家庭储能系统整体电源解决方案

以下是家庭储能系统整体电源解决方案的一些常见内容：

系统组成

• 太阳能电池阵列：将太阳能转化为直流电能，是家庭储能系统常见的发电来源。根据家庭用电需求和安装面积，选择合适功率和效率的光伏板。如单晶硅光伏板效率较高，多晶硅光伏板成本相对较低，可根据实际情况权衡选择。
• 电池组：用于储存电能，常见的有锂离子电池和铅酸电池。锂离子电池能量密度高、自放电率低、寿命长，但价格较高；铅酸电池安全性和可靠性较高，价格相对较低，但寿命较短、自放电率较高。此外，还有磷酸铁锂电池，具有安全性高、循环寿命长等优点。
• 逆变器：分为并网逆变器和离网逆变器。并网逆变器用于将直流电转换为交流电并与电网连接，实现余电上网等功能；离网逆变器则将储能电池的直流电转换为交流电供家庭负载使用，在无电网接入或电网故障时保障家庭用电。
• BMS 管理系统：即电池管理系统，可实时监控电池的在线状态，如单体电压、箱体温度、绝缘电阻等系统参数，通过电流传感器采集充放电电流，动态计算电池的荷电状态，并进行系统智能管理，确保电池的安全、稳定运行。
• 能量管理系统 EMS：对整个家庭储能系统进行管理和控制，根据家庭用电需求、电网峰谷时段以及可再生能源的发电情况，合理调度能源使用，实现削峰填谷、提高光伏消纳等功能，降低家庭电费支出。

电源解决方案

• BMS 单元电源解决方案：主控单元通常基于 24VDC 系统，功率一般不足 5W，可采用 LDO 将 5VDC 输入电压转换为 3.3V 输出电压用于给 MCU 供电。系统中还需多个隔离电源，用于给 CAN 通信模块、电压与绝缘检测电路、电流检测电路供电，实现电源电路与信号电路及通信模块隔离，减小干扰、提高稳定性以及可靠性。
• 光伏逆变器监控单元电源方案：模块电源直接从市电上取电转换输出 24V，再经过非隔离转换模块输出 5VDC 电压；采用特定的电源模块给 MCU 提供满足功能隔离耐压的 3.3V 工作电压；使用隔离、高速的通信模块，抑制电磁干扰和消除接地环路，保护系统电路免受外部网络影响；针对逆变全桥的 IGBT 开发一款集成有 DC-DC 电源的隔离驱动器，简化驱动控制电路的设计，提高可靠性。
• 光伏并网逆变器监控单元电源方案：AC-DC 电源的功率需考虑主控板和风扇的功率，其 24V 输出一部分给风扇供电，另一部分给主控板供电。主控板可选用合适的 DC-DC 电源模块给 IGBT 的驱动器、MCU 和通信进行供电。

工作模式

• 并网家庭储能系统：模式一为光伏提供储能、余电上网；模式二是光伏提供储能、部分用户用电；模式三为光伏仅提供部分储能。市电正常时，由光伏并网系统和市电为负载供电；市电断电时，由储能系统和光伏并网系统联合供电。
• 离网家庭储能系统：模式一为光伏提供储能和用户用电，适用于晴天；模式二是光伏和储能电池提供用户用电，适用于阴天；模式三为储能电池提供用户用电，适用于傍晚和雨天。

应用场景与效益

• 应对电力短缺：在电力供应不稳定或经常停电的地区，家庭储能系统可以作为可靠的备用电源，确保家庭用电的连续性和稳定性。
• 降低电费支出：利用电网的峰谷电价差，在谷电价时段充电，峰电价时段放电，可有效降低家庭电费开支。还可通过智能管理，在家庭负荷低时储存光伏发电余电，负荷高且光伏发电不足时放电，进一步降低电费。
• 提高可再生能源利用率：结合太阳能发电系统，储存白天产生的多余电能，供晚上或阴天使用，提高可再生能源的利用率，减少对传统能源的依赖。