CN106849167B - 一种供电系统及供电方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种供电系统及供电方法，该供电系统包括至少一个电池板组串、至少一个逆变器、变压器以及电压控制器，其中，该至少一个逆变器的输入端与该至少一个电池组串的输出端连接，该至少一个逆变器的输出端与该变压器的输入端连接，该变压器的输出端用于输出供电电压；该至少一个逆变器的输出端与该逆变单元的输出端相连；该电压控制器还包括第一采样单元、与该第一采样单元连接的控制单元，以及与该第一采样单元连接的逆变单元；该电压控制器还包括第二采样单元、与该第二采样单元连接的直流变换器。该供电系统实现了电压控制器的对地电压从0开始补偿，解决了电压控制器接地瞬间产生的冲击电流导致逆变器关机或无法正常工作问题。
Description
技术领域
本申请涉及光电领域，并且更具体地，涉及一种供电系统及供电方法。
背景技术
光伏电池板电势诱导衰减(Potential Induced Degradation，PID)现象是指光伏电池板在应用中，如果电池板与大地PE之间存在偏置电压，经过一定的时间以后，电池板将出现输出功率衰减的现象。
造成此类衰减的机理是多方面的，例如在上述电压的作用下，组件电池的封装材料和组件上表面层及下表面层的材料中出现的离子迁移现象；电池中出现的热载流子现象；电荷的再分配削减了电池的活性层；相关的电路被腐蚀等等。这些引起衰减的机理被称之为电位诱发衰减、极性化、电解腐蚀和电化学腐蚀。近年来PID问题已经成为国外买家投诉国内组件质量的重要因素之一，严重时候它可以引起一块组件功率衰减50％以上，从而影响整个电站的功率输出。
为了解决PID衰减的问题，现有技术中，通过逆变电路的方式构造出虚拟N点，将逆变电路的母线正极或负极接地并调节母线电压，来实现对电池板组串正极或负极对地的偏置电压，来解决PID衰减的问题。此方法因半母线电压最低为电网电压不控整流电压的一半，存在补偿范围窄的问题。且母线接地的瞬间因电池板组串对地存在寄生电容，产生冲击电流，导致逆变器因漏电流过大关机，影响整个电站的发电量。
发明内容
本申请提供一种供电系统及供电方法，该供电系统及供电方法中电压控制器输出的对地电压可以从0开始连续调节，解决了现有方案中调节电压范围窄和母线接地瞬间产生的冲击电流的问题，补偿的功率密度提升，损耗小，同时，有效地解决了PID衰减问题。
第一方面，提供了一种供电系统，该供电系统包括：至少一个电池板组串、至少一个逆变器、变压器和电压控制器；其中，该至少一个逆变器的输入端与该至少一个电池组串的输出端连接，该至少一个逆变器的输出端与该变压器的输入端连接，该变压器的输出端用于输出供电电压；该电压控制器包括：第一采样单元，与该第一采样单元连接的控制单元，以及与该第一采样单元连接的逆变单元，用于对该逆变单元的电压和电流进行采样；该至少一个逆变器的输出端还与该逆变单元的输出端相连；该电压控制器还包括：直流变换器，用于输出直流变换电压；第二采样单元，与该控制单元相连，用于对该直流变换器的电压和电流进行采样；该控制单元还用于：调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器输出的对地电压从0开始连续调节。
本申请实施例的供电系统，通过调节电压控制器的母线电压和直流变换器的输入和/或输出电压，实现了电压控制器的对地电压从0开始调节，弥补了0到电网电压不控整流电压的一半范围内的可调盲区，补偿电压范围更宽。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该电压控制器还包括：第一通讯单元，用于获取该至少一个电池板组串的对地电压；其中，该控制单元还用于：根据该至少一个电池板组串的对地电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
在一些可能的实现方式中，该第一通讯单元还用于获取该至少一个电池板组串的对地电压和该至少一个逆变器的母线电压；其中，该控制单元还用于：根据该至少一个电池板组串的对地电压和该至少一个逆变器的母线电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
本申请实施例的供电系统，电压控制器的正母线和负母线通过直流变换器接地，实现了对电池板组串对地电压的调节，并通过调节直流变换器的输入和/或输出电压和逆变单元的母线电压，实现了对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串的正极对地电压调节至0伏特以下。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，该电压控制器还包括：切换单元，与该直流变换器和该逆变单元相连，用于切换对该至少一个电池板组串的正极或负极的对地电压的调节；其中，该控制单元还用于：根据该至少一个电池板组串的类型，选择该逆变单元正母线或者负母线连接该切换单元。
