CN114447993B - 一种功率控制方法、装置、控制器及光储*** - Google Patents

一种功率控制方法、装置、控制器及光储*** Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及电力电子技术领域，公开了一种功率控制方法、装置、控制器及光储***，该***中的模块至少包括光伏、电池、电网和负载，该方法首先根据所述电池和所述电网的电压数据来确定所述光储***的母线电压参考值，考虑到了***整体的工作效率，然后根据所述光储***的母线电压参考值计算各模块使用的母线电压参考值，并将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入独立调节所述光储***中各模块的功率，提高了能量调度的响应速度，且控制逻辑简单。

Description

一种功率控制方法、装置、控制器及光储***
技术领域
本发明实施例涉及电力电子技术领域，特别涉及一种功率控制方法、装置、控制器及光储***。
背景技术
光储***（Photovoltaic energy storage system），又称太阳能光伏储能发电***，是由光伏设备和储能设备组成的发电***。目前，光储***由于关联到光伏（Photovoltaic，PV）、电池、负载和电网的能量管理，涉及的多种工作模式，控制逻辑复杂，且不同厂家的***控制方式不同，总体上均比较复杂。
在实现本发明实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：光储一体机使用过程中，由于光伏，负载状态存在不确定性，需实时控制能量调度，提高能量利用率，最大限度产生经济效益，传统能量控制方法通过检测并网功率和负载功率，计算所需储能电池和光伏组件功率，再根据计算值控制两者功率，此方法控制过程较长，一般需数秒钟以上，且存在某些特殊工况（如防逆流）很难控制的情况。
发明内容
本申请实施例提供了一种功率控制方法、装置、控制器及光储***。
本发明实施例的目的是通过如下技术方案实现的：
为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例中提供了一种功率控制方法，应用于光储***，所述***中的模块至少包括光伏、电池、电网和负载，所述方法包括：根据所述电池和所述电网的电压数据，确定所述光储***的母线电压参考值；根据所述光储***的母线电压参考值，计算各模块使用的母线电压参考值；将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入，独立调节所述光储***中各模块的功率。
在一些实施例中，所述根据所述电池和所述电网的电压数据，确定所述光储***的母线电压参考值，包括：获取所述电池的平均电压值和电池控制模块使用的母线电压参考值的第一增加裕量；获取所述电网的电压有效值和电网控制模块使用的母线电压参考值的第二增加裕量；获取所述电池的平均电压值与所述第一增加裕量之和，以及，所述电网的电压有效值和所述第二增加裕量之和之间的较大值，并将所述较大值赋值给所述光储***的母线电压参考值。
在一些实施例中，所述获取所述电池的平均电压值和电池控制模块使用的母线电压参考值的第一增加裕量，包括：
在每个电网周期内采集若干个电池电压并计算平均值，以得到所述电池的平均电压值；将所述平均电压值与第一预设倍数的乘积确定为所述第一增加裕量，其中，所述第一预设倍数小于1。
在一些实施例中，所述获取所述电网的电压有效值和电网控制模块使用的母线电压参考值的第二增加裕量，包括：在电网周期内采集若干次电网侧的电压，并通过如下公式计算得到所述电网的电压有效值：
Vgrid=[1/T*∫(0→T) vg(t) dt]1/2
其中，Vgrid表示所述电网的电压有效值，T表示所述电网的周期，vg(t)表示所述电网的电压瞬间值；将所述电网的电压有效值与第二预设倍数的乘积确定为所述第二增加裕量，其中，所述第二预设倍数小于1。
在一些实施例中，所述根据所述光储***的母线电压参考值，计算各模块使用的母线电压参考值，包括：根据所述光储***的母线电压波纹和环路响应速度，确定第三增加裕量；将所述第三增加裕量和所述光储***的母线电压参考值之和作为所述电池控制模块使用的母线电压参考值；将所述第三增加裕量的两倍确定为第四增加裕量；将所述第四增加裕量和所述光储***的母线电压参考值之和作为所述光伏控制模块使用的母线电压参考值。
