CN116404690A - 供电电路、供电电路的控制方法及储能逆变器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种供电电路、供电电路的控制方法及储能逆变器。供电电路包括直流输入接口、并网接口、整流模块、直流变换模块、第一开关模块、储能模块以及控制模块，整流模块通过第一开关模块连接直流变换模块，在清洁能源发电装置的输出电能满足第一输出条件或储能模块的充电模式为第一充电模式，且并网接口与电网连接时，控制第一开关模块导通整流模块与并网接口的连接，以从电网获取电能对储能模块进行充电，使直流变换模块不仅限于对清洁能源发电装置的输出电能进行转换，当直流变换模块闲置时，还可以复用直流变换模块和整流模块构成PFC电路，将电网电压进行转换后对储能模块充电，提高对储能模块的充电效率以及对直流变换模块的使用率。

Description

供电电路、供电电路的控制方法及储能逆变器
技术领域
本申请涉及供电电路技术领域，尤其涉及一种供电电路、供电电路的控制方法及储能逆变器。
背景技术
目前光伏储能设备(例如储能逆变器)的电路拓扑通常包括MPPT(Maximum PowerPoint Tracking，最大功率点跟踪)电路、双向逆变电路和储能电池(如图1所示)，控制器控制MPPT电路工作以追踪光伏板输出的最大功率点，并将光伏板输出的电压转换为稳定的电压向储能电路中的蓄电池充电和/或向交流电网馈电。双向逆变电路则可以将光伏板的电能或储能电路的电能馈入电网，或者从电网取电以对储能电路中的蓄电池充电。
但是，在上述拓扑中，当MPPT电路未接入光伏板或光伏板处于弱光状态(输出电压低)时，MPPT电路处于闲置状态，MPPT电路的使用率不高。
发明内容
本申请的主要目的是提供一种供电电路、供电电路的控制方法及储能逆变器，以解决上述问题。
本申请第一方面提供一种供电电路，所述供电电路包括直流输入接口、并网接口、整流模块、直流变换模块、第一开关模块、储能模块以及控制模块，其中：
所述直流输入接口用于连接清洁能源发电装置以接收直流输入；
所述第一开关模块连接在所述整流模块与所述并网接口之间，用于导通或切断所述整流模块与并网接口的连接；所述并网接口用于与电网连接，以向所述电网馈入交流电或从所述电网接收交流电；
所述直流变换模块的输入端与所述整流模块的输出端以及所述直流输入接口连接，用于接收所述整流模块的输出或所述清洁能源发电装置的直流输入；
所述直流变换模块的输出端与所述储能模块连接，用于向所述储能模块提供充电电压；
所述控制模块分别与所述第一开关模块、所述直流变换模块连接，所述控制模块用于：
在所述清洁能源发电装置的输出电能满足第一输出条件或所述储能模块的充电模式为第一充电模式，且所述并网接口与所述电网连接时，控制所述第一开关模块导通所述整流模块与所述并网接口的连接，以从所述电网获取电能对所述储能模块进行充电。
在一种实施方式中，所述供电电路还包括双向逆变模块，所述双向逆变模块连接在所述并网接口和所述直流变换模块的输出端之间，所述双向逆变模块用于进行直流-交流转换，以将所述直流变换模块输出的电能经所述并网接口输出，或经所述并网接口从所述电网获取电能以对所述储能模块进行充电。
在一种实施方式中，所述供电电路还包括负载接口、第二开关模块以及第三开关模块；
所述负载接口用于在负载接入时为所述负载供电；
所述第二开关模块连接在所述并网接口和所述负载接口之间，用于导通或切断所述并网接口与所述负载接口之间的连接；
所述第三开关模块连接在所述并网接口和所述双向逆变模块之间，用于导通或切断所述双向逆变模块与所述并网接口之间的连接；
所述控制模块还用于：
在并网接口接入电网且所述负载接口接入所述负载时，控制所述第二开关模块导通且所述第三开关模块断开，以通过所述电网为所述负载供电。
在一种实施方式中，所述供电电路还包括第四开关模块，所述第四开关模块连接在所述双向逆变模块与所述负载接口之间，用于导通或切断所述双向逆变模块与所述负载接口之间的连接；
所述控制模块还用于：
在所述并网接口与所述电网的连接断开时，控制所述第二开关模块断开，以停止所述电网为所述负载供电；
控制所述第四开关模块导通，以通过所述双向逆变模块为所述负载供电。
本申请第二方面提供一种如前所述的供电电路的控制方法，所述控制方法包括：
监测清洁能源发电装置的输出电能以及所述储能模块的充电模式；
监测所述并网接口与电网的连接状态；
在所述清洁能源发电装置的输出电能满足第一输出条件或储能模块的充电模式为第一充电模式，且所述并网接口与所述电网连接时，控制第一开关模块导通；
基于预设的功率因数校正算法控制直流变换模块和整流模块对所述电网的输入电压进行转换后对所述储能模块进行充电。
在一种实施方式中，所述控制方法还包括：
监测所述直流输入接口的直流输入；
在所述直流输入接口无输入或所述直流输入接口的直流输入小于预设阈值时，确认所述清洁能源发电装置的输出电能满足所述第一输出条件。
在一种实施方式中，所述控制方法还包括：
在接收到预设触发指令或监测到所述储能模块的电量小于预设电量阈值时，确认所述储能模块的充电模式为所述第一充电模式。
在一种实施方式中，所述供电电路还包括双向逆变模块、负载接口、第二开关模块以及第三开关模块，所述双向逆变模块连接在所述并网接口和所述直流变换模块的输出端之间，所述负载接口用于在负载接入时为所述负载供电，所述第二开关模块连接在所述并网接口和所述负载接口之间，所述第三开关模块连接在所述并网接口和所述双向逆变模块之间。
