CN114421601B - 电源系统及其控制方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电源系统及其控制方法和控制装置，其中，电源系统的控制方法包括：在电源系统上电后，控制开关电路将第一充电组件和第一储能组件分别与操作电源直流母线连接，以及将第二充电组件和第二储能组件分别与通信电源直流母线连接，以及将双向变换器分别与操作电源直流母线和通信电源直流母线连接，并控制双向变换器处于热备用状态，以在第一充电组件接入的交流电掉电时，使得第一储能组件或者通信电源直流母线放电维持操作电源直流母线的电压值；在第二充电组件接入的交流电掉电时，使得第二储能组件或者操作电源直流母线放电维持通信电源直流母线的电压值。本发明技术方案可提高电力系统的可靠性。

Description

电源系统及其控制方法和控制装置
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种电源系统及其控制方法和控制装置。
背景技术
目前，电力系统通常采用电源系统中的直流母线为其上的系统设备提供电能。但是，由于在电网或者电源系统中的功能组件故障时，会使得直流母线出现一段时间的失电，从而导致系统设备停止工作，不仅使得电力系统的可靠性较低，且还会影响电力系统的正常运行。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电源系统的控制方法，旨在解决电力系统可靠性低的问题。
为实现上述目的，本发明提出的电源系统的控制方法，所述电源系统包括操作电源直流母线、通信电源直流母线、第一充电组件、第二充电组件、第一储能组件、第二储能组件、双向变换器和开关电路，所述第一充电组件用于将接入的交流电转换为直流电后为所述操作电源直流母线充电，所述第二充电组件用于将接入的交流电转换为直流电后为所述通信电源直流母线充电，所述第一储能组件用于放电维持所述操作电源直流母线的电压值，所述第二储能组件用于放电维持所述通信电源直流母线的电压值，所述开关电路与所述操作电源直流母线、所述通信电源直流母线、所述第一充电组件、所述第二充电组件、所述双向变换器、所述第一储能组件以及所述第二储能组件分别连接，所述电源系统的控制方法包括：
在电源系统上电后，控制所述开关电路将所述第一充电组件和所述第一储能组件分别与所述操作电源直流母线连接，以及将所述第二充电组件和所述第二储能组件分别与所述通信电源直流母线连接，以及将所述双向变换器分别与所述操作电源直流母线和所述通信电源直流母线连接，并控制所述双向变换器处于热备用状态，以在所述第一充电组件接入的交流电掉电时，使得所述第一储能组件或者所述通信电源直流母线放电维持所述操作电源直流母线的电压值；在所述第二充电组件接入的交流电掉电时，使得所述第二储能组件或者所述操作电源直流母线放电维持所述通信电源直流母线的电压值。
可选地，所述开关电路包括第一子开关电路和第二子开关电路，所述第一子开关电路分别与所述第一充电组件、所述第一储能组件、所述双向变换器和所述操作电源直流母线连接，所述第二子开关电路分别与所述第二充电组件、所述第二储能组件、所述双向变换器和所述通信电源直流母线连接；
在所述电源系统上电后，控制所述开关电路将所述第一充电组件和所述第一储能组件分别与所述操作电源直流母线连接，以及将所述第二充电组件和所述第二储能组件分别与所述通信电源直流母线连接，以及将所述双向变换器分别与所述操作电源直流母线和所述通信电源直流母线连接，具体为：
在电源系统上电后，控制所述第一子开关电路将所述第一充电组件、所述第一储能组件和所述双向变换器分别与所述操作电源直流母线连接；以及还控制所述第二子开关电路将所述第二充电组件、所述第二储能组件和所述双向变换器分别与所述通信电源直流母线连接。
可选地，所述电源系统还包括第一有源逆变器和第一巡检仪，所述第一有源逆变器经所述第一子开关电路与所述第一储能组件连接，并用于维持所述第一储能组件的放电电流，所述第一巡检仪分别与所述第一储能组件和所述电源系统的控制装置连接，并用于计算输出第一容量数据至所述电源系统的控制装置，所述电源系统的控制方法还包括：
在确定所述第一储能组件处于满电状态时，将所述第一充电组件的输出电压调节为所述操作电源直流母线的最低输出电压，以使得所述第一储能组件开始放电；
控制所述第一子开关电路将所述第一有源逆变器与所述第一储能组件连接，并控制所述第一有源逆变器维持所述第一储能组件的进行恒流放电直至所述第一储能组件中任意一储能器件的电压达到第一预设电压阈值后，控制所述第一储能组件停止恒流放电以及将所述第一有源逆变器与所述第一储能组件的连接断开；
获取第一巡检仪计算输出的第一容量数据，以实现所述第一储能组件的在线核容。
可选地，所述获取第一巡检仪计算输出的第一容量数据的步骤之后，所述电源系统的控制方法还包括：
控制所述第一充电组件为所述第一储能组件进行均衡充电，且在确定所述第一储能组件均衡充电结束后，将所述第一充电组件的输出电压调节为第一浮充电压，以为所述第一储能组件进行连续充电。
可选地，所述电源系统还包括第二有源逆变器和第二巡检仪，所述第二有源逆变器经所述第二子开关电路与所述第二储能组件连接，并用于维持所述第二储能组件的放电电流，所述第二巡检仪分别与所述第二储能组件和所述电源系统的控制装置连接，并用于计算输出第二容量数据至所述电源系统的控制装置，所述电源系统的控制方法还包括：
在确定所述第二储能组件处于满电状态时，将所述第二充电组件的输出电压调节为所述通信电源直流母线的最低输出电压，以使得所述第二储能组件开始放电；