在一些实施例中，所述光储***还包括DC/AC转换器，所述将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入，独立调节所述光储***中各模块的功率，包括：在所述光伏的功率和所述负载的功率发生变化时，将所述母线电压同时作为所述电池控制模块、所述光伏控制模块和所述DC/AC转换器的控制环路反馈信号，且将各模块对应的母线电压参考值作为各控制环路的输入信号，自动调整所述母线电压和所述光储***的供电状态。
在一些实施例中，所述光储***还包括BOOST升压器和DC/DC转换器，所述调整所述母线电压和所述光储***的供电状态，包括：在所述光伏的功率小于所述负载的功率时，控制所述母线电压维持在所述电池控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述电池通过所述DC/DC转换器和DC/AC转换器为所述负载供电；在所述光伏的功率大于所述负载的功率时，且所述母线电压大于电池控制模块使用的母线电压参考值时，电池模块自动控制所述母线电压维持在所述电池控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述光伏通过母线为所述电池和所述负载供电；在所述光伏的功率大于所述负载和所述电池的最大功率之和时，且所述母线电压大于所述光伏控制模块使用的母线电压参考值时，控制所述母线电压维持在所述光伏控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述光伏通过母线为所述电池、所述负载和所述电网供电。
在一些实施例中，所述方法还包括：当存在防逆流工况时，将所述负载的功率与防逆流功率之和作为所述DC/AC转换器的功率限制值。
为解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例中提供了一种功率控制装置，应用于光储***，所述***中的模块至少包括光伏、电池、电网和负载，所述装置包括：确定单元，用于根据所述电池和所述电网的电压数据，确定所述光储***的母线电压参考值；计算单元，用于根据所述光储***的母线电压参考值，计算各模块使用的母线电压参考值；调节单元，用于将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入，独立调节所述光储***中各模块的功率。
为解决上述技术问题，第三方面，本发明实施例提供了一种控制器，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上第一方面所述的方法。
为解决上述技术问题，第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上第一方面所述的方法。
为解决上述技术问题，第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上第一方面所述的方法。
为解决上述技术问题，第六方面，本发明实施例还提供了一种光储***，包括：光伏、BOOST升压器、DC/AC转换器、DC/DC转换器、电池、电网、负载、和如第三方面所述的控制器，所述控制器分别与所述DC/AC转换器和所述DC/DC转换器连接，所述光伏通过BOOST升压器与所述DC/AC转换器连接，所述DC/AC转换器还分别与所述电网和所述负载连接，所述光伏通过BOOST升压器还与DC/DC转换器连接，所述DC/DC转换器还与所述电池连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中提供了一种功率控制方法、装置、控制器及光储***，该***中的模块至少包括光伏、电池、电网和负载，该方法首先根据所述电池和所述电网的电压数据来确定所述光储***的母线电压参考值，考虑到了***整体的工作效率，然后根据所述光储***的母线电压参考值计算各模块使用的母线电压参考值，并将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入独立调节所述光储***中各模块的功率，提高了能量调度的响应速度，且控制逻辑简单。
附图说明
一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的功率控制方法的其中一种应用环境的示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种功率控制方法的流程示意图；
图3是图2所示功率控制方法中步骤S100的一子流程示意图；
图4是图2所示功率控制方法中步骤S200的一子流程示意图；
图5是图2所示功率控制方法中步骤S300的一子流程示意图；
图6是本发明实施例一提供的另一种功率控制方法的流程示意图；
