CN114006404A - 一种光伏电力电子变压器的运行控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光伏电力电子变压器的运行控制方法及装置，方法包括：实时获取光伏侧电压和光伏侧电流，并计算光伏功率；根据光伏侧电压、光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，是则进入休眠状态，否则进入运行控制阶段；运行控制阶段为：若光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁H桥和DAB，根据预设电压控制指令通过H桥和DAB对模块母线电压进行运行电压控制；在光伏侧电压大于第一预设高电压，或者光伏侧电压大于第二预设高电压时，返回判断步骤，经过预设次数判断后，若模块母线电压保持在指令值，则进入预设MPPT运行控制模式。本申请能够缓解现有技术中由于光伏低功率造成的并网功率损失以及模块低效率的闭锁的技术问题。

Description

一种光伏电力电子变压器的运行控制方法及装置

技术领域

本申请涉及电力电子控制技术领域，尤其涉及一种光伏电力电子变压器的运行控制方法及装置。

背景技术

随着电力电子技术、半导体技术的发展，电力电子变压器因具有电压和功率可控，在现代电力系统供配电领域得到了越来越多的应用，如电动汽车充电站、数据中心供电系统、光伏并网系统、柔性合环(SOP)装置等。电力电子变压器(Power electronictransformer，PET)作为核心的电能变换装置，除了需要进行功率传输，还需满足在不同的电压等级或交直流混合的场景下进行电压变换的需求。PET的输入输出端口具有多种连接方式，其中输入串联输出并联(ISOP)的方式适合输入电压等级高、输出电压等级低但电流大的场合。

光伏电池板在阴雨天或夜间光照不足的情况下，输出能力不足，若光伏功率判断不准确，会导致模块提前闭锁且设备停机，降低了光伏PET的运行效率，还易造成并网功率损失；另外，部分光伏PET高压侧采用非全控器件，能量仅能单向流动，而采用全控器件的光伏PET也仅作并网使用，功能单一。

发明内容

本申请提供了一种光伏电力电子变压器的运行控制方法及装置，用于缓解现有技术中由于光伏低功率造成的并网功率损失以及模块低效率的闭锁的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种光伏电力电子变压器的运行控制方法，包括：

实时获取光伏侧电压和光伏侧电流，并计算得到光伏功率；

根据所述光伏侧电压、所述光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，所述休眠状态包括闭锁H桥、闭锁DAB和闭合低压侧开关；

所述运行控制阶段为：

若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁所述H桥和所述DAB，并根据预设电压控制指令通过所述H桥和所述DAB对所述模块母线电压进行运行电压控制，使得所述模块母线电压保持在指令值，所述运行电压控制包括PI控制和移相控制；

在所述光伏侧电压大于第一预设高电压，或者所述光伏侧电压大于第二预设高电压时，返回所述若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压的判断步骤，经过预设次数判断后，若所述模块母线电压保持在指令值，则进入预设MPPT运行控制模式，所述预设MPPT运行控制模式包括低压侧电压控制、并网电流控制和稳压控制。

优选地，所述根据所述光伏侧电压、所述光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，包括：

若所述光伏侧电压小于或等于最小开路电压，则满足第一休眠条件；

若所述光伏功率小于预设功率限值，且持续时间超过第一时间阈值，则满足第二休眠条件；

若所述模块母线电压的平均值小于所述指令值，且持续时间超过第二时间阈值，则满足第三休眠条件；

若满足所述第一休眠条件，或者，同时满足所述第二休眠条件和所述第三休眠条件，则进入休眠状态，否则进入运行控制阶段。

优选地，所述根据所述光伏侧电压、所述光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，还包括：

若在所述休眠状态时接收到无功补偿指令，则解锁所述H桥，并通过所述H桥进行无功电流控制，同时进行均压控制和均衡控制，所述均压控制包括全局均压控制和模块均压控制。

优选地，所述若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁所述H桥和所述DAB，并根据预设电压控制指令通过所述H桥和所述DAB对所述模块母线电压进行运行电压控制，使得所述模块母线电压保持在指令值，包括：

若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，通过解锁的所述DAB对所述模块母线电压进行PI控制，得到移相角；

