CN114374197A - 一种储能***的启动方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种储能***的启动方法、装置、计算机设备以及存储介质，储能***与光伏发电***并联，该方法包括：获取到光伏发电***的第一母线电压；根据第一母线电压确定光伏发电***的初始占空比；将初始占空比发送至储能***，并且控制储能***根据初始占空比进行启动。解决了现有的直流储能***与光伏发电直流***并联时，储能***启动时电流过大的技术问题。
Description
技术领域
本申请属于发电控制领域，具体涉及一种储能***的启动方法以及装置。
背景技术
目前已有的的光伏储能直流***如图1所示，其中，光伏发电***只能是能量源，而储能***既可以当做能量源，也可以当做负载，当只有两个***且并联时，储能***只能当做负载，吸收光伏发电***的能量，可是，在光伏发电***开始发电之前，储能***必须正常工作，这里的正常工作也就是具备吸收能量的能力。也就是说，在光伏发电***能够正常工作(也就是有光照，光伏能够发电)的情况下，需要保证储能***中的DCDC变流器正常运行从而使得储能***吸收能量。
为使储能***吸收能量，储能***的启动方式有两种，第一种，储能DCDC直接运行buck模式，拉低母线电压，进而光伏DCDC开始发电，此时母线电压不稳定。第二种是储能DCDC变流器运行boost模式，建立稳定的母线电压后，光伏发电***开始工作，储能***吸收能量。上述第一种方法存在的问题是母线电压不稳定，当***中存在负载接入时，无法保证负载稳定工作，需要人工方式断开光伏，重启整个***。上述第二种方法能够建立稳定的母线电压，可保证负载能够稳定工作，可实现***启动即可为负载供电，不需要人为重启***，但该方法也存在一个问题：当光伏的开路电压高于电池侧的电压很多，接近于设定的母线电压时(比如，电池电压200V，光伏板开路电压330V，设定母线电压360V)，储能***启动时DCDC会出现硬件过流故障，也就是对电池有一个很大的充电电流，实测该电流值可达几十安培。
需要说明的是，现有的直流储能***与光伏发电直流***并联时，储能***启动时电流过大。
发明内容
本发明提供了一种储能***的启动方法、装置、计算机设备以及存储介质，以解决现有的直流储能***与光伏发电直流***并联时，储能***启动时电流过大的技术问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种储能***的启动方法，储能***与光伏发电***并联，方法包括：获取到光伏发电***的第一母线电压；根据第一母线电压确定光伏发电***的初始占空比；将初始占空比发送至储能***，并且控制储能***根据初始占空比进行启动。
进一步地，在控制储能***根据初始占空比进行启动之后，方法还包括：步骤S21，根据PID调节算法确定储能***在启动后的当前占空比；步骤S23，根据当前占空比、初始占空比确定储能***在启动后的目标占空比；步骤S25，控制储能***按照目标占空比运行。
进一步地，根据当前占空比、初始占空比确定储能***在启动后的目标占空比包括：在当前占空比不小于初始占空比的情况下，将当前占空比确定为目标占空比；在当前占空比小于初始占空比的情况下，将初始占空比确定为目标占空比。
进一步地，在控制储能***按照目标占空比运行之后，方法包括：在检测到储能***进入最大功率寻优模式的情况下，更新初始占空比，并且执行步骤S21至步骤S25的方法。
进一步地，更新初始占空比包括：根据接收到的数值更新初始占空比；或者；根据获取到的光伏发电***的第二母线电压更新初始占空比。
根据本发明的第二方面，提供了一种储能***的启动装置，储能***与光伏发电***并联，装置包括：获取单元，用于获取到光伏发电***的第一母线电压；第一确定单元，用于根据第一母线电压确定光伏发电***的初始占空比；启动单元，用于将初始占空比发送至储能***，并且控制储能***根据初始占空比进行启动。
进一步地，装置还包括：第二确定单元，用于根据PID调节算法确定储能***在启动后的当前占空比；第三确定单元，用于根据当前占空比、初始占空比确定储能***在启动后的目标占空比；控制单元，用于控制储能***按照目标占空比运行。
进一步地，第三确定单元包括：第一确定模块，用于在当前占空比不小于初始占空比的情况下，将当前占空比确定为目标占空比；第二确定模块，用于在当前占空比小于初始占空比的情况下，将初始占空比确定为目标占空比。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括上述任意一项的装置。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述任意一项的方法。
