CN113067398A - 多源输入电压控制方法及装置、多源输入系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多源输入电压控制方法及装置、多源输入系统，所述方法包括：获取多源输入变压电路的输出侧母线的电压值；基于电压值确定运行中的变压电路，基于电压值、预设的各个变压电路的给定值确定目标变压电路；若某个运行中的变压电路为目标变压电路，则根据目标变压电路对应的总母线控制环路确定第一控制量，根据目标变压电路对应的不平衡控制环路确定第二控制量，基于第一控制量和第二控制量对目标变压电路进行控制；若某个运行中的变压电路不为目标变压电路，则根据该运行中的变压电路对应的总母线控制环路确定第三控制量，基于第三控制量对该运行中的变压电路进行控制。本发明可实现多源输入场景下的电压控制，且不会导致不平衡保护。
Description
技术领域
本发明属于电压控制技术领域，更具体地说，是涉及一种多源输入电压控制方法及装置、多源输入系统。
背景技术
为了更好地保护电源以及维持电源电路的稳定，通常需要对电源电路进行电压控制，也即采集电源电路的输出电压，依据采集到的电源电路的输出电压生成反馈控制量，控制电源电路中的变压电路，进而实现均压。在多源输入场景中也是如此，需要对多源输入系统进行电压控制以维持系统稳定。
由于多源输入场景中各路输入源对应的电压输出侧母线BUS通常接在一起，在各路输入源均无中点的情况下，直接将现有的电压控制方式引入到多源输入控制中无法有效实现电压控制。因为在各路输入源对应的电压输出侧母线BUS通常接在一起，且各路输入源均无中点的情况下，依据现有手段，各路输入源各自控制母线，母线的控制对象均只能为总母线，在此基础上，各路输入源的母线控制同时作用，会直接导致母线抖动，甚至母线的不平衡保护。
因此，如何克服上述缺陷成为本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多源输入电压控制方法及装置、多源输入系统，以解决现有技术中存在的多源输入控制时母线抖动，以及母线不平衡保护的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供了一种多源输入电压控制方法，所述方法应用于多源输入变压电路，所述多源输入变压电路包括至少两个变压电路，各个变压电路的输出侧母线共接且各个变压电路对应的输入源均不相同，各个变压电路对应的输入源中至少一个输入源无中点且各个变压电路指向共接母线侧的变压方向一致；所述方法包括：
获取多源输入变压电路的输出侧母线的电压值；
基于所述电压值确定运行中的变压电路，基于所述电压值以及预设的各个变压电路的给定值确定目标变压电路；其中，各个变压电路的给定值由各个变压电路的输入源优先级确定；
若某个运行中的变压电路为目标变压电路，则根据目标变压电路对应的总母线控制环路确定第一控制量，根据目标变压电路对应的不平衡控制环路确定第二控制量，基于所述第一控制量和所述第二控制量对目标变压电路进行控制；
若某个运行中的变压电路不为目标变压电路，则根据该运行中的变压电路对应的总母线控制环路确定第三控制量，基于所述第三控制量对该运行中的变压电路进行控制。
可选的，所述基于所述电压值以及预设的各个变压电路的给定值确定目标变压电路，包括：
基于预设的各个变压电路的给定值生成各个变压电路对应的预设电压范围；
根据所述电压值所属的预设电压范围确定目标变压电路。
可选的，所述基于预设的各个变压电路的给定值生成各个变压电路对应的预设电压范围，包括：
将各个变压电路的给定值按照数值递增的顺序排列；
将某变压电路对应的给定值与该变压电路对应的给定值的前一给定值组成的范围作为该变压电路的预设电压范围；
其中，若某给定值为顺序排列的第一个给定值，则将小于该给定值作为该该给定值对应的变压电路的预设电压范围。
可选的，所述电压值包括正母线电压和负母线电压；所述根据目标变压电路对应的总母线控制环路确定第一控制量，包括：
基于所述正母线电压和所述负母线电压确定第一反馈量；
将所述第一反馈量以及目标变压电路对应的给定值输入至目标变压电路对应的总母线控制环路中，得到第一控制量。
可选的，所述基于所述正母线电压和所述负母线电压确定第一反馈量，包括：
将所述正母线电压和所述负母线电压的和作为第一反馈量。
可选的，所述电压值包括正母线电压和负母线电压；
所述根据目标变压电路对应的不平衡控制环路确定第二控制量，包括：
基于所述正母线电压和所述负母线电压确定第二反馈量；
将所述第二反馈量以及预设的平衡给定值输入至目标变压电路对应的不平衡控制环路中，得到第二控制量。
