CN121308564A - 储能逆变器和储能系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种储能逆变器和储能系统，涉及储能系统技术领域，该储能逆变器包括：逆变电路和辅助电源；辅助电源包括直流供电电源、交流供电电源和大功率负载供电电源；大功率负载供电电源的第一输入端连接至正母线，大功率负载供电电源的第二输入端连接至负母线；大功率负载供电电源的额定输出功率大于直流供电电源的额定输出功率，大功率负载供电电源的额定输出功率大于交流供电电源的额定输出功率；正母线与负母线之间串联有第一电容和第二电容，当储能逆变器停机时，第一电容和第二电容向大功率负载供电电源放电。本申请提供的储能逆变器和储能系统，有助于解决辅助电源输出不稳定、电源设计难度大和电源系统可靠性较低的问题。

Description

储能逆变器和储能系统

技术领域

本申请涉及储能系统技术领域，尤其涉及一种储能逆变器和储能系统。

背景技术

储能逆变器（Power Conversion System，PCS，也可以称为储能变流器）是储能系统中的核心设备，负责将电池系统中的直流电转换为与电网或负载兼容的交流电，或将交流电转换为直流电储存到电池中。

储能逆变器内部包括辅助电源，辅助电源可用于为PCS的用电负载供电，例如为PCS内部的控制、保护和通信电路供电。但是，目前的辅助电源存在输出不稳定、电源设计难度大和电源系统可靠性较低的问题。

发明内容

本申请提供了一种储能逆变器和储能系统，有助于解决辅助电源输出不稳定、电源设计难度大和电源系统可靠性较低的问题。

第一方面，本申请提供了一种储能逆变器，包括：

逆变电路和辅助电源；

辅助电源包括直流供电电源、交流供电电源和大功率负载供电电源；大功率负载供电电源的第一输入端连接至正母线，大功率负载供电电源的第二输入端连接至负母线；大功率负载供电电源的额定输出功率大于直流供电电源的额定输出功率，大功率负载供电电源的额定输出功率大于交流供电电源的额定输出功率；

正母线与负母线之间串联有第一电容和第二电容，当储能逆变器停机时，第一电容和第二电容向大功率负载供电电源放电。

其中一种可能的实现方式中，储能逆变器的用电负载包括第一用电负载；

当直流供电电源的输出电压大于交流供电电源的输出电压时，由直流供电电源为第一用电负载供电；

当交流供电电源的输出电压大于直流供电电源的输出电压时，由交流供电电源为第一用电负载供电。

其中一种可能的实现方式中，储能逆变器还包括第一二极管和第二二极管；

第一二极管连接于直流供电电源和第一用电负载之间，第二二极管连接于交流供电电源和第一用电负载之间；

当直流供电电源为第一用电负载供电时，第一二极管导通，第二二极管截止；

当交流供电电源为第一用电负载供电时，第二二极管导通，第一二极管截止。

其中一种可能的实现方式中，

正母线设有第一开关，第一开关与软启电路并联，软启电路包括串联连接的软启开关和软启电阻；负母线设有第二开关；当储能逆变器停时，第一电容和第二电容向大功率负载供电电源放电的过程，包括：

当储能逆变器停机时，断开第一开关、软启开关和第二开关，第一电容和第二电容向大功率负载供电电源放电。

其中一种可能的实现方式中，当储能逆变器启动时，闭合第二开关和软启开关，若第一电容和第二电容两端的电压与直流供电电源的输出电压的差值在预设范围内，则闭合第一开关，断开软启开关。