本申请实施例的供电系统，实现了对不同电池板组串正极或者负极的对地电压的调节，以使电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个正极电池板组串的对地电压调节至0伏特以下。
结合第一方面、第一方面的第一种和第二种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，该至少一个逆变器包括第三采样单元，该第三采样单元用于对该至少一个逆变器输入端连接的电池板组串的对地电压值进行采样，该供电系统还包括：监控单元，与该至少一个逆变器和该电压控制器相连，用于接收该至少一个逆变器发送的该对地电压值和向该电压控制器发送该对地电压值。
在一些可能的实现方式中，该第三采样单元还用于对该至少一个逆变器输入端连接的电池板组串的对地电压值和该至少一个逆变器的母线电压值进行采样；该监控单元还用于接收该至少一个逆变器发送的该对地电压值和该母线电压值；该监控单元还用于向该电压控制器发送该对地电压值和该母线电压值。
本申请实施例的供电系统，在多台逆变器并联工作场景下，只需要在交流并网端加一套对地电压控制装置，即可实现将各个逆变器输入的至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
结合第一方面、第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该控制单元还用于限制该电压控制器的输出电流和/或输入电流。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，该控制单元具体用于：若该至少一个逆变器的输出功率大于或者等于第一功率阈值，则该电压控制器的输出电流小于或者等于第一电流阈值；或若该至少一个逆变器的输出功率小于第一功率阈值，则该电压控制器的输出电流小于或者等于第二电流阈值；其中，该第一电流阈值大于或者等于该第二电流阈值。
结合第一方面、第一方面的第一种至第五种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，该至少一个逆变器还包括：电流保护单元，用于开启或关闭该至少一个逆变器与该变压器的连接；其中，若通过该电流保护单元的电流值大于或者等于故障电流阈值，则该电流保护单元关闭该至少一个逆变器与该变压器的连接。
本申请实施例的供电系统，通过限制电压控制器的输出电流，从而限制光伏逆变系统的故障接地电流，降低电击的危险，同时，还可以与逆变器的电流保护单元共同工作，进一步消除电击的危险。
结合第一方面、第一方面的第一种至第六种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，该直流变换器为开关电源。
结合第一方面的第二种至第七种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，该切换单元为继电器、金属氧化物半导体晶体管和绝缘栅双极型晶体管中的至少一种。
第二方面，提供了一种供电方法，该方法包括：该电压控制器获取第一电压，该第一电压为与至少一个逆变器的输入端连接的至少一个电池板组串的对地电压；该电压控制器根据该第一电压，调节逆变单元的母线电压和直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
在一些可能的实现方式中，该电压控制器获取第一电压和第二电压，该第一电压为与至少一个逆变器的输入端连接的至少一个电池板组串的对地电压，该第二电压为该至少一个逆变器的母线电压；该电压控制器根据该第一电压和该第二电压，调节逆变单元的母线电压和直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
本申请实施例的供电方法，通过调节电压控制器的母线电压和直流变换器的输出电压，实现了电压控制器的对地电压从0开始调节，弥补了0到电网电压不控整流电压的一半范围内的可调盲区，补偿电压范围更宽，同时，通过调节直流变换器的输入和/或输出电压和逆变单元的母线电压，实现了对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串的正极对地电压调节至0伏特以下。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，该方法还包括：该电压控制器切换对该至少一个电池板组串正极或者负极的对地电压的调节。
在一些可能的实现方式中，该方法还包括：该控制单元根据该至少一个电池板组串的类型，选择该逆变单元正母线或者负母线连接该切换单元。