根据所述移相角调节所述DAB的电压相位差的方式进行移相控制；

逐级减少解锁后级联的所述H桥的均压环的输出值，所述均压环包括全局均压环和模块均压环；

在所述模块母线电压保持在指令值的情况下，将所述输出值减少至0，退出所述H桥的均压控制。

优选地，所述在所述模块母线电压保持在指令值的情况下，将所述输出值减少至0，退出所述H桥的均压控制，还包括：

所述所述模块母线电压无法保持在指令值，则恢复所述H桥的均压控制，并闭锁所述DAB，同时继续实时获取所述光伏侧电压和所述光伏侧电流。

优选地，所述若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁所述H桥和所述DAB，并根据预设电压控制指令通过所述H桥和所述DAB对所述模块母线电压进行运行电压控制，使得所述模块母线电压保持在指令值，之前还包括：

若所述光伏侧电压大于最小取能工作电压，则通过所述DAB获取电源，并建立与主控制器的通信连接。

本申请第二方面提供了一种光伏电力电子变压器的运行控制装置，包括：

数据获取模块，用于实时获取光伏侧电压和光伏侧电流，并计算得到光伏功率；

状态判断模块，用于根据所述光伏侧电压、所述光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，所述休眠状态包括闭锁H桥、闭锁DAB和闭合低压侧开关；

所述运行控制阶段为：

第一状态模块，用于若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁所述H桥和所述DAB，并根据预设电压控制指令通过所述H桥和所述DAB对所述模块母线电压进行运行电压控制，使得所述模块母线电压保持在指令值，所述运行电压控制包括PI控制和移相控制；

第二状态模块，用于在所述光伏侧电压大于第一预设高电压，或者所述光伏侧电压大于第二预设高电压时，返回所述若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压的判断步骤，经过预设次数判断后，若所述模块母线电压保持在指令值，则进入预设MPPT运行控制模式，所述预设MPPT运行控制模式包括低压侧电压控制、并网电流控制和稳压控制。

优选地，所述状态判断模块，包括：

第一判断子模块，用于若所述光伏侧电压小于或等于最小开路电压，则满足第一休眠条件；

第二判断子模块，用于若所述光伏功率小于预设功率限值，且持续时间超过第一时间阈值，则满足第二休眠条件；

第三判断子模块，用于若所述模块母线电压的平均值小于所述指令值，且持续时间超过第二时间阈值，则满足第三休眠条件；

综合判断子模块，用于若满足所述第一休眠条件，或者，同时满足所述第二休眠条件和所述第三休眠条件，则进入休眠状态，否则进入运行控制阶段。

优选地，还包括：

无功控制模块，用于若在所述休眠状态时接收到无功补偿指令，则解锁所述H桥，并通过所述H桥进行无功电流控制，同时进行均压控制和均衡控制，所述均压控制包括全局均压控制和模块均压控制。

优选地，所述第一状态模块，包括：

低电压工作子模块，用于若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，通过解锁的所述DAB对所述模块母线电压进行PI控制，得到移相角；

电压移相控制子模块，用于根据所述移相角调节所述DAB的电压相位差的方式进行移相控制；

H桥逐级减少子模块，用于逐级减少解锁后级联的所述H桥的均压环的输出值，所述均压环包括全局均压环和模块均压环；

均压控制退出子模块，用于在所述模块母线电压保持在指令值的情况下，将所述输出值减少至0，退出所述H桥的均压控制。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中，提供了一种光伏电力电子变压器的运行控制方法，包括：实时获取光伏侧电压和光伏侧电流，并计算得到光伏功率；根据光伏侧电压、光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，休眠状态包括闭锁H桥、闭锁DAB和闭合低压侧开关；运行控制阶段为：若光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁H桥和DAB，并根据预设电压控制指令通过H桥和DAB对模块母线电压进行运行电压控制，使得模块母线电压保持在指令值，运行电压控制包括PI控制和移相控制；在光伏侧电压大于第一预设高电压，或者光伏侧电压大于第二预设高电压时，返回若光伏侧电压大于预设最低工作电压的判断步骤，经过预设次数判断后，若模块母线电压保持在指令值，则进入预设MPPT运行控制模式，预设MPPT运行控制模式包括低压侧电压控制、并网电流控制和稳压控制。