图7是本发明实施例二提供的一种功率控制装置的结构示意图；
图8是本发明实施例三提供的一种控制器的结构示意图；
图9是本发明实施例四提供的一种光储***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。此外，本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
为了解决目前光储***控制方式复杂，能量调度相应速度慢的问题，本发明实施例提供了一种功率控制方法，该方法能够基于***中电池和电网的电压数据，来确定整个***的母线电压参考值，进而确定各模块的母线电压参考值作为控制环路输入，实现快速的能量调度，控制逻辑清晰简单。且在存在防逆流工况时同样能够简单地控制。
图1为本发明实施例提供的功率控制方法的其中一种应用环境的示意图，该应用环境中包括：光伏PV、BOOST升压电路，母线BUS、DC/DC转换器、DC/AC转换器、电池BAT、电网GRID和负载LOAD，所述光伏PV可通过BOOST升压电路将能量传递至母线BUS，再将能量通过DC/DC转换器提供给电池BAT，或者，通过DC/AC转换器将直流电转换为交流电提供给电网GRID和/或负载LOAD，在所述光伏PV能量不足且所述电池BAT能量充足时，所述电池BAT也可以通过DC/DC转换器将能量传输至母线BUS，维持母线BUS电压稳定，并将能量提供给电网GRID和/或负载LOAD。本发明实施例提供的功率控制方法能够采集所述电池BAT和所述电网GRID的电压数据，并通过输出调制信号至所述BOOST升压器、DC/DC转换器和/或所述DC/AC转换器，从而实现对所述光储***中各模块的功率的独立调节。
具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
实施例一
本发明实施例提供了一种功率控制方法，该方法应用于光储***，所述***中的模块至少包括光伏、电池、电网和负载，所述的光储***可以是上述应用场景及图1所示的光储***，请参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种功率控制方法的流程，所述方法包括但不限于以下步骤：
步骤S100：根据所述电池和所述电网的电压数据，确定所述光储***的母线电压参考值；
在本发明实施例中，母线电压参考值需同时根据电池电压和电网电压来计算，设置母线电压要考虑***整体工作效率，也不能超过***硬件部分的承受能力，母线参考值是动态变化的，基于此，在计算整个***的母线电压参考值之前，需要先获取电池和所述电网的电压数据，其中，可通过硬件采样电路获取电池的电压，以及电网侧电压。
具体地，请参见图3，其示出了本发明实施例图2中步骤S100的一子流程，所述根据所述电池和所述电网的电压数据，确定所述光储***的母线电压参考值，包括：
步骤S110：获取所述电池的平均电压值和电池控制模块使用的母线电压参考值的第一增加裕量；
在本发明实施例中，在每个电网周期内采集若干个电池电压并计算平均值，以得到所述电池的平均电压值（Battery Voltage，Vbat）；将所述平均电压值Vbat与第一预设倍数的乘积确定为所述第一增加裕量Vstep1，其中，所述第一预设倍数小于1。需要说明的是，由于电路结构的设置，所述电池控制模块使用的母线电压参考值需大于电池电压，且有，第一增加裕量Vstep1设置过大会降低转换效率，第一增加裕量Vstep1设置过小会提高电路控制调节的难度，因此，优选地，考虑转换效率和器件承受应力限度等原因，所述第一预设倍数可以取0.2-0.4倍，即第一增加裕量Vstep1等于0.2-0.4倍的电池的平均电压值Vbat。
步骤S120：获取所述电网的电压有效值和电网控制模块使用的母线电压参考值的第二增加裕量；
在本发明实施例中，在电网周期内采集若干次电网侧的电压，并通过如下公式计算得到所述电网的电压有效值Vgrid：
Vgrid=[1/T*∫(0→T) vg(t) dt]1/2
其中，Vgrid表示所述电网的电压有效值，T表示所述电网的周期，vg(t)表示所述电网的电压瞬间值；然后，将所述电网的电压有效值Vgrid与第二预设倍数的乘积确定为所述第二增加裕量Vstep2，其中，所述第二预设倍数小于1。需要说明的是，由于电路结构的设置，所述电网控制模块使用的母线电压参考值需大于电网峰值电压（即1.414倍的电网的电压有效值Vgrid），且有，第二增加裕量Vstep2设置过大会降低转换效率，设置过小会提高电路控制调节的难度，因此，优选地，考虑转换效率和器件承受应力限度等原因，可以取0.6-0.8倍，即第二增加裕量Vstep2等于0.6-0.8倍的电网的电压有效值Vgrid。
