CN112234640B - 功率变换器的控制方法、装置及存储介质 - Google Patents

功率变换器的控制方法、装置及存储介质 Download PDF

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CN112234640B CN202011433037.5A CN202011433037A CN112234640B CN 112234640 B CN112234640 B CN 112234640B CN 202011433037 A CN202011433037 A CN 202011433037A CN 112234640 B CN112234640 B CN 112234640B
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Abstract

本申请提供了一种功率变换器的控制方法，装置及存储介质，属于电力技术领域。该方法包括：根据源端的电压获取第一变换器的理论输出电压，根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。利用本申请的技术方案能够提高车辆与电网之间的能量传输效率。

Description

功率变换器的控制方法、装置及存储介质
技术领域
本申请属于电力技术领域，特别是涉及一种功率变换器的控制方法、装置及存储介质。
背景技术
可再生能源（如太阳能，风能等）正被大量接入电力系统中。由于可再生能源的不连续性会引起发电的波动，需要其他能源（如电池能量存储系统）进行补偿，以平滑可再生能源的可变性，从而保证电网频率的稳定并抑制由反向功率流引起的电压上升。
可外接插电式混合电动车和纯电动汽车将成为配电系统本身不可分割的一部分。由于这些汽车上均装有较大容量的电池，将处于停驶状态的电动汽车接入电网，电动汽车可以作为可移动的分布式储能装置，在满足电动汽车用户行驶需求的前提下，将剩余电能可控回馈到电网。车辆到电网（Vehicle-to-grid，V2G）技术与电网到车辆（Grid-to-vehicle，G2V）实现了电网与车辆之间的双向互动，是智能电网技术的重要组成部分。
在电网负荷过高时，通过功率变换器，由电动汽车的电池向电网馈电。在电网负荷过低时，通过功率变换器，由电网为电动汽车的电池进行充电。如何提升V2G能量传输效率是亟待解决的问题之一。
发明内容
本申请提供一种功率变换器的控制方法、装置及存储介质，能够提高车辆的电池与电网之间的能量传输效率。
第一方面，本申请实施例提供一种功率变换器的控制方法，方法包括：根据源端的电压获取第一变换器的理论输出电压，其中，源端为电池和电网中一者；根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压，其中，目的端为电池和电网中另一者，源端依次通过第一变换器和第二变换器向目的端传输电能；根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，第一供电周期为源端向目的端传输电能的当前周期。
在一种可实现的方式中，源端为电池，目的端为电网，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第二变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第二变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，且较大值与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值小于等于第一电压门限值，则将较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，其中，第二供电周期为第一供电周期的前一周期。
在一种可实现的方式中，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第二变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，且较大值与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值大于第一电压门限值，则根据第一变换器在第二供电周期的实际输出电压和第一电压门限值，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，其中，第二供电周期为第一供电周期的前一周期。
在一种可实现的方式中，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，小于等于第二变换器最小工作电压，将第二变换器的最小工作电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于等于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将第一变换器和第二变换器的最大承受电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，源端为电网，目的端为电池，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第一变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第一变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，且较大值与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值小于等于第二电压门限值，则将较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，其中，第二供电周期为第一供电周期的前一周期。
在一种可实现的方式中，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第一变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，且较大值与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值大于第一电压门限值，则根据第一变换器在所述第二供电周期的实际输出电压和第一电压门限值，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，其中，第二供电周期为第一供电周期的前一周期。
