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CN111630762A - 包括直流/直流转换器的供电系统及其控制方法 - Google Patents

包括直流/直流转换器的供电系统及其控制方法 Download PDF

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CN111630762A
CN111630762A CN201880087446.9A CN201880087446A CN111630762A CN 111630762 A CN111630762 A CN 111630762A CN 201880087446 A CN201880087446 A CN 201880087446A CN 111630762 A CN111630762 A CN 111630762A
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Abstract

根据实施方式的供电系统包括：发电设备，用于生成电能；逆变器，用于将电能转化成交流电流；储能系统，用于接收电能并使用所接收的电能对电池进行充电，并且通过释放所充的电能将电能供应给逆变器；以及直流链路电容器，该直流链路电容器设置在逆变器与储能系统之间，其中，储能系统包括开关和直流/直流转换器，该直流/直流转换器设置在直流链路电容器与电池之间，并且在开始电池的放电操作之前，直流/直流转换器将电流供应给直流链路电容器，以将直流链路电容器的电压充电至逆变器的工作电压。

Description

包括直流/直流转换器的供电系统及其控制方法
技术领域
实施方式涉及包括直流/直流转换器的供电系统及其控制方法。
背景技术
电能被广泛使用，因为它易于转换和传输。为了有效地使用这种电能，使用了储能系统(Energy Storage System，ESS)。ESS接收电力并且对电池充电。另外，当需要电力时，ESS释放电池的所充电力以提供电力。由此，ESS能够灵活地提供电力。
具体地，当供电系统包括储能系统时，其如下操作。当负载或系统过载时，储能系统释放存储在电池中的电能。另外，当负载或系统轻载时，储能系统从发电设备或系统接收电力并且对电池充电。
另外，当储能系统独立于供电系统时，储能系统从外部供电源接收空闲电力并且对电池充电。另外，当系统或负载过载时，储能系统释放由电池充电的电力以供应电力。
同时，当电池处于放电模式操作时，储能系统应当初始地对设置在供电系统的逆变器的输入端子处的直流链路电压进行充电或预充电，以减小电池侧与逆变器侧之间的电压差并且切断浪涌电流。为了初始地对直流链路电压进行充电，从发电设备或系统向供电系统供应初始充电电力。
然而，当没有从发电设备供应初始充电电力并且系统内的初始充电电力供应由于没有生成的电力而中断时，储能系统存在无法初始地对直流链路电压进行充电的问题。
另外，在储能系统中，当直流/直流转换器执行电力转换时，电力转换效率根据输出电力的比率而改变。特别地，直流/直流转换器存在以下问题：电力转换效率急剧地地降低到输出电力的预定比率以下，并且最终，储能系统存在以下问题：电池的能量供应或需求效率降低。
此外，当电池放电时，储能系统驱动直流/直流转换器以对电池充电。在这种情况下，直流/直流转换器被供应来自电池的备用电力以进行驱动。然而，当电池完全放电或过放电时，由于储能系统没有被供应来自电池的备用电力，可能无法操作直流/直流转换器，并且应当更换电池，所以存在浪费成本和浪费资源的问题。
另外，储能系统执行下垂控制，以便提高电池的充电或放电操作的稳定性。特别地，储能系统根据电池的充电状态(SOC)执行下垂控制。然而，为了根据电池的充电状态(SOC)执行下垂控制，分别需要用于与电池的电池管理系统(BMS)通信的通信线路和通信单元，并且由于使用通信的反馈过程的速度延迟，在提高电池充电或放电操作期间的稳定性方面存在限制。
发明内容
技术问题
已经设计出实施方式来解决上述相关技术的问题，并且实施方式的目的是提供包括直流/直流转换器的储能系统、包括该直流/直流转换器的供电系统及其控制方法。
另外，实施方式提供了包括直流/直流转换器的储能系统、包括该直流/直流转换器的供电系统及其控制方法，该直流/直流转换器能够在没有单独配置的情况下初始地对直流链路的电压充电。
另外，实施方式提供了包括电力转换效率优异的直流/直流转换器的储能系统、包括该直流/直流转换器的供电系统及其控制方法。
另外，实施方式提供了包括直流/直流转换器的储能系统、包括该直流/直流转换器的供电系统及其控制方法，即使电池过度放电，该直流/直流转换器也能够在不更换电池的情况下对电池充电。
另外，实施方式将提供包括直流/直流转换器的储能系统、包括该直流/直流转换器的供电系统及其控制方法，该直流/直流转换器能够快速确定对电池充电或放电的操作模式。
另外，实施方式提供了包括直流/直流转换器的储能系统、包括该直流/直流转换器的供电系统及其控制方法，该直流/直流转换器在电池充电或放电时不需要用于下垂控制的单独的通信线路和通信单元。
另外，实施方式提供了包括直流/直流转换器的储能系统、包括该直流/直流转换器的供电系统及其控制方法，该直流/直流转换器能够在对电池充电或放电时进行快速下垂控制。
要由实施方式解决的技术问题不限于上述的技术问题，并且实施方式所属领域的技术人员从以下描述中可以清楚地理解未提及的其他技术问题。
技术解决方案
为了解决上述技术问题，根据实施方式的供电系统包括：用于生成电能的发电设备；逆变器，用于将电能转化成交流电流；储能系统，其接收电能以对电池充电，并且释放所充的电能以将电能供应给逆变器；以及直流链路电容器，其设置在逆变器与储能系统之间，其中，储能系统包括直流/直流转换器，直流/直流转换器包括开关并且设置在直流链路电容器与电池之间，并且直流/直流转换器可以开始动电池的放电操作之前将电流提供给直流链路电容器，以将直流链路电容器的电压充电至逆变器的工作电压。
另外，在根据实施方式的供电系统中，直流/直流转换器可以是隔离型转换器，并且直流/直流转换器可以包括桥电路单元，其中桥电路单元可以包括：变压器；第一全桥电路，其设置在变压器的初级侧；以及第二全桥电路，其设置在变压器的次级侧，并且直流/直流转换器可以使用桥电路单元来提供电流。
另外，在根据实施方式的供电系统中，直流/直流转换器可以是非隔离型转换器，并且直流/直流转换器可以包括顶部开关单元以及桥电路单元，其中桥电路单元可以包括全桥电路，顶部开关单元可以包括一个或更多个开关，并且直流/直流转换器可以使用顶部开关单元和桥电路单元来提供电流。
另外，在根据实施方式的供电系统中，储能系统可以包括用于控制直流/直流转换器的充电控制单元，其中，在直流/直流转换器的输出电力小于参考电力时，充电控制单元可以允许直流/直流转换器提供具有预定电力转换效率的电流，并且可以控制提供给直流/直流转换器的脉冲宽度以控制输出电力。
根据实施方式的直流/直流转换器包括：过电流保护电路单元，其连接至直流/直流转换器的第一端子；直流稳定电路单元，其连接至直流/直流转换器的第二端子；以及桥电路单元，其电连接在过电流保护电路单元与直流稳定电路单元之间，并且包括开关，其中，在开始电连接至第二端子的电池的放电操作之前，直流/直流转换器可以将电流提供给电连接至第一端子的直流链路电容器，以将直流链路电容器的电压充电至逆变器的工作电压。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，直流/直流转换器可以是隔离型转换器，并且桥电路单元可以包括：变压器；第一全桥电路，其设置在变压器的初级侧；以及第二全桥电路，其设置在变压器的次级侧，并且直流/直流转换器可以使用桥电路单元来提供电流。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，直流/直流转换器可以是非隔离型转换器，并且还可以包括顶部开关单元，该顶部开关单元设置在第一端子与桥电路单元之间，其中，桥电路单元可以包括全桥电路，顶部开关单元可以包括一个或更多个开关，并且直流/直流转换器可以使用顶部开关单元和桥电路单元来提供电流。
另外，根据实施方式的直流/直流转换器可以在输出电力小于参考电力时提供具有预定电力转换效率的电流，并且可以通过提供给直流/直流转换器的脉冲宽度来控制输出电力。
根据一种实施方式的供电系统中的供电方法，所述供电系统包括储能系统，所述储能系统使用由发电设备生成的电能对电池进行充电，并且释放所充的电能以将所述电能提供给逆变器，所述供电方法包括：开始电池放电模式；当设置在逆变器与储能系统之间的直流链路电容器的电压小于逆变器的工作电压时，开始初始充电模式；通过直流/直流转换器向直流链路电容器提供初始充电电流；以及当电压大于或等于工作电压时，通过直流/直流转换器执行电池的放电操作。
根据实施方式的供电方法还可以包括：在开始初始充电模式之后，当电压小于工作电压时，确定电流是否大于或等于参考电流；当电流大于或等于参考电流时，使直流/直流转换器停止向直流链路电容器提供初始充电电流；在中断提供初始充电电流之后，确定电流是否小于或等于设定电流；以及当电流大于或等于设定电流时，通过直流/直流转换器提供初始充电电流。
根据实施方式的供电系统中的供电方法，所述供电系统包括储能系统，所述储能系统使用由发电设备生成的电能对电池进行充电，并且释放所充的电能以将所述电能提供给逆变器，所述供电方法包括：在充电模式或放电模式中操作储能系统；确定直流/直流转换器是否处于转换器效率控制区域；以及当直流/直流转换器处于转换器效率控制区域中时，控制直流/直流转换器的转换器效率，其中，确定直流/直流转换器是否处于转换器效率控制区域中可以确定直流/直流转换器的输出电力是否小于参考电力。
在根据实施方式的供电方法中，转换器效率控制可以包括基于输出电力计算脉冲宽度。
