家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)介紹
　　隨著美國(guó)百萬(wàn)太陽(yáng)能屋頂法案和德國(guó)能源轉(zhuǎn)型計(jì)劃的持續(xù)推進(jìn)，家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)在50多個(gè)國(guó)家被廣泛推行，尤其是政府對(duì)使用太陽(yáng)能光伏發(fā)電的家庭給予高額補(bǔ)貼，大多數(shù)家庭不僅實(shí)現(xiàn)了家庭用電自給，還將多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)，家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)的市場(chǎng)需求越來(lái)越大。
　　家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)類似一座微型儲(chǔ)能電站，其運(yùn)行不受市電壓力，系統(tǒng)中的電池組在用電低谷期自行充電，在用電高峰期或斷電時(shí)放電，除了作為應(yīng)急電源使用外，還能平衡用電負(fù)荷，從而節(jié)省家庭用電成本。
　　目前家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)的市場(chǎng)需求更多是依賴應(yīng)急電源的需求，但在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)前景廣闊，一方面可以結(jié)合太陽(yáng)能等新能源發(fā)電系統(tǒng)，另一方面可以推動(dòng)新能源的發(fā)展，為智能電網(wǎng)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。
　　家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成
　　家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)目前分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型兩種。
　　并網(wǎng)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)由太陽(yáng)能和儲(chǔ)能系統(tǒng)混合供電，包括太陽(yáng)能電池陣列、并網(wǎng)逆變器、BMS管理系統(tǒng)、電池組和交流負(fù)載五部分。當(dāng)市電正常工作時(shí)，太陽(yáng)能并網(wǎng)系統(tǒng)和市電共同為負(fù)載供電。當(dāng)市電斷電時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)和太陽(yáng)能并網(wǎng)系統(tǒng)共同為負(fù)載供電。并網(wǎng)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)分為三種工作模式。模式一，太陽(yáng)能提供儲(chǔ)能并為市電供電。模式二，太陽(yáng)能提供儲(chǔ)能并為部分居民用電供電。模式三，太陽(yáng)能僅提供儲(chǔ)能。并網(wǎng)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)如圖1所示：

　

　　圖1：并網(wǎng)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)

　　離網(wǎng)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)是獨(dú)立的，不需要與電網(wǎng)進(jìn)行任何電氣連接。因此，整個(gè)系統(tǒng)除了光伏逆變器外，不需要并網(wǎng)逆變器。離網(wǎng)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)也分為三種工作模式。模式一，太陽(yáng)能提供儲(chǔ)能，在晴天為居民供電。模式二，太陽(yáng)能和儲(chǔ)能電池在陰天為居民供電。模式三，儲(chǔ)能電池在黃昏和雨天為居民供電。離網(wǎng)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)如圖2所示：

　　圖2：離網(wǎng)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)
　　綜上所述，目前儲(chǔ)能設(shè)備的需求主要有BMS管理系統(tǒng)、光伏并網(wǎng)逆變器、儲(chǔ)能逆變器等，結(jié)合光伏系統(tǒng)各單元電路的安全隔離要求，金升陽(yáng)提出了完整的控制單元電源解決方案。
　　BMS管理系統(tǒng)電源解決方案
　　電池作為系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控其在線狀態(tài)，因此BMS的重要性不言而喻。在BMS管理系統(tǒng)中，BCU實(shí)時(shí)與CAN總線、BMU通訊，獲取單體電壓、機(jī)柜溫度、絕緣電阻等，通過電流傳感器采集充放電電流，動(dòng)態(tài)計(jì)算SOC，通過觸摸屏顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。BCU計(jì)算分析電池組的所有信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能管理，與獨(dú)立的CAN總線通訊，通過繼電器實(shí)現(xiàn)充放電二級(jí)保護(hù)，確保強(qiáng)電與弱電有效隔離，滿足客戶多樣化安全控制需求，保障系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行。

　　BMS管理系統(tǒng)電源解決方案

　　圖3：BMS管理系統(tǒng)電源解決方案
　　如圖3所示，隔離電壓變換是儲(chǔ)能系統(tǒng)中BMS管理系統(tǒng)電源方案的主要，主控主要以24VDC系統(tǒng)為主，整個(gè)主控的功率在5W以內(nèi)，因此建議采用URB2405YMD-10WR3提供5VDC輸出電壓給F0505XT-1WR2和LDO供電，LDO將5VDC轉(zhuǎn)換為3.3V輸出電壓給MCU供電。系統(tǒng)中采用6PCS F0505XT-1WR2給4個(gè)CAN模塊、電壓檢測(cè)電路、絕緣檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路供電，同時(shí)對(duì)電源電路、信號(hào)電路、通訊模塊進(jìn)行隔離，降低干擾，提高穩(wěn)定性可靠性。另外，MORNSUN汽車級(jí)電源CF0505XT1WR2在汽車BMS系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。
　　太陽(yáng)能光伏逆變器監(jiān)控單元電源解決方案

　　太陽(yáng)能光伏組件匯聚能量，逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。逆變器的過程需要監(jiān)控、控制和通信，以確保其電壓符合要求。該監(jiān)控單元可以直接從公用設(shè)施獲取電源。

　　太陽(yáng)能光伏逆變器監(jiān)控單元電源解決方案
　　圖4：太陽(yáng)能光伏逆變器監(jiān)控單元電源解決方案
　　如圖4所示，LH系列產(chǎn)品直接從市電取電轉(zhuǎn)換為24V輸出電壓，經(jīng)非隔離開關(guān)穩(wěn)壓器K7805-500R3轉(zhuǎn)換為5VDC輸出電壓，B0503XT-2WR2輸出3.3V電壓給MCU供電，具有隔離功能。隔離高速TD501D485H可抑制電磁干擾，提高地環(huán)路電阻，保護(hù)系統(tǒng)電路不受外網(wǎng)干擾。此外，金升陽(yáng)針對(duì)全橋IGBT開發(fā)了集成DC/DC電源的隔離驅(qū)動(dòng)器QP12W08S-37，簡(jiǎn)化了客戶驅(qū)動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)，提高了可靠性。
　　太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)控單元電源解決方案
　　太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器又稱雙向儲(chǔ)能逆變器、控逆一體機(jī)，由AC-DC單元、DC-DC單元、控制單元、通訊單元、轉(zhuǎn)換繼電器單元組成。雙向儲(chǔ)能逆變器的供電來(lái)源有兩種，一種是來(lái)自市電，一種是來(lái)自太陽(yáng)能電池板。

　

　　圖5：太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)控單元電源解決方案
　　如圖5所示，AC/DC轉(zhuǎn)換器的功率選擇主要考慮主控板和風(fēng)扇的功率。上述系統(tǒng)中設(shè)備功率為15KW。建議使用AC/DC轉(zhuǎn)換器LH40-10B24，提供24V輸出電壓，為風(fēng)扇和主控板供電。對(duì)于主控板，建議使用R3 DC/DC轉(zhuǎn)換器URB2415YMD-10WR3為IGBT驅(qū)動(dòng)器供電，URB2405YMD-6WR3為MCU和通信模塊供電。URB_YMD-6/10WR3系列采用全自動(dòng)化生產(chǎn)流程，大大降低了人工成本。性能優(yōu)越，于同行，性價(jià)比高，完全滿足太陽(yáng)能光伏行業(yè)的整體成本需求。