一种反向启动储能系统及反向启动方法与流程

1.本发明实施方式涉及储能变流器领域，特别是涉及一种反向启动储能系统及反向启动方法。


背景技术：

2.储能变流器（power conversion system，pcs）作为实现储能电池与电网进行功率交换的单元，是决定电池储能系统（battery energy storage system，bess）性能的关键部件。
3.储能变流器开机过程，一般从电池侧启机，逆变模块直流侧先有电，待逆变电路桥臂发波输出交流电压并跟踪电网电压的幅值和相位后，吸合交流侧开关后实现并网运行；但在某些特殊场景，如电池侧亏电严重不足以支撑储能变流器开机，就需要储能变流器从电网侧取电，建立直流侧电压后给电池充电，这个过程一般称作储能变流器的反向启动。然而直接从电网侧取电为母线电容充电可能会引入较大的电流冲击，进而对储能系统造成损坏。


技术实现要素：

4.本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种反向启动储能系统及反向启动方法，能够减小储能变流器反向启动过程中的电流冲击，进一步提高储能系统反向并网成功率。
5.为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种反向启动储能系统，包括：电池单元、监控单元、控制单元、n个储能变流器以及相应的预充单元、交流侧软启单元和直流侧软启单元，其中，所述监控单元用于在监测到所述电池单元处于亏电状态无法支持所述n个储能变流器开机时，发送反启补电指令至相应的储能变流器；所述储能变流器响应于相应的反启补电指令检测自身是否满足直流侧开机条件；在所述储能变流器不符合直流侧开机条件时，相应的交流侧软启单元用于导通电网和所述储能变流器之间的连接，以使电网通过相应的预充单元为所述储能变流器的母线电容充电，使得在母线中点电压至设定电压时，所述储能变流器将母线电压调节至所述设定电压；相应的直流侧软启单元用于在所述母线电压调节至所述设定电压时导通所述储能变流器与所述电池单元之间的连接；所述控制单元用于在储能变流器与所述电池单元之间的连接导通时，控制所述储能变流器为所述电池单元充电。
6.在一些实施例中，相应的直流侧软启单元还用于在所述储能变流器符合直流侧开机条件时，导通所述储能变流器与所述电池单元之间的连接，以使所述电池单元为所述储能变流器的母线电容充电以启动所述储能变流器，使得所述储能变流器控制三相交流电压跟随电网电压；相应的交流侧软启单元还用于在所述三相交流电压跟随所述电网电压时，导通所述电网和所述储能变流器之间的连接；所述控制单元还用于在在所述电网和所述储能变流器之间的连接导通时，控制所述储能变流器为所述电池单元充电。
7.在一些实施例中，所述监控单元用于在监测到所述电池单元处于亏电状态，发送所述反启补电指令至预先指定的储能变流器；若在预设的反启时间内，所述储能变流器建立起直流母线和所述电池单元之间的连接，则在所述储能变流器进入为所述电池单元充电的状态后，所述监控单元发送所述反启补电指令至其余储能变流器；若在预设的反启时间内，所述储能变流器未能建立起直流母线和所述电池单元之间的连接，则按照预设顺序发送所述反启补电指令至下一储能变流器。
8.在一些实施例中，反向启动储能系统还包括n个防短接单元，所述防短接单元连接在相应的储能变流器的直流母线负极和所述电池单元的负极之间。
9.在一些实施例中，所述直流侧软启单元包括直流侧软启电路和直流侧继电器，所述直流侧继电器连接在相应的储能变流器的直流母线正极和所述电池单元之间，所述直流侧软启电路与所述直流侧继电器并联。
10.在一些实施例中，所述交流侧软启单元包括3个交流侧软启电路和3个交流侧继电器，所述储能变流器的交流侧与相应的预充单元连接，所述交流侧继电器相应连接在所述预充单元和所述电网之间，所述交流侧软启电路与相应的所述交流侧继电器并联。
11.在一些实施例中，在所述储能变流器不符合直流侧开机条件时，与所述储能变流器相应的交流侧软启电路闭合，使所述母线中点电压达到所述设定电压，相应的交流侧继电器吸合，以使所述储能变流器将母线电压调节至所述设定电压；相应的直流侧软启电路闭合，以使所述储能变流器与所述电池单元连接，待直流侧软启结束后，相应的直流侧继电器吸合，同时所述直流侧软启电路断开。