本发明提供了一种储能***的启动方法、装置、计算机设备以及存储介质，储能***与光伏发电***并联，该方法包括：获取到光伏发电***的第一母线电压；根据第一母线电压确定光伏发电***的初始占空比；将初始占空比发送至储能***，并且控制储能***根据初始占空比进行启动。解决了现有的直流储能***与光伏发电直流***并联时，储能***启动时电流过大的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的储能***的启动方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的储能***的启动方法的示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的储能***的启动装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一：
如图1所示，本申请提供了一种储能***的启动方法，在该方法中，储能***与光伏发电***并联，该方法可以包括：
步骤S11，获取到光伏发电***的第一母线电压。
具体的，可以由储能***与光伏发电***的控制器或者其他具有数据处理功能的硬件设备作为本方案的方法的执行主体，本方案可以通过示波器来获取到光伏发电***的第一母线电压，结合图2，光伏发电***的第一母线电压可以为光伏发电***的母线电容C1的电压VDC1，即光伏发电***的开路电压。
步骤S13，根据第一母线电压确定光伏发电***的初始占空比。
具体的，在获取到第一母线电压VDC1之后，可以通过如下公式计算得到光伏发电***的初始占空比Dinit。
步骤S15，将初始占空比发送至储能***，并且控制储能***根据初始占空比进行启动。
具体的，本方案可以将上述初始占空比Dinit发送至储能***，并且将初始占空比Dinit赋值给储能***中的MOS3的占空比，即Dmos3＝Dinit，然后控制能***根据初始占空比Dinit进行启动。需要说明的是，结合图2，在储能***中，由于MOS3和MOS4是互补导通的，MOS4的占空比为Dmos4＝(1-Dinit-Tdead)，其中Tdead为死区时间，按照初始占空比Dinit进行启动，可保证储能***中的C2电容上的电压VDC2≥VDC1，进而在储能***启动时不会产生很大的电流。
还需要说明的是，根据公式I＝(VDC1-VDC2)/Rbattery可以计算出流向储能电池的电流，其中Rbattery是储能电池的内阻，其阻值是mΩ级的，也就是说只要产生一点点的压差就会产生很大的电流。而本专利提出的储能DCDC的启动方法，由于能够保证储能***中的C2电容上的电压VDC2≥VDC1，因此，在启动时不会产生很大的电流，因此，本方案解决了现有的直流储能***与光伏发电直流***并联时，储能***启动时电流过大的技术问题，通过本方案，在发电***的开路电压大于储能***电池侧的电压的情况下也能正常启动储能***，从而针对该问题，本专利提出了一种控制方法，能够保证储能***即使在这种情况下也能正常启动，建立稳定的母线电压，并且能允许母线上的负载发生波动而整个***仍能稳定工作。本方案能够实现光伏储能***的可靠启动，减小***安全风险。能够确保光储***一旦运行就可为负载供电，减少不必要的人工重启***的过程。
需要说明的是，结合图2，光储直流***一般都包含两大部分，第一部分是光伏发电***，第二部分是储能***，其中光伏发电***包含光伏板和光伏DCDC变流器，而储能***主要要包含电池模组及储能DCDC变流器。当有光照时，由于光伏DCDC电路上的MOS2有个旁路二极管，母线电容C1上的电压就就等于光伏板的开路电压，此时启动储能***，储能DCDC上的MOS3和MOS4交替互补开关动作，实现升压的动作，在这个过程中，如果按照常规储能DCDC的启动方法软启动，是一点点抬升母线电容C2上的电压(C2上的电压满足公式
D为MOS3的占空比)，具体的控制方式就是一点点增大MOS的占空比，使母线电压慢慢升高，这种启动方式就会带来一个问题，开始时刻储能DCDC抬升的电压没有母线电容C1上的电压也就是光伏侧的开路电压高，母线电容C1上的能量就会流向储能电池，根据公式I＝(VDC1-VDC2)/Rbattery可以计算出流向储能电池的电流，其中Rbattery是储能电池的内阻，其阻值是mΩ级的，也就是说只要产生一点点的压差就会产生很大的电流。为解决储能启动后电流大的问题，因此提出本申请的方案。
可选的，在控制储能***根据初始占空比进行启动之后，方法还包括：
步骤S21，根据PID调节算法确定储能***在启动后的当前占空比。
步骤S23，根据当前占空比、初始占空比确定储能***在启动后的目标占空比。
步骤S25，控制储能***按照目标占空比运行。
具体的，在本方案中，在储能***根据初始占空比进行启动之后，本方案可以根据现有技术中的PID调节算法(Proportion Integral Differential算法)根据储能***启动后的参数计算出储能***在启动后的当前占空比Dnor，并且根据当前占空比以及初始占空比Dinit来确定储能***在启动后的目标占空比，即在启动之后，储能***根据实时的运行参数来决定是否更新占空比，以保证VDC2≥VDC1。上述目标占空比为储能***在启动之后的运行的占空比。