所述控制方法还包括：
在检测到所述并网接口接入所述电网且所述负载接口接入所述负载时，控制所述第二开关模块导通以使所述电网为所述负载供电。
在一种实施方式中，所述供电电路还包括第四开关模块，所述第四开关模块连接在所述双向逆变模块与所述负载接口之间；
所述控制所述第二开关模块导通之后，所述控制方法还包括：
控制所述第三开关模块断开以切断所述双向逆变模块与所述并网接口的连接；
监测所述电网的电网电压；
根据所述电网电压和预设的PWM控制算法控制所述双向逆变模块工作在离网模式下；
在检测到所述并网接口与电网的连接断开时，控制所述第二开关模块断开，以停止电网为所述负载供电；
控制所述第四开关模块导通；
根据所述预设的PWM控制算法控制所述双向逆变模块输出交流电压为所述负载供电，其中，所述交流电压的初始相位为所述并网接口与电网的连接断开时所述电网电压的相位，所述并网接口与所述电网的连接断开时的所述电网电压的相位是由所述双向逆变模块在离网模式下确定。
本申请第三方面提供一种储能逆变器，包括直流输入接口、并网接口、整流模块、直流变换模块、第一开关模块、储能模块、双向逆变模块以及控制器，其中：
所述直流输入接口用于连接清洁能源发电装置以接收直流输入；
所述第一开关模块连接在所述整流模块与所述并网接口之间，所述并网接口用于与电网连接；
所述直流变换模块的输入端与所述整流模块输出端以及所述直流输入接口连接；
所述直流变换模块的输出端与所述储能模块连接；
所述双向逆变模块连接在所述并网接口和所述直流变换模块的输出端之间；
所述控制器分别与所述第一开关模块、所述直流变换模块连接，其中，所述控制器用于执行如前所述的供电电路的控制方法。
本申请提供的供电电路、供电电路的控制方法及储能逆变器，通过在储能逆变器的供电电路中加入整流模块，在清洁能源发电装置的输出电能满足第一输出条件或储能模块的充电模式为第一充电模式，且供电电路的并网接口与电网连接时，将整流模块与并网接口连接以从电网获取电能，复用直流变换模块与整流模块构成PFC(Power FactorCorrection，功率因素校正)电路，对电网电压进行转换后为储能模块充电，使直流变换模块不仅限于对清洁能源发电装置的输出电能进行转换；如此，可以在直流变换模块闲置时利用其对储能模块进行充电，提高充电效率以及对直流变换模块的使用率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中光伏储能设备的电路原理图。
图2是本申请实施例提供的供电电路的模块示意图。
图3是本申请另一实施例提供的供电电路的模块示意图。
图4是本申请又一实施例提供的供电电路的模块示意图。
图5是本申请再一实施例提供的供电电路的模块示意图。
图6是本申请实施例提供的供电电路的电路原理示意图。
图7是本申请实施例提供的供电电路的控制方法的流程示意图。
图8是本申请另一实施例提供的供电电路的控制方法的部分流程示意图。
图9是本申请又一实施例提供的供电电路的控制方法的部分流程示意图。
图10是本申请再一实施例提供的供电电路的控制方法的部分流程示意图。
图11是本申请实施例提供的储能逆变器的模块示意图。
主要元件符号说明
供电电路 10
整流模块 11
第一二极管 D1
第二二极管 D2
第三二极管 D3
第四二极管 D4
直流变换模块 12
第一电感 L1
第一开关管 Q1
第五二极管 D5
第一电容 C1
第一开关模块 13
第一开关单元 S1
第二开关单元 S2
储能模块 14
LLC谐振单元 140
储能电池 141
控制模块 15
双向逆变模块 16
第二开关管 Q2
第三开关管 Q3
第四开关管 Q4
第五开关管 Q5
第二电感 L2
第二电容 C2
第二开关模块 17
第三开关单元 S3
第三开关模块 18
第四开关单元 S4
第四开关模块 19
第五开关单元 S5
直流输入接口 100
并网接口 101
负载接口 102
清洁能源发电装置 20
电网 30
负载 40
储能逆变器 50
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。
另外需要说明的是，本申请实施例中公开的方法或流程图所示出的方法，包括用于实现方法的一个或多个步骤，在不脱离权利要求的范围的情况下，多个步骤的执行顺序可以彼此互换，其中某些步骤也可以被删除。
下面将结合附图对一些实施例做出说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，图1示出的光伏储能设备的电路拓扑包括MPPT(Maximum Power PointTracking，最大功率点追踪)电路、储能电池及双向逆变电路。MPPT电路的输入端用于连接光伏板以接收光伏板的输出电能，MPPT电路的输出端连接储能电池和双向逆变电路的输入端，双向逆变电路的输出端用于连接交流电网。
当MPPT电路的输入端接入了光伏板且光伏板有输出时，光伏储能设备的控制器控制MPPT电路追踪光伏板输出电能的最大功率点，并使MPPT电路将光伏板输出的电压转换为稳定电压，以为储能电池充电，或者将光伏板的输出电能输送至双向逆变电路馈入至交流电网。
当MPPT电路的输入端未接入光伏板或光伏板无输出(例如夜晚或弱光状态下)时，MPPT电路不工作，此时，若需要对储能电池充电，可以由双向逆变电路将交流电网输出的交流电压转换为直流电压为储能电池充电，此时MPPT电路处于闲置状态，从而导致MPPT电路的使用率低。
