CN116526843A - 光伏储能设备的控制方法、***和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及光伏技术领域,尤其涉及一种光伏储能设备的控制方法、光伏储能***、光伏供电***和计算机可读存储介质,该控制方法包括:在光伏面板未输出电能时,获取负载需求功率;根据负载需求功率生成第一驱动信号;获取直流转换电路的输出电压;若直流转换电路的输出电压大于预设的开路电压,则输出第二驱动信号至直流转换电路,直至直流转换电路的输出电压不大于开路电压。通过在检测到直流转换电路的输出电压大于开路电压时,控制直流转换电路的开关管的占空比减小以使得直流转换电路的输出电压不大于开路电压,可以确保在启动光伏逆变器时直流转换电路的输出功率不小于光伏逆变器的最大工作功率,避免直流转换电路过载。
Description
技术领域
本申请涉及光伏技术领域,尤其涉及一种光伏储能设备的控制方法、光伏储能***、光伏供电***和计算机可读存储介质。
背景技术
在光伏储能***或者光伏供电***中,光伏面板可以通过直流转换电路和光伏逆变器对交流电网馈电。当光伏面板没有输出电能时,需要单独由直流转换电路对光伏逆变器供电。当直流转换电路单独对光伏逆变器供电以启动光伏逆变器时,若直流转换电路的输出功率较小,则很容易导致直流转换电路过载。
发明内容
本申请提供了一种光伏储能设备的控制方法、光伏储能***、光伏供电***和计算机可读存储介质,该控制方法解决了相关技术中直流转换电路单独对光伏逆变器供电时,由于直流转换电路的输出功率较小,容易导致直流转换电路过载的问题。
第一方面,本申请提供了一种光伏储能设备的控制方法,所述光伏储能设备包括储能电路和直流转换电路;所述直流转换电路的第一端用于分别与光伏面板、光伏逆变器连接;所述直流转换电路的第二端与所述储能电路连接;所述光伏储能设备用于输出电能至所述光伏逆变器,并经过所述光伏逆变器的交直流转换后给负载供电;所述方法包括:在所述光伏面板未输出电能时,获取负载需求功率;根据所述负载需求功率生成第一驱动信号,所述第一驱动信号用于控制所述直流转换电路中的开关管的通断以对所述光伏逆变器供电,以启动所述光伏逆变器;获取所述直流转换电路的输出电压;若所述直流转换电路的输出电压大于所述光伏逆变器的开路电压,则输出第二驱动信号至所述直流转换电路,直至所述直流转换电路的输出电压不大于所述开路电压;其中,所述第二驱动信号的占空比小于所述第一驱动信号的占空比。
第二方面,本申请还提供了一种光伏储能***,所述光伏储能***包括储能电路、直流转换电路和控制器,所述控制器用于实现如上述的光伏储能设备的控制方法。
第三方面,本申请还提供了一种光伏供电***,光伏供电***包括光伏面板、光伏逆变器和光伏储能设备;所述光伏储能设备包括储能电路、直流转换电路和控制器,所述控制器用于实现如上述的光伏储能设备的控制方法。
第四方面,本申请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程序,所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如上述的光伏储能设备的控制方法。
本申请公开了一种光伏储能设备的控制方法、光伏储能***、光伏供电***和计算机可读存储介质,本申请中的光伏储能设备的控制方法,通过在启动光伏逆变器时,若检测到直流转换电路的输出电压大于开路电压,则控制直流转换电路的开关管的占空比减小以使得直流转换电路的输出电压不大于开路电压,解决了相关技术中直流转换电路单独对光伏逆变器供电时,由于直流转换电路的输出功率较小,容易导致直流转换电路过载的问题,可以确保在启动光伏逆变器时直流转换电路的输出功率不小于光伏逆变器的最大工作功率,避免直流转换电路过载。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,下面将对实施例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是本申请实施例提供的一种光伏供电***的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种光伏储能***的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的一种光伏储能设备的控制方法的示意性流程图;
图4是本申请实施例提供的一种生成第一驱动信号的示意性流程图;
