CN117498670A - 直流分量检测方法、功率转换装置的控制方法和储能设备 - Google Patents

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CN117498670A CN202311407109.2A CN202311407109A CN117498670A CN 117498670 A CN117498670 A CN 117498670A CN 202311407109 A CN202311407109 A CN 202311407109A CN 117498670 A CN117498670 A CN 117498670A
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Abstract

本申请提供一种直流分量检测方法、功率转换装置的控制方法和储能设备。其中，上述方法先将功率转换装置的输出电压输入电压比较电路，再对电压比较电路的输出信号进行采样得到目标采样信号，根据目标采样信号确定输出电压的交流周期以及第一时长。电压比较电路的输出信号包括第一信号和第二信号，第一信号和第二信号的大小不相等，由于采样误差通常较小，所以，即使对电压比较电路的输出信号的采样存在误差，也不会将其中一种输出信号采样成另一种输出信号，因此，根据目标采样信号能够较为准确地确定输出电压的交流周期以及第一时长，从而提高根据实际电压幅值、交流周期和第一时长计算得到的直流分量的准确性。

Description

直流分量检测方法、功率转换装置的控制方法和储能设备
技术领域
本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种直流分量检测方法、功率转换装置的控制方法和储能设备。
背景技术
直流分量(Dc Component Current，DCI)是指交流信号中所含有的直流成分。在逆变器中，由于电网电压不平衡或逆变器内部电子元件损坏等原因容易导致逆变器输出的交流信号中存在一定的直流分量。直流分量会导致并网逆变器输出的电流和电压波形发生畸变，影响到逆变器的电力输出质量，而且还会导致逆变器内部控制环路随机增加反馈电流，使逆变器产生额外的损耗。综上，直流分量会影响逆变器的输出质量以及降低逆变器的转换效率，还容易损坏逆变器中的功率器件。因此，需要抑制直流分量。
在相关方案中，通过采样电路对逆变器的输出电压进行采样，根据采样值确定输出电压的频率/周期等电压参数，进而根据这些电压参数计算直流分量的大小，进行闭环控制，消除直流分量。然而，受限于采样电路的采样精度，其采样值存在一定的采样误差，影响上述电压参数的精确度，从而导致计算得到的直流分量的精度较低，影响闭环控制的效果，直流分量的抑制效果不佳。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种直流分量检测方法、功率转换装置的控制方法和储能设备，可以提高计算直流分量的准确性，从而提高功率转换装置的控制方法中对直流分量的抑制效果。
本申请第一方面提供一种直流分量检测方法，应用于功率转换装置，功率转换装置包括电压比较电路；方法包括：将功率转换装置的输出电压输入电压比较电路，并对电压比较电路的输出信号进行采样，得到目标采样信号；其中，电压比较电路用于在输出电压大于预设电压时输出第一信号，以及，在输出电压小于或等于预设电压时输出第二信号；第一信号和第二信号的大小不相等；根据目标采样信号确定输出电压的交流周期以及第一时长；第一时长为在一个交流周期内，第一信号所占据的时长或第二信号所占据的时长；获取输出电压的实际电压幅值；根据实际电压幅值、交流周期和第一时长计算输出电压的直流分量。
在上述实施例中，将功率转换装置的输出电压输入电压比较电路，电压比较电路用于在输出电压大于预设电压时输出第一信号，在输出电压小于预设电压时输出与第一信号大小不相等的第二信号。再对电压比较电路的输出信号进行采样得到目标采样信号，由于功率转换装置的输出电压为交流电压，根据目标采样信号能够确定输出电压的交流周期以及第一时长，第一时长为在一个交流周期内第一信号或第二信号所占据的时长。而后，再根据获取的功率转换装置的输出电压的实际电压幅值、交流周期和第一时长计算输出电压的直流分量。