控制所述第二子开关电路将所述第二有源逆变器与所述第二储能组件连接，并控制所述第二有源逆变器维持所述第二储能组件的放电电流不变直至所述第二储能组件中任意一储能器件的电压达到第二预设电压阈值后，控制所述第二储能组件停止恒流放电以及将所述第二有源逆变器与所述第二储能组件的连接断开；
获取第二巡检仪计算输出的第二容量数据，以实现所述第二储能组件的在线核容。
可选地，所述获取第二巡检仪计算输出的第二容量数据的步骤之后，所述电源系统的控制方法还包括：
并控制所述第二充电组件为所述第二储能组件进行均衡充电，且在确定所述第二储能组件均衡充电结束后，将所述第二充电组件的输出电压调节为第二浮充电压，以为所述第二储能组件进行连续充电。
本发明还提出一种电源系统的控制装置，所述电源系统的控制装置包括：
存储器；
处理器；以及
存储在存储器上并可在处理器上运行的电源系统的控制程序，所述处理器执行所述电源系统的控制程序时实现如上述的电源系统的控制方法。
本发明还提出一种电源系统，所述电源系统包括：
双向变换器；
操作电源直流母线；
通信电源直流母线；
第一充电组件，用于为所述操作电源直流母线充电；
第二充电组件，用于为所述通信电源直流母线充电；
第一储能组件，用于放电维持所述操作电源直流母线的电压值；
第二储能组件，用于放电维持所述通信电源直流母线的电压值；
开关电路，与所述操作电源直流母线、所述通信电源直流母线、所述第一充电组件、所述第二充电组件、所述双向变换器、所述第一储能组件和所述第二储能组件分别连接；以及，
如上述的电源系统的控制装置，所述电源系统的控制装置分别与所述操作电源直流母线、所述通信电源直流母线、所述第一充电组件、所述第二充电组件、所述双向变换器、所述第一储能组件、所述第二储能组件和所述开关电路连接。
可选地，所述开关电路包括：
第一子开关电路，分别与所述第一充电组件、所述第一储能组件、所述双向变换器和所述操作电源直流母线连接；
第二子开关电路，分别与所述第二充电组件、所述第二储能组件、所述双向变换器和所述通信电源直流母线连接。
可选地，所述电源系统还包括：
双向变换器，所述双向变换器经所述第一子开关电路与所述操作电源直流母线连接，所述双向变换器经所述第二子开关电路与所述通信电源直流母线连接。
可选地，所述电源系统还包括：
第一有源逆变器，经所述第一子开关电路与所述第一储能组件连接，所述第一有源逆变器用于维持所述第一储能组件的放电电流；以及，
第一巡检仪，分别与所述第一储能组件和所述电源系统的控制装置连接，所述第一巡检仪用于计算输出所述第一容量数据至所述电源系统的控制装置；
和/或，所述电源系统还包括：
第二有源逆变器，经所述第二子开关电路与所述第二储能组件连接，所述第二有源逆变器用于维持所述第二储能组件的放电电流；以及，
第二巡检仪，分别与所述第二储能组件和所述电源系统的控制装置连接，所述第二巡检仪用于计算输出所述第二容量数据至所述电源系统的控制装置。
本发明技术方案通过采用在电源系统上电后，控制开关电路将第一充电组件和第一储能组件分别与操作电源直流母线连接，以及将第二充电组件和第二储能组件分别与通信电源直流母线连接，以及将所述双向变换器分别与所述操作电源直流母线和所述通信电源直流母线连接，并控制所述双向变换器处于热备用状态，以在第一充电组件接入的交流电掉电时，使得第一储能组件或者所述通信电源直流母线放电维持操作电源直流母线的电压值；在第二充电组件接入的交流电掉电时，使得第二储能组件或者所述操作电源直流母线放电维持通信电源直流母线的电压值。本发明电源系统的控制方法通过将第一储能组件和第二储能组件分别作为操作电源直流母线和通信电源直流母线的备用电源，使得通信电源直流母线和操作电源直流母线二者所连接的系统设备不会由于电网掉电而突然停止工作，极大的提高了电力系统的可靠性，从而解决了电力系统可靠性低的问题。此外，操作电源直流母线和通信电源直流母线通过双向变换器互为备用电源，可有效降低操作电源直流母线和通信电源直流母线失电的概率，有利于进一步提高电力系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明电源系统的控制方法一实施例的步骤流程示意图；
图2为本发明电源系统的控制方法另一实施例的步骤流程示意图；
图3为本发明电源系统的控制方法又一实施例的步骤流程示意图；
图4为本发明电源系统的控制方法再一实施例的步骤流程示意图；
图5为本发明电源系统的控制装置一实施例的硬件运行环境的结构示意图；
图6为本发明电源系统一实施例的功能模块示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
101 存储器 209 双向变换器
102 处理器 210 第一有源逆变器
103 通信总线 211 第一巡检仪
201 操作电源直流母线 212 第二有源逆变器
202 通信电源直流母线 213 第二巡检仪
203 第一充电组件 214 第一电网
204 第二充电组件 215 第二电网
205 第一储能组件 207A 第一子开关电路
206 第二储能组件 207B 第二子开关电路
207 开关电路 T1~T8 第一开关器件~第八开关器件
208 电源系统的控制装置
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种电源系统的控制方法。
本发明电源系统的控制方法的执行主体可为电源系统的控制装置，以下为简化表述以“控制装置”来表示“电源系统的控制装置”。电源系统中的功能组件可包括操作电源直流母线、通信电源直流母线、第一充电组件、第二充电组件、第一储能组件、第二储能组件、双向变换器和开关电路。其中，操作电源直流母线和通信电源直流母线即为电源系统中的两种直流母线；第一充电组件和第二充电组件用于将电网（以下分别以“第一电网”和“第二电网”来表示）输出的交流电变换为相应幅值的直流电后，分别输出至操作电源直流母线和通信电源直流母线，以使得操作电源直流母线和通信电源直流母线可具有与电压等级对应的母线电压；第一储能组件和第二储能组件用于将电能以化学能的形式存储；开关电路用于实现上述各功能组件彼此之间的连接。