本申请提供的光伏电力电子变压器的运行控制方法中，在光照不满足运行条件时进入休眠状态而不是直接闭锁模块经济，减少了频繁启停带来的技术问题和损失；而且能够通过判断机制平滑切换至MPPT运行控制模式，提升了控制机制的灵活性和可靠性，而且精确的判断机制也能够提升控制的准确度，而不同控制方式切换能够自适应降低由光伏低功率造成的并网功率损失。因此，本申请能够缓解现有技术中由于光伏低功率造成的并网功率损失以及模块低效率的闭锁的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种光伏电力电子变压器的运行控制方法的一个流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光伏电力电子变压器的运行控制方法的另一个流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光伏电力电子变压器的运行控制装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的光伏并网PET拓扑结构示意图；

图5为本申请实施例提供的光伏电力电子变压器的运行控制系统逻辑电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅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。

请参阅图4，PET由于采用模块级联，易于扩容，以及具有故障隔离、功率密度高、效率高等特点，当光伏PET高压侧接入交流电网时，多采用高压侧H桥(或半桥)级联+隔离DC/DC输出并联的拓扑方案。

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种光伏电力电子变压器的运行控制方法的实施例一，包括：

步骤101、实时获取光伏侧电压和光伏侧电流，并计算得到光伏功率。

光伏侧电压和光伏侧电流即为光伏(PV)侧的输入电压和输入电流，根据光伏侧电压和电流可以计算得到光伏功率。而且还可以进一步的计算出MPPT电压指令，该指令可以实现低压侧电压控制，即MPPT运行控制。

步骤102、根据光伏侧电压、光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，休眠状态包括闭锁H桥、闭锁DAB和闭合低压侧开关。

光伏侧电压、光伏功率和模块母线电压均存在一定的判断标准，与判断标准相对比，如果满足一定条件，那么判定满足了休眠条件，即无法提供正常的运行电压，就进入休眠状态，休眠状态下的H桥和DAB均处于闭锁状态，而低压侧开关均处于合闸状态，以减少并网中的功率损耗。如果不满足休眠条件则说明可以维持正常运行，则进入运行控制阶段。

具体的，运行控制阶段为：

步骤103、若光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁H桥和DAB，并根据预设电压控制指令通过H桥和DAB对模块母线电压进行运行电压控制，使得模块母线电压保持在指令值，运行电压控制包括PI控制和移相控制。

预设最低工作电压即为光伏板开路电压达到此值，此时为最低进入运行状态的电压值，解锁H桥和DAB就可以进行电压综合控制状态。控制的依据是预设电压控制指令，可以计算得到，也可以是其他方式，在此不作限定，而运行电压控制的目的是使模块母线电压保持在预设电压控制指令要求的指令值状态，控制的方式包括PI控制和移相控制。其中PI控制可以生成控制偏差，根据控制偏差构成控制量实现控制作用；而移相控制则是调节电压相位差实现电压控制的过程。

步骤104、在光伏侧电压大于第一预设高电压，或者光伏侧电压大于第二预设高电压时，返回若光伏侧电压大于预设最低工作电压的判断步骤，经过预设次数判断后，若模块母线电压保持在指令值，则进入预设MPPT运行控制模式，预设MPPT运行控制模式包括低压侧电压控制、并网电流控制和稳压控制。

第一预设高电压和第二预设高电压与最低工作电压关联，一般比最低工作电压高，可以根据实际情况调整预设值，此处不作限定。在上述电压检测中如果是刚刚满足运行条件，那么不确定是否稳定，潦草的解锁模块，可能还存在着模块母线电压无法保持在指令值的情况，有需要闭锁模块，反复的解锁闭锁导致运行效率较差，且易出现运行问题。

因此，本实施例设定多重判定机制，不断实时的判定光伏侧电压是否满足工作电压的条件，如果预设次数的判断后，模块母线电压仍然能够保持在指令值，则说明光伏功率可以满足运行条件，那么就进入预设MPPT运行控制模式。

MPPT运行控制模式下包括低压侧电压控制、并网电流控制和稳压控制过程；低压侧电压控制过程可以生成有功电流指令，进而进行电流坐标转换后可以进行并网电流环反馈控制，最后是通过级联的H桥实现并网电流控制，通过DAB实现稳压控制。

本申请实施例提供的光伏电力电子变压器的运行控制方法中，在光照不满足运行条件时进入休眠状态而不是直接闭锁模块经济，减少了频繁启停带来的技术问题和损失；而且能够通过判断机制平滑切换至MPPT运行控制模式，提升了控制机制的灵活性和可靠性，而且精确的判断机制也能够提升控制的准确度，而不同控制方式切换能够自适应降低由光伏低功率造成的并网功率损失。因此，本申请实施例能够缓解现有技术中由于光伏低功率造成的并网功率损失以及模块低效率的闭锁的技术问题。