其中一种可能的实现方式中，储能逆变器还包括跨接在正母线与负母线之间的放电电路结构，放电电路结构包括放电电阻和单刀双掷继电器；

当储能逆变器工作时，单刀双掷继电器切换到常开触点端；

当储能逆变器停机，且母线电压大于第一阈值时，单刀双掷继电器切换到常闭触点端，第一电容和第二电容通过放电电阻进行放电；

当储能逆变器停机，且母线电压大于第二阈值且小于第一阈值时，单刀双掷继电器切换到常开触点端，第一阈值大于第二阈值。

其中一种可能的实现方式中，直流供电电源与交流供电电源之间有多个供电点，供电点与储能逆变器的用电负载相连。

其中一种可能的实现方式中，直流供电电源的额定输出功率等于交流供电电源的额定输出功率。

其中一种可能的实现方式中，储能逆变器还包括直流/直流转换器和交流/直流转换器，直流供电电源的输出端与直流/直流转换器的输入端相连，交流供电电源的输出端与交流/直流转换器的输入端相连。

其中一种可能的实现方式中，当第一电容和第二电容的两端电压小于电压阈值时，停止第一电容和第二电容向大功率负载供电电源放电。

第二方面，本申请提供一种储能系统，包括：电池系统和如第一方面所示的储能逆变器，储能逆变器用于将电池系统输出的直流电转换为与电网或负载兼容的交流电，或用于将电网输出的交流电转换为直流电并储存到电池系统中。

其中一种可能的实现方式中，储能逆变器和电网之间设有并网继电器；

当储能逆变器的输出电压与电网的电压的电压差小于预设的电压差阈值，且所述储能逆变器的输出电压与所述电网的电压的相位差小于预设的相位差阈值，并网继电器吸合，储能逆变器与电网连接。

本申请的有益效果为：

本申请提供了一种储能逆变器和储能系统，储能逆变器包括逆变电路和辅助电源，辅助电源包括直流供电电源、交流供电电源和大功率负载供电电源；大功率负载供电电源的第一输入端连接至正母线，大功率负载供电电源的第二输入端连接至负母线；大功率负载供电电源的额定输出功率大于直流供电电源的额定输出功率，大功率负载供电电源的额定输出功率大于交流供电电源的额定输出功率；正母线与负母线之间串联有第一电容和第二电容，当储能逆变器停机时，第一电容和第二电容向大功率负载供电电源放电。通过将大功率负载供电电源单独连接至母线，为PCS内部的大功率负载进行单独供电，使得功率分散分布，降低了辅助电源的规格，并且使得辅助电源的多路输出中不会因为某一路输出的功率过大造成其他输出电压波动，影响输出稳定性，从而增加了电源设计难度，降低了电源系统的可靠性。同时，当PCS停机时，母线电容可以向大功率负载供电电源放电，有助于加速母线电容的能量消纳，大大缩短放电时间。

附图说明

图1为相关技术中储能逆变器的一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的储能逆变器的一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的储能逆变器的另一种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的储能逆变器的又一种结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例中，除非另有说明，字符“/”表示前后关联对象是一种或的关系。例如，A/B可以表示A或B。“和/或”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：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

需要指出的是，本申请实施例中涉及的“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述目的，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，也不能理解为指示或暗示顺序。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。此外，“以下至少一项（个）”或者其类似表达，是指的这些项中的任意组合，可以包括单项（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、B和C。其中，A、B、C中的每个本身可以是元素，也可以是包含一个或多个元素的集合。

本申请实施例中，“示例的”、“在一些实施例中”、“在另一实施例中”等用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。

本申请实施例中的“的（of）”、“相应的（corresponding，relevant）”和“对应的（corresponding）”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，所要表达的含义是一致的。本申请实施例中，通信、传输有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所表达的含义是一致的。例如，传输可以包括发送和/或接收，可以为名词，也可以是动词。

本申请实施例中涉及的等于可以与大于连用，适用于大于时所采用的技术方案，也可以与小于连用，适用于小于时所采用的技术方案。需要说明的是，当等于与大于连用时，不能与小于连用；当等于与小于连用时，不与大于连用。

