CN110336453A - 变流器控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种变流器控制方法和装置,其中,该方法包括:获取并联运行的多个双向变流器中各个双向变流器的输出电流;计算所述各个双向变流器的输出电流的平均电流值;调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗。本发明解决了现有的并联运行过程中出现负载电流分配不均而导致某一个单元过冲或者过放,影响多变流器设备的寿命的技术问题,达到了保证负载电流分配尽量均衡,从而提升多变流器设备寿命的技术效果。

Description

变流器控制方法和装置
技术领域
本发明涉及设备控制技术领域,具体而言,涉及一种变流器控制方法和装置。
背景技术
DC-DC是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置。双向DC-DC变流器在能源的变换设备主要起到直流变换的作用。在储能领域中,由于电池侧电压等级较低,而直流母线电压等级较高,因此需要双向DC-DC变流器进行升压。为了实现大规模储能应用,可以将储能系统并联运行,输出端并接在直流母线上。
由于蓄电池个体性能、双向DC-DC变换器和线路参数等问题,并联运行过程中会出现负载电流分配不均的问题,因此,除了需要控制功率的双向流动外,还需要解决各个模块的均流问题,以防止某一个单元过冲或者过放,影响蓄电池的寿命。
针对上述问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种变流器控制方法和装置,以解决现有的多变流器设备中无法有效均流的技术问题。
一方面,提供了一种变流器控制方法,包括:
获取并联运行的多个双向变流器中各个双向变流器的输出电流;
计算所述各个双向变流器的输出电流的平均电流值;
调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗。
在一个实施方式中,所述多个双向变流器中的每个双向变流器都串联有一个阻抗匹配电路。
在一个实施方式中,调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,包括:
调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,直至所述多个双向变流器中各双向变流器的输出电流与所述平均电流值的差值在预设范围内。
在一个实施方式中,所述阻抗匹配电路包括:开关元件、电阻、电感、电容。
在一个实施方式中,所述开关元件为继电器。
在一个实施方式中,所述阻抗匹配电路连接在双向变流器与负载之间。
在一个实施方式中,所述双向变流器包括以下至少之一:双向DC-AC变流器、双向DC-DC变流器。
另一方面,提供了一种变流器控制装置,包括:
获取模块,用于获取并联运行的多个双向变流器中各个双向变流器的输出电流;
计算模块,用于计算所述各个双向变流器的输出电流的平均电流值;
调节模块,用于调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗。
又一方面,提供了一种储能系统,包括:上述的变流器控制装置。
又一方面,提供了一种网络设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述中任一项所述方法的步骤。
又一方面,提供了一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
在上述实施例中,在储能电源中并联运行的多个双向变流器输出电流之间的差值较大的情况下,通过调节阻抗匹配电路的输出阻抗,以使得各个双向变流器的输出电流可以尽量相等,从而解决了现有的并联运行过程中出现负载电流分配不均而导致某一个单元过冲或者过放,影响多变流器设备的寿命的技术问题,达到了保证负载电流分配尽量均衡,从而提升多变流器设备寿命的技术效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据本发明实施例的变流器控制方法的方法流程图;
图2是根据本发明实施例的DC-DC模块并联的等效电路图;
图3是根据本发明实施例的均流控制原理示意图;
图4是根据本发明实施例的均流控制原理框图;
图5是根据本发明实施例的均流控制流程图;
图6是根据本发明实施例的变流器控制装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施方式和附图,对本发明做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
考虑到由于多变流器设备个体性能、双向变流器和线路参数等问题,并联运行过程中会出现负载电流分配不均的问题,为了解决各个模块的均流问题,以防止某一个单元过冲或者过放,影响蓄电池的寿命,在本例中,提供了一种变流器控制方法,如图1所示,可以包括如下步骤:
步骤101:获取并联运行的多个双向变流器中各个双向变流器的输出电流;
步骤102:计算所述各个双向变流器的输出电流的平均电流值;
步骤103:调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗。
即,在多变流器设备中并联运行的多个双向变流器输出电流之间的差值较大的情况下,通过调节阻抗匹配电路的输出阻抗,以使得各个双向变流器的输出电流可以尽量相等,从而解决了现有的并联运行过程中出现负载电流分配不均而导致某一个单元过冲或者过放,影响多变流器设备的寿命的技术问题,达到了保证负载电流分配尽量均衡,从而提升多变流器设备寿命的技术效果。