本申请实施例的供电方法，实现了对不同电池板组串正极或者负极的对地电压的调节，以使电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个正极电池板组串的对地电压调节至0伏特以下。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，该供电方法还包括：该电压控制器获取至少一个电池板组串的负极对地电压；该电压控制器根据至少一个电池板组串的负极对地电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串的负极对地电压值调节至0伏特以上。
在一些可能的实现方式中，该供电方法还包括：该电压控制器获取至少一个电池板组串的负极对地电压和至少一个电池板组串的输出端连接的逆变器的母线电压；该电压控制器根据至少一个电池板组串的负极对地电压和至少一个电池板组串的输出端连接的逆变器的母线电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串的负极对地电压值调节至0伏特以上。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，该供电方法还包括：该电压控制器获取至少一个电池板组串的正极对地电压；该电压控制器根据至少一个电池板组串的正极对地电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串的正极对地电压值调节至0伏特以下。
在一些可能的实现方式中，该供电方法还包括：该电压控制器获取至少一个电池板组串的正极对地电压和至少一个电池板组串的输出端连接的逆变器的母线电压；该电压控制器根据至少一个电池板组串的正极对地电压和至少一个电池板组串的输出端连接的逆变器的母线电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串的正极对地电压值调节至0伏特以下。
结合第二方面、第二方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，该方法还包括：该控制单元限制该电压控制器的输出电流和/或输入电流。
结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，该限制该逆变单元的输出电流和/或输入电流，包括：若该至少一个逆变器的输出功率大于或者等于第一功率阈值，则该电压控制器的输出电流小于或者等于第一电流阈值；或若该至少一个逆变器的输出功率小于第一功率阈值，则该电压控制器的输出电流小于或者等于第二电流阈值；其中，该第一电流阈值大于或者等于该第二电流阈值。
结合第二方面、第二方面的第一种至第五种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，该方法还包括：该电流保护单元开启或关闭该至少一个逆变器与变压器的连接；其中，若通过该电流保护单元的电流值大于或者等于故障电流阈值，则该电流保护单元关闭该至少一个逆变器与该变压器的连接。
本申请实施例的供电方法，通过限制电压控制器的输出电流，从而限制光伏逆变系统的故障接地电流，降低电击的危险，同时，还可以与逆变器的电流保护单元共同工作，进一步消除电击的危险。
附图说明
图1是根据本申请实施例的供电系统的示意性框图。
图2是根据本申请实施例的供电系统的另一示意性框图。
图3是根据本申请实施例的供电系统的再一示意性框图。
图4是根据本申请实施例的供电系统的再一示意性框图。
图5是根据本申请实施例的供电方法的示意性流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
图1示出了本申请实施例的供电系统的示意性框图，如图1所示，该供电系统包括至少一个电池板组串10、至少一个逆变器20、变压器30和电压控制器40；
其中，该至少一个逆变器20的输入端与该至少一个电池组串10的输出端连接，该至少一个逆变器20的输出端与该变压器30的输入端连接，该变压器30的输出端用于输出供电电压；
该电压控制器40包括：第一采样单元404，与该第一采样单元404连接的控制单元405，以及与该第一采样单元404连接的逆变单元406，用于对该逆变单元的电压和电流进行采样；
该至少一个逆变器20的输出端还与该逆变单元406的输出端相连；
该电压控制器40还包括：
直流变换器408，用于输出直流变换电压；
该第二采样单元407，与该控制单元405相连，用于对该直流变换器408的电压和电流进行采样；
该控制单元405还用于：调节该逆变单元406的母线电压和该直流变换器408的输入和/或输出电压，以使该电压控制器40输出的对地电压从0开始连续调节。
可选地，该电压控制器40还包括：第一端子401，第二端子402和第三端子403；其中，该第一端子401的一端与该逆变单元406的第一输出端连接，该第一端子401的另一端与该至少一个逆变器20的第一输出端连接，该第二端子402的一端与该逆变单元406的第二输出端连接，该第二端子402的另一端与该至少一个逆变器20的第二输出端连接，该第三端子403的一端与该逆变单元406的第三输出端连接，该第三端子403的另一端与该至少一个逆变器20的第三输出端连接；
