相邻两个储能支路的均衡母线之间的开关单元处于第一状态，使发生故障的储能支路中的非故障的电池包通过未发生故障的储能支路进行充电或者放电，可以提升储能支路中非故障电池包的可用度，也可以提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性。

应理解的是，储能支路2中各非故障电池包，与其相应的均衡变换电路、均衡母线2、第一开关单元、均衡母线1、储能支路1中的各均衡变换电路、储能支路1中的簇级变换电路及储能支路1中的第一母线之间可以形成回路。储能支路2中各非故障电池包可以通过该回路进行充电或者放电。

一种可能的设计中，每个电池单元还可以包括第三开关和第四开关。请参见图3，每个开关单元中，第三开关Q1可以与电池包串联。第三开关Q1与电池包串联形成第一支路。电池单元中的第四开关Q2与该第一支路并联。电池包相应的均衡变换电路(也是电池单元相应的均衡变换电路)可以与电池包并联或者该第一支路并联。

第四开关Q2处于导通状态，则电池单元中的电池包被短路。第四开关Q2处于断路状态，则电池单元中的电池包未被短路。可选地，第四开关Q2可以与电路保护元件串联，例如第四开关Q2与电路保护元件串联连接后，与该第一支路并联。示例性的，电路保护元件可以为熔丝，或者与熔丝功能相同或相似的元件。

若相邻两个电池单元中，前一个电池单元中的第三开关Q1处于导通状态，则该相邻两个电池包之间连通。若相邻两个电池单元中，前一个电池单元中的第三开关Q1处于断路状态，则该两个电池包之间断路。控制电路可以与每个电池单元中的第三开关Q1和第四开关Q2连接，可以控制各开关处于导通状态或断路状态。

通常，储能支路中没有发生故障的电池包的情形下，各电池单元中的第四开关Q2处于断路状态，第三开关Q1处于导通状态。此时，每个电池包均连接到簇级变换电路与地线之间。

本申请实施例中所述电池簇中的多个电池单元串联连接时，可以依次序排布。若电池簇中的一个电池单元中的电池包发生故障，控制电路可以控制该电池单元中的第四开关Q2处于导通状态，以及控制该电池单元的第三开关Q1处于断路状态，以使发生故障的电池包被短路，则该电池包与对应的均衡变换电路之间无电流传输，实现该电池包与其所属储能支路中的均衡母线之间不连通。

假设，在储能支路1中，电池单元2中的电池包发生故障，控制电路控制电池单元2中的第三开关Q1处于断路状态以及控制第四开关Q2处于导通状态，电池单元2中的电池包被短路，则可使电池单元1和电池单元3中的两个电池包串。这样的设计可以实现将电池单元2中的电池包从电池簇中隔离，也使电池单元2中的电池包与对应的均衡变换电路12之间无电流传输，则电池单元2中的电池包与储能支路1中的均衡母线1之间也无法传输电流，也即电池单元2中的电池包与均衡母线1之间不连通，也便于对储能支路1中的电池簇中非故障的电池包进行管理。

本申请实施例提供另一种储能系统，如图4所示，储能系统可以包括至少一个储能支路、至少一个第二开关单元、至少一个备用变换电路和控制电路。本申请实施例中各储能支路的结构可以参照前述实施例中储能支路的结构，此处不再赘述。

各储能支路中的均衡母线可以连接一个或多个第二开关单元。一个储能支路中的均衡母线连接的第二开关单元，可以记为该储能支路相应的第二开关单元，或者记为该储能支路中均衡母线相应的开关单元。针对每个第二开关单元，第二开关单元的一端与相应的均衡母线连接，另一端与备用变换电路连接。其中，第二开关单元处于第一状态下，第二开关单元连接的均衡母线和连接的备用变换电路之间连通；第二开关单元处于第二状态下，第二开关单元连接的均衡母线和连接的备用变换电路之间断路，即不连通。

一个示例中，储能系统包括一个备用变换电路的情形下，各个储能支路中的均衡母线与备用变换电路之间设置有一个第二开关单元。也即各储能支路中的均衡母线与备用变换电路之间连接有一个第二开关单元。一个第二开关单元与一个储能支路中的均衡母线具有对应关系，一个第二开关单元仅连接一个储能支路中的均衡母线，一个储能支路中的均衡母线也仅连接一个第二开关单元。