步骤S130：获取所述电池的平均电压值与所述第一增加裕量之和，以及，所述电网的电压有效值和所述第二增加裕量之和之间的较大值，并将所述较大值赋值给所述光储***的母线电压参考值。
在本发明实施例中，将所述电池的平均电压值与所述第一增加裕量相加得到和值Vbat+Vstep1，同时，将所述电网的电压有效值和所述第二增加裕量相加得到和值Vgrid+Vstep2，比较Vbat+Vstep1与Vgrid+Vstep2这两个和值的大小，其中的较大值即为所述光储***的母线电压参考值（Bus voltage reference，Vbusref），该值也作为DC/AC转换器的母线电压参考值。需要说明的是，由于所述电池的平均电压值Vbat和所述电网的电压有效值Vgrid是实时变化的，因此，所述光储***的母线电压参考值Vbusref也是动态值。
步骤S200：根据所述光储***的母线电压参考值，计算各模块使用的母线电压参考值；
在本发明实施例中，各模块使用的母线电压参考值均需小于所述光储***的最大可承受电压，以保证用电安全。
具体地，请参见图4，其示出了本发明实施例图2中步骤S200的一子流程，所述根据所述光储***的母线电压参考值，计算各模块使用的母线电压参考值，包括：
步骤S210：根据所述光储***的母线电压波纹和环路响应速度，确定第三增加裕量；
在本发明实施例中，所述第三增加裕量Vstep3为所述电池控制模块使用的母线电压参考值与所述光储***的母线电压参考值之间的差值，是为了提高所述电池控制模块使用的母线电压参考值所设置的裕量，是一个预先设置的数据，且需取较大值，在设置所述第三增加裕量Vstep3，需要考虑电压纹波和环路响应速度，例如，可以设置为10-20V之间的任意值。
步骤S220：将所述第三增加裕量和所述光储***的母线电压参考值之和作为所述电池控制模块使用的母线电压参考值；
在本发明实施例中，在确定设置好所述第三增加裕量Vstep3，将所述第三增加裕量和所述光储***的母线电压参考值相加得到的Vbusref+Vstep3，即可作为所述电池控制模块使用的母线电压参考值（Bus voltage reference used by the battery controlmodule，Vbusbat）。
步骤S230：将所述第三增加裕量的两倍确定为第四增加裕量；
在本发明实施例中，所述第四增加裕量Vstep4为电网控制模块使用的母线电压参考值与所述光储***的母线电压参考值之间的差值，是为了提高所述电网控制模块使用的母线电压参考值所设置的裕量，是一个预先设置的数据，且需取较大值，优选地，所述第四增加裕量Vstep4取值通常设置为所述第三增加裕量Vstep3的2倍。
步骤S240：将所述第四增加裕量和所述光储***的母线电压参考值之和作为所述光伏控制模块使用的母线电压参考值。
在本发明实施例中，在确定设置好所述第四增加裕量Vstep4，将所述第四增加裕量和所述光储***的母线电压参考值相加得到的Vbusref+Vstep4，即可作为所述电池控制模块使用的母线电压参考值（Bus voltage reference used by the PV control module，Vbuspv）。
步骤S300：将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入，独立调节所述光储***中各模块的功率。
在本发明实施例中，所述光储***还包括BOOST升压器、DC/AC（direct-currentto alternating-current ）转换器和DC/DC（direct-current to direct-current ）转换器，在所述光伏的功率和所述负载的功率发生变化时，母线电压也随之发生变化，将所述母线电压同时作为所述电池控制模块(通过DC/DC转换器实现)、所述光伏控制模块和所述DC/AC转换器的控制环路反馈信号，且将各模块对应的母线电压参考值作为各控制环路的输入信号，自动调整所述母线电压和所述光储***的供电状态，从而各自独立调节内部环路，即通过母线电压的设置差异使各模块解耦。
具体地，请参见图5，其示出了本发明实施例图2中步骤S300的一子流程，所述调整所述母线电压和所述光储***的供电状态，包括：
步骤S310：在所述光伏的功率小于所述负载的功率时，控制所述母线电压维持在所述电池控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述电池通过所述DC/DC转换器和所述DC/AC转换器为所述负载供电；
