并网家庭储能系统由五大部分构成，包括：太阳能电池阵列、并网逆变器、BMS管理系统、电池组、交流负载。系统采用光伏与储能系统混合供电。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。并网家庭储能系统分为三种工作模式，模式一：光伏提供储能、余电上网；模式二：光伏提供储能、部分用户用电；模式三：光伏仅提供部分储能。并网家庭储能如图一所示：

                                                                图一  并网家庭储能系统图（图片来自网络）

离网家庭储能系统是独立的，和电网没有任何的电气连接，因此整个系统并不需要并网逆变器，光伏逆变器就可以满足要求。离网家庭储能系统分为三种工作模式，模式一：光伏提供储能和用户用电（晴天）；模式二：光伏和储能电池提供用户用电（阴天）；模式三：储能电池提供用户用电（傍晚和雨天）。离网家庭储能如图二所示：

                                                               图二  离网家庭储能系统图（图片来自网络）

三、电池管理系统BMS单元电源解决方案
     电池作为系统的核心储能器件，需要实时监控电池的在线状态，因此BMS的重要性不言而喻。BMS系统中BCU 模块通过CAN 总线与BMU 模块实时通信，获取单体电压、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SOC，并通过触摸屏显示相关数据。BCU 计算分析得出电池组综合信息后，进行系统智能管理：通过独立的CAN 总线智能交互；同时，也可通过继电器实现对充放电的二级保护，确保强弱电有效隔离，满足客户多样化的安全控制需求，保障系统稳定高效地运转。

                                                                        图三  电池管理系统BMS电源方案框图

 如图三所示，储能系统的BMS电源方案主要核心在于隔离电压变换。主控单元主要基于24VDC的系统，且整个主控单元的功率不足5W，因此可选URB2405YMD-10WR3，输出5VDC电压，用于给隔离模块F0505XT-1WR2以及LDO供电。LDO由5VDC输入电压转换为3.3V输出电压用于给MCU供电。系统中6PCS  F0505XT-1WR2则用于给4个CAN通信模块、电压与绝缘检测电路、电流检测电路供电，同时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。除此之外，金升阳公司的CF0505XT-1WR2的汽车级电源被广泛应用于车载BMS系统中。
四、光伏逆变器监控单元电源方案
    太阳能光伏组件进行电能汇聚流，转向逆变器进行直流转换成交流。逆变器在工作过程中，同样需要转换过程监测、控制和通信，以保证逆变电压满足指标要求。此部分监控单元可直接从市电上取电工作。

    如图四所示，由LH系列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K7805-500R3输出5VDC电压；B0503XT-2WR2给MCU提供满足功能隔离耐压的3.3V工作电压；采用隔离、高速的TD501D485H通信模块，可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；另外，金升阳专门针对逆变全桥的IGBT开发一款集成有DC-DC电源的隔离驱动器QP12W08S-37，简化客户驱动控制电路的设计，提高可靠性。

                                                                        图四  逆变器监控单元电源方案框图

五、光伏并网逆变器监控单元电源方案

     光伏并网逆变器又叫双向储能逆变器、逆变一体机，系统由AC-DC单元、DC-DC单元、控制单元、通讯单元、转移继电器单元组成。双向储能逆变器分为两种供电设备，一种为市电供电，另外一种为电池板供电。

                                                                        图五  逆变器监控单元电源方案框图

如图五所示，AC-DC电源的功率主要考虑到主控板和风扇的功率，本系统为15KW的设备；AC-DC电源推荐我司的LH40-10B24的产品，24V输出一部分给风扇供电，另外一部分给主控板供电。主控板推荐金升阳全新升级的R3系列产品，URB2415YMD-10WR3给IGBT的驱动器进行供电，以及URB2405YMD-6WR3给MCU和通信进行供电。
     URB_YMD-6/10WR3系列产品全自动化的生产工艺，大大降低了人工成本，优越的性能大大领先于同行水平，超高的性价比，完全满足光伏行业对于整体成本的苛刻要求。    
六、金升阳系列模块电源的简介
1.宽压输入隔离DC-DC电源
产品特点：                                                                                                 

• 宽输入电压范围（4:1）                                                                
• 工业级工作温度：-40℃ to  +85℃
• 隔离电压:1500VDC
• 轻载效率高达78%、纹波噪声低至50mV                 
• 空载功耗：低至0.12W
• 输入欠压，输出过压、短路、过流保护
• 裸机满足CISPR22/EN55022 CLASS A
• 通过UL60950、EN60950 和IEC60950 认证

2. 定压输入隔离DC-DC电源

产品特点：

• 可持续短路保护
• 工作温度范围: -40℃ to +105℃
• 隔离电压：3000VDC  
• 纹波噪声低至50mV 
• 效率高达80%

3.隔离AC-DC电源系列

产品特点：

• 全球通用电压:85-264VAC/100-370VDC  
• 稳压输出、低纹波噪声
• 隔离电压：3000VAC
• 输出短路、过流、过压保护
• 通过IEC60950、UL60950、EN60950 认证
• 全塑料外壳，符合UL94V-0

七、小结

     家庭储能逐步规模化、普及化，是全球面向未来能源需求的健康合理化发展趋势。金升阳积极参与能源技术绿色化发展，结合自身技术平台优势和自主创新能力，针对家庭储能系统提供一整套电源解决方案，简化家庭储能系统的电路方案，降低了家庭系统的建设和维护成本，综合提升系统的稳定性、安全性、可靠性。

具体产品参数请查阅技术手册：URB2405YMD-10WR3 ，F0505XT-1WR2 ，CF0505XT-1WR2 ，K7805-500R3，B0503XT-2WR2 ，TD501D485H ，QP12W08S-37

参考文献：
1. THE GERMAN ENERGIEWENDE BOOK. Craig Morris, Martin Pehnt. 12/2016.
2. The Energy Storage Market in Germany - Issue 2017/2018. Germany Trade & invest. 2017.
3. THE CALIFORNIA MILLION SOLAR ROOFS INITIATIVE. SCCGOV.