可选的，所述基于所述正母线电压和所述负母线电压确定第二反馈量，包括：
将所述正母线电压和所述负母线电压的差作为第二反馈量。
可选的，多源输入电压控制方法还包括：
基于所述电压值以及预设的各个变压电路的给定值对目标变压电路中不平衡控制环路的调节系数进行调整。
为实现上述目的，本发明还提供了一种多源输入电压控制装置，所述装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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的多源输入电压控制方法的步骤。
为实现上述目的，本发明还提供了一种多源输入系统，包括多种输入源、以上所述的多源输入电压控制装置以及多源输入变压电路；
所述多种输入源与所述多源输入变压电路中各个变压电路的输入端一一对应连接，所述多源输入变压电路的输出端用于外接负载；
所述多源输入电压控制装置的输入端与所述多源输入变压电路的输出端连接，所述多源输入电压控制装置的输出端与所述多源输入变压电路中各个变压电路对应的控制环路连接，其中控制环路为总母线控制环路和不平衡控制环路。
本发明提供的多源输入电压控制方法及装置、多源输入系统的有益效果在于：区别于现有手段，本发明并没有令所有的变压电路同时进行母线的不平衡控制，而是根据各个变压电路的输入源优先级确定各个变压电路的给定值，基于输出侧母线的电压值以及各个变压电路的给定值来选定目标变压电路，仅使目标变压电路的不平衡控制环路作用。因此，本发明可有效避免现有技术中各个变压电路同时独立调控导致的母线抖动以及母线的不平衡保护，因此本发明可更好地实现多源输入场景下的电压控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明一实施例提供的多源输入电压控制方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的多源输入电压控制装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的多源输入系统的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的风能升压电路的结构示意图；
图5为本发明一实施例提供的PV升压电路的结构示意图；
图6为本发明一实施例提供的BAT升压电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1，图1为本发明一实施例提供的多源输入电压控制方法的结构示意图，该多源输入电压控制方法应用于多源输入变压电路，多源输入变压电路包括至少两个变压电路，各个变压电路的输出侧母线共接且各个变压电路对应的输入源均不相同，各个变压电路对应的输入源中至少一个输入源无中点且各个变压电路指向共接母线侧的变压方向一致。其中，变压方向指的是升压方向或降压方向，变压方向一致指的是指向共接母线侧，所有变压电路均为升压电路，或者所有变压电路均为降压电路。
该多源输入电压控制方法包括：
S101：获取多源输入变压电路的输出侧母线的电压值。
在本实施例中，也可获取距当前时刻最近的某一时间段的输出侧母线的电压值，将该时间段的输出侧母线的电压值的平均值作为后续计算使用的电压值。
S102：基于电压值确定运行中的变压电路，基于电压值以及预设的各个变压电路的给定值确定目标变压电路，其中，各个变压电路的给定值由各个变压电路的输入源优先级确定。
在本实施例中，已知每个变压电路都有固定的变压范围，也即每个变压电路(或者说每个输入源)都对应一个固定的供电电压范围，因此，可根据输出侧母线的电压值(也即实际的供电电压)确定运行中的变压电路。
在本实施例中，各个变压电路的输入源的优先级越大，则给定值越大，也即，各个变压电路的给定值的大小关系由各个变压电路的输入源优先级确定。其中，各个变压电路的给定值的具体数值可由多源输入系统的供压范围(或者说多源输入变压电路的变压范围)确定。
S103：若某个运行中的变压电路为目标变压电路，则根据目标变压电路对应的总母线控制环路确定第一控制量，根据目标变压电路对应的不平衡控制环路确定第二控制量，基于第一控制量和第二控制量对目标变压电路进行控制；若某个运行中的变压电路不为目标变压电路，则根据该运行中的变压电路对应的总母线控制环路确定第三控制量，基于第三控制量对该运行中的变压电路进行控制。
在本实施例中，所描述的控制均为电压控制，若运行中的变压电路只有1个，则本实施例提供的电压控制方法可以有效实现电压控制，若运行中的变压电路多于1个，则本实施例提供的电压控制方法可以有效实现多路均压控制。