电压比较电路的输出信号包括第一信号和第二信号，第一信号和第二信号的大小不相等，所以，可以根据第一信号和第二信号之间的大小关系，将第一信号和第二信号分别称为高电平信号和低电平信号，也即第一信号为高电平信号和第二信号为低电平信号，或者第一信号为低电平信号和第二信号为高电平信号。由于采样误差通常较小，所以，即使对电压比较电路的输出信号的采样存在误差，也不会将其中一种输出信号采样成另一种输出信号，因此，通过采样输出信号得到目标采样信号，根据目标采样信号能够较为准确地确定输出电压的交流周期以及第一时长，从而提高根据实际电压幅值、交流周期和第一时长计算得到的直流分量的准确性。
由此，当根据本实施例计算得出的直流分量进行闭环控制时，能够提高对直流分量的抑制效果。
在其中一实施例中，根据实际电压幅值、交流周期和第一时长计算输出电压的直流分量，包括：根据交流周期确定半周期时长；计算半周期时长和第一时长之间的时间差值；根据实际电压幅值和时间差值计算直流分量。
在其中一实施例中，计算半周期时长和第一时长之间的时间差值为：T1＝Tf-Tc；根据实际电压幅值和时间差值计算直流分量为：Vdc＝±Vm*sin(ω*T1/2)；其中，Tc为第一时长，Tf为半周期时长，T1为时间差值，Vm为实际电压幅值，Vdc为直流分量，ω为输出电压的角频率。
在其中一实施例中，根据实际电压幅值、交流周期和第一时长计算输出电压的直流分量，包括：根据第一时长和所交流周期的比值，计算目标采样信号的占空比；根据实际电压幅值和占空比计算直流分量。
在其中一实施例中，根据第一时长和交流周期的比值，计算目标采样信号的占空比为：D＝Tc/Ts；根据实际电压幅值和占空比计算直流分量为：Vdc＝π*Vm*[±(D-1/2)]；其中，Tc为第一时长，Ts为交流周期，D为占空比，Vm为实际电压幅值，Vdc为直流分量。
在其中一实施例中，根据目标采样信号确定输出电压的交流周期，包括：根据目标采样信号中相邻两个上升沿之间的时长确定输出电压的交流周期，或者，根据目标采样信号中相邻两个下降沿之间的时长确定输出电压的交流周期。
本申请第二方面提供一种功率变换装置的控制方法，包括：获取功率转换装置的输出电压；根据如前所述的直流分量检测方法获取输出电压的直流分量；根据直流分量调整参考电压，得到调整后的参考电压；根据调整后的参考电压和输出电压计算电压偏差量；根据电压偏差量进行偏差调节，生成驱动信号；根据驱动信号对功率转换装置进行控制。
在其中一实施例中，根据直流分量调整参考电压，包括：根据直流分量和期望分量计算目标补偿量；获取预设的参考电压；计算目标补偿量与参考电压之和，得到调整后的参考电压。
本申请第三方面提供一种功率变换装置，包括功率转换电路、电压比较电路和控制器，控制器用于执行如前所述的方法。
本申请第四方面提供一种储能设备，包括电池模组以及如前所述的功率转换装置，功率转换装置用于将电池模组传输的直流电转换为交流电进行输出。
附图说明
图1是本申请实施例提供的功率转换装置的模块示意图。
图2是本申请实施例提供的功率转换装置中的逆变电路的电路结构示意图。
图3是本申请实施例提供的电压比较电路的电路结构示意图。
图4是本申请实施例提供的直流分量检测方法的流程示意图。
图5是本申请实施例提供的功率转换装置在不同情况下的输出电压和电压比较电路的输出信号的关系示意图。
图6是图5中第一输出电压和对应的目标采样信号的关系示意图。
图7是图4中步骤S140的细化流程示意图。
图8是图4在另一实施方式中步骤S140的细化流程示意图。
图9是本申请实施例提供的功率转换装置的控制方法的流程示意图。
图10是图9中步骤S230的细化流程示意图。
图11是本申请实施例中功率转换装置的控制方法的具体控制框图。
图12是本申请实施例提供的现有技术中未引入直流分量至控制方法时，输出电压和预设的参考电压的波形放大图。
图13是采用本申请实施例提供的控制方法时，输出电压和预设的参考电压的波形放大图。
图14是本申请实施例提供的储能设备的模块示意图。
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示出了本申请实施例提供的功率转换装置200的模块示意图。如图1所示，功率转换装置200包括功率转换电路210和控制器220，控制器220用于控制功率转换电路210工作，以使功率转换电路210可以进行功率转换。在本实施例中，功率转换电路210可以包括逆变电路，例如，逆变电路可以是双向逆变电路、T型三电平逆变电路等等。
