【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能系统，尤其涉及一种储能系统及启动方法。
技术介绍
1、电网大面积停电后的系统自恢复通俗地称为黑启动，指整个系统因故障停运后，系统全部停电，处于全“黑”状态，不依赖别的网络帮助，通过系统中具有自启动能力的设备启动，带动无自启动能力的设备运行，逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复。
2、储能系统作为有源系统，在电网停电后，储能电池可以快速为黑启动设备提供能量。如图1所示，在处于黑启动模式时，控制对应的变换单元中的直流/直流变换器将对应电池簇储存的电能进行释放，以使直流母线带电，支持pcs(power control system，储能变流器)运行，建立三相电压。直流/直流变换器dd1和dd2既要工作于降压模式，也能够工作于升压模式，以满足电池单元电压及直流母线电压的宽变化范围。
3、在系统黑启动时，需要从直流/直流变换器的输入侧建立电压，由于直流/直流变换器的开关电路中存在二极管，启动时存在很大的浪涌冲击电流，须通过预充电阻建立直流母线电压。但设计中，预充电阻选型功率较小，不能预充直流母线上的mf级电容。此外，直流母线上的自启动直流负载设备达到阈值电压即启动，从而拉低母线电压，因此通过预充电阻方案，无法控制输出电压达到目标值，导致黑启动失败。
4、综上可知，现有的储能系统在进行黑启动时，存在着较多的问题，有必要加以改进。
技术实现思路
1、针对上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种具有自启动能力的储能系统，能够成功黑启动，且
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种储能系统，包括：储能变换器，其交流端电性连接于交流电源或负载，其直流端电性连接于直流母线；至少一电池单元，每一所述电池单元通过直流/直流变换器电性连接于所述直流母线；以及启动单元电性连接于一电池单元和所述直流母线之间。当从所述电池单元启动时，所述启动单元通过所述电池单元的电力将母线电压建立至一设定电压。
3、可选的，所述启动单元包括：启动电路，其输入端电性连接于所述电池单元；以及切换电路，一端电性电性连接于所述启动电路的输出端，另一端电性连接于所述直流母线。
4、可选的，当所述母线电压小于所述设定电压时，所述切换电路导通，所述启动电路输出电力至所述直流母线；以及当所述母线电压大于所述设定电压时，所述切换电路关断，所述启动电路停止输出电力至所述直流母线。
5、可选的，所述设定电压为所述电池单元的电压；以及所述切换电路为二极管，其阳极电性连接于所述启动电路的正输出端，其阴极电性连接于所述直流母线。
6、可选的，所述启动单元将所述母线电压从零建立至所述设定电压后，所述至少一直流/直流变换器运作以通过所述电池单元的电力将所述母线电压从所述设定电压建立至目标电压。
7、可选的，还包括电池管理单元电连接于所述启动单元和所述直流/直流变换器。当需从所述电池单元启动时，所述电池管理单元输出一启动指令至所述启动单元，所述启动单元运作；以及所述启动电路将所述母线电压从零建立至所述设定电压后，所述电池管理单元输出控制信号给所述直流/直流变换器，所述直流/直流变换器运作。
8、可选的，所述启动电路为预充电路，包括预充电阻，预充开关和主开关。
9、可选的，所述启动电路包括降压电路。所述降压电路包括至少一可控开关，对所述至少一可控开关进行pwm调制，以对所述电池单元的电压进行降压变换。
10、可选的，闭环控制所述至少一可控开关的占空比，使所述降压电路的输出电压逐渐增加，从而使所述母线电压从零逐渐增加至所述设定电压。
11、可选的，所述设定电压等于所述电池单元的电压，所述切换电路为二极管，当所述母线电压大于所述电池单元的电压时，所述二极管反向截止。
12、可选的，所述降压电路为飞跨电容开关电路，包括输入电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、飞跨电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管以及输出电感；其中，所述输入电容的第一端电性连接于预充电路，所述输入电容的第二端电性连接于一输入负端；所述第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻依次串联连接于所述输入电容的第一端和第二端之间；所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管以及所述第四开关管依次串联连接于所述输入电容的第一端和第二端之间；所述第二开关管的第二端电连接所述输出电感的第一端；所述飞跨电容并联电连接于所述第二开关管的第一端和所述第三开关管的第二端之间；所述第一电阻与所述第一开关管并联，所述第二电阻的第一端与所述第三电阻的第二端并联在所述第二飞跨电容上，所述第四电阻与所述第四开关管并联；所述输出电感的第二端电连接所述切换电路。
13、可选的，控制所述第一开关管和所述第二开关管的占空比逐渐增加，以及控制所述第三开关管和所述第四开关管的占空比逐渐减小，使所述飞跨电容开关电路的输出电压逐渐增加，从而使所述母线电压从零逐渐增加至目标电压。
14、还提供了一种储能系统的启动方法，所述储能系统包括：储能变换器，其交流端电性连接于交流电源或负载，其直流端电性连接于直流母线；至少一电池单元，每一所述电池单元电性连接于直流/直流变换器的低压端口；每一所述直流/直流变换器的高压端口电性连接于直流母线。所述方法包括：提供启动单元，电性连接于电池单元和所述直流母线之间；以及当从所述电池单元启动所述储能系统时，启动所述启动单元，将所述电池单元的电力传递至所述直流母线，以将母线电压建立至设定电压。
15、可选的，所述启动单元将所述母线电压从零建立至所述设定电压后，启动所述直流/直流变换器，将所述电池单元的电力传递至所述直流母线，以将所述母线电压从所述设定电压建立至目标电压。
16、可选的，所述方法还包括：判断是否需从所述电池单元启动所述储能系统；当需从所述电池单元启动所述储能系统时，输出一启动指令至所述启动单元；以及
17、所述启动单元将所述母线电压从零建立至所述设定电压后，输出控制信号至所述直流/直流变换器。
18、可选的，当所述直流/直流变换器启动，并且所述母线电压大于所述设定电压时，关断所述启动单元。
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1.一种储能系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述启动单元包括：