具体的,为了实现输出电流的均衡调整,可以是为每个双向变流器都设置一个阻抗匹配电路,即,所述多个双向变流器中的每个双向变流器都串联有一个阻抗匹配电路。举例而言,可以是有三个双向变流器的情况下,设置三个阻抗匹配电路,即,每个双向变流器串联一个阻抗匹配电路,每个双向变流器都有自己对应的阻抗匹配电路。基于此,在调节阻抗匹配电路的输出阻抗,以使得各个双向变流器的输出电流之间的差值小于预设阈值的时候,可以是根据所述多个双向变流器中各个双向变流器的输出电流计算平均电流值;调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,直至所述多个双向变流器中各双向变流器的输出电流与所述平均电流值的差值在预设范围内(即,各双向变流器的输出电流近似相等),具体的,例如,可以设置在调整之后,每个变流器的输出电流都位于平均电流的0.95-1.05倍的区间内。
也就是说,在进行调节的时候,对于输出电流比较小,那么就降低输出阻抗,从而使得输出电流可以增大,对于输出电流比较大的,那么就增大输出阻抗,从而使得输出电流可以减少,通过这种方式,使得最终每个双向变流器的输出电流近似相等。
上述的阻抗匹配电路包括:开关元件、电阻、电感、电容,即,通过开关元件的开通或者关断调整输出阻抗。其中,上述的开关元件可以但不限于是继电器。
上述的阻抗匹配电路可以连接在双向变流器与负载之间。
上述的双向变流器可以但不限于是:双向DC-DC变流器、双向DC-AC变流器。
下面结合一个具体实施例对上述方法进行说明,然而,值得注意的是,该具体实施例仅是为了更好地说明本申请,并不构成对本申请的不当限定。
在本例中,以双向DC-DC变流器应用在储能系统中为例进行说明,为了解决双向DC-DC变流器并联运行时电流分配不均的问题,在本例中增加了阻抗匹配电路,并控制调节该阻抗匹配电路的输出阻抗,使得各并联双向DC-DC变流器的输出阻抗近似相等,以达到各DC-DC变流器近似均流的目的。
具体的,双向DC-DC变流器的并联运行等效电路可以如图2所示,设定两台变流器的空载电压相等,它们的等效输出阻抗分别为r1和r2。由于制造工艺的差别和器件的差异,r1≠r2,可得:
其中,ILoad为负载电流,Io1是模块1的输出电流,Io2是模块2的输出电流,Vo是负载端的输出电压,内阻较小的模块将会输出较大的电流,因此可以得出结论:引起模块输出电流不平衡的根本原因是模块的输出阻抗不一致。
如图3所示,为各个模块的VI输出特性曲线,从图中可以看出由于两个双向DC-DC模块的输出阻抗不一致,导致在并联运行时,模块1输出的电流为I1,模块2输出的电流为I2,输出阻抗r1和r2差异越大,电流I1和I2相差也越大。
从图2可以看出,如果要使得模块1和模块2的输出电流相等即达到均流的目的,可以通过调整模块1的输出阻抗和模块2的输出阻抗,使r1≈r2≈ro,输出电流I1和I2近似都等于Io。
如图4所示,为双向DC-DC变流器在储能领域中的应用的架构图,包括:储能电池、双向DC-DC变流器、阻抗匹配电路和负载。
其中,双向DC-DC变流器拓扑可以是boost,buck或者boost-buck等,具体的,可以选择boost拓扑。
阻抗匹配电路可以是由继电器、电阻R、电感L、电容C组成,通过继电器的开通或者关断调整输出阻抗。其中,阻抗匹配电路中的继电器也可以通过其他的开关元器件组成,本申请对此不做限定。
基于上述储能系统,双向DC-DC变流器并联均流控制可以如图5所示,以两台双向DC-DC变流器并联运行为例,首先,运行时由于两个模块输出阻抗不同会导致输出电流不同,此时模块采样母线电流,通过通信线在各模块之间传输。模块计算平均电流Io,当模块1的母线电流I1<Io时,通过阻抗匹配电路调小输出阻抗使输出电流增大,当模块2的母线电流I2>Io时,通过阻抗匹配电路增大输出阻抗使输出电流减小,直到两者输出阻抗匹配近似相等,此时达到近似均流的目的。
在上例中,通过增加阻抗匹配电路,并控制调节该阻抗匹配电路的输出阻抗,使各并联双向DC-DC变流器的输出阻抗近似相等,以达到各DC-DC变流器近似均流的目的。通过上述方法可以在不改变负载侧母线电压的情况下,通过改变输出阻抗来达到各模块均流的目的。
基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种变流器控制装置,如下面的实施例所述。由于变流器控制装置解决问题的原理与变流器控制方法相似,因此变流器控制装置的实施可以参见变流器控制方法的实施,重复之处不再赘述。以下所使用的,术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图6是本发明实施例的变流器控制装置的一种结构框图,如图6所示,可以包括:获取模块601、计算模块602和调节模块603,下面对该结构进行说明。
获取模块601,用于获取并联运行的多个双向变流器中各个双向变流器的输出电流;
计算模块602,用于计算所述各个双向变流器的输出电流的平均电流值;
调节模块603,用于调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗。
在一个实施方式中,所述多个双向变流器中的每个双向变流器都串联有一个阻抗匹配电路。
在一个实施方式中,调节模块603具体可以调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,直至所述多个双向变流器中各双向变流器的输出电流与所述平均电流值的差值在预设范围内。
在一个实施方式中,上述阻抗匹配电路可以包括:开关元件、电阻、电感、电容。
在一个实施方式中,所述开关元件为继电器。
在一个实施方式中,所述阻抗匹配电路连接在双向变流器与负载之间。
在一个实施方式中,所述双向变流器可以包括但不限于以下至少之一:双向DC-AC变流器、双向DC-DC变流器。
在另外一个实施例中,还提供了一种软件,该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
在另外一个实施例中,还提供了一种存储介质,该存储介质中存储有上述软件,该存储介质包括但不限于:光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