具体地，如图2所示，逆变电路可以为单相T型三电平电路，逆变电路包括母线电容单元、第一桥臂和第二桥臂。
母线电容单元连接于正负直流母线(BUS+、BUS-)之间，母线电容单元包括串联的两个母线电容。图2中以两个母线电容分别为母线电容Ci1和母线电容Ci2进行描述。其中母线电容Ci1的一端连接正直流母线BUS+，母线电容Ci1的另一端连接母线电容Ci2的一端，母线电容Ci2的另一端连接负直流母线BUS-。两个母线电容的中点O为两个母线电容之间的连接点，该点的电位为参考零电位。正负直流母线(BUS+、BUS-)连接直流电源Vin，以将直流电源Vin提供的直流电传输至母线电容Ci1和母线电容Ci2，并通过母线电容Ci1和母线电容Ci2进行储能。
第一桥臂连接于正负直流母线(BUS+、BUS-)之间，第一桥臂包括串联的第一开关管S1和第二开关管S2，第一开关管S1和第二开关管S2之间的中点与电感L1的第一端连接，电感L1的第二端作为逆变电路的火线输出端L并连接滤波电容C0的一端，该火线输出端L用于连接负载RL的火线，滤波电容C0的另一端连接零线输出端N。具体而言，第一开关管S1的第一端连接正直流母线BUS+，第一开关管S1的第二端连接第二开关管S2的第一端和电感L1的第一端(即为第一开关管S1和第二开关管S2之间的中点)，第二开关管S2的第二端连接负直流母线BUS-。
第二桥臂连接于第一桥臂的中点和两个母线电容的中点O之间。中点O还与逆变电路的零线输出端N连接，该零线输出端N用于与负载RL的零线连接。第二桥臂包括串联的第三开关管S3和第四开关管S4，且第三开关管S3和第四开关管S4对顶设置。具体而言，第三开关管S3的第一端连接第一桥臂的中点和电感L1的第一端，第三开关管S3的第二端连接第四开关管S4的第二端，第四开关管S4的第一端连接两个母线电容的中点O。
在一些实施例中，功率转换电路210还可以包括直流变换电路(图未示)，直流变换电路的输入端用于与直流电源Vin连接，直流变换电路的输出端用于与逆变电路的输入端连接，直流变换电路用于将直流电源的直流电(也称为直流信号)进行电压转换后提供给逆变电路。
上述直流电源可以为电池模组、光伏发电组件、风力发电组件或其他可以提供直流电的设备。
在功率转换装置200中，由于电网电压不平衡或装置内部电子元件损坏等原因，容易导致功率转换装置200输出的交流信号(也称为交流电)中存在一定的直流分量。直流分量容易导致功率转换装置200的输出电流和电压波形产生畸变，影响功率转换装置200的电力输出质量以及降低转换效率，还容易损坏功率器件。目前，通过采样电路对功率转换装置200的输出电压进行采样，根据采样值确定输出电压的频率/周期等电压参数，根据电压参数计算直流分量，进行闭环控制，以消除输出电压的直流分量。例如，可以根据采样值确定过零点的位置，根据各个过零点确定输出电压的频率/周期等电压参数。
然而，采样电路的采样精度有限，会导致采样值存在一定的偏差，比如根据采样值确定的过零点与实际的过零点可能会存在一定的偏差，从而影响电压参数的精确度，导致计算得到的直流分量不准确，进而导致对直流分量的抑制效果不佳。
为了解决上述问题，本申请实施例的功率转换装置200还可以包括电压比较电路230，电压比较电路230的输入端用于连接功率转换电路210的输出端，以接收功率转换装置200的输出电压。电压比较电路230用于在输出电压大于预设电压时输出第一信号，以及，在输出电压小于或等于预设电压时输出第二信号，第一信号和第二信号的大小不相等。在一些实施例中，预设电压可以为零，电压比较电路230在输出电压大于零时，输出第一信号，在输出电压小于或等于零时，输出第二信号。其中，可以根据第一信号和第二信号之间的大小关系，将第一信号和第二信号分别定义为高电平信号和低电平信号。例如，第一信号可以为高电平信号，第二信号可以为低电平信号，反之亦可。
可以理解，在一些实施例中，高电平信号和低电平信号的符号相同，但是高电平信号的值和低电平信号的值存在一定的差异。
在另一些实施例中，高电平信号和低电平信号的符号相反。由于电信号的符号可以是自行定义的，所以，在一些场景中，高电平信号为正值，低电平信号为负值；在另一些场景中，高电平信号为负值，低电平信号为正值。