在一种可实现的方式中，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，小于等于第一变换器最小工作电压，将第一变换器的最小工作电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于等于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将第一变换器和第二变换器的最大承受电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
第二方面，本申请实施例提供一种功率变换器的控制装置，装置包括：获取单元，用于根据源端的电压获取第一变换器的理论输出电压，还用于根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压，其中，源端为电池和电网中一者，目的端为电池和电网中另一者，源端依次通过第一变换器和第二变换器向目的端传输电能；处理单元，用于根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，第一供电周期为源端向目的端传输电能的当前周期。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现第一方面的技术方案中的功率变换器的控制方法。
基于第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输出电压，实时调整第一变换器在当前周期的实际输出电压，提高了源端与目的端之间的能量传输效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为双向V2G的系统架构示意图；
图2为功率变换器的硬件结构示意图；
图3为本申请实施例提供的功率变换器的控制方法流程示意图；
图4为本申请实施例提供的功率变换器的控制方法流程示意图；
图5为本申请实施例提供的另一功率变换器的控制方法流程示意图；
图6为本申请实施例提供的功率变换器的控制方法流程示意图；
图7为本申请实施例提供的另一功率变换器的控制方法流程示意图；
图8为本申请实施例提供的功率变换器的控制装置示意图；
图9为本申请实施例提供的功率变换器的控制装置示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。本申请决不限于下面所提出的任何具体配置和算法。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本申请造成不必要的模糊。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了方便说明，V2G技术与G2V技术合称为双向V2G技术。
图1为双向V2G的系统架构示意图。如图1所示，源端10通过第一变换器11和第二变换器12向目的端13传输电能。
第一变换器11和第二变换器12组成源端10与目的端13之间的功率变换器。
功率变换器可以为双向功率变换器，既可以实现电动汽车的电池到电网的能量传输又可以实现电网到电动汽车的电池的能量传输。
当源端10为电动汽车的电池，目的端13为电网时，电动汽车的电池依次通过第一变换器11和第二变换器12向电网传输电能。第一变换器11为直流/直流变换器，第二变换器12为直流/交流变换器。
当源端10为电网，目的端为电动汽车的电池时，电网依次通过第一变换器11和第二变换器12向电动汽车的电池传输电能。第一变换器11为交流/直流变换器，第二变换器12为直流/直流变换器。
本申请实施例中的电池可为车辆中的电池单体、电池模组、电池包等，在此不做限定。
图2为功率变换器的一种硬件结构示意图。其中，以直流/交流变换器为图腾柱式直流/交流变换器，直流/直流变换器为隔离型谐振直流/直流变换器为例进行说明。本发明实施例中的直流/交流变换器和直流/直流变换器并不限于图2所示的具体结构。
如图2所示，图腾柱式直流/交流变换器23包括功率开关器件G1、功率开关器件G2、功率开关器件G3、功率开关器件G4、交流侧滤波电感Ls和母线电容Cdc等。双向谐振直流/直流变换器24包括功率开关器件G5、功率开关器件G6、功率开关器件G7、功率开关器件G8、功率开关器件G9、功率开关器件G10、功率开关器件G11、功率开关器件G12、电感Lrp、电感Lrs、电容Crp、电容Crs、电容Co和变压器Tr等。
由于电网的电压和电动汽车的电池在一定范围内波动，现有技术中，固定设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，降低了车辆与电网之间的能量传输效率。
图3为本申请实施例提供的功率变换器的控制方法的流程示意图。如图3所示，该功率变换器的控制方法包括如下步骤。该功率变换器的控制方法可由控制器执行，该控制器可以单独存在也可以集成在车辆的电池管理系统（Battery Management System，BMS）中。
S301，根据源端的电压获取第一变换器的理论输出电压，其中，源端为电池和电网中一者，目的端为电池和电网中另一者。
若源端为电网，则目的端为电池。或者，若源端为电池，则目的端为电网。源端依次通过第一变换器和第二变换器向目的端传输电能。
S302，根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压。
S303，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，该第一供电周期为源端向目的端传输电能的当前周期。
该第一变换器在第一供电周期的实际输出电压即为该第二变换器在该第一供电周期的实际输入电压。基于该第一变换器的实际输出电压，源端与目的端通过该通过第一变换器和该第二变换器在该第一供电周期内进行电能传输。
源端的电压和目的端的电压可以实时检测并获取。
若源端为电池，目的端为电网，则第一变换器可为直流/直流变换器，第二变换器可为直流/交流变换器。根据电池的电压获取该直流/直流变换器的理论输出电压；根据电网的电压获取该直流/交流变换器的理论输入电压；基于该直流/直流变换器的理论输出电压和该直流/交流变换器的理论输入电压，设置该直流/直流变换器在第一供电周期的实际输出电压。
若源端为电网，目的端为电池，则第一变换器可为直流/交流变换器，第二变换器可为直流/直流变换器。根据电网的电压获取该直流/交流变换器的理论输出电压；根据电池的电压获取该直流/直流变换器的理论输入电压；基于该直流/交流变换器的理论输出电压和该直流/直流变换器的理论输入电压，设置该直流/交流变换器在第一供电周期的实际输出电压。