12.在一些实施例中，在所述储能变流器符合直流侧开机条件时，与所述储能变流器相应的直流侧软启电路闭合，以使所述电池单元为所述母线电容充电以满足所述直流侧开机条件；相应的直流继电器吸合，所述直流侧软启电路断开，使所述三相交流电压跟随所述电网电压；相应的交流侧继电器吸合，以使所述储能变流器并网。
13.在一些实施例中，所述直流侧开机条件为所述电池单元的输出电压大于或等于所述储能变流器的启动电压。
14.在一些实施例中，所述设定电压为所述储能变流器的启动电压。
15.为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种反向启动方法，应用于如上所述的反向启动储能系统，包括如下步骤：步骤1：使监控单元在电池单元处于亏电状态时发送反启补电指令至第一台储能变流器；步骤2：使所述储能变流器响应于所述反启补电指令检测自身是否满足直流侧开机条件；步骤3：若否，与所述储能变流器相应的交流侧软启单元和直流侧软启单元使所述储能变流器并网为所述电池单元充电；步骤4：所述控制单元监测在预设的反启时间内，所述储能变流器是否建立起直流母线和所述电池单元之间的连接；步骤5：若是，则所述储能变流器反启成功，使所述监控单元同时发送所述反启补电指令以启动其余储能变流器；步骤6：若否，则使所述监控单元按照预设顺序发送所述反启补电指令至下一储能变流器，并再次执行步骤2至步骤6。
16.在一些实施例中，所述步骤1具体包括：使所述监控单元监测所述电池单元是否处于亏电状态；若是，则使所述监控单元发送所述反启补电指令至所述至第一台储能变流器。
17.在一些实施例中，所述步骤3具体包括：与所述储能变流器相应的交流侧软启电路闭合，使母线中点电压达到设定电压；相应的交流侧继电器吸合，以使所述储能变流器将母
线电压调节至所述设定电压；与所述储能变流器相应的直流侧软启电路闭合，以使所述储能变流器与所述电池单元连接；在直流侧软启结束后相应的直流侧继电器吸合，所述直流侧软启电路断开；所述控制单元控制所述储能变流器并网为所述电池单元充电。
18.在一些实施例中，所述步骤5具体包括：在其余储能变流器接收到所述反启补电指令后，与所述其余储能变流器相应的直流侧软启电路闭合，以使所述电池单元为所述其余储能变流器的母线电容充电以满足所述直流侧开机条件；与所述其余储能变流器相应的直流继电器吸合，相应的直流侧软启电路断开，使所述其余储能变流器的三相交流电压跟随电网电压；与所述其余储能变流器相应的交流侧继电器吸合；所述控制单元控制所述其余储能变流器并网为所述电池单元充电。
19.区别于现有技术的情况，本发明实施方式通过结合软启单元从电网侧取电经过预充单元为母线电容充电，以建立直流侧电压用于启动储能逆变器，使其为电池单元充电，能够减小储能系统反向启动的电流冲击，提高反向启动并网成功率。
附图说明
20.图1是本发明实施方式提供的一种反向启动储能系统的结构示意图；图2是本发明实施方式提供的另一种反向启动储能系统的结构示意图；图3是本发明实施方式提供的一种反向启动储能系统的电路结构图；图4是本发明实施方式提供的另一种反向启动储能系统的电路结构图；图5是本发明实施方式提供的一种反向启动方法的流程示意图；图6是本发明实施方式提供的步骤s100的流程示意图；图7是本发明实施方式提供的步骤s300的流程示意图；图8是本发明实施方式提供的步骤s510的流程示意图。
具体实施方式
21.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语
ꢀ“
上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.此外，下面所描述的本技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
24.为减小储能变流器反向启动过程中的电流冲击，进一步提高储能系统反向并网成
功率，本发明实施方式提供了一种反向启动储能系统，其结构示意图如图1所示。该反向启动储能系统10包括电池单元100、监控单元200、控制单元300、n个储能变流器（包括储能变流器501、
……
和储能逆变器50n）以及相应的预充单元（包括预充单元601、
……
和预充单元60n）、交流侧软启单元（包括交流侧软启单元701、
……
和交流侧软启单元70n）和直流侧软启单元（包括直流侧软启单元401、
……
和直流侧软启单元40n）。
25.其中，电池单元100分别连接至直流侧软启单元401、
……
直和流侧软启单元40n，直流侧软启单元401、
……
和直流侧软启单元40n相应地连接至储能变流器501、
