储能系统 由 ”四源一载” 组成
四源：即 光伏源，电池源，市电源，发电机源 ，
一载：即负载
1.1 储能系统的组成之光伏光伏源：即太阳能电池板（PV），太阳能电池板等效于电流源特性
通过串联，并联组成方阵，是真正意义的新能源
太阳能电池板的电路模型
太阳能电池板的电路模型
太阳能电池板的特性曲线
U-I曲线：开路电压Voc, 短路电流Isc
U-P曲线 存在P值的最值，即存在最大功率点
U-I曲线和U-P曲线
1.2 储能系统的组成之MPPTMPPT的概念
Maximum Power Point Track 最大功率点追踪
由于太阳能电池板的非线性，需要设备具备自我调整负载匹配光伏源最大输出功率的功能
常用的MPPT追踪算法有： 扰动观察法 和 增量电导法
BOOST电路/BUCK电路实现MPPT
储能系统中广泛使用BUCK 电路 或者BOOST接入 PV
通过控制BUCK/BOOST 的输出电流/电压 来实现PV 曲线上的功率匹配
1.3 储能系统的组成之电池电池源：即蓄电池，可以是传统的铅酸类电池 或 锂电池，是
整个储能系统的核心，起到能量存储的作用
蓄电池的物理模型
蓄电池具备一定的恒压源独特性，电池由于内阻很小，短路电流极大
标定电池容量的单位是安时 AH ，例如100AH，51.2V电池 就是5.12KWH的电池
蓄电池的物理模型
铅酸电池四段式充电
铅酸电池一般采用四段式充电，CC 恒流， CV 均压充， FLOAT 浮充， EQ 均衡充
锂电池充电
一般是 CC 恒流， CV 均压充
1.4 储能系统的组成之电池充电实现电池充电需要实现对电池电压/电池电流的可控
对于铅酸类电池，充电特性完全由充电器根据电池容量，以及LCD的设置参数决定 对于锂电池，充电特性取决于BMS传递给充电机的指令
锂电池BMS板
BMS
电池管理系统，是嵌入于电池PACK的充放电管理/保护系统
LLC电路/BUCK电路实现充电
1.5 储能系统的组成之市电市电源：即大电网，一般对应目前的低压配电网，可以是单相, 分相，三相的电网形式
低压配电网的物理模型
低压配电网是一个具低输出阻抗的交流电压源 ，特殊情况下可能会出现市电高阻抗的情况
单相电网： 单相三线制， L 火线， N 零线，PE 保护地
单相电网
分相电网：两相四线制， L 1火线，L2火线， N 零线，PE 保护地
分相电网
三相电网： 三相五线制， L 1火线，L2火线，L3火线， N 零线，PE 保护地
三相电网
1.6 储能系统的组成之发电机发电机源：内燃发电机，可以是柴油，汽油，天然气发电机，一般用作后备电源
发电机的物理模型
发电机是一个有一定出阻抗的交流电压源 ，由内燃机拖动同步发电机实现发电，因此发电机具备同步发电机的V/f 特性
ATS
目前市面上的新产品均集成了ATS 功能，可实现发电机 与 电网的自动切换
当电网停电时，ATS自动启动并切换发电机作为AC源；当电网恢复后，
ATS自动关停发电机并切换回市电供电
1.7 储能系统的组成之负载负载：即普通的用电设备，可以是线性负载，也可以是非线性负载等
常见线性负载为 电阻性负载，电容性负载，电感性负载，如 电热棒，电动机，钨丝灯泡等
常见非线性负载为 整流性负载 如 日光灯 ， 各种带整流器的家电，微波炉，打印机等
总谐波失真度 THDi/ THDv
衡量一个交流信号正弦度的一个重要指标，数值越低越接近正弦
含有低次谐波的市电电压波形
FFT下的谐波分析
功率因数 PF值
有功率和视在功率的比值，描述负载电流与负载电压的相位，越接近1，无功损耗越小，有功率占比越高
PF表现为电压与电流的相位差
2. 储能系统工作模式2.1 储能系统工作模式之削峰填谷削峰：在用电高峰期，电价较高时，将光伏/电池能量卖入到电网，削除用电峰值
电路工况：电池侧LLC正向工作，逆变器工作于逆变状态将直流能量馈入到电网中，表现为卖电模式
填谷：在用电低谷期，电价较低，允许从电网取能量给电池充电 ，实现储能
电路工况：逆变工作于整流状态，将交流的电网能量反向输入到LLC，LLC反向工作给电池充电 ，表现为 用电模式
2.2 储能系统工作模式之防逆流防逆流
即禁止卖电模式，储能系统放出的能量只能小于等于负载能量，不会造成卖电的工况防逆流状态下，是可以允许充电的
2.3 储能系统工作模式之离网供电离网工况
当系统所有交流源，包括电网/发电机 都处于不可用状态,如电网停电，此时系统由光伏和电池联合提供能量
逆变输出稳定的交流能量供给负载使用
2.4 储能系统工作模式之离并网切换离网工况
当系统所有外部交流源，包括电网/发电机 都处于不可用状态，如电网停电，此时系统由光伏和电池联合提供能量
逆变输出稳定的交流能量供给负载使用
并网工况
系统切入到由外部交流源，包括电网/发电机 供给负载的工况，并网后可以是卖电 或者 防逆流两种模式之一
离网切并网
俗称 ”进市电“， 离网电压需要在相位幅值与电网同步，即锁相完毕后才能切入 电网
并网切离网
俗称 “退市电”，分两种情况，一种是异步退市电，即电网彻底丢失导致的退市电，这种情况是被动的，需确保切换瞬间电压不能中断过长
一种是同步退市电，即电网正常，机器主动退出市电
2.5 储能系统工作模式之并联技术光伏并联技术
光伏板需要通过串并联才能组成阵列满足用电规格
光伏组串间也可以通过逆变器内部的均流控制实现并联，例如三路MPPT输入的逆变器可以三路组串并联
电池并联技术
电池可以通过CAN 通信实现多个电池的并联实现扩容的需求，满足负载段对后备时间的需求
逆变器并联技术
逆变器可以通过CAN通信以及并机控制算法实现多个机器的功率扩容
3. 总结储能系统依赖于新型的数字化控制平台， 实现四源 一负载的能量管理调度控制
具备如下主要功能：
•削峰填谷
•防逆流
•离网供电
并且能够依托于先进的并联技术，实现光伏组件，电池系统，逆变系统的并联扩容