如图4所示，储能支路1中的均衡母线1与备用变换电路之间设置有第二开关单元1，均衡母线2与备用变换电路之间设置有第二开关单元2。第二开关单元1处于第一状态下，均衡母线1与备用变换电路之间连通。第二开关单元1处于第二状态下，均衡母线1与备用改变换电路之间断路。类似地，第二开关单元2处于第一状态下，均衡母线2与备用变换电路之间连通。第二开关单元2处于第二状态下，均衡母线2与备用改变换电路之间断路。

另一个示例中，储能系统包括多个备用变换电路的情形下，例如，多个备用变换电路可以包括备用变换电路1和备用变换电路2。一个储能支路中的均衡母线与至少一个备用变换电路之间设置有第二开关单元。

例如，一个储能支路中的均衡母线可以连接多个第二开关单元，并且各第二开关单元连接不同的备用变换电路。如图5所示，储能支路1中的均衡母线1可以分别与第二开关单元1A和第二开关单元1B连接。第二开关单元1A和第二开关单元1B分别连接不同的备用变换电路。如第二开关单元1A与备用变换电路1连接，第二开关单元1B与备用变换电路2连接。第二开关单元1A和第二开关单元1B均处于第二状态下，均衡母线1与任意一个备用变换电路不连通。第二开关单元1A和第二开关单元1B中任意一个开关单元处于第一状态下，均衡母线1与一个备用变换电路之间连通。例如第二开关单元1A处于第二状态，均衡母线1与备用变换电路1之间不连通。

又例如，一个储能支路中的均衡母线连接一个第二开关单元，并且该第二开关单元可以与多个备用变换电路中的一个备用变换电路连接。该第二开关单元处于第一状态，则该均衡母线与备用变换电路之间连通。该第二开关单元处于第二状态，则该均衡母线与备用变换电路之间断路，即不连通。所述控制电路可以与每个第二开关单元连接，控制各第二开关单元的状态。如图6所示，储能支路1中的均衡母线1与多个备用变换电路中的备用变换电路1之间可以设置有一个第二开关单元，即第二开关单元1。储能支路2中的均衡母线2与多个备用变换电路中的备用变换电路2之间可以设置有一个第二开关单元，即第二开关单元2。

一种可能的实施方式中，请参见图7，均衡母线可以包括正极直流母线和负极直流母线。每个第二开关单元可以包括一个开关，如第五开关Q3。各第二开关单元中的第五开关Q3连接在均衡母线的正极直流母线与备用变换电路的第一端之间。每个均衡母线的负极直流母线与地线连接。

另一种可能的实施方式中，请参见图4，每个第二开关单元可以包括所述第五开关Q3以及第六开关Q4，其中，第六开关Q4连接在均衡母线的负极直流母线与备用变换电路的第二端之间。

备用变换电路的第二端与地线连接。备用变换电路的第三端可以与任意一个储能支路中的第一母线连接。例如，备用变换电路的第三端所连接的第一母线M可以与任意一个储能支路j(其中，j为储能支路的标号)中的第一母线j连接。或者，备用变换电路i(其中，i为备用变换电路的标号)的第三端所连接的第一母线Mi可以与任意一个储能支路j中的第一母线j连接。

再例如，储能系统还可以包括第二母线，该第二母线可以不属于任意一个储能支路。该第二母线可以与外部电源连接，或者与负载连接。备用变换电路的第三端所连接的第一母线M可以与所述第二母线连接。或者，备用变换电路i的第三端所连接的第一母线Mi可以与所述第二母线连接。

控制电路与各第二开关单元中的各开关耦合，可以控制开关处于导通状态，或者断路状态。针对一个第二开关单元，控制电路可以控制第二开关单元中全部开关处于导通状态，使该第二开关单元处于第一状态，可使该第二开关单元连接的备用变换电路和均衡母线之间连通。控制电路可以控制第二开关单元中全部开关处于断路状态，使该第二开关单元处于第二状态，可使该第二开关单元连接的备用变换电路和均衡母线之间不连通。

控制电路可以与多个储能支路分别耦合，检测各储能支路中发生故障的组件。若每个储能支路中均未有发生故障的组件，控制电路可以控制各第二开关单元处于第二状态，也可以控制各均衡变换电路运行在第一工作模式下。每个储能支路可以独立运行，储能支路中的电池簇可以提供电能，用于向储能支路连接的负载供电。储能支路中的电池簇可以存储电能，用于储存储能支路连接的外部电源提供的电能。

控制电路可以与各备用变换电路连接，可以控制备用变换电路处于第三工作模式或者控制备用变换电路停止工作。备用变换电路i处于第三工作模式，可以将连接的第一母线Mi处的电压调制为充电电压，以为连通的储能支路中的电池簇充电；或者将连通的储能支路中的电池簇的电压调制为放电电压，以为所述连接的第一母线Mi所耦合的负载充电。