……
和储能逆变器50n的直流侧。监控单元200分别连接至储能变流器501、
……
和储能逆变器50n，控制单元300分别连接至储能变流器501、
……
和储能逆变器50n。
26.电网20分别连接至交流侧软启单元701、
……
和交流侧软启单元70n，交流侧软启单元701、
……
和交流侧软启单元70n相应地连接至预充单元601、
……
和预充单元60n，预充单元601、
……
和预充单元60n相应地连接至储能变流器501、
……
和储能逆变器50n的交流侧。
27.监控单元200用于在监测到电池单元100处于亏电状态无法支持n个储能变流器开机时，发送反启补电指令至相应的储能变流器。储能变流器响应于相应的反启补电指令检测自身是否满足直流侧开机条件。
28.在本技术的实施例中，直流侧开机条件为电池单元100的输出电压大于或等于储能变流器的启动电压。
29.在储能变流器不符合直流侧开机条件时，相应的交流侧软启单元用于导通电网20和储能变流器之间的连接，以使电网20通过相应的预充单元为储能变流器的母线电容充电，使得在母线中点电压至设定电压时，储能变流器将母线电压调节至设定电压。相应的交流侧软启单元还用于在三相交流电压跟随电网电压时，导通电网20和储能变流器之间的连接。
30.在本技术实施例中，设定电压为电池单元100的输出电压和余量电压之和，余量电压为20v。
31.相应的直流侧软启单元用于在母线电压调节至设定电压时导通储能变流器与电池单元100之间的连接；相应的直流侧软启单元还用于在储能变流器符合直流侧开机条件时，导通储能变流器与电池单元100之间的连接，以使电池单元100为储能变流器的母线电容充电以启动储能变流器，使得储能变流器控制三相交流电压跟随电网电压。
32.软启动的电压由零慢慢提升至额定电压，实现了启动过程中冲击电流的可控制化，以缓解电网所带来的电流冲击。在本技术实施例中，直流侧软启单元在母线电压调节至设定电压时导通储能变流器与电池单元100之间的连接的过程中，降低了电池单元100的冲击电流；在储能变流器符合直流侧开机条件时，导通储能变流器与电池单元100之间的连接的过程中，降低了储能变流器的冲击电流。交流侧软启单元在导通电网20和储能变流器之间的连接的过程中，降低了储能变流器的冲击电流。
33.控制单元300用于在储能变流器与电池单元100之间的连接导通时，控制储能变流器为电池单元100充电。控制单元300还用于在电网和储能变流器之间的连接导通时，控制储能变流器为电池单元100充电。
34.监控单元200用于在监测到电池单元100处于亏电状态，发送反启补电指令至预先
指定的储能变流器。若在预设的反启时间内，储能变流器建立起直流母线和电池单元100之间的连接，则在储能变流器进入为电池单元100充电的状态后，监控单元200发送反启补电指令至其余储能变流器。
35.若在预设的反启时间内，储能变流器未能建立起直流母线和电池单元100之间的连接，则按照预设顺序发送反启补电指令至下一储能变流器。
36.作为示例而非限定，监控单元200在监测到电池单元100处于亏电状态无法支持n个储能变流器开机时，发送反启补电指令至储能变流器501，储能变流器501接收到反启补电指令后检测自身是否满足直流侧开机条件。
37.若储能变流器501不符合直流侧开机条件，则交流侧软启单元701导通电网20和储能变流器501之间的连接，以使电网20通过预充单元601为储能变流器501的母线电容充电，使母线中点电压调节至设定电压。在母线中点电压至设定电压时，储能变流器501将母线电压调节至设定电压。
38.直流侧软启单元401在母线电压调节至设定电压时导通储能变流器501与电池单元100之间的连接。进一步地，控制单元300在储能变流器501与电池单元100之间的连接导通后，控制储能变流器501为电池单元100充电。在本技术实施例中，称上述过程为储能变流器的反向启动。
39.在反向启动过程中，监控单元200在预设的反启时间内，监测储能变流器501能否建立起直流母线和电池单元100之间的连接，若如上反向启动成功，则在储能变流器501进入为电池单元100充电的状态后，监控单元200同时发送反启补电指令至其余储能变流器，使其余储能变流器进行正向启动。
40.若在预设的反启时间内，储能变流器501未能建立起直流母线和电池单元100之间的连接，则说明储能变流器501不符合反向启动条件，则监控单元200按照预设顺序发送反启补电指令至下一储能变流器，由下一储能变流器进行反向启动。