源端通过两级变换器向目的端传输电能，在电能传输过程中，源端的电压和/或目的端的电压在一定范围内变化，每一级变换器都存在能量转换效率因素的影响。根据源端的电压获取第一变换器的理论输出电压，根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压，并根据该第一变换器的理论输出电压和该第二变换器的理论输入电压设置该第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，提高了源端通过两级变换器向目的端传输电能的效率。图4为本申请实施例二提供的功率变换器的控制方法的流程示意图。该实施例以V2G为例进行详细描述。如图4所示，该功率变换器的控制方法可包括如下步骤。
S401，根据电池的电压获取第一变换器的理论输出电压。
该第一变换器可具体为直流/直流变换器，直流/直流变换器可以通过改变变换器中的变压器的匝比，来控制输出电压的大小。第一变换器的理论输出电压可为电池的电压与第一变换器的匝比的乘积。
第一变换器的理论输出电压的计算可根据以下算式（1）得到：
Figure 270027DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 214849DEST_PATH_IMAGE002
为第一变换器的理论输出电压，
Figure 98491DEST_PATH_IMAGE003
为电池的电压，
Figure 634515DEST_PATH_IMAGE004
为第一变换器的匝比。若第一变换器的匝比为15：13，则
Figure 541291DEST_PATH_IMAGE005
。
可选地，根据第一变换器的具体结构，设置电池的电压、第一变换器的匝比和第一变换器的理论输出电压的函数模型，在此并不限定。对于隔离型谐振直流/直流变换器，则该变换器的匝比表示隔离型谐振直流/直流变换器的变压器的变比。该变换器的输出电压与电池的电压的比值越接近该隔离型谐振直流/直流变换器的变压器的变比，隔离型谐振直流/直流变换器的能量传输效率越高。即第一变换器的输出电压越接近第一变换器的理论输出电压，第一变换器的能量传输效率越高。
根据电池的电压获取第一变换器的理论输出电压，具体为根据电池的电压和第一变换器的匝比，获取第一变换器的理论输出电压。
S402，根据电网的电压获取第二变换器的理论输入电压。
第二变换器可具体为直流/交流变换器，可根据电网的电压和第二变换器的最大调制比，获取第二变换器的理论输入电压。其中，最大调制比为在PWM技术中调制波峰值和载波波峰值的比值，调制波峰值可为电网电压峰值与第二变换器的输入电压的比值。第二变换器的最大调制比具体可为直流/交流变换器的最大调制比。
可选地，可根据第二变换器的具体结构，设置电网的电压、第二变换器的最大调制比和第二变换器的理论输入电压的函数模型，在此并不限定。例如，第二变换器的理论输入电压可为第一加和与第一商值的乘积。第一加和为电网的电压与电压误差余量的加和。第一商值为效率转化参数与最大调制比的商值。第二变换器的理论输入电压的计算可根据以下算式（2）得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE007A
本示例中，算式（2）中的
Figure 820963DEST_PATH_IMAGE008
为第二变换器的最大调制比，对应地，
Figure 152587DEST_PATH_IMAGE009
为第二变换器的理论输入电压。
若第二变换器具体为图腾柱式直流/交流变换器，则第二变换器的最大调制比可为图腾柱式直流/交流变换器的拓扑结构的最大调制比。电压误差余量
Figure 136810DEST_PATH_IMAGE010
具体可为图腾柱式直流/交流变换器的交流侧滤波电感、图腾柱式直流/交流变换器的工频角频率和图腾柱式直流/交流变换器的交流侧最大电流的乘积。第二变换器的输入电压需大于
Figure DEST_PATH_IMAGE011
倍的交流侧电压，且第二变换器的输入电压越接近
Figure 796461DEST_PATH_IMAGE011
倍的交流侧电压，图腾柱式直流/交流变换器的能量传输效率越高。即第二变换器的电压越接近第二变换器的理论输入电压，第二变换器的能量传输效率越高。
S403，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
可选的，如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第二变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将该较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。具体地，可将第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值设置为第一变换器与第二变换器之间的直流母线的电压。
其中，第二变换器的最小工作电压即为第二变换器正常工作支持的最小电压。第一变换器和第二变换器的最大承受电压为第一变换器和第二变换器正常工作支持的最大电压。
通过选取第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，且保证第一变换器和第二变换器能够正常工作，实现较高能量传输效率。
可选的，如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，小于等于第二变换器最小工作电压，将第二变换器的最小工作电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，小于等于第二变换器的最小工作电压的情况下，在保证电池与电网之间能量传输安全平稳的基础上，尽量提高能量传输效率，因此将第二变换器的最小工作电压设置为变换器在第一供电周期的实际输出电压。
可选的，如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于等于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将第一变换器和第二变换器的最大承受电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于等于第一变换器和第二变换器的最大承受电压的情况下，在保证电池与电网之间能量传输安全平稳的基础上，尽量提高能量传输效率，因此将第一变换器和第二变换器的最大承受电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压的过程中，若设置的第一变换器在第一供电周期的实际输出电压与第一变换器在上一供电周期的实际输出电压相差过大，会对电池与电网之间的能量传输造成不良影响，譬如第一变换器的输出电压在调整过程中出现超调问题，导致第一变换器的输出电压超过电池与电网之间能量传输电路的耐压值。
