一种储能系统和储能箱的制作方法

本技术涉及储能，尤其涉及一种储能系统和储能箱。

背景技术：

1、储能系统包括箱式变电站和多个储能箱，每个储能箱的交流端通过交流母排连接箱式变电站的低压侧，箱式变电站的中压侧用于连接电网。箱式变电站用于将多个储能箱提供的电能转换后提供至电网。

2、每个储能箱包括控制器，储能系统还包括智能子阵控制单元（smart arraycontrol unit，sacu），sacu的通信网口分别与每个储能箱的控制器的通信网口连接。具体地，sacu的通信网口采用地埋线缆的方式，分别连接每个储能箱的控制器的通信网口，以使sacu与多个储能箱中的控制器之间通过对应的通信网口之间的通信链路进行通信，实现对储能箱的控制。

3、但是，上述系统架构在实际施工时，sacu和多个储能箱中的控制器之间的接线，需要现场作业进行做线、挖沟、接线等操作，将导致施工周期长、操作难度大，同时受现场环境恶劣和人工非标准化接线施工影响，容易出现接线不良问题，进而降低储能系统的可靠性。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种储能系统和储能箱，解决了子阵控制器与多个储能箱中的控制器之间因现场地埋接线导致施工周期长和难度大的问题，还能避免降低储能系统的可靠性。

2、为达到上述目的，本技术实施例采用如下技术方案：

3、本技术实施例的第一方面，提供一种储能系统，该储能系统包括多个储能箱和箱式变电站。多个储能箱用于输出电能给箱式变电站的低压接口，箱式变电站用于将低压接口接收的电能进行升压后传输给电网。多个储能箱中的每个储能箱包括控制器，箱式变电站包括子阵控制器，多个储能箱内的控制器的通信网口串联连接，多个储能箱中的其中一个储能箱的通信网口与子阵控制器的一个通信网口连接。子阵控制器用于与多个储能箱中的控制器通过对应连接的通信网口之间的通信链路进行通信。

4、基于本方案，储能系统在设计阶段中，相邻储能箱之间的排布间距是固定的，并且多个储能箱的控制器采用串联连接架构，可在实际施工之前提前预制相邻储能箱中的控制器之间的连接线缆、以及控制器与子阵控制器之间的连接线缆。在实际施工时，将预制的连接线缆与对应的通信网口对接，从而完成多个储能箱中的控制器的连接，以及储能箱中的控制器与子阵控制器之间的连接，以使子阵控制器与多个储能箱中的控制器之间通过对应的通信网口之间的通信链路进行通信。这样，该方式无需现场挖沟、布线和做线等作业，能够减少现场施工量、缩短安装周期，从而降低建设成本。并且，该方式不会受现场环境恶劣和人工非标准化接线施工影响，可以避免接线不良问题，从而提高储能系统的可靠性。另外，多个储能箱中的控制器以串联形式与子阵控制器连接，子阵控制器无需为每个储能箱单独配置一个通信网口以进行通信，减少子阵控制器的通信网口的占用数量，降低子阵控制器的硬件成本。

5、结合第一方面，在一种实施方式中，每个储能箱包括交流母排、电池簇和储能变流器，储能变流器用于将电池簇的电能进行功率转换后输出至交流母排，多个储能箱的交流母排串联连接，多个储能箱的串联通路上位于末端的储能箱的交流母排用于输出电能给箱式变电站的低压接口。

6、基于本方案，通过将多个储能箱的交流母排串联连接，并由末端储能箱统一输出至箱式变电站，以实现多个储能箱电能的汇集和统一输出，从而简化储能箱与箱式变电站之间的接线结构，减少了现场布线施工量。

7、结合第一方面，在一种实施方式中，储能系统包括至少两组储能箱，至少两组储能箱中的每组储能箱包括多个储能箱。箱式变电站的低压接口包括至少两组低压接口，至少两组储能箱中的每组储能箱的串联通路上位于末端的储能箱的交流母排与箱式变电站的至少两组低压接口一一对应连接。

8、基于本方案，每组储能箱中位于串联通路末端的储能箱的交流母排与箱式变电站的低压接口一一对应连接，使得多组储能箱可以独立、并行地接入箱式变电站，实现多组储能箱之间的电气隔离，避免单组储能箱故障通过公共汇流点扩散至其他组储能箱，从而提高储能系统的运行可靠性。

9、结合第一方面，在一种实施方式中，子阵控制器的通信网口包括至少两个通信网口。至少两组储能箱中的每组储能箱的串联通路上位于末端的储能箱的控制器的通信网口与子阵控制器的至少两个通信网口一一对应连接，至少两组储能箱中的任意两组储能箱的串联通路上位于首端的储能箱的控制器的通信网口串联连接。

10、基于本方案，每组储能箱串联通路上位于末端的储能箱中的控制器的通信网口连接子阵控制器的一个通信网口，且每两组储能箱串联通路上位于首端的储能箱中的控制器的通信网口相互串联，实现子阵控制器与储能箱中的控制器的冗余通信路径，当子阵控制器的一通信网口或某个储能箱的控制器的某个通信网口故障时，可以通过另一通信网口通信，从而提高通信的可靠性。另外，两组储能箱中的多个储能箱共享子阵控制器的两个通信网口，子阵控制器无需为每组储能箱支路单独配置一对通信网口以形成冗余通信路径，减少子阵控制器的通信网口的占用数量，降低子阵控制器的硬件成本和接口资源压力。

11、结合第一方面，在一种实施方式中，子阵控制器的通信网口包括至少两个通信网口。至少两组储能箱中的多个储能箱的控制器的通信网口串联连接，且至少两组储能箱的串联通路上位于首端和末端的储能箱的控制器的通信网口与子阵控制器的两个通信网口一一对应连接。