图5是一种直流转换电路的示意图;
图6是本申请实施例提供的一种生成第一驱动信号的子步骤的示意性流程图;
图7是本申请实施例提供的一种放电控制环路的示意图;
图8是本申请实施例提供的另一种光伏储能设备的控制方法的示意性流程图;
图9是本申请实施例提供的另一种光伏储能设备的控制方法的示意性流程图。
具体实施方式
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,所描述的实施例是本申请一部分实施例,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,都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
本申请的实施例提供了一种光伏储能设备的控制方法、光伏储能***、光伏供电***和计算机可读存储介质。其中,该控制方法可以应用于光伏储能设备中,通过在检测到直流转换电路的输出电压大于开路电压时,控制直流转换电路的开关管的占空比减小以使得直流转换电路的输出电压不大于开路电压,可以确保在启动光伏逆变器时直流转换电路的输出功率不小于光伏逆变器的最大工作功率,避免直流转换电路过载。
请参阅图1,图1是本申请实施例提供的一种光伏供电***10的结构示意图,如图1所示,光伏供电***10可以包括光伏面板11、光伏逆变器12和光伏储能设备13。其中,光伏面板11与光伏逆变器12连接,光伏储能设备13分别与光伏面板11、光伏逆变器12连接。例如,光伏面板11可以通过直流母线与光伏逆变器12连接,光伏储能设备13可以通过直流母线分别与光伏面板11、光伏逆变器12连接。
需要说明的是,光伏面板11用于将太阳能转换为电能输出至光伏逆变器12和/或光伏储能设备13,其中,光伏逆变器12用于将光伏面板11输出的直流电转换为交流电。
示例性的,光伏储能设备13可以是移动储能设备、家用储能设备,也可以是安装在车辆上的储能设备。
如图1所示,光伏储能设备13用于输出电能至光伏逆变器12,并经过光伏逆变器12的交直流转换后给负载14供电。负载14可以是交流电网,也可以是用电设备。需要说明的是,光伏储能设备13输出的电能可以是光伏面板11输出的电能,也可以是光伏储能设备13内部的电池输出的电能。
如图1所示,光伏储能设备13可以包括储能电路130、直流转换电路131和控制器132。直流转换电路131的第一端用于分别与光伏面板11、光伏逆变器12连接,直流转换电路131的第二端与储能电路130连接。
示例性的,储能电路130可以包括电池,用于在光伏面板11输出电能时,储存电能,以及用于在光伏面板11未输出电能时,输出电能至光伏逆变器12。直流转换电路131可以包括DC/DC(Direct Current to Direct Current,直流转直流)转换单元,用于对光伏面板11输出的电能进行电压转换,以及用于对储能电路130输出的电能进行电压转换。
其中,控制器132与储能电路130、直流转换电路131可以通过总线连接,该总线比如为I2C(Inter-integrated Circuit,集成电路)总线等任意适用的通讯总线。控制器132用于提供计算和控制能力,支撑整个光伏储能设备13的运行。
其中,控制器132可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
请参阅图2,图2是本申请实施例提供的一种光伏储能***20的结构示意图,如图2所示,光伏储能***20可以包括储能电路130、直流转换电路131和控制器132。
示例性的,储能电路130可以包括电池,用于储存发电设备产生的电能,以及用于输出电能至负载。其中,发电设备可以是光伏面板,负载可以是交流电网,也可以是用电设备。
示例性的,直流转换电路131可以包括DC/DC转换单元,用于对发电设备产生的电能进行电压转换,以及用于对储能电路130输出的电能进行电压转换。
在本申请实施例中,DC/DC转换单元可以包括升压电路和DAB(Dual ActiveBridge,双有源桥式)电路,也可以包括升压电路和LLC串并联谐振(Series-parallelresonan)电路。其中,升压电路、DAB电路以及LLC电路的具体电路结构,在此不作限定。
示例性的,控制器132用于控制储能电路130的充电与放电,还用于控制直流转换电路131进行电压转换,等等。
在本申请实施例中,图1和图2中的控制器132在执行相关计算机程序时,可以实现如下步骤:
在光伏面板未输出电能时,获取负载需求功率;根据负载需求功率生成第一驱动信号,第一驱动信号用于控制直流转换电路中的开关管的通断以对光伏逆变器供电,以启动光伏逆变器;获取直流转换电路的输出电压;若直流转换电路的输出电压大于光伏逆变器的开路电压,则输出第二驱动信号至直流转换电路,直至直流转换电路的输出电压不大于开路电压;其中,第二驱动信号的占空比小于第一驱动信号的占空比。
在一个实施例中,控制器132在实现根据负载需求功率生成第一驱动信号时,用于实现:
获取直流转换电路的输出电参数;基于负载需求功率、直流转换电路的输出电参数和预设的放电控制环路,生成第一驱动信号;输出第一驱动信号至直流转换电路。
在一个实施例中,第一驱动信号为具有第一占空比的驱动信号,直流转换电路包括电感单元和至少一个桥臂单元;桥臂单元包括串联的两个开关管;输出电参数包括直流转换电路的放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值;控制器132在实现基于负载需求功率、直流转换电路的输出电参数和预设的放电控制环路,生成第一驱动信号时,用于实现:
将负载需求功率、放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值输入放电控制环路进行占空比计算,获得第一占空比;根据第一占比空生成第一驱动信号至桥臂单元的开关管。
在一个实施例中,放电控制环路包括除法器、第一加法器、第一偏差器、限幅器、第二加法器和第二偏差器;控制器132在实现将负载需求功率、放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值输入放电控制环路进行占空比计算,获得第一占空比时,用于实现:
基于除法器,根据负载需求功率与放电电压采样值计算得到直流转换电路的放电电流参考值;基于第一加法器、第一偏差器以及限幅器,根据放电电流参考值与放电电流采样值之间的电流差进行偏差调节后进行限幅处理得到电感电流参考值;基于第二加法器和第二偏差器,根据电感电流参考值和电感电流采样值之间的电流差值进行偏差调节以得到第一占空比。
在一个实施例中,控制器132还用于实现:
若直流转换电路的输出电压小于开路电压,则基于预设的放电控制环路和直流转换电路的实时参数生成相应的驱动信号对直流转换电路进行控制,实时参数包括直流转换电路的放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值。
在一个实施例中,控制器132在实现输出第二驱动信号至直流转换电路,直至直流转换电路的输出电压不大于开路电压之后,还用于实现:
基于负载需求功率、预设的放电控制环路和直流转换电路的实时参数对直流转换电路进行控制,实时参数包括直流转换电路的放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。请参阅图3,图3是本申请实施例提供的一种光伏储能设备的控制方法的示意性流程图。如图3所示,光伏储能设备的控制方法包括步骤S101至步骤S104。
步骤S101、在光伏面板未输出电能时,获取负载需求功率。
需要说明的是,本申请实施例中的光伏储能设备的控制方法应用于光伏储能设备中的直流转换电路启动光伏逆变器的场景中。当光伏面板未输出电能时,需要由直流转换电路对光伏逆变器供电,以启动光伏逆变器,进而光伏储能设备中的储能电路可以通过光伏逆变器输出电能至负载。
示例性的,在光伏面板未输出电能时,获取负载需求功率。需要说明的是,在阴天、夜晚等场景中,光伏面板无法输出电能。
例如,在获取负载需求功率时,光伏储能设备中的控制器可以与负载建立通信连接,读取负载对应的负载需求功率。又例如,在获取负载需求功率时,光伏储能设备中的控制器还可以识别当前负载的负载类型,基于预设的负载类型与负载需求功率之间的对应关系,根据当前负载的负载类型查询到对应的负载需求功率。其中,可以预先定义负载类型与负载需求功率之间的对应关系,并存储至控制器的本地数据库或本地磁盘中。
需要说明的是,在光伏面板未输出电能时,负载的负载需求功率由交流电网提供。在本申请实施例中,通过获取负载需求功率,可以根据负载需求功率生成用于控制直流转换电路的驱动信号,同时还可以根据负载需求功率控制直流转换电路对光伏逆变器进行功率补偿,以使得负载从交流电网获取的功率为零,进而可以降低电费。
步骤S102、根据负载需求功率生成第一驱动信号,第一驱动信号用于控制直流转换电路中的开关管的通断以对光伏逆变器供电,以启动光伏逆变器。