具体而言，由于电压控制器输出的对地电压最小值为逆变单元406不控整流半母线电压，电压控制器40开始工作的瞬间，因电池板组串对地存在寄生电容而产生冲击电流，该冲击电流通过逆变器到电池板组串侧，流过逆变器的冲击电流可能导致逆变器关机，影响发电。电压控制器40中加入直流变换器408后，可以通过调节逆变单元406的母线电压和直流变换器408的输入和/或输出电压，以使该电压控制器40输出的对地电压从0开始调节。
应理解，该至少一个电池板组串可以为同一类型的电池板组串，例如一个或者多个P型电池板组串，或者为一个或者多个N型电池板组串，还可以为不同类型的电池板组串。
还应理解，若电网系统中存在多个电池板组串共存，则该多个电池板组串对应多个逆变器，并且该多个逆变器并联，如图2所示。
例如，图3示出了本申请实施例的供电系统的再一示意性框图，如图3所示，电压控制器40中逆变单元406的负母线电压为-150伏特，若没有直流变换器408，在电压控制器开始工作的瞬间，因电池板组串对地存在寄生电容而产生冲击电流导致逆变器关机，当加入直流变换器408后，可以调节直流变换器408的输出电压为150伏特，以使电压控制器40输出的对地电压从0开始连续调节。
本申请实施例的供电系统，通过调节电压控制器的母线电压和直流变换器的输出电压，实现了电压控制器的对地电压从0开始调节，弥补了0到电网电压不控整流电压的一半范围内的可调盲区，补偿电压范围更宽。
应理解，本申请实施例的供电系统既可以应用在一级变换的逆变换系统中(只有直流电(Direct Current，DC)/交流电(Alternating Current，AC))，还可以应用在两级变换的逆变器系统中(包括BOOST升压电路和DC/AC)，本申请并不限于此。
还应理解，该逆变单元406可以为两电平逆变电路，也可以为三电平逆变电路，还可以为其他多电平逆变电路，本申请并不限于此。
还应理解，该直流变换器可以为开关电源，例如正激开关电源或者反激开关电源，本申请并不限于此。
如图3所示，该电压控制器40还包括：
第一通讯单元409，用于获取该至少一个电池板组串10的对地电压；
其中，该控制单元405还用于：根据该至少一个电池板组串10的对地电压，调节该逆变单元406的母线电压和该直流变换器408的输出电压，以使该电压控制器40对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串的正极对地电压调节至0伏特以下。
可选地，该第一通讯单元还用于获取该至少一个电池板组串的对地电压和该至少一个逆变器的母线电压；
其中，该控制单元还用于：根据该至少一个电池板组串的对地电压和该至少一个逆变器的母线电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
本申请实施例的供电系统，通过获取电池板组串的对地电压，调节电压控制器逆变单元的母线电压和直流变换器的输出电压，防止了PID问题的产生。
可选地，该电压控制器40还包括：
切换单元410，用于切换对该至少一个电池板组串正极或者负极的对地电压的调节；
其中，该控制单元405还用于：根据该至少一个电池板组串的类型，选择该逆变单元406正母线或者负母线连接该切换单元410。
应理解，本申请实施例的切换单元可以为继电器，也可以为金属-绝缘体-半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)管，还可以为绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor，IGBT)，本申请并不限于此。
本申请实施例的供电系统，通过切换单元实现了不同电池板组串对地电压的调节，以使电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
应理解，在一个的稳定的供电系统中，电网侧中性点电压和逆变器交流侧中性点电压以及电池板组串中性点电压是相同的，所谓中性点是指供电系统中所有电压值的基准点。例如，当电网供电电压为220伏特的交流电压时，该220伏特的交流电压的基准点为大地，即一般情况下，供电系统的中性点为大地，且中性点电压为0伏特。
又例如，在一般的供电系统中，假设P型电池板组串正极和负极之前的直流电压为800伏特，由于在该供电系统中，中性点的电压为0伏特，所以P型电池板组串的正极电压为400伏特，负极电压为-400伏特，从而电池板组串的负极对地存在-400伏特的负电压，会引起电池板组串的功率衰减，引起PID问题。
为了方便描述，变压器的低压侧引入虚拟N点电位。
具体而言，至少一个逆变器20正常工作的情况下，N点与至少一个逆变器20母线中点O1点相对于地PE等电位，此时N/PE电压即为O1/PE的电压，等于至少一个逆变器20母线一半的电压1/2Vinbus加上PV-对PE的电压U2，U2的表达式为：