41.储能变流器的正向启动为：相应的直流侧软启单元在储能变流器符合直流侧开机条件时，导通储能变流器与电池单元100之间的连接，以使电池单元100为储能变流器的母线电容充电以启动储能变流器，使得储能变流器控制三相交流电压跟随电网电压；进一步地，相应的交流侧软启单元在三相交流电压跟随电网电压时，导通电网20和储能变流器之间的连接。最后，控制单元300在电网和储能变流器之间的连接导通时，控制储能变流器为电池单元100充电。
42.在申请的另一些实施例中，还提供了另一种反向启动储能系统，其结构示意图如图2所示，该反向启动储能系统10包括电池单元100、监控单元200、控制单元300、n个储能变流器（包括储能变流器501、
……
和储能逆变器50n）以及相应的预充单元（包括预充单元601、
……
和预充单元60n）、交流侧软启单元（包括交流侧软启单元701、
……
和交流侧软启单元70n）、直流侧软启单元（包括直流侧软启单元401、
……
和直流侧软启单元40n）和防短接单元（包括防短接单元801、
……
和防短接单元80n）。
43.需要说明的是，储能变流器的数量，即n大于等于2，在本实施例中，n小于等于8。储能变流器的数量上限由运行场景决定。
44.其中，电池单元100分别连接至直流侧软启单元401、
……
和直流侧软启单元40n，直流侧软启单元401、
……
和直流侧软启单元40n相应地连接至储能变流器501、
……
和储能
逆变器50n的直流侧的直流母线的正极。电池单元100分别通过防短接单元801、
……
和防短接单元80n相应连接到储能变流器501、
……
和储能逆变器50n的直流侧的直流母线的负极。
45.监控单元200分别连接至储能变流器501、
……
和储能逆变器50n，控制单元300分别连接至储能变流器501、
……
和储能逆变器50n。
46.电网20分别连接至交流侧软启单元701、
……
和交流侧软启单元70n，交流侧软启单元701、
……
和交流侧软启单元70n相应地连接至预充单元601、
……
和预充单元60n，预充单元601、
……
和预充单元60n相应地连接至储能变流器501、
……
和储能逆变器50n的交流侧。
47.具体工作原理在上述实施例中已有阐述，在本实施例中不做赘述。各个防短接单元是用于避免反向启动过程中，由于单台储能变流器的交流继电器粘连，形成回路导致反向启动失败的情况，以提高反向启动成功率。
48.本发明实施方式通过结合软启单元从电网侧取电经过预充单元为母线电容充电，以建立直流侧电压用于启动储能逆变器，使其为电池单元充电，能够减小储能系统反向启动的电流冲击，提高反向启动并网成功率。
49.在本技术的一些实施例中，提供了上述第一种反向启动储能系统的具体实施方式，其电路结构图如图3所示。已知反向启动储能系统可包括多个储能变流器，在本实施例中，仅以两个储能变流器作为实施例进行说明。
50.直流侧软启单元401包括直流侧软启电路4011和直流侧继电器s12。在本实施例中，直流侧软启电路4011包括电阻r11和继电器s11。直流侧继电器s12串联在电池单元100的正极和储能变流器501的直流母线的正极之间，储能变流器501的直流母线的正负极之间设置有第一母线电容cp1和第二母线电容cn1。电阻r11和继电器s11串联后与直流侧继电器s12并联，电阻r11的一端连接到电池单元100的正极。
51.预充单元601包括电感l11、电感l12和电感l13，电感l11的一端、电感l12的一端和电感l13的一端分别连接至储能变流器501的交流侧。电感l11的一端、电感l12的一端和电感l13的一端还通过滤波电容连接到储能变流器501的母线中点，即第一母线电容cp1和第二母线电容cn1的连接点。
52.交流侧软启单元701包括交流侧软启电路7011、交流侧软启电路7012、交流侧软启电路7013、交流侧继电器s17、交流侧继电器s18和交流侧继电器s19。交流侧继电器s17连接在电感l11的另一端和电网的r相电压输入端之间，交流侧继电器s18连接在电感l12的另一端和电网的s相电压输入端之间，交流侧继电器s19连接在电感l13的另一端和电网的t相电压输入端之间。
53.在本实施例中，交流侧软启电路7011包括电阻r12和继电器s14，交流侧软启电路7012包括电阻r13和继电器s15，交流侧软启电路7013包括电阻r14和继电器s16。电阻r12和继电器s14串联后与交流侧继电器s17并联，电阻r13和继电器s15串联后与交流侧继电器s18并联，电阻r12和继电器s14串联后与交流侧继电器s19并联。