参照图1，在本发明一实施例中，所述电源系统的控制方法包括：
步骤S100、在电源系统上电后，控制所述开关电路将所述第一充电组件和所述第一储能组件分别与所述操作电源直流母线连接，以及将所述第二充电组件和所述第二储能组件分别与所述通信电源直流母线连接，以及将所述双向变换器分别与所述操作电源直流母线和所述通信电源直流母线连接，并控制所述双向变换器处于热备用状态，以在所述第一充电组件接入的交流电掉电时，使得所述第一储能组件放电维持所述操作电源直流母线的电压值；在所述第二充电组件接入的交流电掉电时，使得所述第二储能组件放电维持所述通信电源直流母线的电压值。
本实施例中，电源系统上电后可为第一、第二充电组件分别接入第一、第二电网输出的交流电时及其后一段预设时间内。在电源系统的正常工作阶段，开关电路可维持第一充电组件和第一储能组件与操作电源直流母线的连接，以及维持第二充电组件和第二储能组件与通信电源直流母线的连接。在电源系统正常工作阶段，即第一电网和第二电网未掉电时，第一储能组件和第二储能组件可分别利用第一充电组件和第二充电组件输出至直流母线的直流电进行充电，以使得第一储能组件和第二储能组件处于满电状态。而在正常工作阶段中，最为常见的问题即为第一电网和第二电网突然掉电，而导致第一充电组件和第二充电组件输出的直流电压下降，进而使得操作电源直流母线和通信电源直流母线的电压值急剧下降至低于最低要求电压值。此外，掉电时间越长，危害越严重，危害范围越大。
针对此问题，本发明技术方案通过预先将第一储能组件和第二储能组件连接于对应的直流母线上，如此即可在第一电网和第二电网二者中任意一者掉电时，使得第一储能组件和第二储能组件可自动放电输出直流电至操作电源直流母线和通信电源直流母线，以分别维持操作电源直流母线和通信电源直流母线的电压值。换而言之，第一储能组件和第二储能组件分别作为操作电源直流母线和通信电源直流母线的备用电源。
在另一可选实施例中，步骤S100还可包括：步骤S110、控制开关电路将第一充电组件和第二充电组件分别与操作电源直流母线和通信电源直流母线连接，并确定操作电源直流母线和通信电源直流母线的电压值是否降低，以及确定第一充电组件和第二充电组件接入的交流电是否掉电；当确定结果为操作电源直流母线的电压值降低，且第一充电组件接入的交流电掉电时，执行步骤S120、控制开关电路将第一储能组件与操作电源直流母线连接，以使第一储能组件放电维持操作电源直流母线的电压值；当确定结果为通信电源直流母线的电压值降低，且第二充电组件接入的交流电掉电时，执行步骤S130、控制开关电路将第二储能组件与通信电源直流母线连接，以使第二储能组件放电维持通信电源直流母线的电压值。该实施例中，步骤S110可执行于电源系统上电后，步骤S120和步骤S130可执行于第一电网或者第二电网掉电时。控制装置可分别经电压检测电路与操作电源直流母线和通信电源直流母线连接，以检测操作电源直流母线和通信电源直流母线二者的电压值是否在电源系统的正常阶段降低。控制装置还可分别与第一充电组件和第二充电组件二者的输入端连接，以实时检测二者接入的交流电是否正常，并可在检测到任意一者接入的交流电的电压值降低为0V时，确定与其连接的第一电网或者第二电网掉电。在又一可选实施例中，第一电网和第二电网可为不同电网或者为同一电网。
本发明电源系统的控制方法通过将第一储能组件和第二储能组件分别作为操作电源直流母线和通信电源直流母线的备用电源，使得通信电源直流母线和操作电源直流母线二者所连接的系统设备不会由于电网掉电而突然停止工作，极大的提高了电力系统的可靠性，从而解决了电力系统可靠性低的问题。
由于第一储能组件和第二储能组件存在损坏的可能，如此在第一电网和第二电网掉电时，无法及时为作为备用电源为直流母线提供电能，使得直流母线依然会失电。针对此问题，本申请技术方案通过设置双向变换器，并通过控制开关电路将双向变换器的高压直流端口与操作电源直流母线连接，以及将双向变换器的低压直流端口与通信电源直流母线连接，以分别适配操作电源直流母线和通信电源直流母线的电压等级。双向变换器还可与控制装置通信连接，以在控制装置的控制下处于随时可正常运行的热备用状态。此外，高压直流端口的输出电压Udch可配置为略大于操作电源直流母线的最低输出电压Udmin，低压直流端口的输出电压Udcl可配置为略大于通信电源直流母线的最低输出电压Utmin，以使双向变换器不会对电源直流母线和通信电源直流母线正常工作时的直流电压造成影响。
如此设置，使得双向变换器可在操作电源直流母线压值下降，通信电源直流母线的电压值正常时，将通信电源直流母线传输的直流电经相应的电压变换，例如升压变换后输出至操作电源直流母线，以维持操作电源直流母线的电压值为Udch；在通信电源直流母线的电压值下降，操作电源直流母线的电压值正常时，将操作电源直流母线传输的直流电经相应的电压变换，例如降压变换后输出至通信电源直流母线，以维持通信电源直流母线的电压值为Udcl。换而言之，操作电源直流母线和通信电源直流母线通过双向变换器互为备用电源，可有效降低操作电源直流母线和通信电源直流母线失电的概率，有利于进一步提高电力系统的可靠性。
参照图1和图2，在本发明一实施例中，所述开关电路包括第一子开关电路和第二子开关电路，所述第一子开关电路分别与所述第一充电组件、所述第一储能组件、所述双向变换器和所述操作电源直流母线连接，所述第二子开关电路分别与所述第二充电组件、所述第二储能组件、所述双向变换器和所述通信电源直流母线连接；