图1为相关技术中储能逆变器的一种结构示意图，如图1所示，储能逆变器（即PCS）包括逆变电路和辅助电源。其中，逆变器用于实现直流电和交流电之间的双向转换，辅助电源为储能逆变器的用电负载供电。示例性地，图1中的辅助电源分为4路输出，分别为4个用电负载（负载1、负载2、负载3和负载4）进行供电，示例性地，负载1可以是控制电路、负载2可以是驱动电路，负载3可以是传感器（如电压传感器或电流传感器或温度传感器）、负载4可以是散热单元（如散热风机或散热风扇）。储能逆变器内部不同负载所需的功率不同，如负载4所需的功率相较于其他负载较大，负载4所需的功率是150W，其他负载（负载1、负载2和负载3）所需的总功率为30W，则辅助电源的设计规格（即额定输出功率）应为180W。由于负载4对应的输出功率过大，会导致辅助电源的其他输出电压波动，影响到其它多路输出的稳定，从而增加了电源设计难度，降低了电源系统的可靠性。

基于上述问题，本申请实施例提出了一种储能逆变器和储能系统，有助于解决辅助电源输出不稳定、电源设计难度大和电源系统可靠性较低的问题。

现结合图2-图4对本申请实施例提供的储能逆变器方法进行说明。

图2为本申请实施例提供的储能逆变器的一种结构示意图，如图2所示，储能逆变器包括逆变电路和辅助电源，辅助电源用于为储能逆变器的用电负载供电，逆变电路用于实现直流电和交流电之间的双向转换；辅助电源包括直流供电电源、交流供电电源和大功率负载供电电源；大功率负载供电电源的第一输入端连接至正母线，大功率负载供电电源的第二输入端连接至负母线；大功率负载供电电源的额定输出功率大于直流供电电源的额定输出功率，大功率负载供电电源的额定输出功率大于交流供电电源的额定输出功率，正母线与负母线之间串联有第一电容C1和第二电容C2，当储能逆变器停机时，第一电容和第二电容向大功率负载供电电源放电。

需要说明的是，在电源设计时，辅助电源的额定输出功率指的是在规定的输入电压、环境温度等条件下，辅助电源能够长期、连续、安全稳定提供的输出功率。在实际工作过程中，辅助电源的输出功率由其所连接的负载总功耗动态决定，PCS内部不同模块在不同工作状态下的功耗差异很大，导致辅助电源的负载是实时变化的。

其中，辅助电源用于为储能逆变器的用电负载供电，例如，辅助电源可以为储能逆变器的控制电路、驱动电路，传感器、通信模块、散热单元（如散热风机，散热风扇）、显示单元等供电。辅助电源可以从直流侧取电，也可以从交流侧取电。因此，辅助电源包括从直流侧取电的直流供电电源，以及从交流侧取电的交流供电电源。

可选地，本申请实施例中的直流供电电源从电池系统取电，交流供电电源从电网取电。

在本申请中，辅助电源还包括大功率负载供电电源，大功率负载供电电源可以设置在直流侧或者交流侧，为PCS的大功率负载供电，比如为PCS的多个散热风机进行供电。可选地，大功率负载供电电源的额定输出功率大于60W。当大功率负载供电电源设置从直流侧的母线取电时，若储能逆变器停机，则第一电容和第二电容可以向大功率负载供电电源放电。

在储能变流器停机（可以是正常停机、或紧急停机、或故障停机）后需要对母线电容进行放电，以避免检修设备时发生触电危险。由于大容量母线电容的存在，储能逆变器停机断电到辅助电源掉电还有很长的时间，多达半小时，给设备维护带来更长的等待时间及安全风险。相关技术中的电源结构中辅助电源很快无输出功率，母线电容上的能量只能靠放电电路中的放电电阻放出，考虑到放电电阻的成本及体积的因素，母线电容的放电速度不会太快，一般在半小时以内，存在放电速度较慢，放电时间较长的问题。