进一步的，在设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压时需要考虑该第一变换器在第二供电周期的实际输出电压。其中，第二供电周期为第一供电周期的前一周期。
如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第二变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，且该较大值与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值小于等于第一电压门限值，则将该较大值设置为所述第一变换器在所述第一供电周期的实际输出电压。
第一电压门限值为判断是否发生电压大幅度改变的门限值。第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值表示第一供电周期与第二供电周期的第一变换器的输出电压的变化量。
第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，与该第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值小于等于第一电压门限值，表示根据该较大值设置的第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值在可接受范围内，可以直接将该较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，确保电池与电网之间的能量传输安全。
如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值大于第一电压门限值，则根据第一变换器在第二供电周期的实际输出电压和第一电压门限值，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。即当该较大值大于第一变换器在第二供电周期的实际输出电压时，将第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的基础上加上第一电压门限值，作为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，当该较大值小于第一变换器在第二供电周期的实际输出电压时，将第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的基础上减去第一电压门限值，作为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
下面以一具体示例对V2G进行说明。图5为本申请实施例二提供的另一功率变换器的控制方法的示例流程图。在该示例中，预设初始电压为380V；第二变换器的最小工作电压为325V；第一变换器和第二变换器的最大承受电压为430V。
如图5所示，该功率变换器的控制方法可包括如下步骤。
在S501中，计算第一变换器的理论输出电压V1和第二变换器的理论输入电压V2。
在S502中，取第一变换器的理论输出电压V1和第二变换器的理论输入电压V2中的较大值作为V3。即V3=max(V1，V2)，max表示取最大值。
在S503中，判断V3是否大于第一变换器和第二变换器的最大承受电压430V，若V3＜430V，跳转至S604；若V3＞430V，将V3设定为430V，跳转至S505。
在S504中，判断V3是否小于第一变换器的最小工作电压325V，若V3＞325V，跳转至S505；若V3＜325V，将V3设定为325V，跳转至S505。
在S505中，判断第一变换器在第二供电周期的实际输出电压Vrefold与V3的差的绝对值是否小于等于第一电压门限值Vstep1，若|Vrefold-V3|≤Vstep1，跳转至S506；若|Vrefold-V3|＞Vstep1，跳转至S507。
在S506中，取Vref=V3，跳转至S510。
在S507中，判断第一变换器在第二供电周期的实际输出电压Vrefold是否大于V3，若Vrefold＞V3，则跳转至S508；若Vrefold≤V3，则跳转至S509。
在S508中，取Vref=Vrefold-Vstep1，跳转至S510。
在S509中，取Vref=Vrefold+Vstep1，跳转至S510。
在S510中，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压为Vref，并跳转至S511。
在步骤S511中，将第一变换器在第二供电周期的实际输出电压Vrefold的值更新为Vref。在下一次循环的过程中使用的Vrefold即为本次循环得到的Vref。
表一示出了采用本申请实施例的方案与采用固定电压方案的在相同交流电压和直流电压条件下的能量传输效率。交流电压为源端电压，直流电压为目的端电压。或者，交流电压为目的端电压，直流电压为源端电压。固定电压设为400V。
表一
直流电压 交流电压 固定电压方案 本申请实施例的方案
240 187 0.8658 0.900936
500 187 0.884078 0.90535
240 220 0.8757 0.890958
500 220 0.894187 0.9082
240 253 0.8577 0.8784
350 253 0.913927 0.935984
500 253 0.875807 0.91485
表一中直流电压和交流电压的单位均为伏特即V，固定电压方案为采用固定电压方法得到的能量传输效率，本申请实施例的方案为采用本申请实施例的方案得到的能量传输效率。
图6为本申请实施例三提供的功率变换器的控制方法的流程图。如图6所示，该功率变换器的控制方法可包括S601至S603。
S601，根据电网的电压获取第一变换器的理论输出电压。
该第一变换器可具体为直流/交流变换器，直流/交流变换器的具体内容可参加本申请实施例二S402部分的相关描述，不再赘述。
S602，根据电池的电压获取第二变换器的理论输入电压。
该第二变换器可具体为直流/直流变换器，直流/直流变换器的具体内容可参加本申请实施例二S401部分的相关描述，不再赘述。
S603，根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