可选的，步骤S23根据当前占空比、初始占空比确定储能***在启动后的目标占空比包括：
步骤S231，在当前占空比不小于初始占空比的情况下，将当前占空比确定为目标占空比。
步骤S232，在当前占空比小于初始占空比的情况下，将初始占空比确定为目标占空比。
具体的，在本方案中，在储能***启动之后，根据PID调节算法(ProportionIntegral Differential)计算出当前占空比Dnor，在当前占空比Dnor≥初始占空比Dinit时，本方案则将当前占空比确定为目标占空比，即将当前占空比Dnor赋值给储能***中的MOS3的占空比，赋值公式为Dmos3＝Dnor，在当前占空比Dnor<初始占空比Dinit时，本方案则将初始占空比确定为目标占空比，即将初始占空比Dinit赋值给储能***中的MOS3的占空比，赋值公式为Dmos3＝Dinit，即启动之后维持初始占空比Dinit运行。
可选的，在步骤S25控制储能***按照目标占空比运行之后，本方案的方法可以包括：
步骤S27，在检测到储能***进入最大功率寻优模式的情况下，更新初始占空比，并且执行步骤S21至步骤S25的方法。
具体的，在检测到储能***进入最大功率寻优模式(MPPT)之后，光伏侧的电压会被拉低，因此本方案更新初始占空比，然后执行步骤S21至步骤S25的方法。
可选的，步骤S27更新初始占空比包括：
步骤S271，根据接收到的数值更新初始占空比；或者；
步骤S272根据获取到的光伏发电***的第二母线电压更新初始占空比。
具体的，当光伏发电***进行最大功率寻优(MPPT)运行后，光伏侧的电压会被拉低，此时光伏DCDC检测该电压Vpv并将该电压发送给储能DCDC，Dinit根据该电压按照公式
计算出新的Dinit’，如果计算出的Dinit’小于0，则Dinit’＝0，然后执行步骤21的方法。
需要说明的是，进行初始占空比Dinit更新的原因是，当光伏发电功率突然增大时，如果Dinit很大比如0.3时，会限制储能***吸收能量的能力，因为储能***进行充电时，PID调节算法会使Dmos4占空比增大，而Dmos3占空比减小。通过本方案可以保证VDC2≥VDC1。
还需要说明的是，本方案还可以通过通过接收用户输入的参数来直接对初始占空比进行更新。
实施例二
本方案还提供了一种储能***的启动装置，储能***与光伏发电***并联，其中，装置包括：获取单元30，用于获取到光伏发电***的第一母线电压；第一确定单元32，用于根据第一母线电压确定光伏发电***的初始占空比；启动单元34，用于将初始占空比发送至储能***，并且控制储能***根据初始占空比进行启动。
具体的，本方案可以通过示波器来获取到光伏发电***的第一母线电压，结合图2，光伏发电***的第一母线电压可以为光伏发电***的母线电容C1的电压VDC1，即光伏发电***的开路电压。在获取到第一母线电压VDC1之后，可以通过如下公式计算得到光伏发电***的初始占空比Dinit：
本方案可以将上述初始占空比Dinit发送至储能***，并且将初始占空比Dinit赋值给储能***中的MOS3的占空比，即Dmos3＝Dinit，然后控制能***根据初始占空比Dinit进行启动。需要说明的是，结合图2，在储能***中，由于MOS3和MOS4是互补导通的，MOS4的占空比为Dmos4＝(1-Dinit-Tdead)，其中Tdead为死区时间，按照初始占空比Dinit进行启动，可保证储能***中的C2电容上的电压VDC2≥VDC1，进而在储能***启动时不会产生很大的电流。
还需要说明的是，根据公式I＝(VDC1-VDC2)/Rbattery可以计算出流向储能电池的电流，其中Rbattery是储能电池的内阻，其阻值是mΩ级的，也就是说只要产生一点点的压差就会产生很大的电流。而本专利提出的储能DCDC的启动方法，由于能够保证储能***中的C2电容上的电压VDC2≥VDC1，因此，在启动时不会产生很大的电流，因此，本方案解决了现有的直流储能***与光伏发电直流***并联时，储能***启动时电流过大的技术问题，通过本方案，在发电***的开路电压大于储能***电池侧的电压的情况下也能正常启动储能***，从而针对该问题，本专利提出了一种控制方法，能够保证储能***即使在这种情况下也能正常启动，建立稳定的母线电压，并且能允许母线上的负载发生波动而整个***仍能稳定工作。本方案能够实现光伏储能***的可靠启动，减小***安全风险。能够确保光储***一旦运行就可为负载供电，减少不必要的人工重启***的过程。
可选的，本实施例的装置还包括：第二确定单元，用于根据PID调节算法确定储能***在启动后的当前占空比；第三确定单元，用于根据当前占空比、初始占空比确定储能***在启动后的目标占空比；控制单元，用于控制储能***按照目标占空比运行。