在所述电源系统上电后，控制所述开关电路将所述第一充电组件和所述第一储能组件分别与所述操作电源直流母线连接，以及将所述第二充电组件和所述第二储能组件分别与所述通信电源直流母线连接，以及将所述双向变换器分别与所述操作电源直流母线和所述通信电源直流母线连接，具体为：
步骤110、在电源系统上电后，控制所述第一子开关电路将所述第一充电组件和所述第一储能组件和所述双向变换器分别与所述操作电源直流母线连接；以及还控制所述第二子开关电路将所述第二充电组件、所述第二储能组件和所述双向变换器分别与所述通信电源直流母线连接。
本实施例中，第一电网和第二电网为不同电网，且通常操作电源直流母线的电压等级高于通信电源直流母线的电压等级。本发明技术方案通过将开关电路分为第一子开关电路和第二子开关电路，其中，第一子开关电路可对应操作电源直流母线的电压等级设置，并用于实现第一充电组件、第一储能组件和双向变换器的高压直流端口分别与操作电源直流母线的连接；第二子开关电路可对应通信电源直流母线的电压等级设置，并用于实现第二充电组件、第二储能组件和双向变换器的低压直流端口分别与通信电源直流母线的连接。如此设置，使得控制装置可通过控制相应的开关电路，来实现各功能组件与操作电源直流母线或者通信电源直流母线的连接，有利于提高电源系统的电气安全性。
目前，为了保证储能组件能长期可靠运行，需要定期对储能组件进行维护。现有的维护方法为定期使用放电仪对储能组件放电，以在放电过程中，通过相应的仪器计算储能组件的容量并根据储能组件中各储能器件端电压的一致性来判断储能组件的优劣。此外，这种维护方法为离线维护，过程中需要专业操作人员全程跟踪，且每一储能组件所需的单次维护时间约为10~20小时，对于储能组件数量庞大的电力系统而言，需要大量的专业操作人员，人力成本很高。
针对此问题，参照图3，在本发明一实施例中，所述电源系统还包括第一有源逆变器和第一巡检仪，所述第一有源逆变器经所述第一子开关电路与所述第一储能组件连接，并用于维持所述第一储能组件的放电电流，所述第一巡检仪分别与所述第一储能组件和所述电源系统的控制装置连接，并用于计算输出所述第一容量数据至所述电源系统的控制装置，所述电源系统的控制方法还包括：
步骤S200、在所述第一储能组件处于满电状态时，将所述第一充电组件的输出电压调节为所述操作电源直流母线的最低输出电压，并控制所述第一储能组件开始放电；
本实施例中，电源系统还包括第一有源逆变器和第一巡检仪，第一有源逆变器经第一子开关电路与第一储能组件连接，并用于维持第一储能组件的放电电流，第一巡检仪分别与第一储能组件和电源系统的控制装置连接，并用于计算输出第一容量数据至电源系统的控制装置。步骤S300、步骤S400和步骤S500可在控制装置确定对第一储能组件进行在线核容（即在线核实容量）后执行。控制装置可经第一电池巡检仪与第一储能器件连接，以获取第一储能组件的电能状态，且可在第一储能组件的处于电能不满状态时，控制第一充电机组件经操作电源直流母线对第一储能组件进行均衡充电，直至第一储能组件处于满电状态后将第一充电组件的输出电压调节为Udmin，从而使得第一储能组件可自动切换为放电状态。
步骤S300、控制所述第一子开关电路将所述第一有源逆变器与所述第一储能组件连接，并控制所述第一有源逆变器维持所述第一储能组件的进行恒流放电直至所述第一储能组件中任意一储能器件的电压达到第一预设电压阈值后，控制所述第一储能组件停止恒流放电以及将所述第一有源逆变器与所述第一储能组件的连接断开。
控制装置可控制开关电路将第一有源逆变器连接于第一储能组件与操作电源直流母线的通路上，并启动第一有源逆变器。控制装置还可与第一有源逆变器通信连接，以根据操作电源直流母线的负荷情况，实时调节直流端口的输入电流，以保证第一储能组件的输出至操作电源直流母线和第一有源逆变器的放电电流维持Ib1不变。可以理解的是，第一储能组件可由多个储能器件（例如蓄电池）组成，各储能器件的电压值可随着第一储能组件的放电而下降，当任意一储能器件的电压下降至第一预设电压阈值时，控制装置可根据第一储能组件的反馈信号，控制第一储能组件停止恒流放电、控制第一有源逆变器停止工作以及控制开关电路将第一有源逆变器与相应通路的连接断开。换而言之，第一预设电压阈值即为第一储能器件的核容终止电压。
步骤S400、获取第一巡检仪计算输出的第一容量数据，以实现所述第一储能组件的在线核容。
第一巡检仪可根据第一储能组件在放电过程的放电情况，计算出第一储能组件的第一容量数据并上传控制装置，以使控制装置可根据第一容量数据判断第一储能组件的容量是否合格，从而实现第一储能组件的在线核容。具体为，控制装置中可预存有第一储能组件的额定容量数据，即第一额定容量数据，以在接收到第一容量数据后，将第一容量数据与第一额定容量数据进行比较，并在比较结果为第一容量数据小于或者远小于第一额定容量数据时，可确定第一储能组件的容量不合格；在比较结果为第一容量数据等于或者略小于第一额定容量数据时，可确定第一储能组件的容量合格。此外，对于第一储能组件的在线核容过程可通过定时触发或者手动触发，在此不做赘述。本实施例，第一预设电压阈值可为第一储能组件中储能器件满电时放电电压的96%，例如，当第一储能组件中储能器件满电时的放电电压为2V时，第一预设电压阈值可为1.92V，如此，当任意一储能器件达到第一预设电压阈值时，可确保第一储能组件的端电压不低于双向变换器的高压直流端口的输出电压Udch，可有效提高第一储能组件在线核容的稳定性。