本申请将大功率负载供电电源设置从直流侧的母线取电，当储能逆变器停机时，母线电容可以向大功率负载供电电源放电，提高放电速度，缩短放电时间。并且无需额外的放电电路，不增加任何硬件元器件，不会对电路正常运行带来额外损耗。同时，有助于延迟大功率负载的工作时间，同时加速母线电容的能量消纳，大大缩短放电时间。例如，当大功率负载供电电源为风机或风扇供电时，可以延长风机或风扇的工作时间，提高冷却效果。

进一步地，考虑到直流侧的电压来源相对单一，主要来自电池，电压幅值稳定在一个可预期的范围内，交流侧的电压来源复杂且波动大，本申请将大功率负载供电电源设置为从直流母线取电，如将散热风机的供电电源设置为从直流母线取电，只要电池有电，直流母线就有高压，大功率负载供电电源就能工作，散热风机就能立刻启动，确保储能逆变器功率器件在离网启动和运行的整个过程中都得到有效、快速冷却，提高散热有效性、响应速度，保障储能变流器运行安全。

可选地，直流供电电源和交流供电电源之间有多个供电点（如图2所示的V1，V2和V3），供电点与储能逆变器的用电负载相连，由直流供电电源和/或交流供电电源为多个供电点的负载供电。也就是说，直流供电电源和交流供电电源之间包括多路输出。示例性地，如图2所示，直流供电电源和交流供电电源之间包括3路输出。

本申请将大功率负载供电电源的第一输入端连接至正母线，大功率负载供电电源的第二输入端连接至负母线，也就是将大功率负载供电电源单独连接至母线。大功率负载供电电源的额定输出功率大于直流供电电源的额定输出功率，大功率负载供电电源的额定输出功率大于交流供电电源的额定输出功率，例如，大功率负载供电电源的额定输出功率可以是150W，直流供电电源的额定输出功率或者交流供电电源的额定输出功率可以是30W。大功率负载供电电源为储能逆变器内部的大功率负载（如图2所示的供电点V4对应的负载）进行单独供电，使得功率分散分布，降低了直流供电电源和交流供电电源的规格，并且供电点V4的输出不会影响其他供电点（V1，V2，V3）的输出电压波动，提高辅助电源输出的稳定性，降低电源设计难度，增加电源系统的可靠性。

可选地，储能逆变器内部的大功率负载可以是散热风机、大尺寸显示单元、以及处于发射状态的无线通信模块等。

可以理解的是，储能逆变器中的大功率负载供电电源可以是一个或多个，如果为多个，则多个大功率负载供电电源的额定输出功率可以相同也可以不同，具体可以根据电源设计需求进行设置。图2、图3和图4仅以一个大功率负载供电电源进行示例性说明。

可选地，直流供电电源的额定输出功率等于交流供电电源的额定输出功率。当直流辅助电源或交流辅助电源需要为相同的负载进行单独供电时，如为储能逆变器内部的控制、驱动、保护电路进行供电，由于负载的总功率需求是固定的，所以直流供电电源和交流供电电源必须被设计成能提供相同的输出功率，保证储能逆变器系统的稳定工作。当直流辅助电源或交流辅助电源需要为不同的负载进行单独供电时，如直流辅助电源为控制电路供电，交流辅助电源为驱动电路供电，此时，直流辅助电源的额定输出功率可以与交流辅助电源的额定输出功率不同。

在一些可选的实施例中，图3为本申请实施例提供的储能逆变器的另一种结构示意图，如图3所示，储能逆变器还包括直流/直流转换器（即DC/DC转换器）和交流/直流转换器（即AC/DC转换器），直流供电电源的输出端与直流/直流转换器的输入端相连，交流供电电源的输出端与交流/直流转换器的输入端相连。

直流供电电源从电池系统（通常是高压直流，如200V-500V）取电，通过一个DC/DC变换器，将电池的高压直流电转换成辅助电源所需的各种低压直流电。当电网停电时，这是唯一的供电来源，确保逆变器控制系统、显示面板、通信模块等关键部件不断电。交流供电电源从电网侧取电，通过一个AC-DC变换器，将交流电转换成辅助电源所需的各种低压直流电。

