家庭儲能始于德國，并隨著德國政府“百萬屋頂計劃”的實施而興起。隨著智能化、信息化時代的到來，用電需求大大增加。為緩解環境污染、能源消耗等方面的壓力，光伏發電成為綠色能源的最佳選擇。在政策扶持和光伏儲能降低發電成本的優勢下，家庭光伏發電儲能系統正逐步步入千家萬戶。

而光伏儲能系統面對不同的應用場景，使光伏發電系統變得非常智能化，性能和收益會大大提升。未來中國的家庭或者一些場所的光伏和儲能一定是跟用戶相關聯的，才具有市場價值。

家用儲能光伏發電系統是指屋頂太陽能組件吸收太陽光，產生的直流電通過逆變器轉換為交流電，白天直接供家用電器照明等使用，或存儲到儲能電池中，晚上供家用電器照明使用。多余的發電量可上傳至電網，從而獲取相應電價收入及政府補貼。另外，儲能逆變器還具有削峰調谷功能，能夠創造更多的發電收益。

家庭儲能系統類似于一個微型儲能電站，其運行不受城市供電壓力影響。在用電低谷時間，家庭儲能系統中的電池組可自行充電，以備用電高峰或斷電時使用。除用作應急電源外，家庭儲能系統也因能均衡用電負荷，從而節省家庭電力開支。

雖然當前家庭儲能系統的市場需求更多出于民眾對應急后備電源的需要，但在業內人士看來，使用家庭儲能系統可以組合太陽能等新能源發電系統、推動新能源的推廣以及構筑智能電網，市場前景廣闊。

二、家庭儲能系統基本結構及組件要求

家庭儲能系統目前分為兩種，一種為并網家庭儲能系統，一種為離網家庭儲能系統。并網家庭儲能系統由五大部分構成，包括：太陽能電池陣列、并網逆變器、BMS管理系統、電池組、交流負載。系統采用光伏與儲能系統混合供電。市電正常時，由光伏并網系統和市電為負載供電；市電斷電時，由儲能系統和光伏并網系統聯合供電。并網家庭儲能系統分為三種工作模式，模式一：光伏提供儲能、余電上網；模式二：光伏提供儲能、部分用戶用電；模式三：光伏僅提供部分儲能。并網家庭儲能如圖一所示：

圖一  并網家庭儲能系統圖

離網家庭儲能系統是獨立的，和電網沒有任何的電氣連接，因此整個系統并不需要并網逆變器，光伏逆變器就可以滿足要求。離網家庭儲能系統分為三種工作模式，模式一：光伏提供儲能和用戶用電（晴天）；模式二：光伏和儲能電池提供用戶用電（陰天）；模式三：儲能電池提供用戶用電（傍晚和雨天）。離網家庭儲能如圖二所示：

圖二  離網家庭儲能系統圖

綜上所述，目前需求的儲能設備主要為BMS電池管理系統，光伏并網逆變器、儲能逆變器。針對以上家庭儲能設備需求，并結合光伏系統各單元電路安全隔離特性，金升陽提出一整套控制單元的電源解決方案。

三、電池管理系統BMS單元電源解決方案

電池作為系統的核心儲能器件，需要實時監控電池的在線狀態，因此BMS的重要性不言而喻。BMS系統中BCU 模塊通過CAN 總線與BMU 模塊實時通信，獲取單體電壓、箱體溫度、絕緣電阻等系統參數；通過電流傳感器采集充放電電流，動態計算SOC，并通過觸摸屏顯示相關數據。BCU 計算分析得出電池組綜合信息后，進行系統智能管理：通過獨立的CAN 總線智能交互；同時，也可通過繼電器實現對充放電的二級保護，確保強弱電有效隔離，滿足客戶多樣化的安全控制需求，保障系統穩定高效地運轉。