需要说明的是,直流转换电路可以包括多个开关管,开关管的占空比大小决定了直流转换电路的放电电压、放电电流等参数。为了使得直流转换电路输出的功率与负载需求功率匹配,因此需要根据负载需求功率生成用于控制直流转换电路中的开关管的通断的第一驱动信号。
示例性的,开关管可以包括但不限于三极管、场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOS)或绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor,IGBT)等等。
示例性的,在根据负载需求功率生成第一驱动信号之后,可以根据第一驱动信号控制直流转换电路中的开关管的通断。此时,直流转换电路可以基于储能电路的电能对光伏逆变器供电,以启动光伏逆变器。例如,当直流转换电路包括升压电路和DAB电路时,可以输出第一驱动信号至升压电路以及DAB电路中的开关管。
在本申请实施例中,在启动光伏逆变器时,直流转换电路需要根据负载需求功率生成第一驱动信号,进而可以输出与负载需求功率匹配的功率至光伏逆变器,以启动光伏逆变器。需要说明的是,光伏逆变器在启动时只能吸收较少的功率,由于直流转换电路中功率反馈控制的作用,直流转换电路中的开关管的占空比会变大,导致光伏逆变器的输入端的电压会上升。当电压上升至比开路电压大时,需要减小直流转换电路中的开关管的占空比。由于电容和程序控制的作用,光伏逆变器的输入端的电压会维持在开路电压附近,等待光伏逆变器开启。
可以理解的是,由于光伏逆变器在启动时,会默认光伏逆变器的输入端与光伏面板连接,且输入端的电压相当于开路电压;同时光伏逆变器在启动过程中需要自检,在自检阶段光伏面板需要输出较小的功率对光伏逆变器的辅源供电。而根据光伏面板的P-U可知,光伏逆变器在开启时的电压位于开路电压附近,光伏面板的输出功率较小,对应的光伏逆变器的吸收功率也较小。
上述实施例,通过根据负载需求功率生成第一驱动信号,可以控制直流转换电路中的开关管的通断以对光伏逆变器供电,从而启动光伏逆变器。
步骤S103、获取直流转换电路的输出电压。
需要说明的是,光伏逆变器在启动时会进入自检状态,完成自检状态再进入工作状态。光伏逆变器在自检状态时,直流转换电路的外部阻抗较大,导致直流转换电路的输出电压上升。若直流转换电路的输出电压过大,则会导致直流转换电路过载。
示例性的,可以获取直流转换电路在第一驱动信号驱动下的输出电压。例如,可以通过电压采样电路,对直流转换电器的输出侧进行电压采样,获得直流转换电路的输出电压。又例如,还可以对光伏逆变器的输入侧进行电压采样,获得直流转换电路的输出电压。可以理解,直流转换电路与光伏逆变器连接,因此,直流转换电路的输出电压与光伏逆变器的输入电压相同。
上述实施例,通过获取直流转换电路的输出电压,后续可以将直流转换电路的输出电压与光伏逆变器的开路电压进行比对,从而可以确定直流转换电路的输出电压是否大于开路电压。
步骤S104、若直流转换电路的输出电压大于光伏逆变器的开路电压,则输出第二驱动信号至直流转换电路,直至直流转换电路的输出电压不大于开路电压;其中,第二驱动信号的占空比小于第一驱动信号的占空比。
需要说明的是,光伏逆变器的开路电压由光伏逆变器的最小启动电压和/或最大工作电压确定。例如,开路电压的取值范围为光伏逆变器的最小启动电压与最大工作电压之间。
示例性的,在获取直流转换电路的输出电压之后,可以将流转换电路的输出电压与光伏逆变器的开路电压进行比对。若直流转换电路的输出电压大于光伏逆变器的开路电压,则输出第二驱动信号至直流转换电路,直至直流转换电路的输出电压不大于开路电压。
其中,第二驱动信号的占空比小于第一驱动信号的占空比。可以理解的是,直流转换电路中的开关管的占空比大小决定了直流转换电路的输出电压大小,因此为了降低直流转换电路在第一驱动信号驱动下的输出电压,需要通过降低直流转换电路的驱动信号的占空比来实现。
示例性的,第二驱动信号的占空比可以根据实际情况设定,例如,第二驱动信号的占空比为第一驱动信号的占空比的1/2或1/3,等等。
上述实施例,通过在启动光伏逆变器时,若检测到直流转换电路的输出电压大于开路电压,则控制直流转换电路的开关管的占空比减小以使得直流转换电路的输出电压不大于开路电压,可以确保在启动光伏逆变器时直流转换电路的输出功率不小于光伏逆变器的最大工作功率,避免直流转换电路过载。