U2＝VO1/PE-1/2Vinbus (1)
O1/PE的电压还等于PV+对PE的电压U1减去至少一个逆变器20母线一半的电压1/2Vinbus，U1的表达式为：
U1＝VO1/PE+1/2Vinbus (2)
电压控制器40中逆变单元406正常工作的情况下，N点与电压控制器40的母线中点O2点相对于地PE等电位，此时N/PE电压即为O2/PE的电压，电压控制器40负母线通过切换单元410和直流变换器408串联接地时，母线中点O2点对地电压等于直流变换器408的输出电压加上电压控制器40负母线电压1/2Vpidbus-，即：
VO2/PE＝U3+1/2Vpidbus- (3)
电压控制器40正母线通过切换单元410和直流变换器408串联接地时，母线中点O2点对地电压等于直流变换器408的输出电压减去电压控制器40正母线电压1/2Vpidbus+，即：
VO2/PE＝U3-1/2Vpidbus+ (4)
当至少一个逆变器20和电压控制器40正常工作时，至少一个逆变器母线中点O1点与电压控制器40的母线中点O2点等电位，即：
VO1/PE＝VO2/PE (5)
将上述公式(3)带入公式(1)，得到至少一个电池板组串10的PV-对地电压：
U2＝U3+1/2Vpidbus--1/2Vinbus (6)
将上述公式(4)带入公式(2)，得到至少一个电池板组串10的PV+对地电压：
U1＝U3-1/2Vpidbus++1/2Vinbus (7)
具体而言，当至少一个逆变器40并网工作后，电压控制器40或者其他外部监控系统检测逆变器输入对地电压U1、U2以及至少一个逆变器的母线一半的电压1/2Vinbus，并将该信号传输到电压控制器40进行电压补偿。在补偿的过程中，针对性调节直流变换器408的输出电压U3和电压控制器40中逆变单元406的正母线电压1/2Vpidbus+、负母线电压1/2Vpidbus-，可以控制U1、U2的幅值，实现了电压控制器40对P型电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上和/或对N型电池板组串的正极对地电压调节至0伏特以下。
例如，对P型电池板组串的对地电压进行补偿，当至少一个逆变器20和电压控制器40正常工作时，电压控制器40获取P型电池板组串的负极对地电压U2为-400伏特，至少一个逆变器20的母线一半的电压1/2Vinbus为-300伏特，此时，若没有直流变换器408的输出电压U3，电压控制器40负母线电压1/2Vpidbus-最低为电网电压不控整流母线电压的一半为-150伏特，则U2的起始补偿点为1/2Vpidbus-与1/2Vinbus的差值150伏特，无法实现对P型电池板组串的负极对地电压U2从0开始进行补偿，本申请实施例加入直流变换器408后，可以通过调节直流变换器408的输出电压U3，例如调节U3为-150伏特，则根据公式(6)，P型电池板组串的负极对地电压U2调节至0伏特。
又例如，对P型电池板组串的对地电压进行补偿，当至少一个逆变器20和电压控制器40正常工作时，电压控制器40获取P型电池板组串的负极对地电压U2为-400伏特，至少一个逆变器20的母线一半的电压1/2Vinbus为-300伏特，此时，可以通过调节直流变换器408的输出电压U3，例如调节U3为-100伏特，调节1/2Vinbus为-200伏特，即可实现P型电池板组串的负极对地电压U2调节至0伏特。
本申请实施例的供电系统，电压控制器的正母线和负母线通过切换单元和直流变换器接地，实现了对电池板组串正极或者负极的对地电压的调节，并通过调节直流变换器的输出电压和逆变单元的母线电压，实现了对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串的正极对地电压调节至0伏特以下。
应理解，若该供电系统中只有同一类型的电池板组串，则上述供电系统可以不包括切换单元，电压控制器的逆变单元的正母线或负母线直接通过直流变换器接地。
可选地，如图4所示，该至少一个逆变器20包括第三采样单元201，该第三采样单元201用于对该至少一个逆变器20输入端连接的电池板组串的对地电压值进行采样，该供电系统还包括：
监控单元50，与该至少一个逆变器20和该电压控制器50相连，用于接收该至少一个逆变器20发送的该对地电压值和向该电压控制器发送该对地电压值，以使该电压控制器40对该至少一个电池板组串10的对地电压值从0开始连续调节。
可选地，该第三采样单元还用于对该至少一个逆变器输入端连接的电池板组串的对地电压值和该至少一个逆变器的母线电压值进行采样；
该监控单元还用于接收该至少一个逆变器发送的该对地电压值和该母线电压值；该监控单元还用于向该电压控制器发送该对地电压值和该母线电压值。
可选地，该供电系统还包括：
第二通讯单元60，用于向该监控单元50发送该对地电压值。