为此，本申请提供了一种供电电路，可以提高对MPPT电路的使用率。
下面结合附图来对本申请的技术方案作进一步的详细描述。
请参阅图2，图2为本申请一实施例提供的供电电路10的功能模块示意图。
如图2所示，供电电路10包括直流输入接口100、并网接口101、整流模块11、直流变换模块12、第一开关模块13、储能模块14以及控制模块15。
具体地，直流输入接口100用于连接清洁能源发电装置20以接收直流输入。
本申请实施例中，清洁能源发电装置20可以是光伏板、风能发电装置等能够将清洁能源转换成电能的装置。供电电路10通过直流输入接口100接收清洁能源发电装置20输出的电能，也即直流输入。
直流变换模块12的输入端与整流模块11的输出端以及直流输入接口100连接。直流变换模块12用于接收整流模块11的输出或清洁能源发电装置20的直流输入。直流变换模块12的输出端与储能模块14连接。直流变换模块12还用于向储能模块14提供充电电压；从而，储能模块14既可以由清洁能源发电装置20通过直流变换模块12进行充电，也可以由电网30通过整流模块11和直流变换模块12进行充电。
第一开关模块13连接在整流模块11与并网接口101之间。第一开关模块13用于导通或切断整流模块11与并网接口101的连接。并网接口101用于与电网30连接，以向电网30馈入交流电或从电网30接收交流电。第一开关模块13可以包括可控开关，例如继电器、开关管等等。
整流模块11用于将交流电能转换为直流电能。整流模块可以由四个单向导通器件例如二极管组成，或由四个开关管组成。
可以理解，上述开关管包括但不限于MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，场效应管)、IGBT管(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、三极管等等具有开关功能的半导体器件，本申请对于开关管的具体类型不作限制。
控制模块15分别与第一开关模块13、直流变换模块12连接。控制模块15用于：在清洁能源发电装置20的输出电能满足第一输出条件或储能模块14的充电模式为第一充电模式，且并网接口101与电网30连接时，控制第一开关模块13导通整流模块11与并网接口101的连接，以从电网30获取电能对储能模块14进行充电。
可以理解的是，本申请实施例中以整流模块11为不可控整流模块为例(由四个二极管组成)进行说明，则控制模块15无需对整流模块11进行控制。在一些实施例中，若整流模块11由可控开关例如四个开关管组成，则控制模块15还与整流模块11连接，以控制整流模块11对从电网30获取的交流电进行整流处理。
可以理解的是，本申请中，第一输出条件可以是：输出电能小于预设电能。也就是说，清洁能源发电装置20输出的电能不足或无电能输出，可以通过检测直流输入接口100的电压，根据该电压的大小判断清洁能源发电装置20是否满足第一输出条件。
其中，当清洁能源发电装置20是光伏板时，由于光伏板是根据太阳光照的强弱将太阳能转化为电能，光照强度越强，光伏板输出的电能越大，光照强度越弱，光伏板输出的电能越小，因此，在这种场景下，还可以通过检测光照强度判断光伏板是否满足第一输出条件。
第一充电模式可以表示储能模块14需要快速充电。
本申请中，储能模块14的充电模式可以根据储能模块14存储的电量自动调节。例如，当储能模块14存储的电量较低时，储能模块14进入第一充电模式，当储能模块14存储的电量较高时，储能模块14退出第一充电模式。当然，本申请中，储能模块14也可以由外部指令触发进入不同的充电模式。例如，可以由用户通过按键触发指令或通过终端下发指令，使储能模块14进入不同的充电模式。
本申请提供的供电电路10通过设置整流模块11连接在直流变换模块12的输入端和并网接口101之间，当清洁能源发电装置20的输出电能满足第一输出条件或储能模块14的充电模式为第一充电模式时，由控制模块15控制第一开关模块13导通整流模块11与并网接口101的连接，使电网30的交流电压经过整流模块11转换为直流电压，再经由直流变换模块12对储能模块14进行充电，从而使得直流变换模块12不仅限于对清洁能源发电装置20的输出电能进行转换，当直流变换模块12闲置时，还能够复用直流变换模块12和整流模块11构成PFC(Power Factor Correction，功率因素校正)电路，将电网电压进行转换后对储能模块14充电，提高对储能模块14的充电效率以及对直流变换模块12的使用率。
可以理解，当本申请实施例中的清洁能源发电装置20为光伏板时，直流变换模块12为MPPT电路。
在一些实施例中，如图3所示，供电电路10还可以包括双向逆变模块16。双向逆变模块16连接在并网接口101和直流变换模块12的输出端之间，双向逆变模块16用于进行直流-交流的双向转换，以将直流变换模块12输出的电能经并网接口101输出至电网30，或经并网接口101从电网30获取电能以对储能模块14进行充电。可见，通过双向逆变模块16将直流变换模块12输出的直流电压转换为交流电压，并通过并网接口101馈入至电网30，双向逆变模块16还能够将电网30的交流电压转换为直流电压，从而对储能模块14进行充电。
具体地，当清洁能源发电装置20的输出电能满足第一输出条件或储能模块14的充电模式为第一充电模式时，电网30通过整流模块11和直流变换模块12对储能模块14充电，同时也可以通过双向逆变模块16对储能模块14充电，从而进一步提高储能模块14的充电效率。