在本实施例中，若某个运行中的变压电路为目标变压电路，则目标变压电路的总控制量为第一控制量(总母线控制量)与第二控制量(不平衡控制量)的和，若某个运行中的变压电路不为目标变压电路，则该运行中的变压电路的总控制量即为第三控制量(总母线控制量)，也就是说，在本实施例中，仅由目标变压电路进行母线不平衡的调节，其他变压电路不进行母线不平衡的调节(也即其他变压电路的不平衡调节量为0)，进而避免各个变压电路同时独立调控导致的母线抖动以及母线的不平衡保护。其中，运行中的变压电路必然包含目标变压电路。
从以上描述可知，区别于现有手段，本发明并没有令所有的变压电路同时进行母线的不平衡控制，而是根据各个变压电路的输入源优先级确定各个变压电路的给定值，基于输出侧母线的电压值以及各个变压电路的给定值来选定目标变压电路，仅使目标变压电路的不平衡控制环路作用。因此，本发明可有效避免现有技术中各个变压电路同时独立调控导致的母线抖动以及母线的不平衡保护，因此本发明可更好地实现多源输入场景下的电压控制。
可选的，作为本发明实施例提供的多源输入电压控制方法的一种具体实施方式，基于电压值以及预设的各个变压电路的给定值确定目标变压电路，包括：
基于预设的各个变压电路的给定值生成各个变压电路对应的预设电压范围。
根据电压值所属的预设电压范围确定目标变压电路。
在本实施例中，若电压值属于某个预设电压范围，则将该预设电压范围对应的变压电路作为目标变压电路。其中，目标变压电路即为对母线不平衡进行调控的电路。
在本实施例中，基于预设的各个变压电路的给定值生成各个变压电路对应的预设电压范围，包括：
将各个变压电路的给定值按照数值递增的顺序排列。
将某变压电路对应的给定值与该变压电路对应的给定值的前一给定值组成的范围作为该变压电路的预设电压范围。
其中，若某给定值为顺序排列的第一个给定值，则将小于该给定值作为该该给定值对应的变压电路的预设电压范围。
在本实施例中，举例说明上述方法：例如，存在三个变压电路，三个变压电路A1、A2、A3的给定值依次为a1、a2、a3，其中，a2<a3<a1，则变压电路A1的预设电压范围为(a3，a1)，变压电路A2的预设电压范围为(-∞，a2)，变压电路A3的预设电压范围为(a2，a3)。
可选的，作为本发明实施例提供的多源输入电压控制方法的一种具体实施方式，电压值包括正母线电压和负母线电压。根据目标变压电路对应的总母线控制环路确定第一控制量，包括：
基于正母线电压和负母线电压确定第一反馈量。其中，将正母线电压和负母线电压的和作为第一反馈量。
将第一反馈量以及目标变压电路对应的给定值输入至目标变压电路对应的总母线控制环路中，得到第一控制量。
可选的，作为本发明实施例提供的多源输入电压控制方法的一种具体实施方式，电压值包括正母线电压和负母线电压。根据目标变压电路对应的不平衡控制环路确定第二控制量，包括：
基于正母线电压和负母线电压确定第二反馈量。其中，将正母线电压和负母线电压的差作为第二反馈量。
将第二反馈量以及预设的平衡给定值输入至目标变压电路对应的不平衡控制环路中，得到第二控制量。
在本实施例中，预设的平衡给定值为0。
可选的，作为本发明实施例提供的多源输入电压控制方法的一种具体实施方式，多源输入电压控制方法还包括：
基于电压值以及预设的各个变压电路的给定值对目标变压电路中不平衡控制环路的调节系数进行调整。
在本实施例中，可实时计算最新获取的电压值以及各个变压电路的给定值的差值，并根据该差值对目标变压电路中不平衡控制环路的调节系数进行调整。
具体的，可确定与最新获取的电压值差值最小的变压电路，并判断该变压电路是否为当前的目标变压电路，若该变压电路为当前的目标变压电路，则不对不平衡控制环路中的调节系数进行操作，若该变压电路不为当前的目标变压电路，则判断存在目标变压电路的切换趋势(也即可能将要切换其他变压电路进行母线的不平衡控制)，并按照预设调节规则调低当前的目标变压电路中不平衡控制环路的调节系数。此种方式可以有效避免电路切换过程中产生的抖动，维持电路稳定，实现平滑切换。
例如，若当前目标变压电路中不平衡环路中采用的是积分控制器，则可在判断存在目标变压电路的切换趋势时，调低积分控制器的积分系数。其中，预设调节规则可以根据实际需求设置，例如，可以通过令积分系数乘调低系数(调低系数小于1)的方式来调低积分系数，同时也可实时检测差值的变化趋势，根据该变化趋势确定调低的次数等，也就是说，预设调节规则可以根据实际应用场景来设置，此处不做赘述。