具体而言，至少一个逆变器20通过第三采样单元201采样PV对地电压值，通过第二通讯单元60与外部监控系统进行通讯，上报各逆变器的PV对地电压值，或者由监控单元50查询各个逆变器的PV对地电压值，监控单元50将该电压值通过通讯传给电压控制器40，电压控制器根据各个逆变器对地电压调节母线电压Vpidbus和直流变换器408的输出电压U3，以使该电压控制器40分别对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串正极的对地电压值调节至0伏特以下。
可选地，如图4所示，该至少一个逆变20还包括：
控制器202，用于控制该至少一个逆变器的输出电压/输出电流。
应理解，该至少一个逆变器20可以为1个逆变器，也可以为多个逆变器，若为多个逆变器，例如逆变器200到逆变器M，该多个逆变器为并联关系。
还应理解，图4中所示的第二通讯单元60只是一种通讯方式示例，第二通讯单元60可以为集成的PLC通讯装置，还可以采用其他有线或者无线通讯方式实现；也可以至少一个逆变器20直接与电压控制器40通讯，或者电压控制器40直接采样测试逆变器PV端的对地电压，实现对逆变器PV对地电压的控制。
本申请实施例的供电系统，在多台逆变器并联工作场景下，只需要在交流并网端加一套对地电压控制装置，即可实现将各个逆变器输入的至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
可选地，该控制单元405还用于限制该逆变单元406的输出电流。
可选地，该控制单元405具体用于：
若该至少一个逆变器20的输出功率大于或者等于第一功率阈值，则该电压控制器40的输出电流小于或者等于第一电流阈值；或
若该至少一个逆变器20的输出功率小于第一功率阈值，则该电压控制器的输出电流小于或者等于第二电流阈值；
其中，该第一电流阈值大于或者等于该第二电流阈值。
具体而言，在本申请实施例的供电系统中，如图3所示，当人体触碰PV+线(或者导线对地绝缘损伤)，发生接地故障时，故障电路支路为电压控制器40流出，经过至少一个逆变器20，PV+线，人体到保护地PE构成回路，系统中流过人体(或故障点)的对地故障电流由外加电压控制器40提供。通过限制电压控制器40的输出电流，可以控制该故障电流的大小，降低电击风险。输出电流设定值可以根据光伏逆变器的容量设定，例如：
对于额定输出小于或者等于30kVA的逆变器，控制电压控制器40的输出电流小于或者等于300mA；或
对于额定输出大于30kVA的逆变器，控制电压控制器40的输出电流小于或者等于10mA/kVA。
可选地，该至少一个逆变器20还包括：
电流保护单元，用于开启或关闭该至少一个逆变器20与该变压器30的连接；
其中，若通过该电流保护单元的电流值大于或者等于故障电流阈值，则该电流保护单元关闭该至少一个逆变器20与该变压器30的连接。
具体而言，本申请实施例的供电系统还可以与具有电流保护单元的逆变器配合工作，上述故障情况下的对地故障电流将流过电流保护单元，触发电流保护，逆变器将分断开关断开与电网的连接，切断对地故障电流回路，保障人体或者故障接地点的安全。
本申请实施例的供电系统，通过限制电压控制装置的输出电流，从而限制光伏逆变系统的故障接地电流，降低电击的危险，同时，还可以与逆变器的电流保护单元共同工作，进一步消除电击的危险。
上文结合图1至图4，详细描述了本申请实施例的供电系统，下面结合图5，详细描述本申请实施例的供电方法。
图5示出了根据本申请实施例的供电方法700的示意性流程图，如图5所示，该方法700包括：
S710，该电压控制器获取第一电压，该第一电压为与至少一个逆变器的输入端连接的至少一个电池板组串的对地电压；
S720，该电压控制器根据该第一电压，调节逆变单元的母线电压和直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或者对至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
可选地，该电压控制器获取第一电压和第二电压，该第一电压为与至少一个逆变器的输入端连接的至少一个电池板组串的对地电压，该第二电压为该至少一个逆变器的母线电压；
该电压控制器根据该第一电压和该第二电压，调节逆变单元的母线电压和直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
本申请实施例的供电方法，通过调节直流变换器的输入和/或输出电压和逆变单元的母线电压，实现了电压控制器输出的对地电压从0开始调节，弥补了0到电网电压不控整流电压的一半范围内的可调盲区，补偿电压范围更宽，同时，通过调节直流变换器的输入和/或输出电压和逆变单元的母线电压，实现了对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串的正极对地电压调节至0伏特以下。
可选地，该方法还包括：
该电压控制器切换对该至少一个电池板组串正极或者负极的对地电压的调节。