需要说明的是，S603可分别通过第一变换器的理论输出电压与第二变换器的理论输入电压的比较，第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的一个电压与第一变换器的最小工作电压、第一变换器和第二变换器的最大承受电压的比较，以及第一变换器在第二供电周期的实际输出电压、第一变换器的理论输出电压、第二变换器的理论输入电压、第一变换器的最小工作电压、第一变换器和第二变换器的最大承受电压的比较，得到第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
可选的，如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第一变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
其中，第一变换器的最小工作电压即为第一变换器正常工作支持的最小电压。第一变换器和第二变换器的最大承受电压为第一变换器和第二变换器正常工作支持的最大电压。
选取第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值还需保证第一变换器和第二变换器能够正常工作，可实现整个系统的较高能量传输效率。
可选的，如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，小于等于第二变换器最小工作电压，将第二变换器的最小工作电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，小于等于第二变换器的最小工作电压的情况下，在保证电池与电网之间能量传输安全平稳的基础上，尽量提高能量传输效率，因此将第二变换器的最小工作电压设置为变换器在第一供电周期的实际输出电压。
可选的，如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于等于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将第一变换器和第二变换器的最大承受电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于等于第一变换器和第二变换器的最大承受电压的情况下，在保证电池与电网之间能量传输安全平稳的基础上，尽量提高能量传输效率，因此将第一变换器和第二变换器的最大承受电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
进一步的，在设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压时需要考虑该第一变换器在第二供电周期的实际输出电压。其中，第二供电周期为第一供电周期的前一周期。
如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第二变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，且该较大值与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值小于等于第一电压门限值，则将该较大值设置为所述第一变换器在所述第一供电周期的实际输出电压。
在设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压的过程中，若设置的第一变换器在第一供电周期的实际输出电压与第一变换器在上一供电周期的实际输出电压相差过大，会对电池与电网之间的能量传输造成不良影响，譬如第一变换器的输出电压在调整过程中出现超调问题，导致第一变换器的输出电压超过电池与电网之间能量传输电路的耐压值。
第一电压门限值为判断是否发生电压大幅度改变的门限值。第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值表示第一供电周期与第二供电周期的第一变换器的输出电压的变化量。
第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，与该第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值小于等于第一电压门限值，表示根据该较大值设置的第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值在可接受范围内，可以直接将该较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，确保电池与电网之间的能量传输安全。
如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值大于第一电压门限值，则根据第一变换器在第二供电周期的实际输出电压和第一电压门限值，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。即当该较大值大于第一变换器在第二供电周期的实际输出电压时，将第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的基础上加上第一电压门限值，作为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，当该较大值小于第一变换器在第二供电周期的实际输出电压时，将第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的基础上减去第一电压门限值，作为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
图7为本申请实施例三提供的功率变换器的控制方法的示例流程图。如图7所示，该功率变换器的控制方法可包括S701至S711。
在S701中，计算第一变换器的理论输出电压V1和第二变换器的理论输入电压V2。
在S702中，取第一变换器的理论输出电压V1和第二变换器的理论输入电压V2中的较大值作为V3。即V3=max(V1，V2)，max表示取最大值。
在S703中，判断V3是否大于第一变换器和第二变换器的最大承受电压430V，若V3＜430V，跳转至S704；若V3＞430V，将V3设定为430V，跳转至S705。
在S704中，判断V3是否小于第一变换器的最小工作电压325V，若V3＞325V，跳转至S705；若V3＜325V，将V3设定为325V，跳转至S705。
在S705中，判断第一变换器在第二供电周期的实际输出电压Vrefold与V3的差的绝对值是否小于等于第二电压门限值Vstep2，若|Vrefold-V3|≤Vstep2，跳转至S706；若|Vrefold-V3|＞Vstep2，跳转至S707。