54.同理，直流侧软启单元402包括直流侧软启电路4021和直流侧继电器s22。在本实施例中，直流侧软启电路4021包括电阻r21和继电器s21。直流侧继电器s22串联在电池单元100的正极和储能变流器502的直流母线的正极之间，储能变流器502的直流母线的正负极之间设置有第三母线电容cp2和第四母线电容cn2。电阻r21和继电器s21串联后与直流侧继
电器s22并联，电阻r21的一端连接到电池单元100的正极。
55.预充单元602包括电感l21、电感l22和电感l23，电感l21的一端、电感l22的一端和电感l23的一端分别连接至储能变流器502的交流侧。电感l21的一端、电感l22的一端和电感l23的一端还通过滤波电容连接到储能变流器502的母线中点，即第三母线电容cp2和第四母线电容cn2的连接点。
56.交流侧软启单元702包括交流侧软启电路7021、交流侧软启电路7022、交流侧软启电路7023、交流侧继电器s27、交流侧继电器s28和交流侧继电器s29。交流侧继电器s27连接在电感l21的另一端和电网的r相电压输入端之间，交流侧继电器s28连接在电感l22的另一端和电网的s相电压输入端之间，交流侧继电器s29连接在电感l23的另一端和电网的t相电压输入端之间。
57.在本实施例中，交流侧软启电路7021包括电阻r22和继电器s24，交流侧软启电路7022包括电阻r23和继电器s25，交流侧软启电路7023包括电阻r24和继电器s26。电阻r22和继电器s24串联后与交流侧继电器s27并联，电阻r23和继电器s25串联后与交流侧继电器s18并联，电阻r22和继电器s24串联后与交流侧继电器s29并联。
58.监控单元200分别连接至储能变流器501和储能变流器502，控制单元300分别连接至储能变流器501和储能变流器502。
59.具体地，监控单元200用于在监测到电池单元100处于亏电状态无法支持储能变流器501和储能变流器502开机时，发送反启补电指令至储能变流器。
60.在本实施例中，以优先发送反启补电指令至储能变流器501为例进行说明，在储能变流器501检测到自身不符合直流侧开机条件时，交流侧软启电路闭合，即继电器s14、继电器s15和继电器s16吸合，使电网的三相输入电压分别通过交流侧软启电路7011、交流侧软启电路7012和交流侧软启电路7013，经过预充单元601和滤波电容为第一母线电容cp1和第二母线电容cn1充电，图中所示的inv_n为充电电流，使得母线中点电压达到设定电压。使得交流侧继电器s17、交流侧继电器s18和交流侧继电器s19符合吸合条件后吸合，以使储能变流器501得逆变桥臂发波将母线电压调节至设定电压。
61.在本实施例中，交流侧继电器s17、交流侧继电器s18和交流侧继电器s19的吸合条件为线圈电压达到设定电压。
62.进一步地，直流侧软启电路4011闭合，即继电器s11吸合，以使储能变流器501与电池单元100连接。待直流侧软启结束后，即储能变流器501的第一母线电容cp1和第二母线电容cn1为电池单元100充电至电池单元100的输出电压与设定电压一致，即使得电池单元100的输出电压足以启动储能变流器501。使得直流侧继电器s12符合吸合条件而吸合，同时断开直流侧软启电路4011，即断开继电器s11。之后通过控制单元300控制储能变流器501进入为电池单元100充电的状态。
63.在储能变流器501进入为电池单元100充电的状态后，监控单元200发送反启补电指令至其余储能变流器，即储能变流器502（当包括n个储能变流器时，且n大于2，则监控单元200发送反启补电指令至除储能变流器501外的所有储能变流器）。由于电池单元100的输出电压足以启动储能变流器501，因此在储能变流器501进入为电池单元100充电的状态后，储能变流器502接收到反启补电指令后检测自身符合直流侧开机条件，因此直流侧软启电路4021闭合，即继电器s21吸合，以使电池单元100为第一母线电容cp1和第二母线电容cn1
充电以满足直流侧开机条件。进一步使得直流侧继电器s22符合吸合条件而吸合，随后断开直流侧软启电路4021，由储能变流器502的逆变桥臂发波输出三相交流电压，并使三相交流电压跟随电网电压。进一步使得交流侧继电器s27、交流侧继电器s28和交流侧继电器s29符合吸合条件而吸合，以使储能变流器502并网。