为了便于理解，请参阅图2和图5，本申请提供了一种光伏电力电子变压器的运行控制方法的实施例二，包括：

步骤201、实时获取光伏侧电压和光伏侧电流，并计算得到光伏功率。

步骤202、若所述光伏侧电压小于或等于最小开路电压，则满足第一休眠条件；

步骤203、若所述光伏功率小于预设功率限值，且持续时间超过第一时间阈值，则满足第二休眠条件；

步骤204、若模块母线电压的平均值小于所述指令值，且持续时间超过第二时间阈值，则满足第三休眠条件；

步骤205、若满足所述第一休眠条件，或者，同时满足所述第二休眠条件和所述第三休眠条件，则进入休眠状态，否则进入运行控制阶段。

假设持光伏侧电压为u_{dc_PV}、光伏功率为ρ_PV、模块母线电压为u_H，那么三者的判定过程为：若光伏侧电压u_{dc_PV}小于或等于最小开路电压U_{oc_min}，即u_{dc_PV}≤U_{oc_min}，则满足第一休眠条件；若光伏功率ρ_PV小于预设功率限值P_LIMIT，且持续时间超过第一时间阈值t₁，则满足第二休眠条件；若所述模块母线电压u_H的平均值小于所述指令值u_{H_ref}，且持续时间超过第二时间阈值t₂，则满足第三休眠条件。

如果满足了第一休眠条件则直接进入休眠状态，或者第二休眠条件和第三休眠条件同时满足，也需要进入休眠状态。在休眠状态下，系统整体闭锁，H桥闭锁，DAB闭锁。系统高、低压侧的开关均保持合闸状态，系统处于高压侧自然整流充电模式，模块控制器与主控制器保持通信，可随时进行控制命令下发。

步骤206、若在休眠状态时接收到无功补偿指令，则解锁H桥，并通过H桥进行无功电流控制，同时进行均压控制和均衡控制，均压控制包括全局均压控制和模块均压控制。

在本实施例中，系统处于休眠状态可以进行无功补偿控制，主要是通过H桥完成，在接收到无功补偿指令后，则解锁H桥，由H桥进行无功电流控制；同时进行全局均压控制和模块均压控制；对模块母线电压u_H进行均衡控制。无功控制可以一直持续，直至无功控制指令值降低至0，则退出无功补偿控制。

具体的无功控制过程为：首先根据无功补偿指令Q_set计算得到无功电流指令i_{q_ref}；其次，获取全部模块母线电压值u_{H_xi}，求平均值u_{H_avg}，作为全局均压控制的反馈，指令为u_{H_ref}，经过PI调节后作为i_{d_ref}；接着，采集交流电流i_a，i_b，i_c进行dq变换，得到有功电流i_d，无功电流i_q，作为并网电流控制环的反馈，经过PI控制后得到调制波V_d和V_q，经过dq/abc变换得到ABC相调制波V_a，V_b，V_c；然后，建立所有模块的均压环，输入反馈为模块母线电压u_{H_xi}，控制指令为u_{H_ref}，经过PI调节后得到子模块的补偿调制量ΔV_xi，则最终ABC相模块的调制波为相调制波V_x与子模块补偿调制量ΔV_xi相加，得到V_xi(x＝a,b,c,1＜i≤n,n≥1)，其中n为每相级联模块数量；最后，级联H桥模块根据自身的调制波进行载波移相控制。

运行控制阶段为：

步骤207、若光伏侧电压大于预设最低工作电压，通过解锁的DAB对模块母线电压进行PI控制，得到移相角。

即当u_H＞U_limit2时，即为光伏侧电压大于预设最低工作电压，即可解锁DAB模块进行运行控制，最初是通过PI控制生成移相角

可以理解的是，U_limit2＞U_{oc_min}。控制依据的预设控制指令是u_{H_ref}。

进一步地，步骤207，之前还包括：

若光伏侧电压大于最小取能工作电压，则通过DAB获取电源，并建立与主控制器的通信连接。

若是在休眠状态下检测光伏侧电压，系统处于闭锁状态，若光伏侧电压大于最小取能工作电压，即u_H＞U_limit1，则说明刚刚可以启动系统，DAB能够获取电源，恢复控制电，与主控制器建立通信连接。可以理解的是，U_limit2＞U_limit1。