在本发明实施例中，当所述光伏的能量很小或者没有能量时，光伏无法往母线注入足够大的能量，此时母线电压由于电池侧DC/DC转换器控制维持在所述电池控制模块使用的母线电压参考值Vbusbat，电池处于放电状态，通过DC/AC转换器给负载供电。
步骤S320：在所述光伏的功率大于所述负载的功率时，且所述母线电压大于电池控制模块使用的母线电压参考值时，控制所述母线电压维持在所述电池控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述光伏通过母线为所述电池和所述负载供电；
在本发明实施例中，光伏的能量大于负载的能量时，光伏往母线注入能量，当母线电压大于所述电池控制模块使用的母线电压参考值Vbusbat时,电池自动转为充电状态，充电电流增大，母线电压不再继续上升，因此母线电压基本稳定在所述电池控制模块使用的母线电压参考值Vbusbat附近。需要说明的时，所述光伏往母线注入能量时，需要控制母线升压的速度，即要快速的往母线注入能量，也要保证母线不过压，从而实现稳压的效果。
步骤S330：在所述光伏的功率大于所述负载和所述电池的最大功率之和时，且所述母线电压大于所述光伏控制模块使用的母线电压参考值时，控制所述母线电压维持在所述光伏控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述光伏通过母线为所述电池、所述负载和所述电网供电。
在本发明实施例中，光伏的能量特别充足，且超过了负载和电池的最大充电功率的总和时，母线电压继续上升达到所述光伏控制模块使用的母线电压参考值Vbuspv，多余能量经过DC/AC转换器并入电网中。本发明实施例在光伏能量充足时维持所述母线电压维持在所述光伏控制模块使用的母线电压参考值附近，同样具有稳压效果。同时，光伏的最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）可一直进行，母线电压超过所述光伏控制模块使用的母线电压参考值Vbuspv时电压环路才起作用。
本发明实施例提供的功率控制方法中，由于各模块设置了不同的母线参考值，能量调节通过各模块内部控制环路实现，因此提高了能量调度响应速率，能快速响应负载端功率，可实现100ms以内的空载/满载互相切换，在任何工况下优先利用光伏能量。同时，简化了原来需通过计算各模块功率分配控制状态的程序逻辑，使程序整体思路更清晰简单，把控制能量的主要工作转移到母线参考值的设置和选取上。
在一些实施例中，请参见图6，其示出了本发明实施例提供的另一种功率控制方法的流程，所述方法还包括：
步骤S400：当存在防逆流工况时，将所述负载的功率与防逆流功率之和作为所述DC/AC转换器的功率限制值。
在本发明实施例中，当存在防逆流工况时，在得到所述负载的功率后，只需限制DC/AC转换器的功率到负载功率，且若防逆流功率为特定值，可用负载功率加上防逆流的功率值作为DC/AC转换器的功率限制值。
实施例二
本发明实施例提供了一种功率控制装置，其特征在于，应用于光储***，所述***中的模块至少包括光伏、电池、电网和负载，请参见图7，其示出了本发明实施例提供的一种功率控制装置的结构，所述功率控制装置500包括：确定单元510、计算单元520和调节单元530。
所述确定单元510用于根据所述电池和所述电网的电压数据，确定所述光储***的母线电压参考值。
所述计算单元520用于根据所述光储***的母线电压参考值，计算各模块使用的母线电压参考值。
所述调节单元530用于将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入，独立调节所述光储***中各模块的功率。
在一些实施例中，所述确定单元510还用于获取所述电池的平均电压值和电池控制模块使用的母线电压参考值的第一增加裕量；获取所述电网的电压有效值和电网控制模块使用的母线电压参考值的第二增加裕量；获取所述电池的平均电压值与所述第一增加裕量之和，以及，所述电网的电压有效值和所述第二增加裕量之和之间的较大值，并将所述较大值赋值给所述光储***的母线电压参考值。
在一些实施例中，所述确定单元510还用于在每个电网周期内采集若干个电池电压并计算平均值，以得到所述电池的平均电压值；将所述平均电压值与第一预设倍数的乘积确定为所述第一增加裕量，其中，所述第一预设倍数小于1。
在一些实施例中，所述确定单元510还用于在电网周期内采集若干次电网侧的电压，并通过如下公式计算得到所述电网的电压有效值：
Vgrid=[1/T*∫(0→T) vg(t) dt]1/2
其中，Vgrid表示所述电网的电压有效值，T表示所述电网的采样周期，vg(t)表示所述电网的电压瞬间值；将所述电网的电压有效值与第二预设倍数的乘积确定为所述第二增加裕量，其中，所述第二预设倍数小于1。