64.若是在储能变流器501的反向启动过程中，监控单元200在预设的反启时间内，监测储能变流器501没有建立起直流母线和电池单元100之间的连接，则说明储能变流器501不符合反向启动条件。则监控单元200按照预设顺序发送反启补电指令至下一储能变流器，在本实施例中为储能逆变器502，由储能变流器502进行反向启动。待储能逆变器502进行反向启动成功后，使储能变流器501正向启动。在本实施例中，若储能逆变器502同样反向启动失败，则该系统则会将该信息上报。在另一些实施例中，反向启动储能系统包括n个储能变流器，n大于2，则在储能逆变器502同样反向启动失败后，则监控单元200按照预设顺序发送反启补电指令至除了储能变流器501和储能逆变器502外的下一储能变流器，重复执行该步骤至有储能变流器反向启动成功。若所有储能变流器均无法反向启动，则将该信息上报。
65.在本技术的一些实施例中，提供了上述第二种反向启动储能系统的具体实施方式，其电路结构图如图4所示。其中，直流侧软启单元、交流侧软启单元和预充单元的具体实施与上述实施例中，即第一种反向启动储能系统的具体实施方式相同，因此在本实施例中不做赘述。
66.同理，仅以两个储能变流器作为实施例进行说明。与第一种反向启动储能系统不同的是，在本技术实施例中，反向启动储能系统还分别设置了防短接单元801和防短接单元802。其中，防短接单元801包括二极管d11和继电器s10，继电器s10串联在电池单元100的负极和储能变流器501的直流母线的负极之间，二极管d11的阳极连接至储能变流器501的直流母线的负极，二极管d11的阴极连接至电池单元100的负极。防短接单元801是用于避免反向启动过程中，由于储能变流器501的交流侧继电器粘连，形成回路导致反向启动失败的情况，以提高反向启动成功率。
67.防短接单元802包括二极管d21和继电器s20，继电器s20串联在电池单元100的负极和储能变流器502的直流母线的负极之间，二极管d21的阳极连接至储能变流器502的直流母线的负极，二极管d21的阴极连接至电池单元100的负极。防短接单元802是用于避免反向启动过程中，由于储能变流器502的交流侧继电器粘连，形成回路导致反向启动失败的情况，以提高反向启动成功率。
68.基于上述实施例任意一个反向启动储能系统，本发明实施方式还提供了一种反向启动方法，其流程示意图如图5所示。该方法具体包括如下步骤：步骤s100：使监控单元在电池单元处于亏电状态时发送反启补电指令至第一台储能变流器。
69.在本实施例中，监控单元在电池单元处于亏电状态时发送反启补电指令至第一台储能变流器，其中第一台储能变流器并非指向序号第一的储能变流器，而是预先指定的某一台储能变流器。
70.在本技术的一些实施例中，步骤s100具体包括如下步骤，其流程示意图如图6所示：步骤s110：使监控单元监测电池单元是否处于亏电状态。
71.若监控单元监测到电池单元处于亏电状态，则执行步骤s120。
72.步骤s120：使监控单元发送反启补电指令至至第一台储能变流器。
73.步骤s200：使储能变流器响应于反启补电指令检测自身是否满足直流侧开机条件。
74.若储能变流器响应于反启补电指令检测自身满足直流侧开机条件，则执行步骤s300。
75.步骤s300：与储能变流器相应的交流侧软启单元和直流侧软启单元使储能变流器并网为电池单元充电。
76.在本技术的一些实施例中，步骤s300具体包括如下步骤，其流程示意图如图7所示：步骤s310：与储能变流器相应的交流侧软启电路闭合，使母线中点电压达到设定电压。
77.步骤s320：相应的交流侧继电器吸合，以使储能变流器将母线电压调节至设定电压。
78.步骤s330：与储能变流器相应的直流侧软启电路闭合，以使储能变流器与电池单元连接。
79.步骤s340：在直流侧软启结束后相应的直流侧继电器吸合，直流侧软启电路断开。
80.步骤s350：控制单元控制储能变流器并网为电池单元充电。
81.步骤s400：控制单元监测在预设的反启时间内，储能变流器是否建立起直流母线和电池单元之间的连接。
82.若储能变流器建立起直流母线和电池单元之间的连接，则执行步骤s510；若储能变流器没有建立起直流母线和电池单元之间的连接，则执行步骤s520。
83.步骤s510：储能变流器反启成功，使监控单元同时发送反启补电指令以启动其余储能变流器。