3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的储能系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述启动单元将所述母线电压从零建立至所述设定电压后，所述至少一直流/直流变换器运作以通过所述电池单元的电力将所述母线电压从所述设定电压建立至一目标电压。
6.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，还包括一电池管理单元电连接于所述启动单元和所述直流/直流变换器；
7.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述启动电路为一预充电路，包括一预充电阻，一预充开关和一主开关。
8.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述启动电路包括一降压电路，其中所述降压电路包括至少一可控开关，对所述至少一可控开关进行PWM调制，以对所述电池单元的电压进行降压变换。
9.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，闭环控制所述至少一可控开关的占空比，使所
10.根据权利要求8或9任一项所述的储能系统，其特征在于，所述设定电压等于所述电池单元的电压，所述切换电路为一二极管，当所述母线电压大于所述电池单元的电压时，所述二极管反向截止。
11.根据权利要求8或9任一项所述的储能系统，其特征在于，所述降压电路为一飞跨电容开关电路，包括一预充电路、一输入电容、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻、一第四电阻、一飞跨电容、一第一开关管、一第二开关管、一第三开关管、一第四开关管以及一输出电感；其中，所述输入电容的第一端电性连接于所述预充电路，所述输入电容的第二端电性连接于一输入负端；所述第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻依次串联连接于所述输入电容的第一端和第二端之间；所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管以及所述第四开关管依次串联连接于所述输入电容的第一端和第二端之间；所述第二开关管的第二端电连接所述输出电感的第一端；所述飞跨电容并联电连接于所述第二开关管的第一端和所述第三开关管的第二端之间；所述第一电阻与所述第一开关管并联，所述第二电阻的第一端与所述第三电阻的第二端并联在所述第二飞跨电容上，所述第四电阻与所述第四开关管并联；所述输出电感的第二端电连接所述切换电路。
12.根据权利要求11所述的储能系统，其特征在于，控制所述第一开关管和所述第二开关管的占空比逐渐增加，以及控制所述第三开关管和所述第四开关管的占空比逐渐减小，使所述飞跨电容开关电路的输出电压逐渐增加，从而使所述母线电压从零逐渐增加至所述设定电压。
13.一种储能系统的启动方法，其特征在于，所述储能系统包括：一储能变换器，其交流端电性连接于一交流电源或一负载，其直流端电性连接于一直流母线；至少一电池单元，每一所述电池单元电性连接于一直流/直流变换器的一低压端口；每一所述直流/直流变换器的高压端口电性连接于一直流母线；其特征在于，所述方法包括：
14.根据权利要求13所述的启动方法，其特征在于，所述启动单元将所述母线电压从零建立至所述设定电压后，启动所述直流/直流变换器，将所述电池单元的电力传递至所述直流母线，以将所述母线电压从所述设定电压建立至一目标电压。
15.根据权利要求14所述的启动方法，其特征在于，所述方法还包括：
16.根据权利要求14或15任一项所述的启动方法，其特征在于，当所述直流/直流变换器启动，并且所述母线电压大于所述设定电压时，关断所述启动单元。
...【技术特征摘要】
1.一种储能系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述启动单元包括：
3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的储能系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述启动单元将所述母线电压从零建立至所述设定电压后，所述至少一直流/直流变换器运作以通过所述电池单元的电力将所述母线电压从所述设定电压建立至一目标电压。
6.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，还包括一电池管理单元电连接于所述启动单元和所述直流/直流变换器；
7.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述启动电路为一预充电路，包括一预充电阻，一预充开关和一主开关。
8.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述启动电路包括一降压电路，其中所述降压电路包括至少一可控开关，对所述至少一可控开关进行pwm调制，以对所述电池单元的电压进行降压变换。
9.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，闭环控制所述至少一可控开关的占空比，使所述降压电路的输出电压逐渐增加，从而使所述母线电压从零逐渐增加至所述设定电压。
10.根据权利要求8或9任一项所述的储能系统，其特征在于，所述设定电压等于所述电池单元的电压，所述切换电路为一二极管，当所述母线电压大于所述电池单元的电压时，所述二极管反向截止。
11.根据权利要求8或9任一项所述的储能系统，其特征在于，所述降压电路为一飞跨电容开关电路，包括一预充电路、一输入电容、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻、一第四电阻、一飞跨电容、一第一开关管、一第二开关管、一第三开关管、一第四开关管以及一输出电感；其中，所述输入电容的第一端电性连接于所述预充电路，所述输...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴颢钰，王亚峰，夏俊豪，张腾慎，钟林枫，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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