在S706中，取Vref=V3，跳转至S710。
在S707中，判断第一变换器在第二供电周期的实际输出电压Vrefold是否大于V3，若Vrefold＞V3，则跳转至S708；若Vrefold≤V3，则跳转至S709。
在S708中，取Vref=Vrefold-Vstep2，跳转至S710。
在S709中，取Vref=Vrefold+Vstep2，跳转至S710。
在S710中，设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压为Vref，并跳转至S701。
在步骤S711中，将第一变换器在第二供电周期的实际输出电压Vrefold的值更新为Vref。在下一次循环的过程中使用的Vrefold即为本次循环得到的Vref。
图8为本申请实施例提供的功率变换器的控制装置的结构示意图。如图8所示，该功率变换器的控制装置800可包括获取单元801和处理单元802，用以执行上述实施例的方法。
获取单元801可用于根据源端的电压获取第一变换器的理论输出电压，该获取单元801还用于根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压。
其中，源端为电池和电网中一者。目的端为电池和电网中另一者。源端依次通过第一变换器和第二变换器向目的端传输电能。
处理单元802可用于根据第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压设置第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
其中，第一供电周期为源端向目的端传输电能的当前周期。
通过综合考虑第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压，设置第一变换器在当前周期的实际输出电压。能够根据源端的电压和目的端的电压，及时调整第一变换器在当前周期的实际输出电压，功率变换器的控制提高了源端与目的端之间的能量传输效率。
而且，由于源端与目的端之间的能量传输效率提高，也避免了能量传输效率低导致的转化失败的能量通过热量形式消耗的问题，从而避免热量消耗对第一变换器的组成元器件和第二变换器的组成元器件造成的不良影响，延长了第一变换器和第二变换器的工作寿命，提高了第一变换器和第二变换器的工作性能。
下面以源端为电池，目的端为电网为例进行说明。
在一种可实现的方式中，处理单元802用于：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第二变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，处理单元802用于：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第二变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，且该较大值述第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值小于等于第一电压门限值，则将较大值设置为所述第一变换器在所述第一供电周期的实际输出电压，其中，第二供电周期为所述第一供电周期的前一周期。
在一种可实现的方式中，处理单元802用于：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第二变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，且该较大值与第一变换器在所述第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值大于第一电压门限值，则根据第一变换器在第二供电周期的实际输出电压和第一电压门限值，设置第一变换器在所述第一供电周期的实际输出电压，其中，第二供电周期为所述第一供电周期的前一周期。
在一种可实现的方式中，处理单元802用于：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，小于等于第二变换器最小工作电压，将第二变换器的最小工作电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，处理单元802用于：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于等于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将第一变换器和第二变换器的最大承受电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，获取单元801用于：根据电池的电压和第一变换器的匝比，获取第一变换器的理论输出电压；获取单元801还用于：根据电网的电压和第二变换器的最大调制比，获取第二变换器的理论输入电压。
下面以源端为电网，目的端为电池为例进行说明。
在一种可实现的方式中，处理单元802用于：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第一变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，处理单元802还用于：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于第一变换器的最小工作电压，且小于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，且较大值与第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值小于等于第二电压门限值，则将较大值设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，其中，第二供电周期为第一供电周期的前一周期。
在一种可实现的方式中，处理单元802还用于：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，小于等于第一变换器最小工作电压，将第一变换器的最小工作电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，处理单元802还用于：处理单元用于：如果第一变换器的理论输出电压和第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于等于第一变换器和第二变换器的最大承受电压，将第一变换器和第二变换器的最大承受电压设置为第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