在一些可选的实施例中，当第一电容C1和第二电容C2的两端电压小于电压阈值时，停止第一电容C1和第二电容C2向大功率负载供电电源放电。

在本申请中，电容放电的目的是将危险的高电压降低至安全电压（如60V及以下）。因此，当第一电容C1和第二电容C2的两端电压小于电压阈值（如60V）时，说明放电任务已完成，无需再进行放电。因此，当第一电容C1和第二电容C2的两端电压小于电压阈值时，停止第一电容C1和第二电容C2向大功率负载供电电源放电。并且在安全电压下禁止放电，可以避免在储能系统正常运行时因误触发而引入不必要的风险或干扰。

在一些可选的实施例中，本申请提供的储能逆变器的用电负载包括第一用电负载；当直流供电电源的输出电压大于交流供电电源的输出电压时，由直流供电电源为第一用电负载供电；当交流供电电源的输出电压大于直流供电电源的输出电压时，由交流供电电源为第一用电负载供电。

其中，第一用电负载可以是储能逆变器内部除大功率负载以外的任意一个负载，例如，第一用电负载可以是控制电路、驱动电路、保护电路中的任意一种。

通常情况下，当电网电压处于正常稳定状态时，从交流侧取电的交流供电电源的输出电压大于从直流侧取电的直流供电电源，此时交流供电电源的供电能力比直流供电电源强，交流供电电源可以单独给第一负载进行供电。当电网电压异常时，例如，电网处于低电压穿越时，从交流侧取电的交流供电电源的输出电压小于从直流侧取电的直流供电电源，此时直流供电电源的供电能力比交流供电电源强，直流供电电源可以单独给第一负载进行供电。通过对直流供电电源的输出电压和交流供电电源的输出电压进行比较，输出电压大的辅助电源优先为第一负载进行供电，保证供电可靠性，使得储能逆变器可以稳定运行。

在一些可选的实施例中，当直流供电电源的输出电压等于交流供电电源的输出电压时，由直流供电电源和交流供电电源按照预设供电比例共同为第一用电负载供电。可选地，预设供电比例（直流供电电源：交流供电电源）可以是1:1，或3:7，或4:6。通过共同供电，提高供电的可靠性，延长电源寿命，供电方式更灵活。

在一些可选的实施例中，当电网电压发生波动时，直流供电电源为第一用电负载供电，保证供电的可靠性和系统的安全性。

可以理解的是，交流供电电源和直流供电电源的供电控制逻辑可以通过储能逆变器中的控制器来控制实现。

在一些可选的实施例中，本申请提供的储能逆变器还包括第一二极管和第二二极管；第一二极管连接于直流供电电源和第一用电负载之间，第二二极管连接于交流供电电源和第一用电负载之间；当直流供电电源为第一用电负载供电时，第一二极管导通，第二二极管截止；当交流供电电源为第一用电负载供电时，第二二极管导通，第一二极管截止。

在一些可选的实施例中，图4为本申请实施例提供的储能逆变器的又一种结构示意图，如图4所示，以供电点V1为例，供电点V1对应的负载是第一负载，直流供电电源和第一用电负载之间连接有第一二极管D1，交流供电电源和第一用电负载之间连接有第二二极管D2。由于二极管具有单向导通的功能，可以用于实现交流供电电源和直流供电电源的供电控制逻辑。具体地，当直流供电电源为第一用电负载供电时，第一二极管D1导通，第二二极管D2截止；当交流供电电源为第一用电负载供电时，第二二极管D2导通，第一二极管D1截止。

在一些可选的实施例中，本申请提供的储能逆变器中，正母线设有第一开关，第一开关与软启电路并联，软启电路包括串联连接的软启开关和软启电阻；负母线设有第二开关；当储能逆变器停机时，第一电容和第二电容向大功率负载供电电源放电的过程，包括：当储能逆变器停机时，断开第一开关、软启开关和第二开关，第一电容和第二电容通过大功率负载供电电源放电。