本发明电源系统的控制方法通过集成对第一储能组件的在线核容功能，因而过程中无需专业操作人员全程跟踪，极大的节省了每一储能组件所需的单次维护时间，且还可有效减少电力系统对于储能组件进行维护的人力成本。此外，在第一储能组件的在线核容过程中，如若出现第一电网掉电等异常情况而导致操作电源直流母线的电压值降低，双向变换器也可将通信电源直流母线的电压传输至操作电源直流母线，以维持操作电源直流母线的电压值，因而可有效降低第一储能组件在线核容的失电风险，并有利于提高第一储能组件在线核容的稳定性。
可选地，步骤S400之后，所述电源系统的控制方法还可包括：步骤S500、控制所述第一充电组件为所述第一储能组件进行均衡充电，且在确定所述第一储能组件均衡充电结束后，将所述第一充电组件的输出电压调节为第一浮充电压，以为所述第一储能组件进行连续充电。
本实施例中，控制装置还可将第一充电组件的输出电压调节为均充电压Ue1，以为第一储能组件进行均衡充电直至均衡充电完成。当控制装置确定第一储能组件均衡充电结束后，控制装置可控制第一充电组件将其输出电压调节为第一浮充电压Uf1，以为第一储能组件进行恒压连续充电，至此第一储能组件在在线核容阶段的放电过程结束。需要说明的是，连续充电阶段相较于均衡充电阶段而言，充电电流较小，为恒压小电流充电。如此，使得第一储能组件存储电量可快速恢复满电，以应对第一电网的随时掉电，有利于进一步提高在线核容的稳定性。
参照图4，在本发明一实施例中，所述电源系统还包括第二有源逆变器和第二巡检仪，所述第二有源逆变器经所述第二子开关电路与所述第二储能组件连接，并用于维持所述第二储能组件的放电电流，所述第二巡检仪分别与所述第二储能组件和所述电源系统的控制装置连接，并用于计算输出所述第二容量数据至所述电源系统的控制装置，所述电源系统的控制方法还包括：
步骤S600、在确定所述第二储能组件处于满电状态时，将所述第二充电组件的输出电压调节为所述通信电源直流母线的最低输出电压，以使得所述第二储能组件开始放电；
本实施例中，电源系统还包括第二有源逆变器和第二巡检仪，第二有源逆变器经第二子开关电路与第二储能组件连接，并用于维持第二储能组件的放电电流，第二巡检仪分别与第二储能组件和电源系统的控制装置连接，并用于计算输出第二容量数据至电源系统的控制装置。步骤S600、步骤S700和步骤S800可在控制装置确定对第二储能组件进行在线核容（即在线核实容量）后执行。控制装置可经第二电池巡检仪与第二储能器件连接，以获取第二储能组件的电能状态，且可在第二储能组件的处于电能不满状态时，控制第二充电机组件经通信电源直流母线对第二储能组件进行均衡充电，直至第二储能组件处于满电状态后将第二充电组件的输出电压调节为Utmin，从而使得第二储能组件可自动切换为放电状态。
步骤S700、控制所述开关电路将所述第二有源逆变器与所述第二储能组件连接，并控制所述第二有源逆变器维持所述第二储能组件的放电电流不变直至所述第二储能组件中任意一储能器件的电压达到第二预设电压阈值后，控制所述第二储能组件停止恒流放电以及将所述第二有源逆变器与所述第二储能组件的连接断开。
控制装置可控制第二子开关电路将第二有源逆变器连接于第二储能组件与通信电源直流母线的通路上，并启动第二有源逆变器。控制装置还可与第二有源逆变器通信连接，以根据通信电源直流母线的负荷情况，实时调节直流端口的输入电流，以保证第二储能组件的输出至通信电源直流母线和第二有源逆变器的放电电流维持Ib2不变。可以理解的是，第二储能组件可由多个储能器件（例如蓄电池）组成，各储能器件的电压值可随着第二储能组件的放电而下降，当任意一储能器件的电压下降至第二预设电压阈值时，控制装置可根据第二储能组件的反馈信号，控制第二储能组件停止恒流放电、控制第二有源逆变器停止工作以及控制开关电路将第二有源逆变器与相应通路的连接断开。换而言之，第二预设电压阈值即为第二储能组件的核容终止电压。
步骤S800、获取第二巡检仪计算输出的第二容量数据，以实现所述第二储能组件的在线核容。
第二巡检仪可根据第二储能组件在放电过程的放电情况，计算出第二储能组件的第二容量数据并上传控制装置，以使控制装置可根据第二容量数据判断第二储能组件的容量是否合格，从而实现第二储能组件的在线核容。具体为：控制装置中可预存有第二储能组件的额定容量数据，即第二额定容量数据，以在接收到第二容量数据后，将第二容量数据与第二额定容量数据进行比较，并在比较结果为第二容量数据小于或者远小于第二额定容量数据时，可确定第二储能组件的容量不合格；在比较结果为第二容量数据等于或者略小于第二额定容量数据时，可确定第二储能组件的容量合格。此外，对于第二储能组件的在线核容过程可通过定时触发或者手动触发，在此不做赘述。本实施例，第二预设电压阈值可为第二储能组件中储能器件满电时放电电压的96%，例如，当第二储能组件中储能器件满电时的放电电压为2V时，第二预设电压阈值可为1.92V，如此，当任意一储能器件达到第二预设电压阈值时，可确保第二储能组件的端电压不低于双向变换器的低压直流端口的输出电压Udcl，可有效提高第二储能组件在线核容的稳定性。
本发明电源系统的控制方法通过集成对第二储能组件的在线核容功能，因而过程中无需专业通信人员全程跟踪，极大的节省了每一储能组件所需的单次维护时间，且还可有效减少电力系统对于储能组件进行维护的人力成本。此外，在第二储能组件的在线核容过程中，如若出现第二电网掉电等异常情况而导致通信电源直流母线的电压值降低，双向变换器也可将通信电源直流母线的电压传输至通信电源直流母线，以维持通信电源直流母线的电压值，因而可有效降低第二储能组件在线核容的失电风险，并有利于提高第二储能组件在线核容的稳定性。
可选地，步骤S800之后，电源系统的控制方法还包括：还可包括：步骤S900、控制所述第二充电组件为所述第二储能组件进行均衡充电，且在确定所述第二储能组件均衡充电结束后，将所述第二充电组件的输出电压调节为第二浮充电压，以为所述第二储能组件进行连续充电。