可以理解,上述实施例,通过降低直流转换电路的输出电压,相当于降低光伏逆变器的输入电压,进而可以降低光伏逆变器在启动时的最大工作功率,使得光伏逆变器的最大工作功率不大于直流转换电路的输出功率,避免直流转换电路过载。
在一些实施例中,第二驱动信号的占空比为直流转换电路的开关管的最小占空比。示例性的,在直流转换电路的输出电压大于光伏逆变器的开路电压时,输出最小占空比的第二驱动信号至直流转换电路,直至直流转换电路的输出电压不大于开路电压。其中,最小占空比可以根据直流转换电路中的开关管的工作参数设定,具体数值在此不作限定。
需要说明的是,上述实施例,通过将第二驱动信号的占空比设为直流转换电路的开关管的最小占空比,可以使得直流转换电路的输出电压快速降低,避免直流转换电路由于输出电压过大而损坏。
请参阅图4,图4是本申请实施例提供的一种生成第一驱动信号的示意性流程图,在步骤S102中,根据负载需求功率生成第一驱动信号可以包括以下步骤S201至步骤S203。
步骤S201、获取直流转换电路的输出电参数。
示例性的,输出电参数可以包括直流转换电路的放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值。
在本申请实施例中,直流转换电路可以包括电感单元和至少一个桥臂单元;其中,桥臂单元包括串联的两个开关管。例如,当直流转换电路包括升压电路和DAB电路时,电感单元可以是DAB电路中的电感,桥臂单元可以是升压电路中的桥臂单元。
请参阅图5,图5是一种直流转换电路的示意图。如图5所示,直流转换电路131可以包括升压电路1310和DAB电路1311,其中,升压电路1310的输入端与光伏面板11(图中未示出)的PV1+端和PV1-端连接,升压电路1310的输出端与DAB电路1311的输入端连接,DAB电路1311的输出端与储能电路130(图中未示出)的BP+端和BP-端连接。升压电路1310可以包括第一桥臂单元H1和第二桥臂单元H2,DAB电路1311可以包括电感Lr。
示例性的,上述实施例,可以通过电压采集电路对直流转换电路的输出侧进行电压采集,获得直流转换电路的放电电压采样值;可以通过电流采集电路对直流转换电路的输出侧进行电流采集,获得直流转换电路的放电电流采样值。还可以通过电流采集电路对直流转换电路的电感单元进行电流采集,获得直流转换电路的电感电流采样值。
步骤S202、基于负载需求功率、直流转换电路的输出电参数和预设的放电控制环路,生成第一驱动信号。
示例性的,在获取直流转换电路的输出电参数之后,可以基于负载需求功率、直流转换电路的输出电参数和预设的放电控制环路,生成第一驱动信号。第一驱动信号为具有第一占空比的驱动信号。例如,可以将负载需求功率和直流转换电路的输出电参数输入放电控制环路进行运算,获得第一占空比。
示例性的,第一驱动信号可以是PWM(Pulse-Width Modulation,脉冲宽度调制)信号。
需要说明的是,在本申请实施例中,预设的放电控制环路用于控制直流转换电路的输出电压。其中,放电控制环路可以包括电流环,通过根据负载需求功率和直流转换电路的输出电参数进行运算,输出占空比,进而可以通过占空比控制直流转换电路中的开关管的通断,实现调节直流转换电路的输出电压。
步骤S203、输出第一驱动信号至直流转换电路。
示例性的,在基于负载需求功率、直流转换电路的输出电参数和预设的放电控制环路,生成第一驱动信号之后,可以将第一驱动信号输出至直流转换电路。例如,将第一驱动信号输出至直流转换电路的桥臂单元,以控制桥臂单元中的开关管的通断。
通过输出第一驱动信号至直流转换电路,可以使得直流转换电路按照第一驱动信号进行工作,对储能模块进行放电,进而可以获取直流转换电路的输出电压。
请参阅图6,图6是本申请实施例提供的一种生成第一驱动信号的子步骤的示意性流程图,在步骤S202中,生成第一驱动信号可以包括以下步骤S301和步骤S302。
步骤S301、将负载需求功率、放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值输入放电控制环路进行占空比计算,获得第一占空比。
请参阅图6,图6是本申请实施例提供的一种放电控制环路的示意图。如图6所示,放电控制环路可以包括除法器1001、第一加法器1002、第一偏差器1003、限幅器1004、第二加法器1005和第二偏差器1006。其中,P_compensate_ref表示负载需求功率,Uout_sample表示放电电压采样值,Iout_sample表示放电电流采样值,Iinductor_sample表示电感电流采样值。