如图4所示，正母线与负母线之间串联有第一电容C1和第二电容C2，正母线设有第一开关RLY1，第一开关RLY1与软启电路并联，软启电路包括串联连接的软启开关RLY3和软启电阻R；负母线设有第二开关RLY2。当储能逆变器停机时，断开第一开关RLY1、软启开关RLY3和第二开关RLY2，第一电容C1和第二电容C2通过大功率负载供电电源放电。如大功率负载供电电源为风机供电电源，第一电容C1和第二电容C2通过风机供电电源放电，可以使风机供电电源能够继续为风机供电，让风机在储能逆变器停机之后还能延时运行2~3分钟。

在一些可选的实施例中，当储能逆变器启动时，闭合第二开关和软启开关，若第一电容和第二电容两端的电压与直流供电电源的输出电压的差值在预设范围内，则闭合第一开关，断开软启开关。

具体地，当储能逆变器启动时，闭合第二开关RLY2和软启开关RLY3，若第一电容C1和第二电容C2两端的电压与直流供电电源的输出电压的差值在预设范围内，则闭合第一开关RLY1，断开软启开关RLY3。在储能逆变器启动时，通过限流电阻（即软启电阻R）使母线电压平稳上升，减少了对母线电容的电流和热应力，延长了电容寿命，且避免瞬时启动产生的电流冲击影响设备的正常运行。

在一些实施例中，本申请实施例提供的储能逆变器还包括：跨接在正母线与负母线之间的放电电路结构，放电电路结构包括放电电阻和单刀双掷继电器；

当储能逆变器工作时，单刀双掷继电器切换到常开触点端；

当储能逆变器停机，且母线电压大于第一阈值时，单刀双掷继电器切换到常闭触点端，利用放电电阻对第一电容和第二电容进行放电；

当储能逆变器停机，且母线电压大于第二阈值且小于第一阈值时，单刀双掷继电器切换到常开触点端，第一阈值大于第二阈值。

继续参照图4，跨接在正母线与负母线之间的放电电路结构包括放电电阻r和单刀双掷继电器SPDT（Single Pole Double Throw），当储能逆变器上电工作时，单刀双掷继电器切换到常开触点端，此时，放电电路结构断开，不消耗母线能量；当储能逆变器停机，单刀双掷继电器切换到常闭触点端，放电电路结构投切到母线对电容进行放电。

进一步地，在放电初期，母线电压大于第一阈值时，第一电容和第二电容利用放电电阻r进行放电。同时，第一电容和第二电容还可以利用大功率负载供电电源进行放电。在放电后期，母线电压大于第二阈值且小于第一阈值时，单刀双掷继电器切换到常开触点端，此时，第一电容和第二电容仅通过大功率负载供电电源进行放电。

可选地，第一阈值为100V，第二阈值为60V。

在本申请中，当母线电压大于100V时，利用放电电阻和大功率负载供电电源对第一电容和第二电容进行放电，能在较短时间内将电压从高压（如400V）拉低到一个相对安全的中间值（如100V）。在放电初期，母线电压高、能量大，如果只靠辅助电源，会因其功率有限而导致放电缓慢，且可能过载损坏。

当母线电压在60V~100V之间时，第一电容和第二电容利用大功率负载供电电源进行放电。在低压阶段，剩余能量不多，用辅助电源的负载来消耗这些能量，效率更高，并且这部分能量还可以进一步为大功率负载进行供电，提高能量利用率。同时，还可以减少放电电阻的散热成本。

可以理解的是，第一阈值和第二阈值可以根据母线电容放电的实际情况进行设置，本申请对此不作限定。

需要说明的是，母线电压指的是第一电容C1和第二电容C2两端的电压，可以通过电压检测装置（如电压传感器）测量得到。

可以理解的是，图4所示的储能变流器也可以包括直流/直流转换器和交流/直流转换器，直流供电电源的输出端与直流/直流转换器的输入端相连，交流供电电源的输出端与交流/直流转换器的输入端相连。