为了解决以上技术问题，根据实施方式的直流/直流转换器包括：过电流保护电路单元，其连接至第一端子；直流稳定电路单元，其连接至第二端子；桥电路单元，其电连接于过电流保护电路单元与直流稳定电路单元之间，并且包括开关；控制单元，用于控制桥电路单元；辅助供电单元，用于基于供应给第二端子的第一电力生成控制单元的驱动电力；以及备用供电单元，其电连接于第一端子与辅助供电单元之间，其中，当第一电力没有从第二端子供应到辅助供电单元时，备用供电单元可以向辅助供电单元提供第二电力。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，第一电力可以是备用电力，并且第二电力可以是用于生成控制单元的驱动电力的最小电力。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，当第一电力没有从第二端子供应到辅助供电单元时，连接至第二端子的电池可能处于过度放电状态。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，直流链路电容器可以连接至第一端子。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，备用供电单元可以基于输入到第一端子的电力提供第二电力。
此外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，备用供电单元可以基于从连接至外部电源的端子输入的电力提供第二电力。
另外，根据实施方式的直流/直流转换器还可以包括在备用供电单元和第二端子之间的限流器。
在用于从第一端子接收电力并且向第二端子提供电力的电力转换方法中，根据实施方式的电力转换方法可以包括：当在第二端子提供第一电力时，将第一电力提供到辅助供电单元；当在第二端子没有提供第一电力时，由备用供电单元向辅助供电单元提供第二电力；以及由辅助供电单元基于第一电力或第二电力来生成控制单元的驱动电力。
为了解决以上技术问题，根据实施方式的直流/直流转换器包括：过电流保护电路单元，其连接至第一端子；直流稳定电路单元，其连接至第二端子；桥电路单元，其电连接于过电流保护电路单元与直流稳定电路单元之间，并且包括开关；以及控制单元，用于控制桥电路单元，其中，控制单元可以根据第一端子的电压大小确定操作模式和参考电力。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，控制单元可以基于所确定的参考电力向桥电路提供用于控制开关的切换信号。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，直流链路电容器可以连接至第一端子。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，当第一端子的电压大于或等于第一电压时，操作模式可以是充电模式；当第一端子的电压小于第一电压并且大于第二电压时，操作模式可以是待机模式；以及当第一端子的电压小于或等于第二电压时，操作模式可以是放电模式。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，当操作模式是充电模式时，可以通过在从第一端子的电压减去第一电压之后乘以充电电力斜率来计算参考电力，并且当操作模式是放电模式时，可以通过在从第二电压减去第一端子的电压之后乘以放电电力斜率来计算参考电力。
另外，在根据实施方式的直流/直流转换器中，控制单元可以在确定的参考电力大于基于最大电力的设定最大电力时生成切换信号，在确定的参考电力大于基于逆变器限制电力的逆变器限制电力时生成切换信号，并且在确定的参考电力大于基于电池限制电力的电池限制电力时生成切换信号。
根据实施方式的电力转换方法包括：感测第一端子的电压；根据第一端子的电压大小选择操作模式；根据第一端子的电压大小确定参考电力；以及基于所确定的参考电力生成切换信号。
有益效果
下面将描述根据实施方式的包括直流/直流转换器的储能系统、包括该直流/直流转换器的供电系统及其控制方法的效果。
在实施方式中，在没有单独配置的情况下可以对直流链路的电压进行初始充电。
另外，在实施方式中，由于直流链路的电压的初始充电速度快，所以可以快速地执行电池的放电操作。
另外，在实施方式中，直流/直流转换器的电力转换效率可以是优异的。
另外，在实施方式中，直流/直流转换器的电力转换效率是优异的，并且因此当电池充电或放电时传递的能量效率可以很高。
另外，在实施方式中，即使电池过度放电，也可以对电池充电。
此外，在实施方式中，即使电池过度放电，也不必更换电池。此外，在实施方式中，可以快速地确定对电池充电或放电的操作模式。
另外，在实施方式中，在对电池充电或放电时，不需要用于下垂控制的单独的通信线路和通信单元。
此外，在实施方式中，当对电池充电或放电时，可以进行快速下垂控制。
在实施方式中获得的效果不限于上述效果，并且实施方式所属领域的技术人员从以下描述中可以清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
在下文中，提供附图以帮助理解实施方式，并且提供本发明的实施方式以及详细描述。然而，实施方式的技术特征不限于特定附图，并且在每个附图中公开的特征可以彼此组合以形成新的实施方式。
图1是用于描述根据实施方式的供电系统的示意性配置的视图。
图2是用于描述根据一个实施方式的储能系统的视图。
图3是示出根据一个实施方式的在初始充电期间直流链路电容器的直流电压和直流电流的图。
图4是根据一个实施方式的直流/直流转换器的电路图。
图5示出了图4的直流/直流转换器的用于直流链路电容器的初始充电的操作。
图6示出了图4的直流/直流转换器的用于直流链路电容器的初始充电的操作。
图7是根据另一实施方式的直流/直流转换器的电路图。
图8示出了图7的直流/直流转换器的用于直流链路电容器的初始充电的操作。
图9示出了图7的直流/直流转换器的用于直流链路电容器的初始充电的操作。
图10是根据又一实施方式的直流/直流转换器的电路图。
图11是示出根据一个实施方式的在储能系统的直流/直流电力转换中根据输出电力比的电力转换比的图。
图12是用于描述根据一个实施方式的储能系统的直流/直流转换器的脉冲宽度的控制方法的视图。
图13是用于描述根据一个实施方式的根据储能系统的输出电力的信号的视图。
图14是用于描述根据一个实施方式的供电系统的直流链路电容器的初始充电方法的视图。
图15是用于描述根据一个实施方式的储能系统的供电方法的视图。
图16是用于描述根据一个实施方式应用于供电系统的储能系统的转换器效率控制单元的配置的视图。
图17是用于描述根据一个实施方式的储能系统的直流/直流转换器的电力转换效率的控制方法的视图。
图18是用于描述根据另一实施方式的储能系统的视图。
图19是用于描述根据又一实施方式的储能系统的视图。
图20是用于描述根据又一实施方式的储能系统的视图。
图21是用于描述根据又一实施方式的储能系统的视图。
图22是用于描述根据实施方式的用于对储能系统的直流/直流转换器中的电池充电的电力转换方法的视图。
图23是用于描述根据又一实施方式的储能系统的视图。
图24是用于描述图23的控制单元的视图。
图25是用于描述图23的储能系统的下垂控制曲线的视图。
图26是用于描述图24的参考电流确定器的视图。
图27是用于描述图24的电流控制单元的视图。
图28是用于描述图23的储能系统的电力转换方法的视图。
图29是用于描述图28的选择操作模式的方法的视图。
图30是用于描述图28中确定参考电力的方法的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述与本发明相关的实施方式。在以下描述中使用的部件后缀“模块”和“部分”仅是考虑到编写说明书的容易性而给出或混合在一起，并且不具有通过它们自身彼此区分的含义或作用。
在参照以下关于附图详细描述的实施方式时，本公开内容的优点、特征及其实现方法将变得清楚。然而，本公开内容不限于以下公开的实施方式，并且可以以各种其他形式实现。提供实施方式仅仅是为了使本公开的公开内容完整并且向本公开所属领域中的普通技术人员完整地通知本公开内容的范围。本公开内容仅由所附权利要求书的范围限定。贯穿全文，相同的附图标记指代相同的元件。
在描述本公开内容的实施方式时，当认为已知的功能或配置的详细描述会不必要地模糊本公开内容的要点时，将省略详细描述。以下描述的术语是考虑本公开内容的实施方式中的功能而定义的术语，并且可以根据用户或操作者的意图或实践而变化。因此，这样的术语应该基于本文中公开的全部内容来定义。
附图中的流程图的框和步骤的组合可以由计算机程序指令来执行。这样的计算机程序指令可以嵌入至通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器中。因此，由其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令生成用于执行在附图的流程图中的框中的每个框或步骤中的每个步骤中描述的功能的装置。由于计算机程序指令还可以保存在能够支持计算机或其他可编程数据处理设备来以特定方式实现功能的计算机可用存储器或计算机可读存储器中，因此存储在计算机可用存储器或计算机可读存储器中的指令还可以产生包含指令装置的制品，该指令装置执行在附图中的流程图的框中的每个框或步骤中的每个步骤中描述的功能。由于计算机程序指令也可以嵌入在计算机或其他可编程数据处理设备中，所以在计算机或其他可编程数据处理设备中由进程执行的指令还可以提供用于执行在附图中的流程图的框中的每个框和步骤中的每个步骤中描述的功能的步骤，该进程在计算机中执行并且由计算机或其他可编程数据处理设备中执行的一系列操作步骤生成。
另外，框中的每个框或步骤中的每个步骤可以表示包括用于执行指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令的模块、段或代码的一部分。同样，应当注意的是，在一些替选的实施方式中，框或步骤中提及的功能还可以以不同的顺序来执行。例如，连续示出的两个框或步骤实质上可以同时执行，或者有时框或步骤还可以根据相应的功能以相反的顺序执行。
图1是用于描述根据实施方式的供电系统的示意性配置的视图。
参照图1，根据实施方式的供电系统1可以包括发电设备10、储能系统20、逆变器30、交流滤波器40、交流/交流转换器50、系统60、系统控制单元80以及负载70。
发电设备10可以产生电能。当发电设备10是太阳能发电系统时，发电设备10可以是太阳能电池阵列。太阳能电池阵列是多个太阳能电池模块的组合。太阳能电池模块可以是其中多个太阳能电池串联或并联连接以将太阳能转换成电能并且生成预定电压和电流的设备。因此，太阳能电池阵列可以吸收太阳能并将其转换成电能。另外，当发电设备10是风力发电系统时，发电设备10可以是将风能转换成电能的风扇。