在一些实施例中，所述计算单元520还用于根据所述光储***的母线电压波纹和环路响应速度，确定第三增加裕量；所述第三增加裕量和所述光储***的母线电压参考值之和作为所述电池控制模块使用的母线电压参考值；将所述第三增加裕量的两倍确定为第四增加裕量；将所述第四增加裕量和所述光储***的母线电压参考值之和作为所述光伏控制模块使用的母线电压参考值。
在一些实施例中，所述光储***还包括DC/AC转换器，所述调节单元530还用于在所述光伏的功率和所述负载的功率发生变化时，将所述母线电压同时作为所述电池控制模块、所述光伏控制模块和所述DC/AC转换器的控制环路反馈信号，且将各模块对应的母线电压参考值作为各控制环路的输入信号，自动调整所述母线电压和所述光储***的供电状态。
在一些实施例中，所述光储***还包括BOOST升压器和DC/DC转换器，所述调节单元530还用于在所述光伏的功率小于所述负载的功率时，控制所述母线电压维持在所述电池控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述电池通过所述DC/DC转换器和所述DC/AC转换器为所述负载供电；在所述光伏的功率大于所述负载的功率时，且所述母线电压大于电池控制模块使用的母线电压参考值时，控制所述母线电压维持在所述电池控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述光伏通过母线为所述电池和所述负载供电；在所述光伏的功率大于所述负载和所述电池的最大功率之和时，且所述母线电压大于所述光伏控制模块使用的母线电压参考值时，控制所述母线电压维持在所述光伏控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述光伏通过母线为所述电池、所述负载和所述电网供电。
在一些实施例中，所述调节单元530还用于当存在防逆流工况时，将所述负载的功率与防逆流功率之和作为所述DC/AC转换器的功率限制值。
实施例三
本发明实施例还提供了一种控制器，请参见图8，其示出了能够执行图2至图6所述功率控制方法的控制器的硬件结构。
所述控制器10包括：至少一个处理器11；以及，与所述至少一个处理器11通信连接的存储器12，图8中以一个处理器11为例。所述存储器12存储有可被所述至少一个处理器11执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器11执行，以使所述至少一个处理器11能够执行上述图2至图6所述的功率控制方法。所述处理器11和所述存储器12可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
存储器12作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的功率控制方法对应的程序指令/模块，例如，图7所示的各个模块。处理器11通过运行存储在存储器12中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例功率控制方法。
存储器12可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据功率控制装置的使用所创建的数据等。此外，存储器12可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器12可选包括相对于处理器11远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至功率控制装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器12中，当被所述一个或者多个处理器11执行时，执行上述任意方法实施例中的功率控制方法，例如，执行以上描述的图2至图6的方法步骤，实现图7中的各模块和各单元的功能。
上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。
本申请实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图2至图6的方法步骤，实现图7中的各模块的功能。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的功率控制方法，例如，执行以上描述的图2至图6的方法步骤，实现图7中的各模块的功能。
实施例四