备用变换电路可以包括一个或多个直流/直流变换电路。备用变换电路所连接的第一母线M以为直流母线。若所述备用变换电路包括多个直流/直流变换电路，多个直流/直流变换电路可以串联或并联连接。示例性的，备用变换电路可以包括但不限于以下电路中的一个或多个：线性稳压电源电路、Buck变换电路、Boost变换电路、Buck-Boost变换电路、开关电容变换电路、LLC谐振变换电路、DAB变换电路、正激变换电路、反激变换电路、半桥推挽电路、全桥推挽电路、全桥移相变换电路等等，本申请实施例对此不再一一列举。可选地，备用变换电路的调制能力可以弱于簇级变换电路的调制能力。换句话说，备用变换电路的功率处理能力可以弱于簇级变换电路的功率处理能力。可选地，所述备用变换电路可以包括一个或多个双向直流/直流变换电路。

备用变换电路可以包括直流/交流变换电路。备用变换电路可以将连接的第一母线M处的交流电流变换为直流电流，并提供给连接的电池簇，以便对连接的电池簇充电。备用变换电路可以将连接的电池簇提供的直流电流变换为交流电流，经由连接的第一母线M提供给所连接的负载。可选地，备用变换电路可以包括双向直流/交流变换电路。

控制电路可以与备用变换电路的控制端连接，可以控制备用变换电路进行电压调制(变换)。一般来说，备用变换电路中包括一个或多个开关管，备用变换电路的控制端可以包括这些开关管的控制电极(栅极)。控制电路可以是具有逻辑运算能力的逻辑电路，能够产生控制信号，通过控制信号分别控制备用变换电路中各个开关管的导通或断开，从而控制备用变换电路实现电压变换。

一种可能的情形中，控制电路可以检测出至少一个储能支路发生故障。一种可能的故障情形为所述至少一个储能支路中的簇级变换电路发生故障，也即控制电路可以检出至少一个储能支路中的发生故障的组件为簇级变换电路。控制电路可以将发生故障的储能支路(第一储能支路)中的电池簇通过备用变换电路进行充电或者放电。

在第一储能支路中的簇级变换电路发生故障的情形下，第一储能支路中的电池簇无法与该簇级变换电路形成充电回路或放电回路。控制电路可以控制第一储能支路中的均衡母线所连接的第二开关单元处于第一状态，并控制与该第二开关单元连接的备用变换电路处于第三工作模式。以及控制第一储能支路中的各均衡变换电路处于第二工作模式。

假设，储能支路1中的簇级变换电路1发生故障，储能支路1中的电池簇无法通过簇级变换电路1进行充电或者放电。如图4所示，控制电路可以控制储能支路1的均衡母线连接的第二开关单元1处于第一状态，使均衡母线1与备用变换电路连通。控制电路可以控制储能支路1中的各均衡变换电路处于第二工作模式下，以及控制备用变换电路处于第三工作模式，可使储能支路1中的均衡母线1、各均衡变换电路及各电池包与备用变换电路及第一母线M可以形成充电回路或者放电回路。各电池包可以通过所形成的充电回路进行充电，或者所形成的放电回路进行放电。

备用变换电路所连接的第一母线M与外部电源连接的情形下，备用变换电路可以将第一母线M上的电压进行调制，并将调制后的电压输出至均衡母线1上。储能支路1中的各均衡变换电路可以将均衡母线1上的电压调制为充电电压，并将调制后的电压输出至与其相应的电池包，从而实现向相应的电池包充电，也即各电池包被充电。

备用变换电路所连接的第一母线M与负载连接的情形下，储能支路1中的各均衡变换电路可以将相应的电池包的电压调制为放电电压，并将调制后的电压输出到均衡母线1上。备用变换电路可以将均衡母线1上的电压调制为放电电压，并将调制后的电压输出第一母线M上并提供给所述负载，从而实现储能支路1中的簇级变换电路1故障时，储能支路1中正常的电池簇为负载供电。

如图5所示，储能支路1的均衡母线1连接多个第二开关单元的场景中，控制电路可以控制均衡母线1所连接的多个第二开关单元中的任意一个第二开关单元处于第一状态。例如，控制电路控制均衡母线1所连接的多个第二开关单元中的第二开关单元1A处于第一状态，控制储能支路1中的各均衡变换电路处于第二工作模式下，以及控制备用变换电路1处于第三工作模式，可使储能支路1中的均衡母线1、各均衡变换电路及各电池包与备用变换电路1(第二开关单元1A所连接的备用变换电路)及第一母线M1可以形成充电回路或者放电回路。储能支路1中各电池包可以通过所形成的充电回路进行充电，或者所形成的放电回路进行放电。