同时，发电设备10不限于此，并且除了太阳能发电系统和风力发电系统之外，发电设备10还可以被构造成潮汐发电系统。然而，这仅仅是说明性的，并且发电设备10不限于上述类型，并且可以包括使用诸如太阳热和地热的新的可再生能源来生成电能的所有发电系统。
另外，在没有发电设备10的情况下，供电系统1可以仅通过储能系统20来供应电力。在这种情况下，供电系统1可以不包括发电设备10。
逆变器30可以将直流电力转换成交流电力。更具体地，由发电设备10供应的直流电力或由储能系统20释放的直流电力可以被转换成交流电力。
交流滤波器40可以滤除被转换成交流电力的电力的噪声。另外，根据实施方式，可以省略交流滤波器40。
交流/交流转换器50可以转换其中滤除了噪声的交流电力的电压的大小，使得交流电力可以被供应给系统60或负载70，并且可以将经转换的交流电力供应给系统60或负载70。另外，根据实施方式，可以省略交流/交流转换器50。
系统60是其中集成了许多发电厂、变电站、传输/配电线路和负载以生成和利用电力的系统。
可以从诸如发电设备10或储能系统20的发电系统向负载70供应电能以消耗电力。
储能系统(ESS)20可以根据系统60或负载70的供电状态，用发电设备10提供的电能进行充电，并且可以释放所充电的电能。更具体地，当系统60或负载70轻载时，储能系统20可以从发电设备10接收空闲电力以进行充电。当系统60或负载70过载时，储能系统20可以通过释放所充电的电力来向系统60或负载70提供电力。另外，储能系统20可以连接在发电设备10与逆变器30之间，以便电连接至发电设备10并且电连接至逆变器30。
系统控制单元80可以控制储能系统20、逆变器30和交流/交流转换器50的操作。更具体地，系统控制单元80可以控制储能系统20的充电和放电。当系统60或负载70过载时，系统控制单元80可以控制，使得储能系统20可以供应电力以将电力传输到系统60或负载70。当系统60或负载70轻载时，系统控制单元80可以控制，使得外部供电源或发电设备10可以供应电力以将电力传输到储能系统20。
在下文中，将更详细地描述储能系统。
图2是用于描述根据一个实施方式的储能系统的视图。
参照图2，根据一个实施方式的储能系统20可以包括直流/直流转换器100、电池200以及充电控制单元300。虽然图1中未示出，但是储能系统20可以经由直流链路电容器90连接到逆变器30。即，直流链路电容器90可以设置在储能系统20与逆变器30之间。因此，储能系统20可以在充电模式下接收直流链路电容器90的直流电压Vdc，并且在放电模式下将直流电压Vdc提供给直流链路电容器90。
电池200可以在充电模式下从直流/直流转换器100接收充电电力，并且可以通过接收的电力执行充电操作。另外，电池200可以在放电模式下将已经存储的电力输出到直流/直流转换器100。此外，电池200可以包括用于执行充电操作和放电操作的多个电池单元。
充电控制单元300可以包括电池管理系统(BMS；Battery ManagementSystem)。充电控制单元300可以将关于电池200的状态的电池状态信息提供给系统控制单元80。例如，充电控制单元300可以监测电池200的电压、电流、温度、剩余电力和充电状态中的至少一个，并且可以将所监测的电池200的状态信息发送到系统控制单元80。另外，充电控制单元300可以允许多个电池单元在充电或放电的同时保持适当的电压。此外，充电控制单元300可以基于系统控制单元80的控制信号来操作。此外，充电控制单元300可以根据所监测的电池200的状态信息来控制直流/直流转换器100。另外，充电控制单元300可以根据充电模式或放电模式来控制直流/直流转换器100。更具体地，充电控制单元300可以向直流/直流转换器100的转换器控制单元提供用于控制直流/直流转换器100的充电控制信号或放电控制信号，并且直流/直流转换器100的转换器控制单元可以基于充电控制信号或放电控制信号向直流/直流转换器100的开关提供PWM信号。另外，充电控制单元300可以控制直流/直流转换器100，以在电池200的放电模式下对直流链路电容器90进行初始充电。即，充电控制单元300可以向直流/直流转换器100的转换器控制单元提供用于控制直流/直流转换器100的初始充电控制信号，并且直流/直流转换器100的转换器控制单元可以基于初始充电控制信号向直流/直流转换器100的开关提供初始充电切换信号。此外，充电控制单元300可以控制直流/直流转换器100以增加直流/直流转换器100的电力转换效率。更具体地，充电控制单元300可以向直流/直流转换器100的转换器控制单元提供可以增加直流/直流转换器100的电力转换效率的电力转换效率控制信号，并且直流/直流转换器100的转换器控制单元可以基于电力转换效率控制信号向直流/直流转换器100的开关提供PWM信号。
直流/直流转换器100可以在充电模式或放电模式下转换由储能系统20供应的直流电力的大小。更具体地，直流/直流转换器100可以将从发电设备10或逆变器30供应到直流链路电容器90的直流电力转换成用于对电池200进行充电的电压大小，以将其提供给电池200。另外，直流/直流转换器100可以将由电池200提供的直流电力转换成逆变器30可以使用电压大小，以将其提供给直流链路电容器90。
<直流链路电容器的初始充电>
图3是示出根据一个实施方式的在初始充电期间直流链路电容器的直流电压和直流电流的图。
根据一个实施方式的储能系统20不需要单独的配置来对直流链路电容器90进行初始充电，以进行放电模式操作。储能系统20可以通过直流/直流转换器100的切换操作将存储在电池200中的电能提供给直流链路电容器90，使得直流链路电容器90的直流电压最初被充电到逆变器30的工作电压。更具体地，直流/直流转换器100可以将直流电流Idc提供给直流链路电容器90。当提供直流电流Idc时，直流链路电容器90被充有电荷，使得直流电压Vdc可以增加。直流/直流转换器100可以初始地将直流电压Vdc充电到逆变器30可以在初始充电时段期间逆变的工作电压。作为示例，如图3所示，直流/直流转换器100可以在初始充电时段Ti期间接通或断开开关，以在多个时段T1、T2、T3和T4提供预定电平I1的直流电流Idc。当在初始充电时段Ti连续地提供直流电流Idc时，由于逆变器30与直流/直流转换器100之间的电压差很大，可能出现电路损坏的问题。因此，直流/直流转换器100可以在多个时段向直流链路电容器90提供直流电流Idc。提供直流电流Idc的多个时段可以全部是相同的时段。实施方式不限于此，并且随着直流电压Vdc增加，逆变器30与直流/直流转换器100之间的电压差减小，从而增加了提供直流电流Idc的时段。在这种情况下，可以减少初始充电时间。当提供直流电流Idc时，直流电压Vdc增加。当直流电压Vdc达到工作电压V1时，直流/直流转换器100终止初始充电，并且执行放电模式的升压操作。当直流/直流转换器100执行升压操作时，可以达到第二直流电压电平V2。
另外，直流/直流转换器100的初始充电方法可以包括图14的直流链路电容器的初始充电方法。
在下文中，将根据直流/直流转换器100的具体实施方式描述直流链路电容器90的初始充电。
图4是根据一个实施方式的直流/直流转换器的电路图，并且图5和图6示出了图4的直流/直流转换器用于直流链路电容器的初始充电的操作。
参照图4，根据一个实施方式的直流/直流转换器100可以是双向直流/直流转换器，并且可以是隔离型转换器。
根据一个实施方式的直流/直流转换器100可以包括控制单元130。控制单元130可以基于从充电控制单元300提供的控制信号生成PWM信号，以将其提供给包括开关的桥电路单元120。
根据一个实施方式的直流/直流转换器100可以包括过电流保护电路单元110。过电流保护电路单元110可以防止EOS或过电流流入储能系统20或流出到其外部。过电流保护电路单元110可以设置在连接至直流链路电容器90的第一端子与桥电路单元120之间。另外，过电流保护电路单元110可以包括断路器(Circuit Breaker)。在这种情况下，当EOS或过电流流入储能系统20时，过电流保护电路单元110可以在第一端子与桥电路单元120之间断开。因此，过电流保护电路单元110可以阻止去往/来自储能系统20及其外部的电流的输入/输出。根据一个实施方式的直流/直流转换器100可以包括桥电路单元120。桥电路单元120可以包括变压器T、第一全桥电路121以及第二全桥电路122。另外，基于包括第一线圈LP和第二线圈LS的变压器T，桥电路单元120可以被划分成在其左侧的初级电路和在其右侧的次级电路，并且初级电路可以包括构成第一全桥电路121的开关元件Q1至Q4。另外，次级电路可以包括：包含第二电容器C2和第二电感器L2的直流稳定电路单元140以及包含开关元件Q5至Q8的第二全桥电路122。直流稳定电路单元140可以连接至电池200所连接至的第二端子。
在初级电路中，第一线圈Lp连接在第三节点N3与第四节点N4之间。此外，第一全桥电路121包括在第一节点N1与第二节点N2之间的第一支路以及第二支路，其中第一支路包括连接在第一节点N1与第三节点N3之间的第一开关元件Q1以及连接在第三节点N3与第二节点N2之间的第二开关元件Q2，并且第二支路包括连接在第一节点N1与第四节点N4之间的第三开关元件Q3以及连接在第四节点N4与第二节点N2之间的第四开关元件Q4。
在次级电路中，电池200和第二电容器C2连接在第五节点N5与第六节点N6之间，第二电感器L2连接在第五节点N5与第七节点N7之间，并且第二线圈Ls连接在第十节点N10与第九节点N9之间。另外，第二全桥电路122包括在第七节点N7与第八节点N8之间的第三支路以及第四支路，其中第三支路包括连接在第七节点N7与第九节点N9之间的第五开关元件Q5以及连接在第九节点N9与第八节点N8之间的第六开关元件Q6，并且第四支路包括连接在第七节点N7与第十节点N10之间的第七开关元件Q7以及连接在第十节点N10与第八节点N8之间的第八开关元件Q8。
根据一个实施方式的直流/直流转换器100是双向转换器。在降压模式(Step downmode)下，通过降低第一节点N1和第二节点N2上的直流输入电压，将直流输出电压输出到第五节点N5和第六节点N6，并且在升压模式(Step up mode)下，通过升高第五节点N5和第六节点N6上的直流输入电压，将直流输出电压输出到第一节点N1和第二节点N2。