本发明实施例提供了一种光储***，该光储***可以上述应用场景及图1所示的光储***，请参见图9，其示出了本发明实施例提供的一种光储***的结构，所述光储***100包括：光伏PV、BOOST升压器、DC/AC转换器、DC/DC转换器、电池BAT、电网GRID、负载LOAD、和如实施例三所述的控制器10，所述控制器10分别与所述DC/AC转换器和所述DC/DC转换器连接，所述光伏PV通过BOOST升压器与所述DC/AC转换器连接，所述DC/AC转换器还分别与所述电网GRID和所述负载LOAD连接，所述光伏PV通过BOOST升压器还与DC/DC转换器连接，所述DC/DC转换器还与所述电池BAT连接。需要说明的是，分别连接在所述光伏PV通过BOOST升压器与所述DC/AC转换器和所述DC/DC转换器之间表示连接的较粗的实线表示母线。
在本发明实施例中，如实施例一所述的功率控制方法由所述控制器10所执行，如实施例二所述的功率控制装置设置在所述控制器10中，具体地，所述控制器10在执行所述功率控制方法时，其通过自身设置的采样端口，或者外接的采样模块获取所述电池BAT和所述电网GRID的电压数据，然后计算出所述光储***100中各模块，主要为所述电池BAT和所述电网GRID使用的母线参考电压值，并根据各模块的母线参考电压值确定各模块所需的功率后，通过母线电压的设置差异使各模块解耦，并分别输出脉冲宽度调制信号（Pulsewidth modulation，PWM）至DC/AC转换器和/或DC/DC转换器，从而实现对各模块内部环路的调节。
且有在本发明实施例中，所述的光伏PV指的是光发电***，能够利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能；所述的DC/AC转换器为能够将直流电源转化成交流电源的电路模组；所述的DC/DC转换器利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关（MOSFET等）进行高频开关的动作，实现升压或降压的电路模组；所述的电池BAT为储能模组，能够存储所述光伏PV输出的电能，优选地，可以是锂电池等高能量密度的电池；所述电网GRID为电力***中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体，本***特指单相交流电网，用于输送与分配电能，改变电压；所述的负载LOAD为用电设备。
本发明实施例中提供了一种功率控制方法、装置、控制器及光储***，该***中的模块至少包括光伏、电池、电网和负载，该方法首先根据所述电池和所述电网的电压数据来确定所述光储***的母线电压参考值，考虑到了***整体的工作效率，然后根据所述光储***的母线电压参考值计算各模块使用的母线电压参考值，并将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入独立调节所述光储***中各模块的功率，提高了能量调度的响应速度，且控制逻辑简单。
需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种功率控制方法，其特征在于，应用于光储***，所述***中的模块至少包括光伏、电池、电网和负载，所述方法包括：
根据所述电池和所述电网的电压数据，确定所述光储***的母线电压参考值，其中，
获取所述电池的平均电压值和电池控制模块使用的母线电压参考值的第一增加裕量，获取所述电网的电压有效值和电网控制模块使用的母线电压参考值的第二增加裕量，获取所述电池的平均电压值与所述第一增加裕量之和，以及，所述电网的电压有效值和所述第二增加裕量之和之间的较大值，并将所述较大值赋值给所述光储***的母线电压参考值；
根据所述光储***的母线电压参考值，计算各模块使用的母线电压参考值，其中，根据所述光储***的母线电压波纹和环路响应速度确定第三增加裕量，将所述第三增加裕量和所述光储***的母线电压参考值之和作为所述电池控制模块使用的母线电压参考值，将所述第三增加裕量的两倍确定为第四增加裕量，将所述第四增加裕量和所述光储***的母线电压参考值之和作为光伏控制模块使用的母线电压参考值；
将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入，独立调节所述光储***中各模块的功率。
2.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，
所述获取所述电池的平均电压值和电池控制模块使用的母线电压参考值的第一增加裕量，包括：
在每个电网周期内采集若干个电池电压并计算平均值，以得到所述电池的平均电压值；
将所述平均电压值与第一预设倍数的乘积确定为所述第一增加裕量，其中，所述第一预设倍数小于1。
