家庭储能系统介绍
随着美国百万太阳能屋顶法案和德国能源转型计划的持续推进，家庭储能系统在50多个国家被广泛推行，尤其是政府对使用太阳能光伏发电的家庭给予高额补贴，大多数家庭不仅实现了家庭用电自给，还将多余的电能储存起来，家庭储能系统的市场需求越来越大。
家庭储能系统类似一座微型储能电站，其运行不受市电压力，系统中的电池组在用电低谷期自行充电，在用电高峰期或断电时放电，除了作为应急电源使用外，还能平衡用电负荷，从而节省家庭用电成本。
目前家庭储能系统的市场需求更多是依赖应急电源的需求，但在业内人士看来，家庭储能系统市场前景广阔，一方面可以结合太阳能等新能源发电系统，另一方面可以推动新能源的发展，为智能电网建设做出贡献。
家庭储能系统结构及组成
家庭储能系统目前分为并网型和离网型两种。
并网家庭储能系统由太阳能和储能系统混合供电，包括太阳能电池阵列、并网逆变器、BMS管理系统、电池组和交流负载五部分。当市电正常工作时，太阳能并网系统和市电共同为负载供电。当市电断电时，储能系统和太阳能并网系统共同为负载供电。并网家庭储能系统分为三种工作模式。模式一，太阳能提供储能并为市电供电。模式二，太阳能提供储能并为部分居民用电供电。模式三，太阳能仅提供储能。并网家庭储能系统如图1所示：
图1：并网家庭储能系统
离网家庭储能系统是独立的，不需要与电网进行任何电气连接。因此，整个系统除了光伏逆变器外，不需要并网逆变器。离网家庭储能系统也分为三种工作模式。模式一，太阳能提供储能，在晴天为居民供电。模式二，太阳能和储能电池在阴天为居民供电。模式三，储能电池在黄昏和雨天为居民供电。离网家庭储能系统如图2所示：
图2：离网家庭储能系统
综上所述，目前储能设备的需求主要有BMS管理系统、光伏并网逆变器、储能逆变器等，结合光伏系统各单元电路的安全隔离要求，金升阳提出了完整的控制单元电源解决方案。
BMS管理系统电源解决方案
电池作为系统的储能装置，需要实时监控其在线状态，因此BMS的重要性不言而喻。在BMS管理系统中，BCU实时与CAN总线、BMU通讯，获取单体电压、机柜温度、绝缘电阻等，通过电流传感器采集充放电电流，动态计算SOC，通过触摸屏显示相关数据。BCU计算分析电池组的所有信息，实现系统智能管理，与独立的CAN总线通讯，通过继电器实现充放电二级保护，确保强电与弱电有效隔离，满足客户多样化安全控制需求，保障系统稳定高效运行。
BMS管理系统电源解决方案
图3：BMS管理系统电源解决方案
如图3所示，隔离电压变换是储能系统中BMS管理系统电源方案的主要，主控主要以24VDC系统为主，整个主控的功率在5W以内，因此建议采用URB2405YMD-10WR3提供5VDC输出电压给F0505XT-1WR2和LDO供电，LDO将5VDC转换为3.3V输出电压给MCU供电。系统中采用6PCS F0505XT-1WR2给4个CAN模块、电压检测电路、绝缘检测电路、电流检测电路供电，同时对电源电路、信号电路、通讯模块进行隔离，降低干扰，提高稳定性可靠性。另外，MORNSUN汽车级电源CF0505XT1WR2在汽车BMS系统中应用十分广泛。
太阳能光伏逆变器监控单元电源解决方案
太阳能光伏组件汇聚能量，逆变器将直流电转换为交流电。逆变器的过程需要监控、控制和通信，以确保其电压符合要求。该监控单元可以直接从公用设施获取电源。
太阳能光伏逆变器监控单元电源解决方案
图4：太阳能光伏逆变器监控单元电源解决方案
如图4所示，LH系列产品直接从市电取电转换为24V输出电压，经非隔离开关稳压器K7805-500R3转换为5VDC输出电压，B0503XT-2WR2输出3.3V电压给MCU供电，具有隔离功能。隔离高速TD501D485H可抑制电磁干扰，提高地环路电阻，保护系统电路不受外网干扰。此外，金升阳针对全桥IGBT开发了集成DC/DC电源的隔离驱动器QP12W08S-37，简化了客户驱动控制电路的设计，提高了可靠性。
太阳能光伏并网逆变器监控单元电源解决方案
太阳能光伏并网逆变器又称双向储能逆变器、控逆一体机，由AC-DC单元、DC-DC单元、控制单元、通讯单元、转换继电器单元组成。双向储能逆变器的供电来源有两种，一种是来自市电，一种是来自太阳能电池板。
图5：太阳能光伏并网逆变器监控单元电源解决方案
如图5所示，AC/DC转换器的功率选择主要考虑主控板和风扇的功率。上述系统中设备功率为15KW。建议使用AC/DC转换器LH40-10B24，提供24V输出电压，为风扇和主控板供电。对于主控板，建议使用R3 DC/DC转换器URB2415YMD-10WR3为IGBT驱动器供电，URB2405YMD-6WR3为MCU和通信模块供电。URB_YMD-6/10WR3系列采用全自动化生产流程，大大降低了人工成本。性能优越，于同行，性价比高，完全满足太阳能光伏行业的整体成本需求。