84.在本技术的一些实施例中，步骤s510具体包括如下步骤，其流程示意图如图8所示：步骤s511：在其余储能变流器接收到反启补电指令后，与其余储能变流器相应的直流侧软启电路闭合，以使电池单元为其余储能变流器的母线电容充电以满足直流侧开机条件。
85.步骤s512：与其余储能变流器相应的直流继电器吸合，相应的直流侧软启电路断开，使其余储能变流器的三相交流电压跟随电网电压。
86.步骤s513：与其余储能变流器相应的交流侧继电器吸合。
87.步骤s514：控制单元控制其余储能变流器并网为电池单元充电。
88.步骤s520：使监控单元按照预设顺序发送反启补电指令至下一储能变流器。
89.具体地，跳转到步骤s200，以下一储能变流器做为反向启动的执行主体。
90.本发明实施方式所提供的反向启动方法同样适用于，不带电池，跑功率对拖的场景，即n台pcs控制母线，另外n台pcs控制功率，进行功率回环测试；启动顺序不变，还是一台pcs先进行反向启动建立母线。
91.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；在本
申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上的本技术的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种反向启动储能系统，其特征在于，包括：电池单元、监控单元、控制单元、n个储能变流器以及相应的预充单元、交流侧软启单元和直流侧软启单元，其中，所述监控单元用于在监测到所述电池单元处于亏电状态无法支持所述n个储能变流器开机时，发送反启补电指令至相应的储能变流器；所述储能变流器响应于相应的反启补电指令检测自身是否满足直流侧开机条件；在所述储能变流器不符合直流侧开机条件时，相应的交流侧软启单元用于导通电网和所述储能变流器之间的连接，以使电网通过相应的预充单元为所述储能变流器的母线电容充电，使得在母线中点电压至设定电压时，所述储能变流器将母线电压调节至所述设定电压；相应的直流侧软启单元用于在所述母线电压调节至所述设定电压时导通所述储能变流器与所述电池单元之间的连接；所述控制单元用于在储能变流器与所述电池单元之间的连接导通时，控制所述储能变流器为所述电池单元充电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，相应的直流侧软启单元还用于在所述储能变流器符合直流侧开机条件时，导通所述储能变流器与所述电池单元之间的连接，以使所述电池单元为所述储能变流器的母线电容充电以启动所述储能变流器，使得所述储能变流器控制三相交流电压跟随电网电压；相应的交流侧软启单元还用于在所述三相交流电压跟随所述电网电压时，导通所述电网和所述储能变流器之间的连接；所述控制单元还用于在在所述电网和所述储能变流器之间的连接导通时，控制所述储能变流器为所述电池单元充电。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控单元用于在监测到所述电池单元处于亏电状态，发送所述反启补电指令至预先指定的储能变流器；若在预设的反启时间内，所述储能变流器建立起直流母线和所述电池单元之间的连接，则在所述储能变流器进入为所述电池单元充电的状态后，所述监控单元发送所述反启补电指令至其余储能变流器；若在预设的反启时间内，所述储能变流器未能建立起直流母线和所述电池单元之间的连接，则按照预设顺序发送所述反启补电指令至下一储能变流器。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括n个防短接单元，所述防短接单元连接在相应的储能变流器的直流母线负极和所述电池单元的负极之间。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流侧软启单元包括直流侧软启电路和直流侧继电器，所述直流侧继电器连接在相应的储能变流器的直流母线正极和所述电池单元之间，所述直流侧软启电路与所述直流侧继电器并联。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述交流侧软启单元包括3个交流侧软启电路和3个交流侧继电器，所述储能变流器的交流侧与相应的预充单元连接，所述交流侧继电器相应连接在所述预充单元和所述电网之间，所述交流侧软启电路与相应的所述交流侧继电器并联。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述储能变流器不符合直流侧开机条件时，与所述储能变流器相应的交流侧软启电路闭合，使所述母线中点电压达到所述设定电