步骤208、根据移相角调节DAB的电压相位差的方式进行移相控制。

根据移相角

可以调节DAB模块之间的电压相位差，实现对模块母线电压u_H的移相控制。

步骤209、逐级减少解锁后级联的H桥的均压环的输出值，均压环包括全局均压环和模块均压环。

步骤210、在模块母线电压保持在指令值的情况下，将输出值减少至0，退出H桥的均压控制。

DAB解锁的同时，H桥也在解锁，而且同时需要逐级减少级联H桥的均压环的输出值，均压环包括全局均压环和模块均压环。均压环的输出值可以减少至0，也就是完全退出H桥的均压控制，只保留DAB的电压控制过程。这个过程中模块母线电压也许能够一直保持在指令值，但是也可能无法保持在指令值。

此外，级联H桥均压控制退出后，有功电流指令i_{d_ref}降低为0，此时，启动低压侧MPPT控制，将低压侧电压环输出值逐渐赋值给有功电流指令i_{d_ref}，继续进行有功电流i_d的闭环控制。可以理解的是，在MPPT控制模式下，若无功补偿命令一直存在，可持续进行无功补偿，否则，可降低无功指令到0，退出无功补偿。

进一步地，步骤210，还包括：

模块母线电压无法保持在指令值，则恢复H桥的均压控制，并闭锁DAB，同时继续实时获取光伏侧电压和光伏侧电流。

如果在退出H桥的均压控制的过程中，模块母线电压无法保持在指令值，则需要恢复H桥的均压控制，重新闭锁DAB。光伏侧电压和光伏侧电流仍然需要持续获取并检测。

步骤211、在光伏侧电压大于第一预设高电压，或者光伏侧电压大于第二预设高电压时，返回若光伏侧电压大于预设最低工作电压的判断步骤，经过预设次数判断后，若模块母线电压保持在指令值，则进入预设MPPT运行控制模式，预设MPPT运行控制模式包括低压侧电压控制、并网电流控制和稳压控制。

此处的光伏侧电压可能是闭锁DAB后获取的电压，也可能是系统正常运行过程中的光伏侧电压，所以需要重新检测电压的变化情况，如果大于第一预设高电压，或者大于第二预设高电压，那么就可以再次进入最低工作电压的判定过程，这样的重复判断可以执行多次，具体的预设次数可以根据实际情况设定，在此不作限定。若模块母线电压可以一直保持在指令值状态，则进入预设MPPT运行控制模式，如果前一个状态是休眠，则是结束休眠。

MPPT运行控制过程为：基于获取的光伏侧电压和电流，计算光伏功率；基于这些信息可以计算得到MPPT电压控制指令u_MPPT；将MPPT电压指令u_MPPT作为低压侧电压环指令输入，光伏侧电压u_{dc_PV}作为低压侧电压环反馈，进行PI控制，输出为有功电流的指令i_{d_ref}；以有功电流指令i_{d_ref}和无功电流指令i_{q_ref}作为并网电流环的指令，采集并网电流i_a，i_b，i_c进行dq坐标变换，将i_d和i_q作为并网电流环的反馈，进行并网电流的PI控制；将并网电流环的输出V_d和V_q反变换为V_a，V_b，V_c，作为ABC相调制波，主控制器将调制波通过通信下发给级联H桥；级联H桥模块根据主控制器下发的调制波V_xi(x＝a,b,c,1＜i≤n,n≥1)进行并网电流控制，其中n为每相级联模块数；DAB模块采用移相控制对模块母线电压进行稳压控制。

具体的，就是H桥按模块数进行载波移相调制；然后通过DAB对模块母线电压u_H进行PI控制，输出移相角，并根据移相角调节DAB隔离变压器原副边之间的电压相位差，实现对模块母线电压的稳压控制。

本申请实施例提供的光伏电力电子变压器的运行控制方法中，在光照不满足运行条件时进入休眠状态而不是直接闭锁模块经济，减少了频繁启停带来的技术问题和损失；而且能够通过判断机制平滑切换至MPPT运行控制模式，提升了控制机制的灵活性和可靠性，而且精确的判断机制也能够提升控制的准确度，而不同控制方式切换能够自适应降低由光伏低功率造成的并网功率损失。因此，本申请实施例能够缓解现有技术中由于光伏低功率造成的并网功率损失以及模块低效率的闭锁的技术问题。