进一步地，请参阅图4，供电电路10还可以包括负载接口102、第二开关模块17以及第三开关模块18。
负载接口102用于在负载40接入时为负载40供电。第二开关模块17连接在并网接口101和负载接口102之间，用于导通或切断并网接口101与负载接口102之间的连接。当第二开关模块17导通时，电网30通过并网接口101和负载接口102为负载40供电，第二开关模块17可以包括可控开关，例如继电器、开关管等等。
第三开关模块18连接在并网接口101和双向逆变模块16之间，用于导通或切断双向逆变模块16与并网接口101之间的连接。当第三开关模块18导通时，直流变换模块12输出的电能可以通过双向逆变模块16馈入电网30，或者电网30的电能可以通过双向逆变模块16为储能模块14充电。与第一开关模块13和第二开关模块17同样的，第三开关模块18也可以包括可控开关，例如继电器、开关管等等。
基于这样的设计，控制模块15还用于在并网接口101接入电网30且负载接口102接入负载40时控制第二开关模块17导通且第三开关模块18断开，从而通过电网30为负载40供电。
可见，通过控制模块15控制第二开关模块17导通、第三开关模块18断开，电网30不再向双向逆变模块16供电，从而电网30仅为负载40供电。可以理解的是，当负载接口102未接入负载40时，控制模块15可以控制第三开关模块18导通，第二开关模块17断开，电网30可以经过双向逆变模块16向储能模块14进行充电。此时，若清洁能源发电装置20的输出电能满足第一输出条件或储能模块14的充电模式为第一充电模式，控制模块15同时控制第一开关模块13导通，使电网30还通过整流模块11和直流变换模块12向储能模块14充电，能够进一步提高储能模块14的充电效率。而且，图4示出的供电电路10中，电网30既能够为负载40供电，又能够经由双向逆变模块16为储能模块14充电，能够有效提高电网30的使用率。
更进一步地，如图5所示，供电电路10还可以包括第四开关模块19。第四开关模块19连接在双向逆变模块16与负载接口102之间，用于导通或切断双向逆变模块16与负载接口102之间的连接。当第四开关模块19导通时，直流变换模块12输出的电能可以通过双向逆变模块16给负载40供电。与第一开关模块13、第二开关模块17和第三开关模块18同样的，第四开关模块19也可以包括可控开关，例如继电器、开关管等等。
控制模块15还用于在并网接口101与电网30的连接断开时控制第二开关模块17断开，以停止电网30为负载40供电，然后控制第四开关模块19导通，以通过双向逆变模块16为负载40供电。
当电网30与并网接口101断开时，电网30无法再为负载40供电，此时控制模块15控制第四开关模块19导通，使双向逆变模块16为负载40供电，从而能够实现对负载40的不间断供电。
可以理解，此时，双向逆变模块16的电能可以是由清洁能源发电装置20通过直流变换模块12转换后提供的，也可以是由储能模块14提供的。也即，在一些实施例中，双向逆变模块16也可以将储能模块14输出的电能经负载接口102为负载40供电。示例性的，当供电电路10所在并网储能设备(例如储能逆变器)作为UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)使用时，若电网30突然掉电，则此时供电电路10可以将储能模块14存储的电能或清洁能源发电装置20输入的电能经双向逆变模块16转换后为负载供电。
示例性地，如图6所示，图6为本申请实施例提供的一种供电电路10的电路原理图。
整流模块11可以包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4。第一二极管D1的阴极连接直流输入接口的正极BUS+，第一二极管D1的阳极连接第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阳极连接直流输入接口的负极BUS-，第三二极管D3的阳极连接直流输入接口的负极BUS-，第三二极管D3的阴极连接第四二极管D4的阳极，第四二极管D4的阴极连接直流输入接口的正极BUS+。并网接口101的两端通过第一开关模块13连接至第一二极管D1和第二二极管D2之间以及第三二极管D3和第四二极管D4之间。直流变换模块12的输入端连接直流输入接口的正极BUS+和负极BUS-。其中，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4可以设置为不控整流二极管。
当并网接口101与整流模块11导通且并网接口101接入电网30时，电网30输出的交流电通过第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成的不控整流电路转换成直流电，输出直流电至直流变换模块12。当然，本申请中，整流模块11还可以由四个三极管或晶体管构成。
直流变换模块12可以包括第一电感L1、第一开关管Q1、第五二极管D5和第一电容C1。第一电感L1的一端连接直流输入接口的正极BUS+，第一电感L1的另一端连接第一开关管Q1的第一端和第五二极管D5的阳极。第一开关管Q1的第二端连接直流输入接口的负极BUS-，第一开关管Q1用于接收控制信号以控制其通断。第五二极管D5的阴极连接第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端连接直流输入接口的负极BUS-。