3.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，
所述获取所述电网的电压有效值和电网控制模块使用的母线电压参考值的第二增加裕量，包括：
在电网周期内采集若干次电网侧的电压，并通过如下公式计算得到所述电网的电压有效值：
Vgrid=[1/T*∫(0→T) vg(t) dt]1/2
其中，Vgrid表示所述电网的电压有效值，T表示所述电网的周期，vg(t)表示所述电网的电压瞬间值；
将所述电网的电压有效值与第二预设倍数的乘积确定为所述第二增加裕量，其中，所述第二预设倍数小于1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的功率控制方法，其特征在于，
所述光储***还包括DC/AC转换器，
所述将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入，独立调节所述光储***中各模块的功率，包括：
在所述光伏的功率和所述负载的功率发生变化时，将所述母线电压同时作为所述电池控制模块、所述光伏控制模块和所述DC/AC转换器的控制环路反馈信号，且将各模块对应的母线电压参考值作为各控制环路的输入信号，自动调整所述母线电压和所述光储***的供电状态。
5.根据权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，
所述光储***还包括BOOST升压器和DC/DC转换器，
所述调整所述母线电压和所述光储***的供电状态，包括：
在所述光伏的功率小于所述负载的功率时，控制所述母线电压维持在所述电池控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述电池通过所述DC/DC转换器和所述DC/AC转换器为所述负载供电；
在所述光伏的功率大于所述负载的功率时，且所述母线电压大于电池控制模块使用的母线电压参考值时，控制所述母线电压维持在所述电池控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述光伏通过母线为所述电池和所述负载供电；
在所述光伏的功率大于所述负载和所述电池的最大功率之和时，且所述母线电压大于所述光伏控制模块使用的母线电压参考值时，控制所述母线电压维持在所述光伏控制模块使用的母线电压参考值，且控制所述光伏通过母线为所述电池、所述负载和所述电网供电。
6.根据权利要求5所述的功率控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当存在防逆流工况时，将所述负载的功率与防逆流功率之和作为所述DC/AC转换器的功率限制值。
7.一种功率控制装置，其特征在于，应用于光储***，所述***中的模块至少包括光伏、电池、电网和负载，所述装置包括：
确定单元，用于根据所述电池和所述电网的电压数据，确定所述光储***的母线电压参考值，其中，获取所述电池的平均电压值和电池控制模块使用的母线电压参考值的第一增加裕量，获取所述电网的电压有效值和电网控制模块使用的母线电压参考值的第二增加裕量，获取所述电池的平均电压值与所述第一增加裕量之和，以及，所述电网的电压有效值和所述第二增加裕量之和之间的较大值，并将所述较大值赋值给所述光储***的母线电压参考值；
计算单元，用于根据所述光储***的母线电压参考值，计算各模块使用的母线电压参考值，其中，根据所述光储***的母线电压波纹和环路响应速度确定第三增加裕量，将所述第三增加裕量和所述光储***的母线电压参考值之和作为所述电池控制模块使用的母线电压参考值，将所述第三增加裕量的两倍确定为第四增加裕量，将所述第四增加裕量和所述光储***的母线电压参考值之和作为光伏控制模块使用的母线电压参考值；
调节单元，用于将所述各模块使用的母线电压参考值作为控制环路输入，独立调节所述光储***中各模块的功率。
8.一种控制器，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
9.一种光储***，其特征在于，包括：光伏、BOOST升压器、DC/AC转换器、DC/DC转换器、电池、电网、负载、和如权利要求8所述的控制器，
所述控制器分别与所述DC/AC转换器和所述DC/DC转换器连接，
所述光伏通过BOOST升压器与所述DC/AC转换器连接，所述DC/AC转换器还分别与所述电网和所述负载连接，所述光伏通过BOOST升压器还与DC/DC转换器连接，所述DC/DC转换器还与所述电池连接。
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