根据一个实施方式的直流/直流转换器100可以执行第一全桥电路121和第二全桥电路122的切换操作，以用于在放电模式下对直流链路电容器90进行初始充电，从而向直流链路电容器90提供直流电流Idc。作为示例，参照图5，可以通过接通第二全桥电路122的第七开关元件Q7和第六开关元件Q6并断开第五开关元件Q5和第八开关元件Q8，以及通过接通第一全桥电路121的第一开关元件Q1和第四开关元件Q4并断开第二开关元件Q2和第三开关元件Q3，来提供在初始充电中提供的多个直流电流Idc中的第N(N是自然数)个直流电流Idc。参照图6，可以通过接通第二全桥电路122的第五开关元件Q5和第八开关元件Q8并断开第六开关元件Q6和第八开关元件Q8，以及通过接通第一全桥电路121的第三开关元件Q3和第二开关元件Q2并断开第一开关元件Q1和第四开关元件Q4，来提供在初始充电中提供的多个直流电流Idc中的第N+1(N为自然数)个直流电流Idc。
图7是根据另一实施方式的直流/直流转换器的电路图，并且图8和图9示出了图7的直流/直流转换器用于直流链路电容器的初始充电的操作。
参照图7，根据另一实施方式的直流/直流转换器1100是双向直流/直流转换器，并且可以是非隔离型转换器。
根据另一实施方式的直流/直流转换器1100可以包括控制单元1130。控制单元1130可以基于从充电控制单元300提供的控制信号生成PWM信号，以将其提供给顶部开关单元1150或包括开关的桥电路单元1120。
根据另一实施方式的直流/直流转换器1100可以包括过电流保护电路单元1110。过电流保护电路单元1110可以防止EOS或过电流流入储能系统20或流出到其外部。过电流保护电路单元1110可以设置在连接至直流链路电容器90的第一端子与顶部开关单元1150之间。另外，过电流保护电路单元1110可以包括断路器。在这种情况下，当EOS或过电流流入储能系统20时，过电流保护电路单元1110可以在第一端子与顶部开关单元1150之间断开(open)。因此，过电流保护电路单元1110可以阻止去往/来自储能系统20及其外部的电流的输入/输出。
根据另一实施方式的直流/直流转换器1100可以包括顶部开关单元1150。顶部开关单元1150可以设置在过电流保护电路单元1110与桥电路单元1120之间。此外，顶部开关单元1150可以包括第十三开关元件Q13。
根据另一实施方式的直流/直流转换器1100可以包括桥电路单元1120。桥电路单元1120可以设置在顶部开关单元1150与直流稳定电路单元1140之间。桥电路单元1120可以包括第九开关元件Q9至第十二开关元件Q12。
根据另一实施方式的直流/直流转换器1100可以包括直流稳定电路单元1140。直流稳定电路单元1140可以包括第二第一电感器L21、第二第二电感器L22以及第二电容器C2。直流稳定电路单元1140可以连接至电池200所连接的第二端子。
顶部开关单元1150连接在过流保护电路单元1110的一侧与第十一节点N11之间。电池200和第二电容器C2连接在第十五节点N15与第十六节点N16之间，第二第一电感器L21连接在第十五节点N15与第十三节点N13之间，并且第二第二电感器L22连接在第十五节点N15与第十四节点N14之间。桥电路单元1120包括在第十一节点N11与第十二节点N12之间的第十一支路和第十二支路，其中第十一支路包括连接在第十一节点N11与第十三节点N13之间的第十一开关元件Q11以及连接在第十三节点N13与第十二节点N12之间的第十二开关元件Q12，并且第十二支路包括连接在第十一节点N11与第十四节点N14之间的第九开关元件Q9以及连接在第十四节点N14与第十二节点N12之间的第十开关元件Q10。
根据另一实施方式的直流/直流转换器1100是双向转换器。在降压模式下，通过降低直流链路电容器90上的直流输入电压，将直流输出电压输出到第十五节点N15和第十六节点N16，并且在升压模式中，通过升高第十五节点N15和第十六节点N16上的直流输入电压，将直流输出电压输出到直流链路电容器90。
根据另一实施方式的直流/直流转换器1100可以执行顶部开关单元1150和桥电路单元1120的切换操作，以用于在放电模式下对直流链路电容器90进行初始充电，从而向直流链路电容器90提供直流电流Idc。作为示例，参照图8，通过接通桥电路单元1120的第十一开关元件Q11并断开第九开关元件Q9、第十开关元件Q10和第十二开关元件Q12，以及通过接通顶部开关单元1150的第十三开关元件Q13，可以提供在初始充电中提供的多个直流电流Idc中的第N(N是自然数)个直流电流Idc。参照图9，通过接通桥电路单元1120的第九开关元件Q9并断开第十一开关元件Q11、第十开关元件Q10和第十二开关元件Q12，以及通过接通顶部开关单元1150的第十三开关元件Q13，可以提供在初始充电中提供的多个直流电流Idc中的第N+1(N是自然数)个直流电流Idc。另外，当不提供用于初始充电的直流Idc时，可以断开顶部开关单元1150的第十三开关元件Q13。
图10是根据又一实施方式的直流/直流转换器的电路图。
参照图10，除了顶部开关单元2150之外，图10的直流/直流转换器与根据图7的另一实施方式的直流/直流转换器相同。因此，省略了与图7的直流/直流转换器相同的配置的描述。
根据又一实施方式的顶部开关单元2150可以包括主开关单元2151和初始充电开关单元2152。主开关单元2151可以包括设置在过电流保护电路单元2110的一端与第十一节点N11之间的第十三开关元件Q13。初始充电开关单元2152可以与主开关单元2151并联连接。初始充电开关单元2152可以包括第十四开关元件Q14以及电阻器R。第十四开关元件Q14的一侧可以连接至过电流保护电路单元2110的一端，并且其另一侧可以连接至电阻器R的一侧。电阻器R的一侧可以连接至第十四开关元件Q14的另一侧，并且其另一侧可以连接至第十一节点N11。电阻器R允许电平比流过主开关单元2151的电流低的电流流过初始充电开关单元2152。
在根据又一实施方式的直流/直流转换器2100中，当执行作为充电模式的降压模式操作或作为放电模式的升压模式操作时，可以保持主开关单元2151被接通/断开并且初始充电开关单元2152被断开的状态。另外，在直流/直流转换器1100中，可以在开始放电模式之前的初始充电模式中保持主开关单元2151被断开并且初始充电开关单元2152被接通/断开的状态。即，在根据又一实施方式的直流/直流转换器2100中，当初始地对直流链路电容器90进行充电时，桥电路单元2120的操作可以与图7的直流/直流转换器1100的桥电路单元1120的操作相同。
因此，在没有单独配置的情况下，根据实施方式的储能系统可以在操作放电模式之前初始地对直流链路电容器进行充电。另外，根据实施方式的储能系统可以逐渐增加提供给直流链路电容器的直流电流，以加速初始充电速度并快速执行电池的放电操作。
<转换器效率控制>
图11是示出根据一个实施方式的在储能系统的直流/直流电力转换中根据输出电力比的电力转换比的图。图12是用于描述根据一个实施方式的储能系统的直流/直流转换器的脉冲宽度的控制方法的视图，并且图13是用于描述根据一个实施方式的根据储能系统的输出电力的信号的视图。
参照图11，通常，在直流/直流转换器中，当在电力转换期间输出电力变为预定比率P1或更小时，电力转换效率(虚线)急剧降低。例如，在直流/直流转换器中，当以小于最大输出电力的25％转换电力时，电力转换效率急剧降低到95％或更低。
即使当直流/直流转换器的输出电力变为预定比率P1或更小时，根据一个实施方式的储能系统20也可以将电力转换效率(实线)保持在预定效率。例如，当以小于最大输出电力的25％转换电力时，直流/直流转换器可以保持95％的电力转换效率。为此，当直流/直流转换器100在电力转换期间变为最大输出电力的预定比率P1或更小时，直流/直流转换器100可以提供具有高电力转换效率的直流电流Idc。在这种情况下，可以通过控制PWM信号的脉冲宽度来调整输出电力，该PWM信号控制直流/直流转换器100。另外，以最大输出电力的预定比率P1或更小提供的直流电流Idc具有电流纹波随着强度增加而增加的问题，并且因此可以将电流强度设置为满足预定纹波范围。更具体地，参照图12，直流/直流转换器100可以提供有来自转换器控制单元的PWM信号，该PWM信号用于充电模式或放电模式的操作期间的电力转换。当直流/直流转换器100以最大输出电力的预定比率P1或更大输出输出电力时，可以在一个周期Tw期间将PWM信号的脉冲宽度设置为第一脉冲宽度W1。在这种情况下，可以通过调整直流电流Idc的强度来调整输出电力的强度。另外，当直流/直流转换器100输出小于最大输出电力的预定比率P1的输出电力时，可以在一个周期Tw期间将PWM信号的脉冲宽度调整为第二脉冲宽度W2。在这种情况下，可以通过保持电力转换效率大于或等于预定效率的直流电流Idc的强度并调整PWM信号的脉冲宽度来调整输出电力的强度。作为示例，参照图13，(a)示出了直流/直流转换器100输出300W的输出电力的情况，并且(b)示出了直流/直流转换器100输出900W的输出电力的情况。(a)与(b)的直流/直流转换器100保持在电力转换效率大于或等于预定效率的直流电流Idc的强度，并且PWM信号的脉冲宽度彼此不同。即，在直流/直流转换器100的PWM信号中，用于输出900W的电力的脉冲宽度大于用于输出300W的电力的脉冲宽度。
另外，控制直流/直流转换器100的电力转换效率的方法可以包括图15至图17的转换器效率的控制方法。
因此，根据一个实施方式的储能系统可以具有直流/直流转换器的优异的电力转换效率。另外，根据一个实施方式的储能系统具有直流/直流转换器的优异的电力转换效率，使得当电池充电或放电时要传递的能量效率可以很高。
图14是用于描述根据一个实施方式的供电系统的直流链路电容器的初始充电方法的视图。
参照图14，供电系统可以包括：开始储能系统的电池放电模式(S1410)。即，系统控制单元可以向储能系统发送通知放电模式的操作的命令信号。
供电系统可以包括：确定直流电压是否大于或等于工作电压(S1420)。更具体地，储能系统的充电控制单元可以确定直流链路电容器的直流电压是否大于或等于能够执行逆变器的逆变操作的工作电压。
供电系统可以包括：当直流电压大于或等于工作电压时，执行电池的放电操作(S1430)。更具体地，直流/直流转换器可以执行升压操作并且增加从电池提供的直流输入电压以将直流电压提供给直流链路电容器。
供电系统可以包括：当直流电压小于工作电压时，开始初始充电模式(S1440)。