可以理解，第一电容C1也为直流母线电容，其两端分别连接至直流母线正极BUS+以及直流母线负极BUS-上。同时，双向逆变模块16的直流端也连接至直流母线上。也即，直流变换模块12的输出端、储能模块14的输入输出端、以及双向逆变模块16的直流端均连接至直流母线上，通过直流母线实现连接。
直流变换模块12中，通过控制信号控制第一开关管Q1的通断。当第一开关管Q1导通时，第一电感L1与第一开关管Q1形成通路，清洁能源发电装置20的直流输入或整流模块11的输出对第一电感L1充电。第一开关管Q1断开时，第一电感L1开始对第一电容C1充电，使第一电容C1两端的电压升高，控制信号控制第一开关管Q1重复通断，将清洁能源发电装置20的直流输入电压或整流模块11的输出电压进行转换，输出至直流母线上，从而使储能模块14或双向逆变模块16可以从直流母线上获取电能。其中，控制第一开关管Q1的通断的控制信号可以由控制模块15输出，也可以由其他控制器输出。
第一开关模块13可以包括第一开关单元S1和第二开关单元S2。第一开关单元S1连接在并网接口101的L端与第一二极管D1和第二二极管D2之间。第二开关单元S2连接在并网接口101的N端与第三二极管D3和第四二极管D4之间。控制模块15控制第一开关单元S1和第二开关单元S2同时导通和断开以将整流模块11和并网接口101连通或断开。第一开关单元S1和第二开关单元S2可以设置为由控制模块15控制通断可控开关，例如继电器、开关管等等。
可以理解，在一些实施例中，考虑并网时电流较大以及电路的可靠性，第一开关单元S1和第二开关单元S2可以由多个继电器并联或串联形成，本申请对于具体的开关数量不作限制。
储能模块14可以包括LLC谐振单元140和储能电池141。LLC谐振单元140的输入端通过直流母线连接到直流变换模块12的输出端，LLC谐振单元的输出端连接储能电池141。直流变换模块12输出的电能经过LLC谐振单元140进行电压转换后对储能电池141充电。当然，本申请实施例中，储能模块14中不限于设置LLC谐振单元140，也可以将LLC谐振单元140替换为其他的DC/DC转换电路，例如DAB电路等等。或者储能模块14还可以只包括储能电池141，直流变换模块12输出的电能直接对储能电池141充电。
双向逆变模块16包括第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第二电感L2和第二电容C2。其中，第二开关管Q2和第四开关管Q4的第一端连接至直流母线正极BUS+上，第二开关管Q2的第二端连接第三开关管Q3的第一端，第四开关管Q4的第二端连接第五开关管Q5的第一端，第三开关管Q3和第五开关管Q5的第二端连接直流母线负极BUS-上。并网接口101的L端经第二电感L2连接至第四开关管Q4和第五开关管Q5的连接点，并网接口101的N端连接至第二开关管Q2和第三开关管Q3的连接点。并网接口101的L端和N端之间还连接有第二电容C2。第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4和第五开关管Q5的控制端分别用于接收控制信号并由控制信号控制通断。
在一些实施例中，第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5形成H桥逆变电路，通过PFC控制算法，可以使H桥逆变电路将直流母线的直流电转换为交流电后通过并网接口101输出，或者将并网接口101输入的交流电转换为直流电后输出至直流母线上，以为储能模块14充电。如此，直流变换模块12和储能模块14输出的直流电可以经过该双向逆变模块16转换为交流电，而电网30输出的交流电经过该双向逆变模块16转换为直流电。
第二开关模块17包括第三开关单元S3，第三开关模块18包括第四开关单元S4，第四开关模块19包括第五开关单元S5。其中，第三开关单元S3连接在并网接口101的L端和负载接口102的L端之间。第四开关单元S4连接在第二电感L2和并网接口101的L端之间。第五开关单元S5连接在第二电感L2和负载接口102的L端之间。控制模块15通过分别控制第三开关单元S3、第四开关单元S4和第五开关单元S5的通断，以控制并网接口101和负载40、并网接口101和双向逆变模块16以及并网接口101和负载40之间的通断。
可以理解，在一些实施例中，考虑并网时电流较大以及电路的可靠性，第三开关单元S3、第四开关单元S4和第五开关单元S5可以由多个继电器并联或串联形成，本申请对于具体的开关数量不作限制。
下面结合图2至图6，并以图6所示的供电电路10的电路图为例，说明本申请提供的供电电路10的工作原理。
当清洁能源发电装置20的输出电能满足第一输出条件或储能模块14的充电模式为第一充电模式，且并网接口101接入了电网30时，控制模块15控制第一开关单元S1和第二开关单元S2导通，使整流模块11与并网接口101连通。电网30输出的交流电经过第一二极管D1和第三二极管D3以及第二二极管D2和第四二极管D4组成的不可控整流模块转换为直流电，经过第一电感L1和第一电容C1对该直流电进行电压转换输出至LLC谐振单元140，再对储能电池141进行充电。