此外，上述预设电压的值除了设置为0以外，也可以根据实际需求设置为其他数值，本申请对此不予限制。
控制器220可以对电压比较电路230的输出信号进行采样，得到目标采样信号，根据目标采样信号和输出电压的实际电压幅值计算输出电压的直流分量。由此，控制器220对目标采样信号的采样即使存在误差，误差也不足以大到导致电平跳变或产生正负改变，也即不会将第一信号采样成第二信号，因此根据目标采样信号和实际电压幅值能够更准确地计算出直流分量。
如图3所示，在一些示例中，电压比较电路230可以包括比例运算模块231和比较模块232，比例运算模块231的输入端用于与逆变电路的输出端连接，以接收功率转换装置200的输出电压，比例运算模块231的输出端用于与比较模块232的输入端连接，比例运算模块231用于将接收的输出电压进行比例运算(例如比例缩小或者比例放大)后输出，比较模块232用于将比例运算后的输出电压与预设电压进行比较，当比例运算后的输出电压大于预设电压时，比较模块232输出第一信号，当比例运算后的输出电压小于或等于预设电压时，比较模块232输出第二信号。
举例而言，如图3所示，比例运算模块231可以包括第一输入端A、第二输入端B、输入电阻R1、第一比较器U1、反馈电阻R2和反馈电容C1。第一输入端A连接逆变电路的第一输出端(例如图2中所示的火线输出端L)和输入电阻R1的一端，输入电阻R1的另一端连接第一比较器U1的反相输入端，第一比较器U1的同相输入端接地。第一比较器U1的反相输入端还分别连接反馈电阻R2和反馈电容C1的一端，反馈电阻R2和反馈电容C1的另一端分别连接至第一比较器U1的输出端，第二输入端B连接逆变电路的第二输出端(例如图2中所示的零线输出端N)并接地。由此，输入电阻R1、第一比较器U1、反馈电阻R2和反馈电容C1构成比例缩小电路，将功率转换装置200的输出电压进行比例缩小。
比较模块232可以包括第二比较器U2，第二比较器U2的同相输入端连接第一比较器U1的输出端，第二比较器U2的反相输入端接地(由此，预设电压为零)，第二比较器U2用于将比例缩小后的输出电压与预设电压比较，当比例缩小后的输出电压大于预设电压时，第二比较器U2输出第一信号，当比例缩小后的输出电压小于或等于预设电压时，第二比较器U2输出第二信号。
当然，本申请的电压比较电路230的具体电路不以此为限，只要能够将功率转换装置200的输出电压与预设电压比较，并根据比较结果输出不同的信号即可。
另外，本申请实施例还提供了一种直流分量检测方法，可应用于前述功率转换装置200，能够提高计算的直流分量的准确性。在至少一种实施例中，本申请提高的直流分量检测方法可以由前述控制器220执行。
请参阅图4，图4为本申请实施例提供的直流分量检测方法的流程图，该方法包括如下步骤：
S110、将功率转换装置的输出电压输入电压比较电路，并对电压比较电路的输出信号进行采样，得到目标采样信号。
可以理解，此处电压比较电路230的具体电路结构可以与前述图3相同，或者，也可以选择其他电压比较电路，此处不再进行赘述。
其中，电压比较电路230用于在输出电压大于预设电压时输出第一信号，以及，在输出电压小于或等于预设电压时输出第二信号；所述第一信号和所述第二信号的大小不相等。
请参阅图5，图5示出了图3所示的电压比较电路230的输出信号和功率转换装置200的输出电压在不同情况下的关系图，假设预设电压设置为0，当功率转换装置200的输出电压大于零时，电压比较电路230输出高电平信号，当功率转换装置200的输出电压小于或等于零时，电压比较电路230输出低电平信号，此时，第一信号为高电平信号，第二信号为低电平信号。其中，功率转换装置200的输出电压为图5中的正弦波形，电压比较电路230的输出信号为图5中的方波。
如图5所示，功率转换装置200在三种不同情况下的输出电压的波形不同。其中，当输出电压不包含直流分量时，功率转换装置200的输出电压为图5中的第二输出电压，第二输出电压的线型与其对应的第二输出信号的线型相同。当输出电压包含直流分量，且直流分量大于零时，功率转换装置200的输出电压为图5中的第一输出电压，第一输出电压的线型与其对应的第一输出信号的线型相同。当输出电压包含直流分量且直流分量小于零时，输出电压为图5中的第三输出电压，第三输出电压的线型与其对应的第三输出信号的线型相同。根据图5可知，输出电压的波形不同，电压比较电路230对应的输出信号也不同。