本实施例中，控制装置还可将第二充电组件的输出电压调节为均充电压Ue2，以为第二储能组件进行均衡充电直至均衡充电完成。当控制装置确定第二储能组件均衡充电结束后，控制装置可控制第二充电组件将其输出电压调节为第二浮充电压Uf2，以为第二储能组件进行恒压连续充电，至此第二储能组件在在线核容阶段的放电过程结束。需要说明的是，连续充电阶段相较于均衡充电阶段而言，充电电流较小，为恒压小电流充电。如此，使得第二储能组件存储电量可快速恢复满电，以应对第二电网的随时掉电，有利于进一步提高在线核容的稳定性。
参照图5，在本发明一实施例中，所述电源系统的控制装置包括：
存储器101；
处理器102；以及
存储在存储器101上并可在处理器102上运行的电源系统的控制程序，所述处理器102执行所述电源系统的控制程序时实现如上所述的电源系统的控制方法。
本实施例中，存储器101可以为高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器101可选的还可以是独立于前述控制装置的存储装置；处理器102可以为CPU。存储器101和处理器102之间以通信总线103连接，该通信总线103可以是UART总线或I2C总线。可以理解的是，控制装置中还可设置有其他的相关程序，以驱动电源系统中其他的功能模块工作。
参照图6，在本发明一实施例中，本发明还提出一种电源系统，该电源系统包括双向变换器209、操作电源直流母线201、通信电源直流母线202、第一充电组件203、第二充电组件204、第一储能组件205、第二储能组件206、开关电路207和电源系统的控制装置208，该电源系统的控制装置208的具体结构参照上述实施例，由于本电源系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
其中，第一充电组件203和第二充电组件204可为由高频开关电源模块组成的充电机来实现；第一储能组件205和第二储能组件206可采用由多个蓄电池组成的蓄电池组来实现；开关电路207可由多个开关器件来实现，开关器件可为IGBT、继电器、断路器、接触器中的一种或多种组合，在此不做限定；控制装置208可经电流检测电路、电压检测电路等参数检测电路与操作电源直流母线201和通信电源直流母线202连接，以检测操作电源直流母线201和通信电源直流母线202的电压值、电流值等工作参数，且还可通过RS485通信电路或者CAN通信电路与第一充电组件203、第二充电组件204等功能组件通信连接，以及可与开关电路207连接，以控制各功能组件的工作状态并接收各功能组件工作时反馈输出的各种信号，从而实现对电源系统整体工况的监控。需要说明的是，由于操作电源直流母线的电压等级通常大于通信电源直流母线的电压等级，因而第一储能组件的蓄电池数量通常大于第二储能组件的蓄电池数量。
本实施例中，双向变换器209用于将通信电源直流母线202上传输的幅值较小的直流电压，变换为幅值较大的直流电压后输出至操作电源直流母线201；以及，用于将操作电源直流母线201上传输的幅值较大的直流电压，变换为幅值较小的直流电压后输出至通信电源直流母线202，从而实现两直流母线上的电能流通。如此设置，使得操作电源直流母线201和通信电源直流母线202通过双向变换器209互为备用电源，可有效降低操作电源直流母线201和通信电源直流母线202失电的概率，有利于进一步提高电力系统的可靠性。
参照图6，在本发明一实施例中，所述开关电路207包括：
第一子开关电路207A，分别与所述第一充电组件203、所述第一储能组件205、所述双向变换器209和所述操作电源直流母线201连接；
第二子开关电路207B，分别与所述第二充电组件204、所述第二储能组件206、所述双向变换器209和所述通信电源直流母线202连接。
本实施中，第一子开关电路207A可包括第一开关器件T1、第三开关器件T3和第五开关器件T5，第二子开关电路207B可包括第二开关器件T2、第四开关器件T4和第六开关器件T6。其中，第一开关器件T1和第三开关器件T3可对应操作电源直流母线201的电压等级设置，第一开关器件T1用于实现第一充电组件203和操作电源直流母线201的连接，第三开关器件T3用于实现第一储能组件205和操作电源直流母线201的连接，第五开关器件T5用于实现双向变换器209的高压直流端口与操作电源直流母线201的连接；第二开关器件T2和第四开关器件T4可对应通信电源直流母线202的电压等级设置，第二开关器件T2用于实现第二充电组件204和通信电源直流母线202的连接，第四开关器件T4用于实现第二储能组件206和通信电源直流母线202的连接，第六开关器件T6用于实现低压直流端口与通信电源直流母线202的连接。如此设置，使得控制装置208可通过控制相应的开关电路207，来实现各功能组件与操作电源直流母线201或者通信电源直流母线202的连接，有利于提高电源系统的电气安全性。
可选地，所述电源系统还包括：
第一有源逆变器210，经所述第一子开关电路207A与所述第一储能组件连接，所述第一有源逆变器210用于维持所述第一储能组件的放电电流；以及，
第一巡检仪211，分别与所述第一储能组件205和所述电源系统的控制装置208连接，所述第一巡检仪211用于计算输出所述第一容量数据至所述电源系统的控制装置208。
本实施例中，第一子开关电路207A还包括第七开关器件T7，第一有源逆变器210的直流输出端用于通过第七开关器件T7与所述第一储能组件205连接，交流输入端口用于与第一电网214连接。第一有源逆变器210用于在控制装置208的控制下，实现第一储能组件205的恒流放电，以为第一储能组件205的在线核容提供条件。