当并网接口101接入了电网30且负载接口102接入负载40时，控制模块15控制第三开关单元S3导通和第四开关单元S4断开，电网30直接对负载40供电。此时，若需要对储能电池141充电，也可以同时控制第一开关单元S1和第二开关单元S2导通，使电网30还能够对储能电池141进行充电。
当并网接口101与电网30的连接断开时，控制模块15控制第三开关单元S3断开，第五开关单元S5导通，储能电池141通过双向逆变模块16为负载40供电，或者清洁能源发电装置20通过直流变换模块12和双向逆变模块16为负载40供电。
请参阅图7，图7为本申请一实施例提供的一种供电电路10的控制方法的流程示意图，在至少一种实施方式中，该控制方法应用于如前的供电电路10，以控制方法应用于图2至图6所示的供电电路10为例进行说明。
具体地，本申请提供的供电电路10的控制方法可以包括如下步骤S 110至S140，以下对各步骤进行描述。
S 110、监测清洁能源发电装置的输出电能以及储能模块的充电模式。
其中，可以通过监测直流输入接口100的电压或输入功率监测清洁能源发电装置20的输出电能。当清洁能源发电装置20为光伏板时，可以通过监测光伏板所在环境的光照强弱以监测输出电能，当处于弱光或无光状态下时，表示光伏板的输出电能低或无输出电能。
储能模块14的充电模式包括第一充电模式。第一充电模式可以表示需要对储能模块14进行快速充电，储能模块14的第一充电模式可以根据储能模块14存储的电量触发。例如，当储能模块14的电量低于预设电量时，触发储能模块14进入第一充电模式，此时可以通过检测储能模块14的电量监测充电模式。当然也可以由外部触发指令触发储能模块14进入第一充电模式，此时，可以通过监控外部触发指令监测储能模块14的充电模式。
S 120、监测并网接口与电网的连接状态。
如图2至图6所示，可以通过检测并网接口101的电压来检测并网接口101与电网30的连接状态。
S 130、在清洁能源发电装置的输出电能满足第一输出条件或储能模块的充电模式为第一充电模式，且并网接口与电网连接时，控制第一开关模块导通。
S 140、基于预设的功率因数校正算法控制直流变换模块和整流模块对的输入电压进行转换后对储能模块进行充电。
其中，基于预设的功率因数校正算法控制直流变换模块12和整流模块11对电网30的输入电压进行转换，能够控制直流变换模块12的输出电压恒压，且输入电压和输入电流相位相同，从而提高对电网30的输入电压的利用率。功率因数校正算法可以是由电压环以及电流环组成的双闭环控制算法，当然，本申请采用的功率因数校正算法也可以是其他的算法，例如峰值电流法、平均电流法等，本申请对具体的功率因数校正算法不作限制。
本申请提供的供电电路10的控制方法中，通过监测清洁能源发电装置20的输出电能、储能模块14的充电模式和并网接口101与电网30的连接状态，清洁能源发电装置20的输出电能满足第一输出条件或储能模块14的充电模式为第一充电模式，且并网接口101与电网30连接时，控制第一开关模块13导通，使整流模块11和直流变换模块12构成PFC电路，进而直流变换模块12不仅限于对清洁能源发电装置20的输出电能进行转换，还能够在直流变换模块12闲置时对电网30的输入电压进行转换，提高对直流变换模块12的使用率，而通过预设的功率因数校准算法对电网30的输入电压进行转换后再对储能模块14进行充电，能够提高对电网30的输入电压的利用效率。
请参阅图8，在一些实施例中，供电电路10的控制方法还包括：
S 111、监测直流输入接口的直流输入。
由于清洁能源发电装置20的输出电能会输出至直流输入接口100，因此，可以通过监测直流输入接口100的直流输入来监测输出电能。具体地，对直流输入的检测可以是监测直流输入接口100的输入电压或者输入功率。当然，对于清洁能源发电装置20为光伏板时，还可以通过监测光伏板所在环境的光照强弱以监测光伏板的输出电能。
S 112、在直流输入接口无输入或直流输入接口的直流输入小于预设阈值时，确认清洁能源发电装置的输出电能满足第一输出条件。
在一些实施例中，供电电路10的控制方法还包括：
在接收到预设触发指令或监测到储能模块14的电量小于预设电量阈值时，确认储能模块14的充电模式为第一充电模式。
其中，预设触发指令可以是由外部输入的，也可以是根据储能模块14的电量产生。例如当电量低于预设电量阈值时，产生预设触发指令；或者也可以直接监测储能模块14的电量，当电量小于预设电量阈值时，就可以确认储能模块14的充电模式是第一充电模式。
请参阅图9，在一些实施例中，供电电路10的控制方法还包括：
S210、在检测到并网接口接入电网且负载接口接入负载时，控制第二开关模块导通以使电网为负载供电。
结合图3至图5所示的供电电路10，供电电路10包括双向逆变模块16、负载接口102、第二开关模块17以及第三开关模块18。当负载接口102接入有负载40时，则需要为负载40进行供电，通过控制第二开关模块17导通使得电网30为负载40供电。
进一步地，请继续参阅图8，步骤S210之后，供电电路10的控制方法还可以包括以下步骤：
S220、控制第三开关模块断开以切断双向逆变模块与并网接口的连接。
S230、监测电网的电网电压。
S240、根据电网电压和预设的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制算法控制双向逆变模块工作在离网模式下。