这样的设计中，簇级变换电路故障的储能支路中的电池簇可以通过备用变换电路进行充电或者放电，可以提升出现簇级变换电路故障的储能支路中的电池簇的可用度，减少电池簇资源浪费，也可以提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性。

另一种可能的故障情形为所述至少一个储能支路中的电池簇中的至少一个电池包发生故障。假设，第一储能支路中的至少一个电池包发生故障。第一储能支路中的电池簇无法与该簇级变换电路形成充电回路或放电回路。控制电路可以控制第一储能支路中的均衡母线所连接的第二开关单元处于第一状态，并控制与该第二开关单元连接的备用变换电路处于第三工作模式。以及控制第一储能支路中的各非故障的电池包相应的均衡变换电路处于第二工作模式，故障的电池包相应的均衡变换电路停止工作。

请参见图4，假设储能支路1中的电池包A11发生故障，储能支路1中的电池簇无法通过簇级变换电路1进行充电或者放电。如图4所示，控制电路可以控制储能支路1的均衡母线连接的第二开关单元1处于第一状态，使均衡母线1与备用变换电路连通。控制电路可以控制储能支路1中的电池包A11相应的均衡变换电路11停止工作，储能支路1中除了电池包A11之外的其它电池包(非故障电池包)相应的均衡变换电路处于第二工作模式下，以及控制备用变换电路处于第三工作模式，可使储能支路1中的各非故障电池包、各非故障电池包相应的均衡变换电路、均衡母线1、备用变换电路及第一母线M形成充电回路或者放电回路。各非故障电池包可以通过所形成的充电回路进行充电，或者所形成的放电回路进行放电。储能支路1中非故障电池包的充电回路或放电回路可以参见前述实施例中的说明，此处不再赘述。

这样的设计中，使发生故障的储能支路中的非故障的电池包通过未发生故障的储能支路进行充电或者放电，可以提升支路中的电池包的可用度，减少电池包资源浪费。也可以提升储能系统中组件出现故障时的运行效率及系统可靠性。

可选地，本申请实施例提供的储能系统中，所述至少一个备用变换电路还可以用于对任意一个储能支路中的电池簇中的任一电池包进行补电管理。例如，储能系统中包括一个备用变换电路。假设在储能支路2中的电池簇的第一电池包进行补电的场景中，控制电路可以控制储能支路2中的均衡母线所连接的第二开关单元2中的开关处于导通状态，以使储能支路2中的均衡母线与备用变换电路之间连通。控制电路可以控制备用变换电路处于第四工作模式(补电模式)，备用变换电路处于第四工作模式下，可以将外部电源经由第一母线M提供的电能，输入至储能支路2中的均衡母线。控制电路可以控制与所述第一电池包相应的均衡变换电路21处于第五工作模式。均衡变换电路21处于第五工作模式下，可以将均衡母线上的电能进行处理，如降压处理或者升压处理，并将处理后的电压提供给相应的电池包A21，实现对电池包A21进行补电管理。

这样的设计中，储能系统中的各电池簇中可以包括不同投入时间的电池包，利用备用变换电路对电池包进行补电管理，可以提升备用变换电路的使用效率或者使用频率。并可提升储能系统的适应不同应用场景的灵活性。另外，备用变换电路不仅可以用于储能系统中发生故障的场景中，还可以用于对电池包进行补电，提升储能系统的运行可靠性，并且具有更低的成本。相比于设置备用电池簇的储能系统，本申请实施例提供的储能系统具有更小的体积。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种储能系统，其特征在于，包括多个储能支路和母线，每个储能支路包括簇级变换电路、电池簇、多个均衡变换电路和均衡母线，所述母线、簇级变换电路和电池簇依次串联，所述簇级变换电路用于将所述母线输出的电压进行电压变换为所述电池簇充电，或者用于将所述电池簇输出的电压进行电压变换向所述母线放电；

所述电池簇包括多个串联连接的电池包，所述电池包分别与对应的一个所述均衡变换电路的输入侧连接，多个所述均衡变换电路的输出侧分别与所述均衡母线连接；

所述多个储能支路中任意两个储能支路之间设置有开关单元，若所述两个储能支路中的其中一个储能支路发生故障，所述两个储能支路之间的所述开关单元导通，使两个储能支路的均衡母线连通。

2.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，若每个所述储能支路未发生故障，所述开关单元断路，使每个所述储能支路中的均衡母线和其他所述储能支路中的均衡母线不连通。