本申请提供一种储能系统，包括：电池系统和如上述实施例所示的储能逆变器，储能逆变器用于将电池系统输出的直流电转换为与电网或负载兼容的交流电，或用于将电网输出的交流电转换为直流电并储存到电池系统中。

其中一种可能的实现方式中，如图4所示，储能逆变器和电网之间设有并网继电器；当储能逆变器的输出电压与电网的电压的电压差小于预设的电压差阈值，且所述储能逆变器的输出电压与所述电网的电压的相位差均小于预设的相位差阈值，并网继电器吸合，储能逆变器与电网连接。即检测并网继电器两侧的电压，储能逆变器的输出电压与电网的电压的电压差小于预设的电压阈值，储能逆变器的输出电压与电网的电压的相位差小于预设的相位差阈值，则判定电压锁相成功，此时并网继电器吸合，连接电网。

下面对辅助电源的工作过程进行详细说明，以大功率负载供电电源为风机供电电源为例。

开关RLY2和开关RLY3闭合时，软启电路、母线和母线电容C1、C2形成回路，软启电路向母线电容C1、C2充电。当C1、C2两端电压接近于直流供电电源的输出电压时，开关RLY1闭合，开关RLY3断开，从而完成软启过程，主电路建立。检测并网继电器两侧的电压，当电压锁相成功时，并网继电器吸合，连接电网。

直流供电电源或者交流供电电源在二极管的控制下为供电点供电。以供电点V1为例，若直流供电电源的电压值大于交流点供电电源的电压值，则二极管D1导通，二极管D2截止，此时直流供电电源为供电点V1供电；若直流供电电源的电压值小于交流供电电源的电压值，则二极管D2导通，二极管D1截止，此时交流供电电源为供电点V1供电。

当储能逆变器停机时，并网继电器断开，开关RLY1、RLY2和RLY3断开。电容C1和C2向风机供电电源放电，以使风机供电电源能够继续为风机供电，让风机在储能逆变器停机之后还能延时运行2~3分钟。

综上，本申请提供的储能逆变器和储能系统，储能逆变器包括逆变电路和辅助电源，辅助电源用于为储能逆变器的用电负载供电，逆变电路用于实现直流电和交流电之间的双向转换；辅助电源包括直流供电电源、交流供电电源和大功率负载供电电源；大功率负载供电电源的第一输入端连接至正母线，大功率负载供电电源的第二输入端连接至负母线；大功率负载供电电源的额定输出功率大于直流供电电源的额定输出功率，大功率负载供电电源的额定输出功率大于交流供电电源的额定输出功率；正母线与负母线之间串联有第一电容和第二电容，当储能逆变器停机时，第一电容和第二电容向大功率负载供电电源放电。通过将大功率负载供电电源单独连接至母线，为PCS内部的大功率负载进行单独供电，使得功率分散分布，降低了辅助电源的规格，并且使得辅助电源的多路输出中不会因为某一路输出的功率过大造成其他输出电压波动，影响输出稳定性，从而增加了电源设计难度，降低了电源系统的可靠性。并且母线电容可以通过大功率负载供电电源放电，提高了母线电容放电的速度，缩短了放电时间。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种储能逆变器，其特征在于，包括：

逆变电路和辅助电源；

所述辅助电源包括直流供电电源、交流供电电源和大功率负载供电电源；所述大功率负载供电电源的第一输入端连接至正母线，所述大功率负载供电电源的第二输入端连接至负母线；所述大功率负载供电电源的额定输出功率大于所述直流供电电源的额定输出功率，所述大功率负载供电电源的额定输出功率大于所述交流供电电源的额定输出功率；