供电系统可以包括：当开始初始充电模式时，向直流链路电容器提供初始充电电流(S1450)。即，储能系统的直流/直流转换器可以使用电池的电能向直流链路电容器提供直流电流。在这种情况下，可以使用图3至图10的直流/直流转换器初始地对直流链路电容器进行充电的方法。
在提供初始充电电流的同时，供电系统可以包括：确定直流电压是否大于或等于工作电压(S1460)。在这种情况下，当直流电压大于或等于工作电压时，直流/直流转换器可以终止初始充电模式并执行电池的放电操作(S1430)。
在提供初始充电电流的同时，供电系统可以包括：当直流电压小于工作电压时确定直流电流是否大于或等于参考电流(S1470)。参考电流可以是预设电流。参考电流可以是足以对直流链路电容器进行充电的电流强度。另外，由于逆变器侧与电池侧之间的电压差很大，因此参考电流可以被设置为预定强度或更小，这是因为当参考电流大于或等于预定强度时，可能发生由于浪涌电流导致的电路损坏。当直流电流大于或等于参考电流时，供电系统可以停止提供初始充电电流(S1480)。在这种情况下，直流/直流转换器的开关被断开，并且直流电流不被提供给直流链路电容器。相反，当直流电流小于参考电流时，供电系统可以连续地提供初始充电电流。
在停止提供初始充电电流之后，供电系统可以包括：确定直流电流是否小于或等于设定电流(S1490)。设定电流可以是预设电流。设定电流可以小于参考电流。作为示例，设定电流可以是0A。当直流电流不小于或等于设定电流时，供电系统可以停止连续地提供初始充电电流。相反，当直流电流小于或等于设定电流时，供电系统可以提供初始充电电流。即，供电系统可以通过根据提供给直流链路电容器的直流电流的大小执行初始充电，来稳定地执行直流链路电容器的初始充电。
图15是用于描述根据一个实施方式的储能系统的供电方法的视图，图17是用于描述根据一个实施方式的储能系统的直流/直流转换器的电力转换效率的控制方法的视图，以及图16是用于描述根据一个实施方式的应用于供电系统的储能系统的转换器效率控制单元的配置的视图。
参照图15，根据一个实施方式的供电方法可以包括在充电模式或放电模式下操作储能系统(S1510)。
供电方法可以包括确定是否处于转换器效率的控制区域中(S1520)。即，储能系统可以确定是否有必要控制直流/直流转换器的电力转换效率。在这种情况下，储能系统可以确定输出电力是否小于参考电力(S1530)。输出电力可以是直流/直流转换器当前输出的电力。参考电力可以是直流/直流转换器的电力转换效率变为预定效率时的输出电力。可以预先设定参考电力。例如，参考电力可以是作为直流/直流转换器的最大输出电力的预定比率的电力。作为示例，参考电力可以是直流/直流转换器的最大输出电力的25％电力。
当输出电力不小于参考电力时，可以在不控制转换器效率的情况下执行充电操作或放电操作(S1550)。
当输出电力变得小于参考电力时，储能系统可以包括控制转换器效率(S1540)。
更具体地，参照图17，转换器效率的控制可以包括基于输出电力计算脉冲宽度(S1541)。更具体地，脉冲宽度的计算可以使用等式1。
(等式1)
例如，转换器效率可以被控制达到最大输出电力为5kW的直流/直流转换器的输出电力的25％，并且可以通过将PWM信号的重复周期设置为2ms来计算1kW的脉冲宽度。在这种情况下，1kW的脉冲宽度可以是1.6ms，即1kW/(5kW*25％)*2ms。
另外，转换器效率的控制可以确定平均电力值(S1542)。平均电力值可以通过由充电控制单元在预定数量的PWM信号的重复周期中测量输出电力值来计算。此后，转换器效率控制可以计算输出电力与平均电力值之间的比较值(S1543)。即，比较值可以是通过从输出电力中减去平均电力值而获得的值。作为示例，参照图16，储能系统20可以包括转换器效率控制单元500。转换器效率控制单元500可以包括在充电控制单元300中，但是实施方式不限于此。转换器效率控制单元500可以通过比较输出电力Pdc与平均电力值Pavg来计算电力差值Pd。此后，转换器效率控制可以基于比较值来计算电力补偿值(S1544)。作为示例，转换器效率控制单元500可以包括补偿单元510。补偿单元510可以是PI控制器。补偿单元510可以提供输入电力差值Pd作为电力补偿值Pc。此后，转换器效率控制可以通过将电力补偿值补偿给参考电力而提供经补偿的输出电力(S1545)。作为示例，转换器效率控制单元500可以通过将电力补偿值Pc与参考电力Pref相加来提供经补偿的输出电力Pdc*。在这种情况下，S1541中的脉冲宽度的计算可以基于经补偿的输出电力来计算。
图18是用于描述根据另一实施方式的储能系统的视图。
参照图18，根据另一实施方式的储能系统20可以包括直流/直流转换器1800、电池200以及充电控制单元300。虽然图1中未示出，但是储能系统20可以经由直流链路电容器90连接到逆变器30。即，直流链路电容器90可以设置在储能系统20与逆变器30之间。因此，储能系统20可以在充电模式下接收直流链路电容器90的直流电压Vdc，并且在放电模式下将直流电压Vdc提供给直流链路电容器90。另外，根据后面将描述的另一实施方式的储能系统的直流/直流转换器中所包括的配置可以被包括在根据图2至图17的一个实施方式的储能系统的直流/直流转换器的配置中。电池200在充电模式下从直流/直流转换器1800接收充电电力，并且可以通过接收到的电力执行充电操作。另外，电池200可以在放电模式下将已经存储的电力输出到直流/直流转换器1800。此外，电池200可以包括用于执行充电操作和放电操作的多个电池单元。另外，电池200可以连接至第二端子Nb。
充电控制单元300可以包括电池管理系统(BMS)。充电控制单元300可以将关于电池200的状态的电池状态信息提供给系统控制单元80。例如，充电控制单元300可以监测电池200的电压、电流、温度、剩余电力和充电状态中的至少一个，并且可以将所监测的电池200的状态信息发送到系统控制单元80。另外，充电控制单元300可以允许多个电池单元在充电或放电的同时保持适当的电压。此外，充电控制单元300可以基于系统控制单元80的控制信号操作。此外，充电控制单元300可以根据所监测的电池200的状态信息来控制直流/直流转换器1800。另外，充电控制单元300可以根据充电模式或放电模式来控制直流/直流转换器1800。更具体地，充电控制单元300可以向直流/直流转换器1800的控制单元1830提供用于控制直流/直流转换器1800的充电控制信号或放电控制信号，并且直流/直流转换器1800的控制单元1830可以基于充电控制信号或放电控制信号向直流/直流转换器1800的开关提供PWM信号。另外，可以基于从辅助供电单元1850提供的第二驱动电力VCC2来驱动充电控制单元300。
直流/直流转换器1800可以在充电模式或放电模式下转换由储能系统20供应的直流电力的大小。即，直流/直流转换器1800可以是双向直流/直流转换器。更具体地，直流/直流转换器2300可以将从发电设备10或逆变器30供应到直流链路电容器90的直流电力转换成用于对电池200进行充电的电压大小，以将其提供给电池200。另外，直流/直流转换器1800可以将由电池200提供的直流电力转换成逆变器30可以使用电压大小，以将其提供给直流链路电容器90。
直流/直流转换器1800可以包括过电流保护电路单元1810、桥电路单元1820、控制单元1830、直流稳定电路单元1840、辅助供电单元1850以及备用供电单元1860。
控制单元1830可以基于从充电控制单元300提供的控制信号生成PWM信号，以将其提供给包括开关的桥电路单元1820。控制单元1830可以基于从辅助供电单元1850提供的第一驱动电力VCC1来驱动。
过电流保护电路单元1810可以防止EOS或过电流流入储能系统20或流出到其外部。过电流保护电路单元1810可以布置在连接至直流链路电容器90的第一端子Na与桥电路单元1820之间。另外，过电流保护电路单元1810可以包括断路器。在这种情况下，当EOS或过电流流入储能系统20时，过电流保护电路单元1810可以在第一端子Na与桥电路单元1820之间断开。因此，过电流保护电路单元1810可以阻止去往/来自储能系统20及其外部的电流的输入/输出。
桥电路单元1820可以设置在过电流保护电路单元1810与直流稳定电路单元1840之间，以电连接至每个配置。桥电路单元1820可以在降压模式下降低从过电流保护电路单元1810输入的直流电力的直流电压，以将其输出到直流稳定电路单元1840。此外，桥电路单元1820可以在升压模式下升高从直流稳定电路单元1840输入的直流电力的直流电压，以将其输出到过电流保护电路单元1810。桥电路单元1820可以包括一个或更多个开关。作为示例，桥电路单元1820可以是图4的隔离型全桥电路。作为另一示例，桥电路单元1820可以是图7所示的非隔离型全桥电路。实施方式不限于此，并且桥电路单元1820可以被配置为半桥电路。桥电路单元1820可以基于控制单元1830的PWM信号进行操作。
直流稳定电路单元1840可以操作，使得直流电压在桥电路单元1820的升压模式中被升高，并且直流电压在降压模式中被降低。另外，直流稳定电路单元1840可以是LC滤波器。直流稳定电路单元1840可以连接至第二端子Nb。
辅助供电单元1850可以基于在第二端子Nb中提供的第一电力P1生成驱动电力。在第二端子Nb中提供的第一电力P1是基于电池200中存储的能量。第一电力P1可以是备用电力。另外，当没有从第二端子Nb供应第一电力P1时，辅助供电单元1850可以从备用供电单元1860接收第二电力P2，并且可以基于第二电力P2生成驱动电力。作为示例，当第一电力P1没有从第二端子Nb供应给辅助供电单元1850时，连接至第二端子Nb的电池200可能过放电。第二电力P2可以是用于生成驱动电力的最小电力。驱动电力可以有多个。驱动电力可以包括提供给储能系统20的充电控制单元300的第一驱动电力VCC1以及提供给直流/直流转换器1800的控制单元1830的第二驱动电力VCC2。实施方式不限于此，并且辅助供电单元1860可以根据需要输出具有不同电压电平的多个驱动电力。更具体地，设置在辅助供电单元1850的输入端子处的第三端子Nc可以连接至第二端子Nb和备用供电单元1860的输出单元。当第一电力P1被提供给第二端子Nb时，第一电力P1可以被输入到第三端子Nc以被输入到辅助供电单元1850的输入端子。另外，当第一电力P1没有被提供给第二端子Nb并且第二电力P2被提供给第二端子Nb时，第二电力P1可以被输入到第三端子Nc以被输入到辅助供电单元1850的输入端子。因此，即使当电池过放电时，直流/直流转换器也可以生成驱动电力，从而执行电池的充电操作。另外，在直流/直流转换器中，即使当电池过度放电时，也可以在不更换电池的情况下进行充电。