在一种可实现的方式中，处理单元802还用于：根据电网的电压和第一变换器的最大调制比，获取第一变换器的理论输出电压；根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压，包括：根据电池的电压和第二变换器的匝比，获取第二变换器的理论输入电压。
应理解，功率变换器的控制装置的具体执行方式以及产生的有益效果可以参见方法实施例中的相关描述，为了简洁，不再赘述。
本申请实施例还提供了一种功率变换器的控制系统，包括获取单元和处理单元，用以执行上述实施例的方法。
图9为本申请实施例提供的一种功率变换器的控制装置的硬件结构示意图。如图9所示，功率变换器的控制装置900包括存储器901和处理器902，其中，存储器901用于存储指令，处理器902用于读取上述指令并基于上述指令执行前述方法。
在一个示例中，上述处理器902可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器901可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器901可包括软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器901可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器901可在终端热点开启功率变换器的控制装置900的内部或外部。在特定实施例中，存储器901是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器901包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除PROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、电可擦除PROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、电可改写ROM(ElectricallyAlterable Read-Only Memory，EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
功率变换器的控制在一个示例中，功率变换器的控制装置900还可包括通信接口903和总线904。其中，如图9所示，存储器901、处理器902、通信接口903通过总线904连接并完成相互间的通信。
通信接口903，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。也可通过通信接口903接入输入设备和/或输出设备。
总线904包括硬件、软件或两者，将功率变换器的控制装置900的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线904可包括加速图形端口(Accelerated Graphics Port，AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构( Enhanced Industry Standard Architecture，EISA)总线、前端总线(Front Side Bus，FSB)、超传输(Hyper Transport，HT)互连、工业标准架构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线904可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
本申请实施例还提供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程序或指令，该程序或指令被处理器执行时可实现上述实施例中的功率变换器的控制方法。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均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。对于装置实施例、设备实施例和计算机可读存储介质实施例而言，相关之处可以参见方法实施例的说明部分。本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本申请的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；数量词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。

Claims (13)

1.一种功率变换器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
根据源端的电压获取第一变换器的理论输出电压，其中，所述源端为电池和电网中一者；
根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压，其中，所述目的端为所述电池和所述电网中另一者，所述源端依次通过所述第一变换器和所述第二变换器向所述目的端传输电能；
根据所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压，设置所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，所述第一供电周期为所述源端向所述目的端传输电能的当前周期；
根据所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压，设置所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：
如果所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于所述第二变换器的最小工作电压，且小于所述第一变换器和所述第二变换器的最大承受电压，将所述较大值设置为所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，
其中，所述源端为电池，目的端为电网。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压，设置所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：