可选地，该供电方法还包括：根据该至少一个电池板组串的类型，选择该逆变单元正母线或者负母线连接该切换单元。
本申请实施例的供电方法，实现了对不同电池板组串正极或者负极的对地电压的调节，以使电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个正极电池板组串的对地电压调节至0伏特以下。
可选地，该供电方法还包括：
该电压控制器获取至少一个电池板组串的负极对地电压；
该电压控制器根据至少一个电池板组串的负极对地电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串的负极对地电压值调节至0伏特以上。
可选地，该供电方法还包括：
该电压控制器获取至少一个电池板组串的负极对地电压和至少一个电池板组串的输出端连接的逆变器的母线电压；
该电压控制器根据至少一个电池板组串的负极对地电压和至少一个电池板组串的输出端连接的逆变器的母线电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串的负极对地电压值调节至0伏特以上。
可选地，其特征在于，该供电方法还包括：
该电压控制器获取至少一个电池板组串的正极对地电压；
该电压控制器根据至少一个电池板组串的正极对地电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串的正极对地电压值调节至0伏特以下。
可选地，该供电方法还包括：
该电压控制器获取至少一个电池板组串的正极对地电压和至少一个电池板组串的输出端连接的逆变器的母线电压；
该电压控制器根据至少一个电池板组串的正极对地电压和至少一个电池板组串的输出端连接的逆变器的母线电压，调节该逆变单元的母线电压和该直流变换器的输入和/或输出电压，以使该电压控制器对至少一个电池板组串的正极对地电压值调节至0伏特以下。
可选地，其特征在于，该方法还包括：
该控制单元限制该电压控制器的输出电流。
可选地，该限制该逆变单元的输出电流，包括：
若该至少一个逆变器的输出功率大于或者等于第一功率阈值，则该电压控制器的输出电流小于或者等于第一电流阈值；或
若该至少一个逆变器的输出功率小于第一功率阈值，则该电压控制器的输出电流小于或者等于第二电流阈值；
其中，该第一电流阈值大于或者等于该第二电流阈值。
可选地，其特征在于，该方法还包括：
该电流保护单元开启或关闭该至少一个逆变器与变压器的连接；
其中，若通过该电流保护单元的电流值大于或者等于故障电流阈值，则该电流保护单元关闭该至少一个逆变器与该变压器的连接。
本申请实施例的供电方法，通过限制电压控制器的输出电流，从而限制光伏逆变系统的故障接地电流，降低电击的危险，同时，还可以与逆变器的电流保护单元共同工作，进一步消除电击的危险。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，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单元中，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单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，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，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。
Claims (16)
1.一种供电系统，其特征在于，包括：
至少一个电池板组串、至少一个逆变器、变压器和电压控制器；
其中，所述至少一个逆变器的输入端与所述至少一个电池组串的输出端连接，所述至少一个逆变器的输出端与所述变压器的输入端连接，所述变压器的输出端用于输出供电电压；
所述电压控制器包括：第一采样单元，与所述第一采样单元连接的控制单元，以及与所述第一采样单元连接的逆变单元，用于对所述逆变单元的电压和电流进行采样；
所述至少一个逆变器的输出端还与所述逆变单元的输出端相连；
所述电压控制器还包括：
直流变换器，用于输出直流变换电压；
第二采样单元，与所述控制单元相连，用于对所述直流变换器的电压和电流进行采样；
所述控制单元还用于：调节所述逆变单元的母线电压和所述直流变换器的输入和/或输出电压，以使所述电压控制器输出的对地电压从0开始连续调节。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述电压控制器还包括：
第一通讯单元，用于获取所述至少一个电池板组串的对地电压；其中，
所述控制单元还用于：根据所述至少一个电池板组串的对地电压，调节所述逆变单元的母线电压和所述直流变换器的输入和/或输出电压，以使所述电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或对至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述电压控制器还包括：