备用供电单元1860可以基于从直流链路电容器90或逆变器30提供的电力提供第二电力P2。更具体地，备用供电单元1860可以电连接在第一端子Na与辅助供电单元1850之间。备用供电单元1860可以基于从第一端子Na提供的第三电力P3生成第二电力P2。另外，当第一电力P1未从第二端子Nb提供给辅助供电单元1850时，备用供电单元1860可以将第二电力P2提供给辅助供电单元1850。作为示例，备用供电单元1860的一端可以连接至第一端子Na并且另一端可以连接至第三端子Nc。备用供电单元1860可以将第二电力P2提供给第三端子Nc，并且第二电力P2可以从第三端子Nc被提供给辅助供电单元1850。
因此，在另一实施方式中，即使当电池过放电时，也可以对电池进行充电。此外，在另一实施方式中，即使当电池过放电时，也不需要更换电池。
图19是用于描述根据又一实施方式的储能系统的视图。
参照图19，除了限流器1870之外，根据图19的又一实施方式的储能系统具有图18的储能系统中的相同的其余配置。因此，省略了与图18的储能系统相同的描述。
根据又一实施方式的储能系统20可以包括直流/直流转换器1800，该直流/直流转换器包括限流器1870。
限流器1870可以设置在辅助供电单元1850的输入单元处。作为示例，限流器1870可以设置在第三端子Nc中。限流器1870可以防止在相反方向上提供到辅助供电单元1850的电力输入。另外，限流器8170可以防止将电力提供给不应向其提供所提供的电力的配置。更具体地，限流器1870可以包括第一二极管D1以及第二二极管D2。第一二极管D1允许从第二端子Nb提供的第一电力P1被提供给第三端子Nc。另外，第一二极管D1可以防止第二电力P2被提供给第二端子Nb。第二二极管D2允许由备用供电单元1860提供的第二电力P2被提供给第三端子Nc。另外，第二二极管D2可以防止第一电力P1被提供给备用供电单元1860。
因此，在根据另一实施方式的直流/直流转换器中，辅助供电单元可以通过使用限流器稳定地生成驱动电力，并且可以防止电池的不必要的充电。
图20是用于描述根据又一实施方式的储能系统的视图。
参照图20，除了直流/直流转换器之外，根据图20的又一实施方式的储能系统具有图18的储能系统中的相同的其余配置。因此，省略了与图18的储能系统相同的描述。
直流/直流转换器2000可以包括过电流保护电路单元2010、桥电路单元2020、控制单元2030、直流稳定电路单元2040、辅助供电单元2050以及备用供电单元2060。尽管图中未示出，但是直流/直流转换器2000还可以包括图19的限流器。
控制单元2030可以基于从充电控制单元300提供的控制信号生成PWM信号，以将其提供给包括开关的桥电路单元2020。控制单元2030可以基于从辅助供电单元2050提供的第一驱动电力VCC1来驱动。
过电流保护电路单元2010可以防止EOS或过电流流入储能系统20或流出到其外部。过电流保护电路单元2010可以布置在连接至直流链路电容器90的第一端子Na与桥电路单元2020之间。另外，过电流保护电路单元2010可以包括断路器。在这种情况下，当EOS或过电流流入储能系统20时，过电流保护电路单元2010可以在第一端子Na与桥电路单元2020之间断开。因此，过电流保护电路单元2010可以阻止去往/来自储能系统20及其外部的电流的输入/输出。
桥电路单元2020可以设置在过电流保护电路单元2010与直流稳定电路单元2040之间，以电连接至每个配置。桥电路单元2020可以在降压模式下降低从过电流保护电路单元2010输入的直流电力的直流电压，以将其输出到直流稳定电路单元2040。此外，桥电路单元2020可以在升压模式下升高从直流稳定电路单元2040输入的直流电力的直流电压，以将其输出到过电流保护电路单元2010。桥电路单元2020可以包括一个或更多个开关。作为示例，桥电路单元2020可以是图4的隔离型全桥电路。作为另一示例，桥电路单元2020可以是图7所示的非隔离型全桥电路。实施方式不限于此，并且桥电路单元2020可以被配置为半桥电路。桥电路单元2020可以基于控制单元2030的PWM信号进行操作。
直流稳定电路单元2040可以操作，使得直流电压在桥电路单元2020的升压模式中被升高，并且直流电压在降压模式中被降低。另外，直流稳定电路单元2040可以是LC滤波器。直流稳定电路单元2040可以连接至第二端子Nb。
辅助供电单元2050可以基于在第二端子Nb中提供的第一电力P1生成驱动电力。在第二端子Nb中提供的第一电力P1是基于电池200中存储的能量。第一电力P1可以是备用电力。另外，当没有从第二端子Nb供应第一电力P1时，辅助供电单元2050可以从备用供电单元2060接收第二电力P2，并且可以基于第二电力P2生成驱动电力。作为示例，当第一电力P1没有从第二端子Nb供应给辅助供电单元2050时，连接至第二端子Nb的电池200可能过放电。第二电力P2可以是用于生成驱动电力的最小电力。驱动电力可以有多个。驱动电力可以包括提供给储能系统20的充电控制单元300的第一驱动电力VCC1以及提供给直流/直流转换器2000的控制单元2030的第二驱动电力VCC2。实施方式不限于此，并且辅助供电单元2060可以根据需要输出具有不同电压电平的多个驱动电力。更具体地，设置在辅助供电单元2050的输入端子处的第三端子Nc可以连接至第二端子Nb和备用供电单元2060的输出单元。当第一电力P1被提供给第二端子Nb时，第一电力P1可以被输入到第三端子Nc以输入到辅助供电单元2050的输入端子。另外，当第一电力P1没有被提供给第二端子Nb并且第二电力P2被提供给第二端子Nb时，第二电力P1可以被输入到第三端子Nc以被输入到辅助供电单元2050的输入端子。因此，即使当电池过放电时，直流/直流转换器也可以生成驱动电力，从而执行电池的充电操作。另外，在直流/直流转换器中，即使当电池过度放电时，也可以在不更换电池的情况下进行充电。
备用供电单元2060可以基于从设置在直流/直流转换器2000外侧的外部电源提供的电力来提供第二电力P2。更具体地，备用供电单元1860可以电连接在外部输入端子输入E与辅助供电单元2050之间。备用供电单元2060可以基于从外部输入端子输入E提供的第四电力P4生成第二电力P2。另外，当第一电力P1没有从第二端子Nb提供给辅助供电单元1850时，备用供电单元2060可以将第二电力P2提供给辅助供电单元2050。作为示例，备用供电单元2060的一端可以连接至外部输入端子输入E并且另一端可以连接至第三端子Nc。备用供电单元2060可以将第二电力P2提供给第三端子Nc，并且第二电力P2可以从第三端子Nc被提供给辅助供电单元2050。
因此，在又一实施方式中，即使当电池过放电时，也可以对电池进行充电。此外，在又一实施方式中，即使当电池过放电时，也不需要更换电池。
图21是用于描述根据又一实施方式的储能系统的视图。
参照图21，除了备用供电单元和备用电力控制单元之外，根据图21的又一实施方式的储能系统具有图18和图20的储能系统中的相同的其余配置。因此，省略了与图18和图20的储能系统相同的描述。
备用供电单元2060可以基于从备用电力控制单元2070提供的电力提供第二电力P2。更具体地，备用供电单元1860可以电连接在备用电力控制单元2070与辅助供电单元2050之间。备用供电单元2060可以基于从备用电力控制单元2070提供的第五电力P5生成第二电力P2。另外，当第一电力P1没有从第二端子Nb供应给辅助供电单元1850时，备用供电单元2060可以向辅助供电单元2050提供第二电力P2。作为示例，备用供电单元2060的一端可以连接至备用电力控制单元2070并且另一端可以连接至第三端子Nc。备用供电单元2060可以将第二电力P2提供给第三端子Nc，并且第二电力P2可以从第三端子Nc被提供给辅助供电单元2050。
根据又一实施方式的储能系统的直流/直流转换器可以包括备用电力控制单元2070。备用电力控制单元2070可以基于控制单元2030的控制信号选择从外部电源提供的电力和从第一端子Na提供的电力中的任何一个，以将其提供给备用供电单元2060。更具体地，备用电力控制单元2070可以设置在外部输入端子输入E、第一端子Na以及备用供电单元2060之间。备用电力控制单元2070可以包括开关。作为示例，控制单元2030可以通过控制备用电力控制单元2070将第一端子Na的第三电力P3设置为第五电力P5，以将其提供给备用供电单元2060。另外，控制单元2030可以通过控制备用电力控制单元2070将外部输入端子输入E的第四电力P4设置为第五电力P5，以将其提供给备用供电单元2060。因此，在又一实施方式中，即使当电池过放电时，也可以对电池进行充电。此外，在又一实施方式中，即使当电池过放电时，也不需要更换电池。
图22是用于描述根据实施方式的用于对储能系统的直流/直流转换器中的电池充电的电力转换方法的视图。
图22的电力转换方法可以使用图18至图21的直流/直流转换器的配置。
参照图22，根据实施方式的直流/直流转换器的电力转换方法可以包括确定是否从第二端子提供了第一电力(S2201)。作为示例，在电池放电状态下，辅助供电单元可以确定是否在第一端子中提供了第一电力。
根据实施方式的直流/直流转换器的电力转换方法可以包括当从第二端子提供了第一电力时将第一电力提供给辅助供电单元(S2202)。即，当从第一端子提供第一电力时，辅助供电单元可以接收第一电力。
根据实施方式的直流/直流转换器的电力转换方法可以包括以下步骤(S2203)：当供应了第一电力时，辅助供电单元基于第一电力生成控制单元的驱动电力。更具体地，辅助供电单元可以基于第一电力生成多个驱动电力。辅助供电单元可以将所生成的驱动电力提供给所需的配置。作为示例，如图18至图21所示，辅助供电单元可以生成用于驱动充电控制单元的第一驱动电力和用于驱动直流/直流转换器的控制单元的第二驱动电力。
根据实施方式的直流/直流转换器的电力转换方法可以包括以下步骤(S2204)：当在步骤S2201中没有从第二端子提供第一电力时，备用供电单元向辅助供电单元提供第二电力。备用供电单元向辅助供电单元提供第二电力的方法可以与图18至图21的备用供电单元向辅助供电单元提供第二电力的配置相同。