可选的，作为本发明实施例提供的多源输入电压控制方法的一种具体实施方式，本实施例给出了一种具体示例，请参考图4～图6，图4～图6为本发明提供的多源输入变压电路的一种具体示例，其为风-光-储升压系统，三个升压电路的输出侧母线BUS共接，且三路输入源无中点。
具体的，按照输入源优先级，设定三路母线给定分别为760/740/720V，优先级高的越大，依次为风能>光>储能，那么依据上述实施例的方案，风能升压电路对应的预设电压范围为(740，760】，PV升压电路对应的预设电压范围为(720，740】，风能升压电路对应的预设电压范围为(-∞，720】，也即：
当输出侧母线的电压值BUS属于(740，760】时，由风能升压电路的不平衡控制环路进行母线平衡的控制，其余两路不进行控制(或者说其余两路的不平衡环路输出为0)。
当输出侧母线的电压值BUS属于(720，740】时，由PV升压电路的不平衡控制环路进行母线平衡的控制，其余两路不进行控制(或者说其余两路的不平衡环路输出为0)。
当输出侧母线的电压值BUS属于(-∞，720】时，由BAT升压电路的不平衡控制环路进行母线平衡的控制，其余两路不进行控制(或者说其余两路的不平衡环路输出为0)。
请参考图2，图2为本发明一实施例提供的多源输入电压控制装置的示意框图。如图2所示的本实施例中的多源输入电压控制装置20可以包括：一个或多个处理器201、一个或多个输入设备202、一个或多个输出设备203及一个或多个存储器204。上述处理器201、输入设备202、输出设备203及存储器204通过通信总线205完成相互间的通信。存储器204用于存储计算机程序，计算机程序包括程序指令。处理器201用于执行存储器204存储的程序指令。其中，处理器201被配置用于调用程序指令执行以上实施例中各步骤的功能。
应当理解，在本发明实施例中，所称处理器201可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(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。
输入设备202可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息和指纹的方向信息)、麦克风等，输出设备203可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。
该存储器204可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器201提供指令和数据。存储器204的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器204还可以存储设备类型的信息。
具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器201、输入设备202、输出设备203可执行本发明实施例提供的多源输入电压控制方法的实现方式。
在上述方案的基础上，本发明实施例还提供了一种多源输入系统，请参考图3，图3为本发明一实施例提供的多源输入系统的结构示意图，该多源输入系统30，包括多种输入源31、以上描述的多源输入电压控制装置20以及多源输入变压电路33。
多种输入源31与多源输入变压电路33中各个变压电路的输入端一一对应连接，多源输入变压电路33的输出端用于外接负载。
多源输入电压控制装置20的输入端与多源输入变压电路33的输出端连接，多源输入电压控制装置20的输出端与多源输入变压电路33中各个变压电路对应的控制环路连接，其中控制环路为总母线控制环路和不平衡控制环路。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，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发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种多源输入电压控制方法，其特征在于，所述方法应用于多源输入变压电路，所述多源输入变压电路包括至少两个变压电路，各个变压电路的输出侧母线共接且各个变压电路对应的输入源均不相同，各个变压电路对应的输入源中至少一个输入源无中点且各个变压电路指向共接母线侧的变压方向一致；
所述方法包括：
获取多源输入变压电路的输出侧母线的电压值；
基于所述电压值确定运行中的变压电路，基于所述电压值以及预设的各个变压电路的给定值确定目标变压电路；其中，各个变压电路的给定值由各个变压电路的输入源优先级确定；