需要说明,第一偏差器1003和第二偏差器1006可以是PI(ProportionalIntegral,比例积分)调节器,用于快速调节电流的偏差,且能消除余差。限幅器1004用于对电流的大小进行限幅。
在一些实施例中,将负载需求功率、放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值输入放电控制环路进行占空比计算,获得第一占空比,可以包括:基于除法器,根据负载需求功率与放电电压采样值计算得到直流转换电路的放电电流参考值;基于第一加法器、第一偏差器以及限幅器,根据放电电流参考值与放电电流采样值之间的电流差进行偏差调节后进行限幅处理得到电感电流参考值;基于第二加法器和第二偏差器,根据电感电流参考值和电感电流采样值之间的电流差值进行偏差调节以得到第一占空比。
示例性的,如图7所示,首先可以将负载需求功率P_compensate_ref与放电电压采样值Uout_sample输入除法器1001进行相除,获得直流转换电路的放电电流参考值Iout_ref。其次,将放电电流参考值Iout_ref与放电电流采样值Iout_sample输入第一加法器1002进行相减,获得电流差,然后将得到的电流差经第一偏差器1003进行偏差调节后输入限幅器1004进行限幅处理,得到电感电流参考值Iinductor_ref。最后,将电感电流参考值Iinductor_ref和电感电流采样值Iinductor_sample输入第二加法器1005进行相减,并将得到的电流值输入第二偏差器1006进行偏差调节以得到第一占空比Compare_value。
例如,可以将经第二偏差器1006进行偏差调节得到的电流值作为第一占空比中的脉冲持续时间。需要说明的是,占空比是指在一个调制周期内脉冲持续时间与调制周期的比值。
步骤S302、根据第一占比空生成第一驱动信号至桥臂单元的开关管。
示例性的,在获得第一占空比之后,可以根据第一占比空生成第一驱动信号至桥臂单元的开关管。例如,根据第一占空比生成PWM信号输出至桥臂单元中的开关管,以使得桥臂单元中的开关管根据第一占空比进行通断。
上述实施例,通过将负载需求功率、放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值输入放电控制环路进行占空比计算,可以根据得到的第一占空比控制桥臂单元的开关管的通断,使得直流转换电路对光伏逆变器供电。
请参阅图8,图8是本申请实施例提供的另一种光伏储能设备的控制方法的示意性流程图,可以包括以下步骤S401至步骤S405。
步骤S401、在光伏面板未输出电能时,获取负载需求功率。
步骤S402、根据负载需求功率生成第一驱动信号,第一驱动信号用于控制直流转换电路中的开关管的通断以对光伏逆变器供电,以启动光伏逆变器。
步骤S403、获取直流转换电路的输出电压。
步骤S404、若直流转换电路的输出电压大于光伏逆变器的开路电压,则输出第二驱动信号至直流转换电路,直至直流转换电路的输出电压不大于开路电压;其中,第二驱动信号的占空比小于第一驱动信号的占空比。
可以理解,上述步骤S401-S404与步骤S101-S104相同,此处不再赘述。
步骤S405、若直流转换电路的输出电压小于开路电压,则基于预设的放电控制环路和直流转换电路的实时参数生成相应的驱动信号对直流转换电路进行控制,实时参数包括直流转换电路的放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值。
示例性的,在直流转换电路的输出电压小于开路电压时,可以基于预设的放电控制环路和直流转换电路的实时参数生成相应的驱动信号对直流转换电路进行控制。
其中,实时参数可以包括直流转换电路的放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值。
在一些实施例中,预设的放电控制环路如图7所示;在基于预设的放电控制环路和直流转换电路的实时参数生成相应的驱动信号对直流转换电路进行控制时,可以将负载需求功率、放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值输入图7中的放电控制环路进行占空比计算,获得相应的占空比;并根据得到的占比空生成第三驱动信号至桥臂单元的开关管。其中,具体的占空比计算过程,可以参见上述实施例的详细说明,在此不作赘述。