当电网30通过导通的第二开关模块17为负载40供电时，双向逆变模块16与并网接口101断开，此时监测电网30的电网电压，使双向逆变模块16工作在离网模式下，以跟踪电网电压的相位和大小。具体的，可以以电网电压作为双向逆变模块16的参考电压，基于预设的偏差调节控制算法，例如PI调节算法(Proportional Integral，比例积分调节)、PID调节算法(Proportional Integral Differential，比例积分微分调节)、PR调节算法(Proportional Resonant,比例共振调节)等，确定双向逆变模块16中各个开关管的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号占空比，并由PWM发生器输出对应占空比的PWM信号，使得双向逆变模块16的输出电压实时跟踪电网电压，但不并网输出。
S250、在检测到并网接口与电网的连接断开时，控制第二开关模块断开，以停止电网为负载供电。
在电网30从并网接口101断开时，说明电网30已无法为负载40供电或者电网30存在故障，此时，控制第二开关模块17断开，以切断负载40与电网30，避免影响负载40的供电。
S260、控制第四开关模块导通。
S270、根据预设的PWM控制算法控制双向逆变模块输出交流电压为负载供电。
其中，交流电压的初始相位为并网接口101与电网30的连接断开时电网电压的相位，并网接口101与电网30的连接断开时的电网电压的相位是由双向逆变模块16在离网模式下确定。
当电网30断开时，控制第四开关模块19导通，此时，由双向逆变模块16输出的交流电压为负载40供电。为了使负载40可以正常工作并实现不间断供电，此时，双向逆变模块16输出的交流电压的相位应当仍旧与电网电压一致。由于双向逆变模块16在离网模式下一直对电网电压进行跟踪，因此，可以获取电网30断开时的电网电压的相位，确定为双向逆变模块16输出给负载40的交流电压的初始相位。同时，继续以预设的PWM控制算法控制双向逆变模块16工作，使双向逆变模块16输出的交流电压能够输出与电网电压同步，从而实现对负载40的不间断供电。也就是说，当电网30对负载40供电的过程中，若电网30突然掉电或没电，可以直接控制双向逆变模块16和负载接口102导通，使双向逆变模块16将储能模块14的电能或者直流变换模块12输出的电能转换为交流电压，为负载40供电，此时，直流变换模块12输出的电能是指清洁能源发电装置20的输出电能。
请参阅图10，在一些实施例中，供电电路10的控制方法还包括：
S310、在清洁能源发电装置的输出电能满足第二输出条件且储能模块的充电模式不为第一充电模式时，控制第一开关模块断开。
S320、基于预设的最大功率追踪算法控制直流变换模块对直流输入接口的输入电压进行变换。
可以理解的是，也可以通过监测直流输入接口100的直流输入确认清洁能源发电装置20的输出电能是否满足第二输出条件。例如，当直流输入接口100的直流输入大于预设阈值时，确认清洁能源发电装置20的输出电能满足第二输出条件。也就是当清洁能源发电装置20的输出电能高于预设电能且储能模块14的充电模式不是第一充电模式时，则不需要电网30为储能模块14充电，从而直流变换模块12可以对清洁能源发电装置20输入至直流输入接口100的输入电压进行变换，再对储能模块14进行充电，或者通过双向逆变模块16转换成交流电后馈入至电网30或者为负载40供电。
请参阅图11，本申请还提供了一种储能逆变器50，该储能逆变器50包括如前所述的供电电路，如图所示，储能逆变器50包括直流输入接口100、并网接口101、整流模块11、直流变换模块12、第一开关模块13、储能模块14、双向逆变模块16以及控制器15。直流输入接口100用于连接清洁能源发电装置20以接收直流输入。第一开关模块13连接在整流模块11与并网接口101之间，并网接口101用于与电网30连接。直流变换模块12的输入端与整流模块11输出端以及直流输入接口100连接，直流变换模块12的输出端与储能模块14连接。双向逆变模块16连接在并网接口101和直流变换模块12的输出端之间。控制器15分别与第一开关模块13、直流变换模块12连接，其中，控制器15用于执行如前所述的供电电路10的控制方法。
本申请的储能逆变器中，通过在储能逆变器中设置整流模块11，由控制器15执行前述的控制方法，能够使直流变换模块12不仅限于对清洁能源发电装置20的输出电能进行转换，实现在直流变换模块12闲置时利用其对储能模块14充电，从而提高充电效率以及对直流变换模块12的使用率。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。
以上，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范围。

Claims (10)

1.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路包括直流输入接口、并网接口、整流模块、直流变换模块、第一开关模块、储能模块以及控制模块，其中：
所述直流输入接口用于连接清洁能源发电装置以接收直流输入；
所述第一开关模块连接在所述整流模块与所述并网接口之间，用于导通或切断所述整流模块与并网接口的连接；所述并网接口用于与电网连接，以向所述电网馈入交流电或从所述电网接收交流电；
所述直流变换模块的输入端与所述整流模块的输出端以及所述直流输入接口连接，用于接收所述整流模块的输出或所述清洁能源发电装置的直流输入；
所述直流变换模块的输出端与所述储能模块连接，用于向所述储能模块提供充电电压；