可选的，第三确定单元包括：第一确定模块，用于在当前占空比不小于初始占空比的情况下，将当前占空比确定为目标占空比；第二确定模块，用于在当前占空比小于初始占空比的情况下，将初始占空比确定为目标占空比。
本申请还提供了一种计算机设备，计算机设备包括实施例二中任意一项的装置。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行实施例一中任意一项的方法。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。
应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，上述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。上述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种储能***的启动方法，其特征在于，储能***与光伏发电***并联，其中，所述方法包括：
获取到光伏发电***的第一母线电压；
根据所述第一母线电压确定所述光伏发电***的初始占空比；
将所述初始占空比发送至所述储能***，并且控制所述储能***根据所述初始占空比进行启动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在控制所述储能***根据所述初始占空比进行启动之后，所述方法还包括：
步骤S21，根据PID调节算法确定所述储能***在启动后的当前占空比；
步骤S23，根据所述当前占空比、所述初始占空比确定所述储能***在启动后的目标占空比；
步骤S25，控制所述储能***按照所述目标占空比运行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前占空比、所述初始占空比确定所述储能***在启动后的目标占空比包括：
在所述当前占空比不小于所述初始占空比的情况下，将所述当前占空比确定为所述目标占空比；
在所述当前占空比小于所述初始占空比的情况下，将所述初始占空比确定为所述目标占空比。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在控制所述储能***按照所述目标占空比运行之后，所述方法包括：
在检测到所述储能***进入最大功率寻优模式的情况下，更新所述初始占空比，并且执行所述步骤S21至步骤S25的方法。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述更新所述初始占空比包括：
根据接收到的数值更新所述初始占空比；或者；
根据获取到的光伏发电***的第二母线电压更新所述初始占空比。
6.一种储能***的启动装置，其特征在于，储能***与光伏发电***并联，其中，所述装置包括：
获取单元，用于获取到光伏发电***的第一母线电压；
第一确定单元，用于根据所述第一母线电压确定所述光伏发电***的初始占空比；
启动单元，用于将所述初始占空比发送至所述储能***，并且控制所述储能***根据所述初始占空比进行启动。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二确定单元，用于根据PID调节算法确定所述储能***在启动后的当前占空比；
第三确定单元，用于根据所述当前占空比、所述初始占空比确定所述储能***在启动后的目标占空比；
控制单元，用于控制所述储能***按照所述目标占空比运行。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元包括：
第一确定模块，用于在所述当前占空比不小于所述初始占空比的情况下，将所述当前占空比确定为所述目标占空比；
第二确定模块，用于在所述当前占空比小于所述初始占空比的情况下，将所述初始占空比确定为所述目标占空比。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括权利要求6至8任意一项的装置。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至5任意一项所述的方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2021
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Cited By (2)
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| CN115663828B (zh) * | 2022-12-08 | 2023-04-28 | 深圳市德兰明海新能源股份有限公司 | 一种光伏储能母线电压的控制方法 |
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