所述正母线与所述负母线之间串联有第一电容和第二电容，当所述储能逆变器停机时，所述第一电容和所述第二电容向所述大功率负载供电电源放电。

2.根据权利要求1所述的储能逆变器，其特征在于，

所述储能逆变器的用电负载包括第一用电负载；

当所述直流供电电源的输出电压大于所述交流供电电源的输出电压时，由所述直流供电电源为所述第一用电负载供电；

当所述交流供电电源的输出电压大于所述直流供电电源的输出电压时，由所述交流供电电源为所述第一用电负载供电。

3.根据权利要求2所述的储能逆变器，其特征在于，所述储能逆变器还包括第一二极管和第二二极管；

所述第一二极管连接于所述直流供电电源和所述第一用电负载之间，所述第二二极管连接于所述交流供电电源和所述第一用电负载之间；

当所述直流供电电源为所述第一用电负载供电时，所述第一二极管导通，所述第二二极管截止；

当所述交流供电电源为所述第一用电负载供电时，所述第二二极管导通，所述第一二极管截止。

4.根据权利要求1所述的储能逆变器，其特征在于，

所述正母线设有第一开关，所述第一开关与软启电路并联，所述软启电路包括串联连接的软启开关和软启电阻；所述负母线设有第二开关；当所述储能逆变器停机时，所述第一电容和所述第二电容向所述大功率负载供电电源放电的过程，包括：

当所述储能逆变器停机时，断开所述第一开关、所述软启开关和所述第二开关，所述第一电容和所述第二电容向所述大功率负载供电电源放电。

5.根据权利要求4所述的储能逆变器，其特征在于，

当所述储能逆变器启动时，闭合所述第二开关和所述软启开关，若所述第一电容和所述第二电容两端的电压与所述直流供电电源的输出电压的差值在预设范围内，则闭合所述第一开关，断开所述软启开关。

6.根据权利要求1所述的储能逆变器，其特征在于，还包括：跨接在所述正母线与所述负母线之间的放电电路结构，所述放电电路结构包括放电电阻和单刀双掷继电器；

当所述储能逆变器工作时，所述单刀双掷继电器切换到常开触点端；

当所述储能逆变器停机，且所述母线电压大于第一阈值时，所述单刀双掷继电器切换到常闭触点端，所述第一电容和所述第二电容通过所述放电电阻进行放电；

当所述储能逆变器停机，且所述母线电压大于第二阈值且小于所述第一阈值时，所述单刀双掷继电器切换到常开触点端，所述第一阈值大于所述第二阈值。

7.根据权利要求1所述的储能逆变器，其特征在于，

所述直流供电电源与所述交流供电电源之间有多个供电点，所述供电点与所述储能逆变器的用电负载相连。

8.根据权利要求1所述的储能逆变器，其特征在于，

所述直流供电电源的额定输出功率等于所述交流供电电源的额定输出功率。

9.根据权利要求1所述的储能逆变器，其特征在于，

所述储能逆变器还包括直流/直流转换器和交流/直流转换器，所述直流供电电源的输出端与所述直流/直流转换器的输入端相连，所述交流供电电源的输出端与所述交流/直流转换器的输入端相连。

10.根据权利要求1所述的储能逆变器，其特征在于，

当所述第一电容和所述第二电容的两端电压小于电压阈值时，停止所述第一电容和所述第二电容向所述大功率负载供电电源放电。

11.一种储能系统，其特征在于，包括：电池系统和如权利要求1-10任一所述的储能逆变器，所述储能逆变器用于将所述电池系统输出的直流电转换为与电网或负载兼容的交流电，或用于将所述电网输出的交流电转换为直流电并储存到所述电池系统中。

12.根据权利要求11所述的储能系统，其特征在于，

所述储能逆变器和所述电网之间设有并网继电器；

当所述储能逆变器的输出电压与所述电网的电压的电压差小于预设的电压差阈值，且所述储能逆变器的输出电压与所述电网的电压的相位差小于预设的相位差阈值，所述并网继电器吸合，所述储能逆变器与所述电网连接。