第一巡检仪211用于在对第一储能组件205进行在线核容时，实时检测第一储能组件205的参数，包括但不限于：各储能器件的电压，第一储能组件205的端电压，第一储能组件205的容量等，并可将检测到的各参数反馈至控制装置208，以实现第一储能组件205的在线核容。如此设置，使得第一储能组件205的核容过程中无需专业操作人员全程跟踪，极大的节省了每一储能组件所需的单次维护时间，且还可有效减少电力系统对于储能组件进行维护的人力成本。此外，在第一储能组件205的在线核容过程中，如若出现第一电网214掉电等异常情况而导致操作电源直流母线201的电压值降低，双向变换器209也可将通信电源直流母线202的电压传输至操作电源直流母线201，以维持操作电源直流母线201的电压值，因而可有效降低第一储能组件205在线核容的失电风险，并有利于提高第一储能组件205在线核容的稳定性。
可选地，所述电源系统还包括：
第二有源逆变器212，经所述第二子开关电路207B与所述第二储能组件连接，所述第二有源逆变器212用于维持所述第二储能组件的放电电流；以及，
第二巡检仪213，分别与所述第二储能组件206和所述电源系统的控制装置208连接，所述第二巡检仪213用于计算输出所述第二容量数据至所述电源系统的控制装置208。
本实施例中，第二子开关电路207B还包括第八开关器件T8，第二有源逆变器212的直流输出端用于通过第八开关器件T8与所述第二储能组件206连接，交流输入端口用于与第二电网215连接。第二有源逆变器212用于在控制装置208的控制下，实现第二储能组件206的恒流放电，以为第二储能组件206的在线核容提供条件。
第二巡检仪213用于在对第二储能组件206进行在线核容时，实时检测第二储能组件206的参数，包括但不限于：各储能器件的电压，第二储能组件206的端电压，第二储能组件206的容量等，并可将检测到的各参数反馈至控制装置208，以实现第二储能组件206的在线核容。如此设置，使得第二储能组件206的核容过程中无需专业通信人员全程跟踪，极大的节省了每一储能组件所需的单次维护时间，且还可有效减少电力系统对于储能组件进行维护的人力成本。此外，在第二储能组件206的在线核容过程中，如若出现第二电网215掉电等异常情况而导致通信电源直流母线202的电压值降低，双向变换器209也可将通信电源直流母线202的电压传输至通信电源直流母线202，以维持通信电源直流母线202的电压值，因而可有效降低第二储能组件206在线核容的失电风险，并有利于提高第二储能组件206在线核容的稳定性。可以理解的是，电源系统中可同时设有第一有源逆变器210、第一巡检仪211、第二有源逆变器212以及第二巡检仪213；或者，还可只设有第一有源逆变器210、第一巡检仪211；或者，还可只设有第二有源逆变器212以及第二巡检仪213。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源系统的控制方法，其特征在于，所述电源系统包括操作电源直流母线、通信电源直流母线、第一充电组件、第二充电组件、第一储能组件、第二储能组件、双向变换器和开关电路，所述通信电源直流母线上传输的直流电压的电压幅值小于所述操作电源直流母线上传输的直流电压的电压幅值，所述第一充电组件用于将从第一电网接入的交流电转换为直流电后为所述操作电源直流母线充电，所述第二充电组件用于将从第二电网接入的交流电转换为直流电后为所述通信电源直流母线充电，所述第一储能组件用于放电维持所述操作电源直流母线的电压值，所述第二储能组件用于放电维持所述通信电源直流母线的电压值，所述双向变换具有高压直流端口和低压直流端口，所述高压直流端口的输出电压略大于所述操作电源直流母线的最低输出电压，所述低压直流端口的输出电压略大于所述通信电源直流母线的最低输出电压，所述开关电路与所述操作电源直流母线、所述通信电源直流母线、所述第一充电组件、所述第二充电组件、所述双向变换器、所述第一储能组件以及所述第二储能组件分别连接，所述电源系统的控制方法包括：
在电源系统上电后，控制所述开关电路将所述第一充电组件和所述第一储能组件分别与所述操作电源直流母线连接，以及将所述第二充电组件和所述第二储能组件分别与所述通信电源直流母线连接，以及将所述双向变换器分别与所述操作电源直流母线和所述通信电源直流母线连接，并控制所述双向变换器处于热备用状态；
以在所述操作电源直流母线的电压值因所述第一充电组件从第一电网接入的交流电掉电或者所述第一储能组件故障，而下降时，使得所述通信电源直流母线放电输出直流电至所述双向变换器的低压直流端口，以经所述双向变换器升压变换后由高压输出端口输出至所述操作电源直流母线，以维持所述操作电源直流母线的电压值为所述高压直流端口的输出电压；在所述通信电源直流母线的电压值因所述第二充电组件从第二电网接入的交流电掉电或者所述第二储能组件故障，而下降时，使得所述操作电源直流母线放电输出直流电至所述双向变换器的高压直流端口，以经所述双向变换器降压变换后由低压直流端口输出至所述通信电源直流母线，以维持所述通信电源直流母线的电压值为所述低压直流端口的输出电压。
2.如权利要求1所述的电源系统的控制方法，其特征在于，所述开关电路包括第一子开关电路和第二子开关电路，所述第一子开关电路分别与所述第一充电组件、所述第一储能组件、所述双向变换器和所述操作电源直流母线连接，所述第二子开关电路分别与所述第二充电组件、所述第二储能组件、所述双向变换器和所述通信电源直流母线连接；
在所述电源系统上电后，控制所述开关电路将所述第一充电组件和所述第一储能组件分别与所述操作电源直流母线连接，以及将所述第二充电组件和所述第二储能组件分别与所述通信电源直流母线连接，以及将所述双向变换器分别与所述操作电源直流母线和所述通信电源直流母线连接，具体为：