根据实施方式的直流/直流转换器的电力转换方法可以包括其中辅助供电单元基于第二电力生成控制单元的驱动电力的步骤(S2205)。更具体地，辅助供电单元可以基于第二电力生成多个驱动电力。辅助供电单元可以将所生成的驱动电力提供给所需的配置。作为示例，如图18至图21所示，辅助供电单元可以生成用于驱动充电控制单元的第一驱动电力和用于驱动直流/直流转换器的控制单元的第二驱动电力。
因此，在又一实施方式中，即使当电池过放电时，也可以对电池进行充电。此外，在又一实施方式中，即使当电池过放电时，也不需要更换电池。
图23是用于描述根据又一实施方式的储能系统的视图。
参照图23，根据又一实施方式的储能系统20可以包括直流/直流转换器2300、电池200以及充电控制单元300。虽然图1中未示出，但是储能系统20可以经由直流链路电容器90连接到逆变器30。即，直流链路电容器90可以设置在储能系统20与逆变器30之间。因此，储能系统20可以在充电模式下接收直流链路电容器90的直流电压Vdc，并且在放电模式下将直流电压Vdc提供给直流链路电容器90。另外，根据后面将描述的另一实施方式的储能系统的直流/直流转换器中所包括的配置可以被包括在根据图2至图22的一个实施方式的储能系统的直流/直流转换器的配置中。电池200在充电模式下从直流/直流转换器2300接收充电电力，并且可以通过接收到的电力执行充电操作。另外，电池200可以在放电模式下将已经存储的电力输出到直流/直流转换器2300。此外，电池200可以包括用于执行充电操作和放电操作的多个电池单元。另外，电池200可以连接至第二端子Nb。
充电控制单元300可以包括电池管理系统(BMS)。充电控制单元300可以将关于电池200的状态的电池状态信息提供给系统控制单元80。例如，充电控制单元300可以监测电池200的电压、电流、温度、剩余电力和充电状态中的至少一个，并且可以将所监测的电池200的状态信息发送到系统控制单元80。另外，充电控制单元300可以允许多个电池单元在充电或放电的同时保持适当的电压。此外，充电控制单元300可以基于系统控制单元80的控制信号操作。此外，充电控制单元300可以根据所监测的电池200的状态信息来控制直流/直流转换器2300。另外，充电控制单元300可以根据充电模式或放电模式来控制直流/直流转换器2300。更具体地，充电控制单元300可以向直流/直流转换器2300的控制单元1830提供用于控制直流/直流转换器2300的充电控制信号或放电控制信号，并且直流/直流转换器2300的控制单元2330可以基于充电控制信号或放电控制信号向直流/直流转换器2300的开关提供PWM信号。
直流/直流转换器2300可以在充电模式或放电模式下转换由储能系统20供应的直流电力的大小。即，直流/直流转换器2300可以是双向直流/直流转换器。更具体地，直流/直流转换器2300可以将从发电设备10或逆变器30供应到直流链路电容器90的直流电力转换成用于对电池200进行充电的电压大小，以将其提供给电池200。另外，直流/直流转换器2300可以将由电池200提供的直流电力转换成逆变器30可以使用的电压大小，以将其提供给直流链路电容器90。另外，直流/直流转换器2300可以基于由直流电压链路电容器提供的电压而在充电模式、待机模式和放电模式下操作。即，直流/直流转换器2300可以确定是否在充电模式、待机模式和放电模式下操作，并且可以通过在不提供充电控制单元300的控制信号的情况下监测从直流电压链路电容器提供的电压来操作。后面将描述直流/直流转换器2300在充电模式、待机模式和放电模式下的操作的更详细的描述。
直流/直流转换器2300可以包括过电流保护电路单元2310、桥电路单元2320、控制单元2330、直流稳定电路单元2340、辅助供电单元2350以及备用供电单元2360。
控制单元2330可以控制桥电路单元2320。作为示例，控制单元2330可以基于从充电控制单元300提供的控制信号生成PWM信号，以将其提供给包括开关的桥电路单元2320。作为另一示例，控制单元2330可以根据在直流链路电容器90中提供的电压的大小确定操作模式和参考电力。此外，控制单元2330可以基于所确定的参考电力生成PWM信号，以将其提供给包括开关的桥电路单元2320。后面将描述另一示例的具体描述。
过电流保护电路单元2310可以防止EOS或过电流流入储能系统20或流出到其外部。过电流保护电路单元2310可以布置在连接至直流链路电容器90的第一端子Na与桥电路单元2320之间。另外，过电流保护电路单元2310可以包括断路器。在这种情况下，当EOS或过电流流入储能系统20时，过电流保护电路单元2310可以在第一端子Na与桥电路单元2320之间断开。因此，过电流保护电路单元2310可以阻止去往/来自储能系统20及其外部的电流的输入/输出。
桥电路单元2320可以设置在过电流保护电路单元2310与直流稳定电路单元2340之间，以电连接至每个配置。桥电路单元2320可以在降压模式下降低从过电流保护电路单元2310输入的直流电力的直流电压，以将其输出到直流稳定电路单元2340。此外，桥电路单元2320可以在升压模式下升高从直流稳定电路单元2340输入的直流电力的直流电压，以将其输出到过电流保护电路单元2310。桥电路单元2320可以包括一个或更多个开关。作为示例，桥电路单元2320可以是图4的隔离型全桥电路。作为另一示例，桥电路单元2320可以是图7所示的非隔离型全桥电路。实施方式不限于此，并且桥电路单元2320可以被配置为半桥电路。桥电路单元2320可以基于控制单元2330的PWM信号进行操作。
直流稳定电路单元2340可以操作，使得直流电压在桥电路单元2320的升压模式中被升高，并且直流电压在降压模式中被降低。另外，直流稳定电路单元2340可以是LC滤波器。直流稳定电路单元2340可以连接至第二端子Nb。
感测单元2350可以感测第一端子Na的电压以将其提供给控制单元2330。第一端子Na的电压可以是由直流链路电容器90提供的直流电压。另外，感测单元2350可以由控制单元2330来控制。
因此，在又一实施方式中，可以快速地确定电池的充电或放电的操作模式。此外，在又一实施方式中，当对电池进行充电或放电时，下垂控制不需要单独的通信线路和通信单元。此外，在又一实施方式中，当对电池进行充电或放电时，快速下垂控制是可能的。
图24是用于描述图23的控制单元的视图，图25是用于描述图23的储能系统的下垂控制曲线的视图，图26是用于描述图24的参考电流确定器的视图，以及图27是用于描述图24的电流控制单元的视图。
参照图24，根据又一实施方式的直流/直流转换器2300的控制单元2330可以包括参考电力确定器2331。参考电力确定器2331可以确定操作模式和参考电力。
作为示例，参考电力确定器2331可以根据第一端子的电压的大小确定操作模式和参考电力。更具体地，参照图25，参考电力确定器2331可以根据第一端子的电压，基于下垂控制曲线确定操作模式和参考电力。在操作模式的情况下，当第一端子的电压Vdc大于或等于第一电压V1时，参考电力确定器2331可以确定为充电模式。当第一端子的电压Vdc小于第一电压V1并且大于第二电压V2时，参考电力确定器2331可以确定为待机模式。当第一端子的电压Vdc小于或等于第二电压V2时，参考电力确定器2331可以确定为放电模式。第一电压V1和第二电压V2可以是预设电压，但是实施方式不限于此，并且第一电压V1和第二电压V2可以通过使用外部通信或由用户直接设置。第一电压V1可以大于第二电压V2。在参考电力的情况下，当操作模式是充电模式时，参考电力确定器2331可以通过在从第一端子的电压Vdc中减去第一电压V1之后乘以充电电力斜率Sc来计算参考电力。当操作模式是放电模式时，参考电力确定器2331可以通过在从第二电压V2中减去第一端子的电压Vdc之后乘以放电电力斜率Sd来计算参考电力。充电电力斜率Sc和放电电力斜率Sd可以是预设值，但是实施方式不限于此，并且可以通过使用外部通信或由用户直接设置。充电电力斜率Sc和放电电力斜率Sd可以彼此不同，但是实施方式不限于此，并且可以彼此相等。另外，下垂控制曲线可以包括最大电力以将参考电力限制到最大电力。具体地说，最大电力可以包括最大充电电力PCMax以及最大放电电力PDMax。最大充电电力PCMax可以是当操作模式处于充电模式时参考电力可以被最大化的电力值。最大放电电力PDMax可以是当操作模式处于放电模式时参考电力可以被最大化的电力值。
作为另一示例，参考电力确定器2331可以根据电池电压的状态确定操作模式。更具体地，当电池电压大于或等于预定电压时，参考电力确定器2331可以在充电模式下操作。
作为又一示例，参考电力确定器2331可以根据用户的控制确定操作模式和参考电力。在这种情况下，用户可以直接或使用通信确定操作模式和参考电力。
另外，参考电力确定器2331可以通过选择一个示例、另一示例和又一示例中的任何一个来确定操作模式和参考电力。
根据又一实施方式的直流/直流转换器2300的控制单元2330可以包括参考电流确定器2332。参考电流确定器2332可以基于由参考电力确定器2331确定的参考电力和操作模式来确定参考电流。更具体地，参照图26，在充电模式a的情况下，参考电流确定器2332可以包括第一参考电流选择器2604。第一参考电流选择器2604可以选择参考电流I_CCR、参考电流I_MCR和参考电流I_BR中的任何一个作为用于生成PWM信号的参考电流I_CR，其中，参考电流I_CCR是根据在参考电力确定器2331中确定的第一端子的电压的大小使用下垂曲线确定的，参考电流I_MCR是根据用户的设置确定的，以及参考电流I_BR是根据电池电压的状态确定的，该PWM信号是切换信号。另外，在充电模式a的情况下，参考电流确定器2332可以包括第一电流提取器2601。第一电流提取器2601可以将根据在参考电力确定器2331中确定的第一端子的电压的大小使用下垂曲线确定的参考电力P_CCR除以电池电压V_B，以提取参考电流I_CCR。此外，在充电模式a的情况下，参考电流确定器2332可以包括第一比较器2602以及PI电压控制器2603。第一比较器2602可以将当前电池电压V_B与预设电池参考电压V_BR进行比较，以向PI电压控制器2603提供电池电压差值V_Bd。PI电压控制器2603可以基于电池电压差值V_Bd来提供根据PI控制的参考电流I_BR。在放电模式b的情况下，参考电流确定器2332可以包括第二参考电流选择器2604。第二参考电流选择器2604可以选择根据在参考电力确定器2331中确定的第一端子的电压的大小使用下垂曲线确定的参考电流I_CDR和根据用户的设置确定的参考电流I_MDR中的任何一个作为用于生成PWM信号的参考电流I_DR，该PWM信号是切换信号。在放电模式b的情况下，参考电流确定器2332可以包括第二电流提取器2605。第二电流提取器2605可以将根据在参考电力确定器2331中确定的第一端子的电压的大小使用下垂曲线确定的参考电力P_CDR除以第一端子的电压V_L，以提取参考电流I_CDR。