所述控制模块分别与所述第一开关模块、所述直流变换模块连接，所述控制模块用于：
在所述清洁能源发电装置的输出电能满足第一输出条件或所述储能模块的充电模式为第一充电模式，且所述并网接口与所述电网连接时，控制所述第一开关模块导通所述整流模块与所述并网接口的连接，以从所述电网获取电能对所述储能模块进行充电。
2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括双向逆变模块，所述双向逆变模块连接在所述并网接口和所述直流变换模块的输出端之间，所述双向逆变模块用于进行直流-交流转换，以将所述直流变换模块输出的电能经所述并网接口输出，或经所述并网接口从所述电网获取电能以对所述储能模块进行充电。
3.如权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括负载接口、第二开关模块以及第三开关模块；
所述负载接口用于在负载接入时为所述负载供电；
所述第二开关模块连接在所述并网接口和所述负载接口之间，用于导通或切断所述并网接口与所述负载接口之间的连接；
所述第三开关模块连接在所述并网接口和所述双向逆变模块之间，用于导通或切断所述双向逆变模块与所述并网接口之间的连接；
所述控制模块还用于：
在并网接口接入电网且所述负载接口接入所述负载时，控制所述第二开关模块导通且所述第三开关模块断开，以通过所述电网为所述负载供电。
4.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第四开关模块，所述第四开关模块连接在所述双向逆变模块与所述负载接口之间，用于导通或切断所述双向逆变模块与所述负载接口之间的连接；
所述控制模块还用于：
在所述并网接口与所述电网的连接断开时，控制所述第二开关模块断开，以停止所述电网为所述负载供电；
控制所述第四开关模块导通，以通过所述双向逆变模块为所述负载供电。
5.一种如权利要求1所述的供电电路的控制方法，所述控制方法包括：
监测清洁能源发电装置的输出电能以及所述储能模块的充电模式；
监测所述并网接口与电网的连接状态；
在所述清洁能源发电装置的输出电能满足第一输出条件或储能模块的充电模式为第一充电模式，且所述并网接口与所述电网连接时，控制第一开关模块导通；
基于预设的功率因数校正算法控制直流变换模块和整流模块对所述电网的输入电压进行转换后对所述储能模块进行充电。
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
监测所述直流输入接口的直流输入；
在所述直流输入接口无输入或所述直流输入接口的直流输入小于预设阈值时，确认所述清洁能源发电装置的输出电能满足所述第一输出条件。
7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
在接收到预设触发指令或监测到所述储能模块的电量小于预设电量阈值时，确认所述储能模块的充电模式为所述第一充电模式。
8.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述供电电路还包括双向逆变模块、负载接口、第二开关模块以及第三开关模块，所述双向逆变模块连接在所述并网接口和所述直流变换模块的输出端之间，所述负载接口用于在负载接入时为所述负载供电，所述第二开关模块连接在所述并网接口和所述负载接口之间，所述第三开关模块连接在所述并网接口和所述双向逆变模块之间；
所述控制方法还包括：
在检测到所述并网接口接入所述电网且所述负载接口接入所述负载时，控制所述第二开关模块导通以使所述电网为所述负载供电。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述供电电路还包括第四开关模块，所述第四开关模块连接在所述双向逆变模块与所述负载接口之间；
所述控制所述第二开关模块导通之后，所述控制方法还包括：
控制所述第三开关模块断开以切断所述双向逆变模块与所述并网接口的连接；
监测所述电网的电网电压；
根据所述电网电压和预设的PWM控制算法控制所述双向逆变模块工作在离网模式下；
在检测到所述并网接口与所述电网的连接断开时，控制所述第二开关模块断开，以停止所述电网为所述负载供电；
控制所述第四开关模块导通；
根据所述预设的PWM控制算法控制所述双向逆变模块输出交流电压为所述负载供电，其中，所述交流电压的初始相位为所述并网接口与电网的连接断开时所述电网电压的相位，所述并网接口与所述电网的连接断开时的所述电网电压的相位是由所述双向逆变模块在离网模式下确定。
10.一种储能逆变器，其特征在于，包括直流输入接口、并网接口、整流模块、直流变换模块、第一开关模块、储能模块、双向逆变模块以及控制器，其中：
所述直流输入接口用于连接清洁能源发电装置以接收直流输入；
所述第一开关模块连接在所述整流模块与所述并网接口之间，所述并网接口用于与电网连接；
所述直流变换模块的输入端与所述整流模块输出端以及所述直流输入接口连接；
所述直流变换模块的输出端与所述储能模块连接；
所述双向逆变模块连接在所述并网接口和所述直流变换模块的输出端之间；
所述控制器分别与所述第一开关模块、所述直流变换模块连接，其中，所述控制器用于执行如权利要求5-9任一项所述的供电电路的控制方法。
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