3.如权利要求1或2所述的储能系统，其特征在于，若所述其中一个储能支路发生故障，所述其中一个储能支路的所述均衡母线、每个所述均衡变换电路和每个所述电池包形成充电回路；

所述其中一个储能支路中的每个所述均衡电路用于将所述均衡母线上的电压调制为充电电压输出至对应的电池包。

4.如权利要求1或2所述的储能系统，其特征在于，若所述其中一个储能支路发生故障，所述其中储能支路的所述均衡母线、每个所述均衡变换电路和每个所述电池包形成放电回路；

所述其中一个储能支路中的每个所述均衡电路用于将相应的电池包的输出电压调制为放电电压输出到所述均衡母线。

5.如权利要求1-4任一项所述的储能系统，其特征在于，所述开关单元包括多个开关，每个均衡母线包括正极母线和负极母线；

所述多个开关中的第一开关连接在所述两个储能支路中的正极母线之间，所述多个开关中的第二开关连接在所述两个储能支路中的负极母线之间。

6.如权利要求1-5任一项所述的储能系统，其特征在于，若所述其中一个储能支路中的其中一个电池包发生故障，所述其中一个储能支路中的簇级变换电路停止工作，所述其中一个电池包连接的均衡变换电路停止工作，所述其中一个储能支路中的其余电池包分别连接的均衡变换电路用于接收所述均衡母线的电压为对应连接的所述电池包充电，或者用于对所述均衡母线放电。

7.如权利要求1-6任一项所述的储能系统，其特征在于，所述电池包与第三开关串联形成支路，所述支路与第四开关并联；

若所述其中一个储能支路中的其中一个电池包发生故障，所述控制电路用于控制所述其中一个电池包连接的第三开关断路，以及第四开关导通。

8.如权利要求1或2所述的储能系统，其特征在于，每个所述储能支路还包括电路保护组件，所述电路保护组件的一端与所述电池簇连接，另一端与所述簇级变换电路连接，用于对所述储能支路进行过载保护。

9.一种储能系统，其特征在于，所述系统包括至少一个储能支路和至少一个备用变换电路，每个储能支路包括依次串联连接的母线、簇级变换电路和电池簇，以及多个均衡变换电路和均衡母线，所述电池簇包括多个串联连接的电池包，所述电池包与对应的一个所述均衡变换电路的输入侧连接，多个所述均衡变换电路的输出侧分别与所述均衡母线连接；

所述簇级变换电路用于将所述母线输出的电压进行电压变换为所述电池簇充电，或者用于将所述电池簇输出的电压进行电压变换向所述母线放电；

所述均衡母线通过一个开关单元与所述至少一个备用变换电路中的一个备用变换电路连接，所述备用变换电路与所述至少一个储能支路中一个储能支路中的第一母线连接；

若所述多个储能支路中的其中一个储能支路发生故障，所述其中一个储能支路的均衡母线连接的所述开关单元导通，使所述其中一个储能支路中的均衡母线通过所述开关单元与所述备用变换电路连通，所述备用变换电路用于为连接的储能支路中的电池簇充电，或者用于为连接的母线放电。

10.如权利要求9所述的储能系统，其特征在于，若每个所述储能支路未发生故障，所述开关单元使每个所述储能支路中的均衡母线和备用变换电路不连通。

11.如权利要求9或10所述的储能系统，其特征在于，所述开关单元包括两个开关，所述均衡母线包括正极母线和负极母线；

所述两个开关中的其中一个开关连接在所述正极母线和所述一个备用变换电路的第一端之间，所述两个开关中的另一个开关连接在所述负极母线和所述一个备用变换电路的第二端之间。

12.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述开关单元包括一个开关，所述均衡母线包括正极母线和负极母线，所述负极母线与地线连接；

所述一个开关连接在所述正极母线和所述一个备用变换电路的第一端之间。

13.如权利要求9-12中任一所述的储能系统，其特征在于，若所述其中一个储能支路发生故障，所述控制电路用于：控制所述第一储能支路中的电池簇与母线之间断路。

14.如权利要求9-12中任一所述的储能系统，所述电池包与第三开关串联形成支路，所述支路与第四开关并联；

若所述其中一个储能支路中的其中一个电池包发生故障，所述控制电路用于控制所述电池包连接的第三开关断路，以及第四开关导通。

15.如权利要求9-14中任一所述的储能系统，其特征在于，所述储能支路还包括电路保护组件，所述电路保护组件一端与所述电池簇连接，另一端与所述簇级变换电路连接，用于对所述储能支路进行过载保护。