从以上的描述中,可以看出,本发明实施例实现了如下技术效果:在储能电源中并联运行的多个双向变流器输出电流之间的差值较大的情况下,通过调节阻抗匹配电路的输出阻抗,以使得各个双向变流器的输出电流可以尽量相等,从而解决了现有的并联运行过程中出现负载电流分配不均而导致某一个单元过冲或者过放,影响多变流器设备的寿命的技术问题,达到了保证负载电流分配尽量均衡,从而提升多变流器设备寿命的技术效果。
尽管本申请内容中提到不同的具体实施例,但是,本申请并不局限于必须是行业标准或实施例所描述的情况等,某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、处理、输出、判断方式等的实施例,仍然可以属于本申请的可选实施方案范围之内。
虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤,但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式,不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时,可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境,甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
上述实施例阐明的装置或模块等,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然,在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现,也可以将实现同一功能的模块由多个子模块的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,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,例如多个模块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。
本领域技术人员也知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件,而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至,可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施方式的描述可知,本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。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可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,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,移动终端,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述,各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如:个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
虽然通过实施例描绘了本申请,本领域普通技术人员知道,本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神,希望所附的实施方式包括这些变形和变化而不脱离本申请。

Claims (11)

1.一种变流器控制方法,其特征在于,包括:
获取并联运行的多个双向变流器中各个双向变流器的输出电流;
计算所述各个双向变流器的输出电流的平均电流值;
调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个双向变流器中的每个双向变流器都串联有一个阻抗匹配电路。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,包括:
调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,直至所述多个双向变流器中各双向变流器的输出电流与所述平均电流值的差值在预设范围内。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述阻抗匹配电路包括:开关元件、电阻、电感、电容。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述开关元件为继电器。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述阻抗匹配电路连接在双向变流器与负载之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,所述双向变流器包括以下至少之一:双向DC-AC变流器、双向DC-DC变流器。
8.一种变流器控制装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取并联运行的多个双向变流器中各个双向变流器的输出电流;
计算模块,用于计算所述各个双向变流器的输出电流的平均电流值;
调节模块,用于调小输出电流小于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗,调大输出电流大于所述平均电流值的双向变流器对应的阻抗匹配电路的输出阻抗。
9.一种储能系统,包括:权利要求8所述的变流器控制装置。
10.一种网络设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
11.一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
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