若某个运行中的变压电路为目标变压电路，则根据目标变压电路对应的总母线控制环路确定第一控制量，根据目标变压电路对应的不平衡控制环路确定第二控制量，基于所述第一控制量和所述第二控制量对目标变压电路进行控制；
若某个运行中的变压电路不为目标变压电路，则根据该运行中的变压电路对应的总母线控制环路确定第三控制量，基于所述第三控制量对该运行中的变压电路进行控制。
2.如权利要求1所述的多源输入电压控制方法，其特征在于，所述基于所述电压值以及预设的各个变压电路的给定值确定目标变压电路，包括：
基于预设的各个变压电路的给定值生成各个变压电路对应的预设电压范围；
根据所述电压值所属的预设电压范围确定目标变压电路。
3.如权利要求2所述的多源输入电压控制方法，其特征在于，所述基于预设的各个变压电路的给定值生成各个变压电路对应的预设电压范围，包括：
将各个变压电路的给定值按照数值递增的顺序排列；
将某变压电路对应的给定值与该变压电路对应的给定值的前一给定值组成的范围作为该变压电路的预设电压范围；
其中，若某给定值为顺序排列的第一个给定值，则将小于该给定值作为该该给定值对应的变压电路的预设电压范围。
4.如权利要求1所述的多源输入电压控制方法，其特征在于，所述电压值包括正母线电压和负母线电压；所述根据目标变压电路对应的总母线控制环路确定第一控制量，包括：
基于所述正母线电压和所述负母线电压确定第一反馈量；
将所述第一反馈量以及目标变压电路对应的给定值输入至目标变压电路对应的总母线控制环路中，得到第一控制量。
5.如权利要求4所述的多源输入电压控制方法，其特征在于，所述基于所述正母线电压和所述负母线电压确定第一反馈量，包括：
将所述正母线电压和所述负母线电压的和作为第一反馈量。
6.如权利要求1所述的多源输入电压控制方法，其特征在于，所述电压值包括正母线电压和负母线电压；所述根据目标变压电路对应的不平衡控制环路确定第二控制量，包括：
基于所述正母线电压和所述负母线电压确定第二反馈量；
将所述第二反馈量以及预设的平衡给定值输入至目标变压电路对应的不平衡控制环路中，得到第二控制量。
7.如权利要求6所述的多源输入电压控制方法，其特征在于，所述基于所述正母线电压和所述负母线电压确定第二反馈量，包括：
将所述正母线电压和所述负母线电压的差作为第二反馈量。
8.如权利要求1至7任一项所述的多源输入电压控制方法，其特征在于，还包括：
基于所述电压值以及预设的各个变压电路的给定值对目标变压电路中不平衡控制环路的调节系数进行调整。
9.一种多源输入电压控制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。
10.一种多源输入系统，包括多种输入源、如权利要求9所述的多源输入电压控制装置以及多源输入变压电路；
所述多种输入源与所述多源输入变压电路中各个变压电路的输入端一一对应连接，所述多源输入变压电路的输出端用于外接负载；
所述多源输入电压控制装置的输入端与所述多源输入变压电路的输出端连接，所述多源输入电压控制装置的输出端与所述多源输入变压电路中各个变压电路对应的控制环路连接，其中控制环路为总母线控制环路和不平衡控制环路。
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| US20180145518A1 (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power supply device, power supply system, and sensor system |
| CN110061646A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-07-26 | 深圳市德力电气技术有限公司 | 一种三电平逆变器中点平衡的方法、设备及存储介质 |
| CN112271909A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-26 | 科华恒盛股份有限公司 | 母线平衡桥均压控制方法及装置 |
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|---|
| 方天治;朱恒伟;阮新波;: "模块化输入串联输出串联逆变器系统的控制策略", 电工技术学报, no. 20, pages 91 - 98 * |
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