压，相应的交流侧继电器吸合，以使所述储能变流器将母线电压调节至所述设定电压；相应的直流侧软启电路闭合，以使所述储能变流器与所述电池单元连接，待直流侧软启结束后，相应的直流侧继电器吸合，同时所述直流侧软启电路断开。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述储能变流器符合直流侧开机条件时，与所述储能变流器相应的直流侧软启电路闭合，以使所述电池单元为所述母线电容充电以满足所述直流侧开机条件；相应的直流继电器吸合，所述直流侧软启电路断开，使所述三相交流电压跟随所述电网电压；相应的交流侧继电器吸合，以使所述储能变流器并网。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流侧开机条件为所述电池单元的输出电压大于或等于所述储能变流器的启动电压。10.根据权利要求1-9任一项所述的系统，其特征在于，所述设定电压为所述储能变流器的启动电压。11.一种反向启动方法，应用于如权利要求1-10任一项所述的反向启动储能系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：使监控单元在电池单元处于亏电状态时发送反启补电指令至第一台储能变流器；步骤2：使所述储能变流器响应于所述反启补电指令检测自身是否满足直流侧开机条件；步骤3：若否，与所述储能变流器相应的交流侧软启单元和直流侧软启单元使所述储能变流器并网为所述电池单元充电；步骤4：所述控制单元监测在预设的反启时间内，所述储能变流器是否建立起直流母线和所述电池单元之间的连接；步骤5：若是，则所述储能变流器反启成功，使所述监控单元同时发送所述反启补电指令以启动其余储能变流器；步骤6：若否，则使所述监控单元按照预设顺序发送所述反启补电指令至下一储能变流器，并再次执行步骤2至步骤6。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：使所述监控单元监测所述电池单元是否处于亏电状态；若是，则使所述监控单元发送所述反启补电指令至所述至第一台储能变流器。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：与所述储能变流器相应的交流侧软启电路闭合，使母线中点电压达到设定电压；相应的交流侧继电器吸合，以使所述储能变流器将母线电压调节至所述设定电压；与所述储能变流器相应的直流侧软启电路闭合，以使所述储能变流器与所述电池单元连接；在直流侧软启结束后相应的直流侧继电器吸合，所述直流侧软启电路断开；所述控制单元控制所述储能变流器并网为所述电池单元充电。14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：在其余储能变流器接收到所述反启补电指令后，与所述其余储能变流器相应的直流侧
软启电路闭合，以使所述电池单元为所述其余储能变流器的母线电容充电以满足所述直流侧开机条件；与所述其余储能变流器相应的直流继电器吸合，相应的直流侧软启电路断开，使所述其余储能变流器的三相交流电压跟随电网电压；与所述其余储能变流器相应的交流侧继电器吸合；所述控制单元控制所述其余储能变流器并网为所述电池单元充电。

技术总结
本发明实施方式公开了一种反向启动储能系统及反向启动方法，该系统包括电池单元、监控单元、控制单元、N个储能变流器以及相应的预充单元、交流侧软启单元和直流侧软启单元，监控单元用于在监测到电池单元处于亏电状态无法支持N个储能变流器开机时，发送反启补电指令至储能变流器；交流侧软启单元用于导通电网和储能系统之间的连接，以使电网通过预充单元为母线电容充电；直流侧软启单元用于导通储能变流器与电池单元之间的连接；控制单元用于控制储能变流器为电池单元充电。本发明通过结合软启单元从电网侧取电经过预充单元为母线电容充电，以启动储能逆变器为电池单元充电，能够减小储能系统反向启动的电流冲击，提高反向启动并网成功率。启动并网成功率。启动并网成功率。


技术研发人员：田波 辛宏亮
受保护的技术使用者：上海百竹成航新能源有限责任公司
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/9/13