需要说明的是,在直流转换电路的输出电压小于开路电压时,直流转换电路不存在过载的危险,因此不需要通过第二驱动信号降低直流转换电路的输出电压,而是直接基于预设的放电控制环路和直流转换电路的实时参数生成相应的驱动信号控制直流转换电路正常工作。
请参阅图9,图9是本申请实施例提供的另一种光伏储能设备的控制方法的示意性流程图,可以包括以下步骤S501至步骤S505。
步骤S501、在光伏面板未输出电能时,获取负载需求功率。
步骤S502、根据负载需求功率生成第一驱动信号,第一驱动信号用于控制直流转换电路中的开关管的通断以对光伏逆变器供电,以启动光伏逆变器。
步骤S503、获取直流转换电路的输出电压。
步骤S504、若直流转换电路的输出电压大于光伏逆变器的开路电压,则输出第二驱动信号至直流转换电路,直至直流转换电路的输出电压不大于开路电压;其中,第二驱动信号的占空比小于第一驱动信号的占空比。
可以理解,上述步骤S501-S504与步骤S101-S104相同,此处不再赘述。
步骤S505、基于负载需求功率、预设的放电控制环路和直流转换电路的实时参数对直流转换电路进行控制,实时参数包括直流转换电路的放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值。
示例性的,在输出第二驱动信号至直流转换电路,直至直流转换电路的输出电压不大于开路电压之后,可以基于负载需求功率、预设的放电控制环路和直流转换电路的实时参数对直流转换电路进行控制。
示例性的,预设的放电控制环路如图7所示;在基于负载需求功率、预设的放电控制环路和直流转换电路的实时参数时,可以将负载需求功率、放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值输入图7中的放电控制环路进行占空比计算,获得相应的占空比;并根据得到的占比空生成第四驱动信号至桥臂单元的开关管。其中,具体的占空比计算过程,可以参见上述实施例的详细说明,在此不作赘述。
需要说明的是,当直流转换电路的输出电压小于或等于开路电压时,恢复采用放电控制环路对直流转换电路进行控制,此时占空比突然变大,可以保证直流转换电路的输出电压上升,进而使得输出电压可以稳定在开路电压附近,从而给光伏逆变器提供足够的开启功率,避免出现电路过载。当光伏逆变器的自检状态完成进入工作状态,开始追踪最大功率点,吸收功率增大,此时直流转换电路的输出电流增大,输出电压会下降到正常的工作电压。
上述实施例,在直流转换电路的输出电压不大于开路电压时,基于负载需求功率、放电控制环路和直流转换电路的实时参数对直流转换电路进行控制,不仅可以给光伏逆变器提供足够的开启功率,同时还使得直流转换电路以正常工作电压进行运行,可以确保在启动光伏逆变器时直流转换电路的输出功率不小于光伏逆变器的最大工作功率,避免直流转换电路过载。
本申请的实施例中还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序,该计算机程序中包括程序指令,处理器执行上述程序指令,以实现本申请实施例提供的任一项光伏储能设备的控制方法。
例如,该程序被处理器加载,可以执行如下步骤:
在光伏面板未输出电能时,获取负载需求功率;根据负载需求功率生成第一驱动信号,第一驱动信号用于控制直流转换电路中的开关管的通断以对光伏逆变器供电,以启动光伏逆变器;获取直流转换电路的输出电压;若直流转换电路的输出电压大于光伏逆变器的开路电压,则输出第二驱动信号至直流转换电路,直至直流转换电路的输出电压不大于开路电压;其中,第二驱动信号的占空比小于第一驱动信号的占空比。
其中,计算机可读存储介质可以是前述实施例的光伏储能设备的内部存储单元,例如光伏储能设备的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是光伏储能设备的外部存储设备,例如光伏储能设备上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字卡(Secure Digital Card,SD Card),闪存卡(Flash Card)等。
进一步地,计算机可读存储介质可主要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***、至少一个功能所需的程序等;存储数据区可存储根据各程序所创建的数据等。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种光伏储能设备的控制方法,其特征在于,所述光伏储能设备包括储能电路和直流转换电路;所述直流转换电路的第一端用于分别与光伏面板、光伏逆变器连接;所述直流转换电路的第二端与所述储能电路连接;所述光伏储能设备用于输出电能至所述光伏逆变器,并经过所述光伏逆变器的交直流转换后给负载供电;所述方法包括:
在所述光伏面板未输出电能时,获取负载需求功率;
根据所述负载需求功率生成第一驱动信号,所述第一驱动信号用于控制所述直流转换电路中的开关管的通断以对所述光伏逆变器供电,以启动所述光伏逆变器;
获取所述直流转换电路的输出电压;
若所述直流转换电路的输出电压大于所述光伏逆变器的开路电压,则输出第二驱动信号至所述直流转换电路,直至所述直流转换电路的输出电压不大于所述开路电压;其中,所述第二驱动信号的占空比小于所述第一驱动信号的占空比。
2.根据权利要求1所述的光伏储能设备的控制方法,其特征在于,所述根据所述负载需求功率生成第一驱动信号,包括:
获取所述直流转换电路的输出电参数;
基于所述负载需求功率、所述直流转换电路的输出电参数和预设的放电控制环路,生成所述第一驱动信号;
输出所述第一驱动信号至所述直流转换电路。
3.根据权利要求2所述的光伏储能设备的控制方法,其特征在于,所述第一驱动信号为具有第一占空比的驱动信号,所述直流转换电路包括电感单元和至少一个桥臂单元;所述桥臂单元包括串联的两个开关管;所述输出电参数包括所述直流转换电路的放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值;
所述基于所述负载需求功率、所述直流转换电路的输出电参数和预设的放电控制环路,生成所述第一驱动信号,包括:
将所述负载需求功率、所述放电电压采样值、所述放电电流采样值以及所述电感电流采样值输入所述放电控制环路进行占空比计算,获得所述第一占空比;
根据所述第一占比空生成所述第一驱动信号至所述桥臂单元的开关管。
4.根据权利要求3所述的光伏储能设备的控制方法,其特征在于,所述放电控制环路包括除法器、第一加法器、第一偏差器、限幅器、第二加法器和第二偏差器;所述将所述负载需求功率、所述放电电压采样值、所述放电电流采样值以及所述电感电流采样值输入所述放电控制环路进行占空比计算,获得所述第一占空比,包括:
基于所述除法器,根据所述负载需求功率与所述放电电压采样值计算得到所述直流转换电路的放电电流参考值;
基于所述第一加法器、所述第一偏差器以及所述限幅器,根据所述放电电流参考值与所述放电电流采样值之间的电流差进行偏差调节后进行限幅处理得到电感电流参考值;
基于所述第二加法器和所述第二偏差器,根据所述电感电流参考值和所述电感电流采样值之间的电流差值进行偏差调节以得到所述第一占空比。
5.根据权利要求3所述的光伏储能设备的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述直流转换电路的输出电压小于所述开路电压,则基于预设的放电控制环路和所述直流转换电路的实时参数生成相应的驱动信号对所述直流转换电路进行控制,所述实时参数包括所述直流转换电路的放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值。
6.根据权利要求1所述的光伏储能设备的控制方法,其特征在于,所述第二驱动信号的占空比为所述直流转换电路的开关管的最小占空比。
7.根据权利要求1所述的光伏储能设备的控制方法,其特征在于,所述输出第二驱动信号至所述直流转换电路,直至所述直流转换电路的输出电压不大于所述开路电压之后,所述方法还包括:
基于负载需求功率、预设的放电控制环路和所述直流转换电路的实时参数对所述直流转换电路进行控制,所述实时参数包括所述直流转换电路的放电电压采样值、放电电流采样值以及电感电流采样值。
8.一种光伏储能***,其特征在于,所述光伏储能***包括储能电路、直流转换电路和控制器,所述控制器用于实现如权利要求1至7任一项所述的光伏储能设备的控制方法。
9.一种光伏供电***,其特征在于,所述光伏供电***包括光伏面板、光伏逆变器和光伏储能设备;所述光伏储能设备包括储能电路、直流转换电路和控制器,所述控制器用于实现如权利要求1至7任一项所述的光伏储能设备的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如权利要求1至7任一项所述的光伏储能设备的控制方法。
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