12、基于本方案，所有的储能箱中的控制器的通信网口串联连接，且串联连接的两端的通信网口分别连接子阵控制器不同的通信网口。这样，每个储能箱通过子阵控制器不同的通信网口实现冗余通信，在任一通信网口故障时可由另一通信网口进行通信传输，提高通信的可靠性。另外，多个储能箱支路共享子阵控制器的两个通信网口，子阵控制器无需为每个储能箱支路单独配置一对通信网口以形成冗余通信路径，减少子阵控制器的通信网口的占用数量，降低子阵控制器的硬件成本和接口资源压力。

13、结合第一方面，在一种实施方式中，在多个储能箱中任意一个储能箱中的控制器的通信网口故障的情况下，任意一个储能箱中的控制器用于断开与相邻储能箱中的控制器的通信网口之间通信连接。

14、基于本方案，当某个储能箱中的控制器的某个通信网口发生故障时，断开与该故障通信网口相邻储能箱的通信连接，将单条串联通信链路分割为两条独立的串联通信链路，分别通过子阵控制器的两个通信网口与两侧的正常储能箱的控制器保持通信。这样，该故障通信网口对应的控制器两侧的控制器仍可从各自所在的一端与子阵控制器进行通信，避免因单个通信网口故障导致整个链路中断，实现故障状态下的通信路径重构，进一步提高储能系统的容错能力和通信可靠性。

15、结合第一方面，在一种实施方式中，在多个储能箱中任意一个储能箱中的控制器故障的情况下，任意一个储能箱中的控制器用于根据接收的子阵控制器的旁路指令，旁路任意一个储能箱中的控制器的通信网口。

16、基于本方案，当某个储能箱的控制器发生故障时，例如该储能箱中的控制器无法与子阵控制器进行通信，将故障的控制器从串联通路中断开，避免故障节点影响子阵控制器与其他正常储能箱中的控制器的通信，从而使故障的控制器的上游和下游的控制器仍可与子阵控制器保持通信，实现故障隔离，提高储能系统的容错能力。

17、结合第一方面，在一种实施方式中，子阵控制器通过广播通信方式与多个储能箱中的控制器通信。

18、基于本方案，子阵控制器通过广播方式与各个储能箱中的控制器进行通信，一条广播消息可同时被串联链路上的所有储能箱中的控制器接收，无需逐个向每个储能箱中的控制器单独发送相同数据，减少通信交互次数和总线占用时间，从而提高通信效率。

19、结合第一方面，在一种实施方式中，子阵控制器还用于：在多个储能箱中的控制器未发生故障，且多个储能箱中的控制器的通信网口未发生故障的情况下，与多个储能箱中的控制器进行通信。

20、基于本方案，在所有储能箱中的控制器及其通信网口均正常的情况下，子阵控制器与各个储能箱中的控制器之间的串联通信链路完整贯通，子阵控制器可沿串联路径与每个储能箱中的控制器进行通信，各个储能箱中的控制器上报的数据也可沿串联路径回传至子阵控制器，实现全链路无中断的双向通信，保证储能系统的通信的可靠。

21、结合第一方面，在一种实施方式中，多个储能箱中的每个储能箱还包括第一端口和第二端口；每个储能箱的第一端口和第二端口分别与相邻储能箱的第一端口和第二端口依次串联连接。在每个储能箱中，控制器的通信网口分别连接第一端口和第二端口。

22、基于本方案，每个储能箱通过第一端口和第二端口与相邻储能箱依次串联，并且控制器的通信网口分别连接第一端口和第二端口，该方式可以得每个储能箱通过第一端口和第二端口与前后相邻储能箱进行级联，能够实现控制器的串联连接。另外，在实际施工时，相邻储能箱之间按第一端口和第二端口的顺序对插预制连接线缆，降低现场做线、挖沟和接线的作业量，缩短了施工周期。

23、本技术实施例的第二方面，提供一种储能箱，该储能箱用于输出电能给箱式变电站的低压接口，箱式变电站用于将低压接口接收的电能进行升压后传输给电网。储能箱包括控制器，控制器的通信网口用于与其他储能箱中的控制器的通信网口串联连接，且控制器的串联通路中的一个控制器的通信网口还用于连接子阵控制器。控制器用于与子阵控制器通过对应连接的通信网口之间的通信链路进行通信。

24、结合第二方面，在一种实施方式中，储能箱包括交流母排、电池簇和储能变流器，储能变流器用于将电池簇的电能进行功率转换后输出至交流母排，储能箱的交流母排还用于与其他储能箱中的交流母排串联连接，在储能箱的串联通路上位于末端的储能箱的交流母排用于输出电能给箱式变电站的低压接口。

25、结合第二方面，在一种实施方式中，在储能箱的串联通路上位于首端和末端的储能箱中的控制器的通信网口用于连接子阵控制器的两个通信网口。

26、结合第二方面，在一种实施方式中，在控制器的通信网口故障的情况下，控制器用于断开与相邻储能箱中的控制器的通信网口之间通信链路。

27、结合第二方面，在一种实施方式中，在控制器故障的情况下，控制器用于根据接收的子阵控制器的旁路指令，旁路控制器的通信网口。

28、结合第二方面，在一种实施方式中，储能箱还包括第一端口和第二端口；储能箱的第一端口和第二端口分别与相邻储能箱的第一端口和第二端口依次串联连接。控制器的通信网口分别连接第一端口和第二端口。

29、本技术中第二方面的描述，可以参考第一方面的详细描述；并且，第二方面的有益效果，可以参考第一方面的有益效果分析，此处不再赘述。