为了便于理解，请参阅图3，本申请还提供了一种光伏电力电子变压器的运行控制装置的实施例，包括：

数据获取模块301，用于实时获取光伏侧电压和光伏侧电流，并计算得到光伏功率；

状态判断模块302，用于根据光伏侧电压、光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，休眠状态包括闭锁H桥、闭锁DAB和闭合低压侧开关；

运行控制阶段为：

第一状态模块303，用于若光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁H桥和DAB，并根据预设电压控制指令通过H桥和DAB对模块母线电压进行运行电压控制，使得模块母线电压保持在指令值，运行电压控制包括PI控制和移相控制；

第二状态模块304，用于在光伏侧电压大于第一预设高电压，或者光伏侧电压大于第二预设高电压时，返回若光伏侧电压大于预设最低工作电压的判断步骤，经过预设次数判断后，若模块母线电压保持在指令值，则进入预设MPPT运行控制模式，预设MPPT运行控制模式包括低压侧电压控制、并网电流控制和稳压控制。

进一步地，状态判断模块302，包括：

第一判断子模块3021，用于若光伏侧电压小于或等于最小开路电压，则满足第一休眠条件；

第二判断子模块3022，用于若光伏功率小于预设功率限值，且持续时间超过第一时间阈值，则满足第二休眠条件；

第三判断子模块3023，用于若模块母线电压的平均值小于指令值，且持续时间超过第二时间阈值，则满足第三休眠条件；

综合判断子模块3024，用于若满足第一休眠条件，或者，同时满足第二休眠条件和第三休眠条件，则进入休眠状态，否则进入运行控制阶段。

进一步地，还包括：

无功控制模块305，用于若在休眠状态时接收到无功补偿指令，则解锁H桥，并通过H桥进行无功电流控制，同时进行均压控制和均衡控制，均压控制包括全局均压控制和模块均压控制。

进一步地，第一状态模块303，包括：

低电压工作子模块3031，用于若光伏侧电压大于预设最低工作电压，通过解锁的DAB对模块母线电压进行PI控制，得到移相角；

电压移相控制子模块3032，用于根据移相角调节DAB的电压相位差的方式进行移相控制；

H桥逐级减少子模块3033，用于逐级减少解锁后级联的H桥的均压环的输出值，均压环包括全局均压环和模块均压环；

均压控制退出子模块3034，用于在模块母线电压保持在指令值的情况下，将输出值减少至0，退出H桥的均压控制。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元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全部或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，包括若干指令用以通过一台计算机设备(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(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：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，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光伏电力电子变压器的运行控制方法，其特征在于，包括：

实时获取光伏侧电压和光伏侧电流，并计算得到光伏功率；

根据所述光伏侧电压、所述光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，所述休眠状态包括闭锁H桥、闭锁DAB和闭合低压侧开关；

所述运行控制阶段为：

若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁所述H桥和所述DAB，并根据预设电压控制指令通过所述H桥和所述DAB对所述模块母线电压进行运行电压控制，使得所述模块母线电压保持在指令值，所述运行电压控制包括PI控制和移相控制；

在所述光伏侧电压大于第一预设高电压，或者所述光伏侧电压大于第二预设高电压时，返回所述若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压的判断步骤，经过预设次数判断后，若所述模块母线电压保持在指令值，则进入预设MPPT运行控制模式，所述预设MPPT运行控制模式包括低压侧电压控制、并网电流控制和稳压控制。

2.根据权利要求1所述的光伏电力电子变压器的运行控制方法，其特征在于，所述根据所述光伏侧电压、所述光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，包括：

若所述光伏侧电压小于或等于最小开路电压，则满足第一休眠条件；

若所述光伏功率小于预设功率限值，且持续时间超过第一时间阈值，则满足第二休眠条件；

若所述模块母线电压的平均值小于所述指令值，且持续时间超过第二时间阈值，则满足第三休眠条件；

若满足所述第一休眠条件，或者，同时满足所述第二休眠条件和所述第三休眠条件，则进入休眠状态，否则进入运行控制阶段。

3.根据权利要求1所述的光伏电力电子变压器的运行控制方法，其特征在于，所述根据所述光伏侧电压、所述光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，还包括：