在电源系统上电后，控制所述第一子开关电路将所述第一充电组件、所述第一储能组件和所述双向变换器分别与所述操作电源直流母线连接；以及还控制所述第二子开关电路将所述第二充电组件、所述第二储能组件和所述双向变换器分别与所述通信电源直流母线连接。
3.如权利要求2所述的电源系统的控制方法，其特征在于，所述电源系统还包括第一有源逆变器和第一巡检仪，所述第一有源逆变器经所述第一子开关电路与所述第一储能组件连接，并用于维持所述第一储能组件的放电电流，所述第一巡检仪分别与所述第一储能组件和所述电源系统的控制装置连接，并用于计算输出第一容量数据至所述电源系统的控制装置，所述电源系统的控制方法还包括：
在确定所述第一储能组件处于满电状态时，将所述第一充电组件的输出电压调节为所述操作电源直流母线的最低输出电压，以使得所述第一储能组件开始放电；
控制所述第一子开关电路将所述第一有源逆变器与所述第一储能组件连接，并控制所述第一有源逆变器维持所述第一储能组件的进行恒流放电直至所述第一储能组件中任意一储能器件的电压达到第一预设电压阈值后，控制所述第一储能组件停止恒流放电以及将所述第一有源逆变器与所述第一储能组件的连接断开；
获取第一巡检仪计算输出的第一容量数据，以实现所述第一储能组件的在线核容。
4.如权利要求3所述的电源系统的控制方法，其特征在于，所述获取第一巡检仪计算输出的第一容量数据的步骤之后，所述电源系统的控制方法还包括：
控制所述第一充电组件为所述第一储能组件进行均衡充电，且在确定所述第一储能组件均衡充电结束后，将所述第一充电组件的输出电压调节为第一浮充电压，以为所述第一储能组件进行连续充电。
5.如权利要求2所述的电源系统的控制方法，其特征在于，所述电源系统还包括第二有源逆变器和第二巡检仪，所述第二有源逆变器经所述第二子开关电路与所述第二储能组件连接，并用于维持所述第二储能组件的放电电流，所述第二巡检仪分别与所述第二储能组件和所述电源系统的控制装置连接，并用于计算输出第二容量数据至所述电源系统的控制装置，所述电源系统的控制方法还包括：
在确定所述第二储能组件处于满电状态时，将所述第二充电组件的输出电压调节为所述通信电源直流母线的最低输出电压，以使得所述第二储能组件开始放电；
控制所述第二子开关电路将所述第二有源逆变器与所述第二储能组件连接，并控制所述第二有源逆变器维持所述第二储能组件的放电电流不变直至所述第二储能组件中任意一储能器件的电压达到第二预设电压阈值后，控制所述第二储能组件停止恒流放电以及将所述第二有源逆变器与所述第二储能组件的连接断开；
获取第二巡检仪计算输出的第二容量数据，以实现所述第二储能组件的在线核容。
6.如权利要求5所述的电源系统的控制方法，其特征在于，所述获取第二巡检仪计算输出的第二容量数据的步骤之后，所述电源系统的控制方法还包括：
控制所述第二充电组件为所述第二储能组件进行均衡充电，且在确定所述第二储能组件均衡充电结束后，将所述第二充电组件的输出电压调节为第二浮充电压，以为所述第二储能组件进行连续充电。
7.一种电源系统的控制装置，其特征在于，所述电源系统的控制装置包括：
存储器；
处理器；以及
存储在存储器上并可在处理器上运行的电源系统的控制程序，所述处理器执行所述电源系统的控制程序时实现如权利要求1-6任一项所述的电源系统的控制方法。
8.一种电源系统，其特征在于，所述电源系统包括：
双向变换器，所述双向变换具有高压直流端口和低压直流端口，所述高压直流端口的输出电压大于所述操作电源直流母线的最低输出电压，所述低压直流端口的输出电压大于所述通信电源直流母线的最低输出电压；
操作电源直流母线；
通信电源直流母线，所述通信电源直流母线上传输的直流电压的电压幅值小于所述操作电源直流母线上传输的直流电压的电压幅值；
第一充电组件，用于将从第一电网接入的交流电转换为直流电后为所述操作电源直流母线充电；
第二充电组件，用于将从第二电网接入的交流电转换为直流电后为所述通信电源直流母线充电；
第一储能组件，用于放电维持所述操作电源直流母线的电压值；
第二储能组件，用于放电维持所述通信电源直流母线的电压值；
开关电路，与所述操作电源直流母线、所述通信电源直流母线、所述第一充电组件、所述第二充电组件、所述双向变换器、所述第一储能组件和所述第二储能组件分别连接；以及，
如权利要求7所述的电源系统的控制装置，所述电源系统的控制装置分别与所述操作电源直流母线、所述通信电源直流母线、所述第一充电组件、所述第二充电组件、所述双向变换器、所述第一储能组件、所述第二储能组件和所述开关电路连接。
9.如权利要求8所述的电源系统，其特征在于，所述开关电路包括：
第一子开关电路，分别与所述第一充电组件、所述第一储能组件、所述双向变换器和所述操作电源直流母线连接；
第二子开关电路，分别与所述第二充电组件、所述第二储能组件、所述双向变换器和所述通信电源直流母线连接。
10.如权利要求9所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括：
第一有源逆变器，经所述第一子开关电路与所述第一储能组件连接，所述第一有源逆变器用于维持所述第一储能组件的放电电流；以及，
第一巡检仪，分别与所述第一储能组件和所述电源系统的控制装置连接，所述第一巡检仪用于计算输出第一容量数据至所述电源系统的控制装置；
和/或，所述电源系统还包括：
第二有源逆变器，经所述第二子开关电路与所述第二储能组件连接，所述第二有源逆变器用于维持所述第二储能组件的放电电流；以及，
第二巡检仪，分别与所述第二储能组件和所述电源系统的控制装置连接，所述第二巡检仪用于计算输出第二容量数据至所述电源系统的控制装置。
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