切换单元，与所述直流变换器和所述逆变单元相连，用于切换对所述至少一个电池板组串的正极或负极的对地电压的调节；其中，
所述控制单元还用于：根据所述至少一个电池板组串的类型，选择所述逆变单元正母线或者负母线连接所述切换单元。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述至少一个逆变器包括第三采样单元，所述第三采样单元用于对所述至少一个逆变器输入端连接的电池板组串的对地电压值进行采样，所述供电系统还包括：
监控单元，与所述至少一个逆变器和所述电压控制器相连，用于接收所述至少一个逆变器发送的所述对地电压值和向所述电压控制器发送所述对地电压值。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述控制单元还用于限制所述电压控制器的输出电流和/或输入电流。
6.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述控制单元具体用于：
若所述至少一个逆变器的输出功率大于或者等于第一功率阈值，则所述电压控制器的输出电流小于或者等于第一电流阈值；
若所述至少一个逆变器的输出功率小于第一功率阈值，则所述电压控制器的输出电流小于或者等于第二电流阈值；
其中，所述第一电流阈值大于或者等于所述第二电流阈值。
7.根据权利要求1、2、3或6所述的供电系统，其特征在于，所述至少一个逆变器还包括：
电流保护单元，用于开启或关闭所述至少一个逆变器与所述变压器的连接；
其中，若通过所述电流保护单元的电流值大于或者等于故障电流阈值，则所述电流保护单元关闭所述至少一个逆变器与所述变压器的连接。
8.根据权利要求1、2、3或6所述的供电系统，其特征在于，所述直流变换器为开关电源。
9.根据权利要求3或6所述的供电系统，其特征在于，所述切换单元为继电器、金属氧化物半导体晶体管和绝缘栅双极型晶体管中的至少一种。
10.一种供电系统中的供电方法，其特征在于，所述供电系统包括如权利要求1至9中任一项所述的供电系统，所述方法包括：
所述电压控制器获取第一电压和/或第二电压，所述第一电压为与至少一个逆变器的输入端连接的至少一个电池板组串的对地电压，所述第二电压为所述至少一个逆变器的母线电压；
所述电压控制器根据所述第一电压和/或所述第二电压，调节所述逆变单元的母线电压和所述直流变换器的输入和/或输出电压，以使所述电压控制器对至少一个电池板组串负极的对地电压调节至0伏特以上或者对至少一个电池板组串正极的对地电压调节至0伏特以下。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述电压控制器切换对所述至少一个电池板组串正极或者负极的对地电压的调节。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述供电方法还包括：
所述电压控制器获取至少一个电池板组串的负极对地电压；
所述电压控制器根据至少一个电池板组串的负极对地电压，调节所述逆变单元的母线电压和所述直流变换器的输入和/或输出电压，以使所述电压控制器对至少一个电池板组串的负极对地电压值调节至0伏特以上。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述供电方法还包括：
所述电压控制器获取至少一个电池板组串的正极对地电压；
所述电压控制器根据至少一个电池板组串的正极对地电压，调节所述逆变单元的母线电压和所述直流变换器的输入和/或输出电压，以使所述电压控制器对至少一个电池板组串的正极对地电压值调节至0伏特以下。
14.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述控制单元限制所述电压控制器的输出电流。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述限制所述电压控制器的输出电流，包括：
若所述至少一个逆变器的输出功率大于或者等于第一功率阈值，则所述电压控制器的输出电流小于或者等于第一电流阈值；
若所述至少一个逆变器的输出功率小于第一功率阈值，则所述电压控制器的输出电流小于或者等于第二电流阈值；
其中，所述第一电流阈值大于或者等于所述第二电流阈值。
16.根据权利要求10、11或15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述电流保护单元开启或关闭所述至少一个逆变器与变压器的连接；
其中，若通过所述电流保护单元的电流值大于或者等于故障电流阈值，则所述电流保护单元关闭所述至少一个逆变器与所述变压器的连接。
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