根据又一实施方式的直流/直流转换器2300的控制单元2330可以包括限制电力确定器2333。限制电力确定器2333可以限制参考电力，使得参考电力不超过预定电力。更具体地，当确定的参考电力大于设置的最大电力时，限制电力确定器2333可以允许将最大电力提供给电流控制单元2334作为参考电力。另外，当确定的参考电力大于根据逆变器30的逆变器限制电力时，限制电力确定器2333可以允许将逆变器限制电力提供给电流控制单元2334作为参考电力。另外，当确定的参考电力大于根据电池200的电池限制电力时，限制电力确定器2333可以允许将电池限制电力提供给电流控制单元2334作为参考电力。
根据又一实施方式的直流/直流转换器2300的控制单元2330可以包括电流控制单元2334。电流控制单元2334可以基于所确定的参考电流生成作为切换信号的PWM信号。更具体地，参照图27，在充电模式a的情况下，电流控制单元2334可以包括第二比较器2701、第一PI电流控制器2702、以及第一PWM转换器2703。第二比较器2701可以将参考电流I_CR与输入到电池200的电池电流I_B进行比较，以向第一PI电流控制器2702提供参考电流差值I_CRD。第一PI电流控制器2702可以基于参考电流差值I_CRD将根据PI控制的充电控制电流I_CC提供给第一PWM转换器2703。第一PWM转换器2703可以基于充电控制电流I_CC将作为切换信号的PWM信号提供给桥电路单元2320。在放电模式b的情况下，电流控制单元2334可以包括第三比较器2704、第二PI电流控制器2705、以及第二PWM转换器2706。第三比较器2704可以将参考电流I_DR与输入到电池200的第一端子Na的电流I_L进行比较，以将参考电流差值I_DRD提供给第二PI电流控制器2705。第二PI电流控制器2705可以基于参考电流差值I_DRD将根据PI控制的放电控制电流I_DC提供给第二PWM转换器2706。第二PWM转换器2706可以基于放电控制电流I_DC将作为切换信号的PWM信号提供给桥电路单元2320。
图28是用于描述图23的储能系统的电力转换方法的视图。
参照图28，储能系统的电力转换方法可以包括感测第一端子的电压(S2810)。第一端子可以是指直流/直流转换器和直流链路电容器所连接到的节点。感测第一端子的电压的方法可以遵循图23的描述。
储能系统的电力转换方法可以包括根据第一端子的电压的大小选择操作模式(S2820)。操作模式可以是充电模式、待机模式和放电模式中的任何一个。S2820的详细描述在图29之后。
储能系统的电力转换方法可以包括根据第一端子的电压的大小确定参考电力(S2830)。根据第一端子的电压的大小确定参考电力的方法可以遵循图23至图27的描述以及图30的描述。
储能系统的电力转换方法可以包括基于所确定的参考电力生成切换信号(S2840)。切换信号可以控制在充电模式或放电模式下操作的桥电路单元的切换操作。基于所确定的参考电力生成切换信号的方法可以遵循图23至图27的描述。
图29是用于描述选择图28的操作模式的方法的视图。
参照图29，选择操作模式的方法可以包括确定第一端子的电压是否大于或等于第一电压(S2821)。当第一端子的电压大于或等于第一电压时，可以包括选择充电模式(S2822)。
选择操作模式的方法可以包括当第一端子的电压不大于或等于第一电压时，确定第一端子的电压是否小于或等于第二电压(S2823)。当第二端子的电压不大于第二电压时，可以包括选择放电模式(S2824)。另外，当第二端子的电压不小于或等于第二电压时，可以返回到步骤S2821。
图30是用于描述图28中确定参考电力的方法的视图。
参照图30，确定参考电力的方法可以包括使用第一端子的电压计算第一参考电力(S2831)。使用第一端子的电压计算第一参考电力的方法可以遵循图23至图25的描述。
确定参考电力的方法可以包括确定第一参考电力是否超过最大电力(S2832)。当第一参考电力超过最大电力时，可以将参考电力确定为最大电力(S2833)。
确定参考电力的方法可以包括当第一参考电力不超过最大电力时确定第一参考电力是否超过逆变器限制电力(S2834)。当第一参考电力超过逆变器限制电力时，可以将参考电力确定为逆变器限制电力(S2835)。
确定参考电力的方法可以包括当第一参考电力不超过逆变器限制电力时，确定第一参考电力是否超过电池限制电力(S2836)。当第一参考电力超过电池限制电力时，可以将参考电力确定为电池限制电力(S2837)。
确定参考电力的方法可以包括当第一参考电力不超过电池限制电力时，将参考电力确定为第一参考电力(S2838)。
因此，实施方式可以快速地确定电池的充电或放电的操作模式。另外，在实施方式中，在对电池进行充电或放电时，不需要用于下垂控制的单独的通信线路和通信单元。根据本发明的一个实施方式，上述方法可以作为可以由处理器读取的代码被实现在其上记录有程序的介质上。处理器可读介质的示例包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储系统等，并且包括以载波形式的实现(例如，经由因特网的传输)。
上述实施方式可以不限于应用于所描述的配置和方法，并且可以通过选择性地组合全部或部分实施方式来配置实施方式，从而可以进行各种修改。
另外，示出并描述了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述具体实施方式。不用说，在不脱离权利要求书中要求保护的本发明的主旨的情况下，本发明所属的技术领域的普通技术人员可以进行各种修改，并且这些修改不应从本发明的技术范围和前景来单独理解。

Claims (10)

1.一种供电系统，包括：
发电设备，用于生成电能；
逆变器，用于将所述电能转化成交流电流；
储能系统，所述储能系统接收所述电能以对电池进行充电并且释放所充的电能以将所述电能供应给所述逆变器；以及
直流链路电容器，所述直流链路电容器设置在所述逆变器与所述储能系统之间，
其中，所述储能系统包括直流/直流转换器，所述直流/直流转换器包括开关并且设置在所述直流链路电容器与所述电池之间，
其中，在开始所述电池的放电操作之前，所述直流/直流转换器将电流提供给所述直流链路电容器，以将所述直流链路电容器的电压充电至所述逆变器的工作电压。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其中，所述直流/直流转换器是隔离型转换器，并且
所述直流/直流转换器包括桥电路单元，
其中，所述桥电路单元包括：
变压器；
第一全桥电路，设置在所述变压器的初级侧；以及
第二全桥电路，设置在所述变压器的次级侧，并且
所述直流/直流转换器使用所述桥电路单元来提供所述电流。
3.根据权利要求1所述的供电系统，其中，所述直流/直流转换器是非隔离型转换器，并且
所述直流/直流转换器包括顶部开关单元和桥电路单元，
其中，所述桥电路单元包括全桥电路，
所述顶部开关单元包括一个或更多个开关，并且
所述直流/直流转换器使用所述顶部开关单元和所述桥电路单元来提供所述电流。
4.根据权利要求1所述的供电系统，其中，所述储能系统包括用于控制所述直流/直流转换器的充电控制单元，
其中，当所述直流/直流转换器的输出电力小于参考电力时，所述充电控制单元允许所述直流/直流转换器提供具有预定电力转换效率的电流，并且控制提供给所述直流/直流转换器的脉冲宽度以控制输出电力。
5.一种直流/直流转换器，包括：
过电流保护电路单元，连接至所述直流/直流转换器的第一端子；
直流稳定电路单元，连接至所述直流/直流转换器的第二端子；以及
桥电路单元，所述桥电路单元电连接在所述过电流保护电路单元与所述直流稳定电路单元之间，并且包括开关，
其中，在开始电连接至所述第二端子的电池的放电操作之前，所述直流/直流转换器将电流提供给电连接至所述第一端子的直流链路电容器，以将所述直流链路电容器的电压充电至逆变器的工作电压。
6.根据权利要求5所述的直流/直流转换器，其中，所述直流/直流转换器是隔离型转换器，并且
所述桥电路单元包括：
变压器；
第一全桥电路，设置在所述变压器的初级侧；以及
第二全桥电路，设置在所述变压器的次级侧，并且
所述直流/直流转换器使用所述桥电路单元来提供所述电流。
7.根据权利要求5所述的直流/直流转换器，其中，所述直流/直流转换器是非隔离型转换器，并且
还包括顶部开关单元，所述顶部开关单元设置在所述第一端子与所述桥电路单元之间，
其中，所述桥电路单元包括全桥电路，
所述顶部开关单元包括一个或更多个开关，并且
所述直流/直流转换器使用所述顶部开关单元与所述桥电路单元来提供所述电流。
8.根据权利要求5所述的直流/直流转换器，其中，当输出电力小于参考电力时，所述直流/直流转换器提供具有预定电力转换效率的电流，并且通过提供给所述直流/直流转换器的脉冲宽度来控制所述输出电力。
9.一种供电系统中的供电方法，所述供电系统包括储能系统，所述储能系统使用由发电设备生成的电能对电池进行充电，并且释放所充的电能以将所述电能提供给逆变器，所述供电方法包括：
开始电池放电模式；
当设置在所述逆变器与所述储能系统之间的直流链路电容器的电压小于所述逆变器的工作电压时，开始初始充电模式；
通过直流/直流转换器向所述直流链路电容器提供初始充电电流；以及
当所述电压大于或等于所述工作电压时，通过所述直流/直流转换器执行所述电池的放电操作。
10.根据权利要求9所述的供电方法，还包括：
在所述初始充电模式开始之后，当所述电压小于所述工作电压时，确定所述电流是否大于或等于参考电流；
当所述电流大于或等于所述参考电流时，使所述直流/直流转换器停止向所述直流链路电容器提供初始充电电流；
在中断提供所述初始充电电流之后，确定所述电流是否小于或等于设定电流；以及
当所述电流大于或等于所述设定电流时，通过所述直流/直流转换器提供所述初始充电电流。
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