如果所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于所述第二变换器的最小工作电压，且小于所述第一变换器和所述第二变换器的最大承受电压，且所述较大值与所述第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值小于等于第一电压门限值，则将所述较大值设置为所述第一变换器在所述第一供电周期的实际输出电压，其中，所述第二供电周期为所述第一供电周期的前一周期。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压，设置所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压包括：
如果所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于所述第二变换器的最小工作电压，且小于所述第一变换器和所述第二变换器的最大承受电压，且所述较大值与所述第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值大于第一电压门限值，则根据所述第一变换器在所述第二供电周期的实际输出电压和所述第一电压门限值，设置所述第一变换器在所述第一供电周期的实际输出电压，其中，所述第二供电周期为所述第一供电周期的前一周期。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压中的较大值，小于等于所述第二变换器最小工作电压，将所述第二变换器的最小工作电压设置为所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
如果所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于等于所述第一变换器和所述第二变换器的最大承受电压，将所述第一变换器和第二变换器的最大承受电压设置为所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
6.如权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据源端的电压获取第一变换器的理论输出电压，包括：
根据所述电池的电压和第一变换器的匝比，获取第一变换器的理论输出电压；
所述根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压，包括：
根据所述电网的电压和第二变换器的最大调制比，获取第二变换器的理论输入电压。
7.一种功率变换器的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于根据源端的电压获取第一变换器的理论输出电压，还用于根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压，其中，所述源端为电池和电网中一者，所述目的端为所述电池和电网中另一者，所述源端依次通过所述第一变换器和所述第二变换器向所述目的端传输电能；
处理单元，用于根据所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压设置所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，所述第一供电周期为所述源端向所述目的端传输电能的当前周期；
所述处理单元用于：
如果所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于所述第二变换器的最小工作电压，且小于所述第一变换器和所述第二变换器的最大承受电压，将所述较大值设置为所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压，
其中，所述源端为电池，目的端为电网。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：
如果所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于所述第二变换器的最小工作电压，且小于所述第一变换器和所述第二变换器的最大承受电压，且所述较大值与所述第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值小于等于第一电压门限值，则将所述较大值设置为所述第一变换器在所述第一供电周期的实际输出电压，其中，所述第二供电周期为所述第一供电周期的前一周期。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：
如果所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于所述第二变换器的最小工作电压，且小于所述第一变换器和所述第二变换器的最大承受电压，且所述较大值与所述第一变换器在第二供电周期的实际输出电压的差值的绝对值大于第一电压门限值，则根据所述第一变换器在所述第二供电周期的实际输出电压和所述第一电压门限值，设置所述第一变换器在所述第一供电周期的实际输出电压，其中，所述第二供电周期为所述第一供电周期的前一周期。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
如果所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压中的较大值，小于等于所述第二变换器最小工作电压，将所述第二变换器的最小工作电压设置为所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
如果所述第一变换器的理论输出电压和所述第二变换器的理论输入电压中的较大值，大于等于所述第一变换器和所述第二变换器的最大承受电压，将所述第一变换器和第二变换器的最大承受电压设置为所述第一变换器在第一供电周期的实际输出电压。
12.如权利要求7至11任意一项所述的装置，其特征在于，所述获取单元具体用于：
根据所述电池的电压和第一变换器的匝比，获取第一变换器的理论输出电压；
所述根据目的端的电压获取第二变换器的理论输入电压，包括：
根据所述电网的电压和第二变换器的最大调制比，获取第二变换器的理论输入电压。
13.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或所述指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的功率变换器的控制方法。
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