若在所述休眠状态时接收到无功补偿指令，则解锁所述H桥，并通过所述H桥进行无功电流控制，同时进行均压控制和均衡控制，所述均压控制包括全局均压控制和模块均压控制。

4.根据权利要求1所述的光伏电力电子变压器的运行控制方法，其特征在于，所述若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁所述H桥和所述DAB，并根据预设电压控制指令通过所述H桥和所述DAB对所述模块母线电压进行运行电压控制，使得所述模块母线电压保持在指令值，包括：

若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，通过解锁的所述DAB对所述模块母线电压进行PI控制，得到移相角；

根据所述移相角调节所述DAB的电压相位差的方式进行移相控制；

逐级减少解锁后级联的所述H桥的均压环的输出值，所述均压环包括全局均压环和模块均压环；

在所述模块母线电压保持在指令值的情况下，将所述输出值减少至0，退出所述H桥的均压控制。

5.根据权利要求4所述的光伏电力电子变压器的运行控制方法，其特征在于，所述在所述模块母线电压保持在指令值的情况下，将所述输出值减少至0，退出所述H桥的均压控制，还包括：

所述所述模块母线电压无法保持在指令值，则恢复所述H桥的均压控制，并闭锁所述DAB，同时继续实时获取所述光伏侧电压和所述光伏侧电流。

6.根据权利要求1所述的光伏电力电子变压器的运行控制方法，其特征在于，所述若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁所述H桥和所述DAB，并根据预设电压控制指令通过所述H桥和所述DAB对所述模块母线电压进行运行电压控制，使得所述模块母线电压保持在指令值，之前还包括：

若所述光伏侧电压大于最小取能工作电压，则通过所述DAB获取电源，并建立与主控制器的通信连接。

7.一种光伏电力电子变压器的运行控制装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于实时获取光伏侧电压和光伏侧电流，并计算得到光伏功率；

状态判断模块，用于根据所述光伏侧电压、所述光伏功率和模块母线电压判断是否满足休眠条件，若是，则进入休眠状态，若否，则进入运行控制阶段，所述休眠状态包括闭锁H桥、闭锁DAB和闭合低压侧开关；

所述运行控制阶段为：

第一状态模块，用于若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，解锁所述H桥和所述DAB，并根据预设电压控制指令通过所述H桥和所述DAB对所述模块母线电压进行运行电压控制，使得所述模块母线电压保持在指令值，所述运行电压控制包括PI控制和移相控制；

第二状态模块，用于在所述光伏侧电压大于第一预设高电压，或者所述光伏侧电压大于第二预设高电压时，返回所述若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压的判断步骤，经过预设次数判断后，若所述模块母线电压保持在指令值，则进入预设MPPT运行控制模式，所述预设MPPT运行控制模式包括低压侧电压控制、并网电流控制和稳压控制。

8.根据权利要求7所述的光伏电力电子变压器的运行控制装置，其特征在于，所述状态判断模块，包括：

第一判断子模块，用于若所述光伏侧电压小于或等于最小开路电压，则满足第一休眠条件；

第二判断子模块，用于若所述光伏功率小于预设功率限值，且持续时间超过第一时间阈值，则满足第二休眠条件；

第三判断子模块，用于若所述模块母线电压的平均值小于所述指令值，且持续时间超过第二时间阈值，则满足第三休眠条件；

综合判断子模块，用于若满足所述第一休眠条件，或者，同时满足所述第二休眠条件和所述第三休眠条件，则进入休眠状态，否则进入运行控制阶段。

9.根据权利要求7所述的光伏电力电子变压器的运行控制装置，其特征在于，还包括：

无功控制模块，用于若在所述休眠状态时接收到无功补偿指令，则解锁所述H桥，并通过所述H桥进行无功电流控制，同时进行均压控制和均衡控制，所述均压控制包括全局均压控制和模块均压控制。

10.根据权利要求7所述的光伏电力电子变压器的运行控制装置，其特征在于，所述第一状态模块，包括：

低电压工作子模块，用于若所述光伏侧电压大于预设最低工作电压，通过解锁的所述DAB对所述模块母线电压进行PI控制，得到移相角；

电压移相控制子模块，用于根据所述移相角调节所述DAB的电压相位差的方式进行移相控制；

H桥逐级减少子模块，用于逐级减少解锁后级联的所述H桥的均压环的输出值，所述均压环包括全局均压环和模块均压环；

均压控制退出子模块，用于在所述模块母线电压保持在指令值的情况下，将所述输出值减少至0，退出所述H桥的均压控制。

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