可以理解，第一输出电压、第二输出电压和第三输出电压的交流周期相同。第一输出电压中的直流分量大于0，直流分量的大小为L1，所以第一输出电压的波形相对于第二输出电压的波形上移了L1的高度；第三输出电压中的直流分量小于0，直流分量的大小为-L2，所以第三输出电压的波形相对于第二输出电压的波形下移了L2的高度。基于此，直流分量叠加至正常的交流信号中，会导致正常的输出电压的波形进行上移或者下移，改变输出电压的大于零或小于零所占据的时长，但是不改变输出电压的交流周期。
可以理解的是，对电压比较电路230的输出信号进行采样得到的目标采样信号与输出信号相同或相似。
S120、根据目标采样信号确定输出电压的交流周期以及第一时长。
第一时长为在一个交流周期内，第一信号所占据的时长或第二信号所占据的时长。
请参阅图6，图6为图5中第一输出电压和其对应的输出信号(即目标采样信号)的关系图。如图6所示，目标采样信号中相邻两个上升沿之间的时长与输出电压的交流周期相等，或者目标采样信号中相邻两个下降沿之间的时长与输出电压的交流周期相等。也就是说，可以根据目标采样信号中相邻两个上升沿之间的时长确定输出电压的交流周期Ts，或者可以根据目标采样信号中相邻两个下降沿之间的时长确定输出电压的交流周期Ts。
第一时长则可以根据目标采样信号中的第一信号(例如高电平信号)或第二信号(例如低电平信号)在一个交流周期中所占据的时长确定。
S130、获取输出电压的实际电压幅值。
其中，实际电压幅值可以通过对输出电压进行采样获得。例如，在一些实施例中，可以一个交流周期中对输出电压进行采样，将采样得到的输出电压中的最大值作为实际电压幅值。在另一些实施例中，一个交流周期中对输出电压进行采样，将采样得到的输出电压中的峰峰值的一半作为实际电压幅值。在另一些实施例中，也可以通过其他方式获取输出电压的实际电压幅值，本申请对此不予限制。
S140、根据实际电压幅值、交流周期和第一时长计算输出电压的直流分量。
由于直流分量会使输出电压的波形上移或下移，改变输出电压的大于零或小于零所占据的时长，因此，根据输出电压的实际电压幅值、交流周期和第一时长能够计算得出直流分量。
本申请实施例中，电压比较电路230的输出信号只有高电平信号和低电平信号，也即第一信号和第二信号分别为高电平信号和低电平信号，或者第一信号和第二信号分别为低电平信号和高电平信号。由于采样误差通常较小，所以，即使对电压比较电路230的输出信号的采样存在误差，也不会将第一信号采样成第二信号或将第二信号采样成第一信号，因此，通过采样输出信号得到目标采样信号，根据目标采样信号能够较为准确地确定输出电压的交流周期以及第一时长，从而提高根据实际电压幅值、交流周期和第一时长计算得到的直流分量的准确性。
进一步地，如图7所示，步骤S140包括：
S141、根据交流周期确定半周期时长。
其中，半周期时长可以为交流周期的一半。
S142、计算半周期时长和第一时长之间的时间差值。
具体地，以图6为例进行说明，半周期时长和第一时长之间的时间差值为：
T1＝Tf-Tc；
其中，Tc为第一时长，图6中的第一时长为在一个交流周期内，第一信号所占据的时长。Tf为半周期时长，T1为时间差值。
S143、根据实际电压幅值和时间差值计算直流分量。
由于直流分量会改变输出电压的大于预设电压或小于预设电压所占据的时长，也即会改变目标采样信号的第一信号或第二信号所占据的时长，根据实际电压幅值以及半周期时长和第一时长之间的时间差值可以确定输出电压的波形上移或下移的变化量，因此，根据实际电压幅值和时间差值能够计算得出直流分量。
具体地，在一些实施例中，第一时长为在一个交流周期内，第一信号所占据的时长时，直流分量的计算方式可以为：
Vdc＝-Vm*sin(ω*T1/2)；
其中，Vm为实际电压幅值，Vdc为直流分量，ω为输出电压的角频率。
相应的，若第一时长为在一个交流周期内，第二信号所占据的时长，则直流分量的计算方式可以为：
Vdc＝Vm*sin(ω*T1/2)。
如图8所示，在另外一些实施例中，步骤S140可以包括：
S145、根据第一时长和所交流周期的比值，计算目标采样信号的占空比。
目标采样信号的占空比可以是指在一个交流周期内，第一时长与交流周期的比值。具体地，目标采样信号的占空比为：
D＝Tc/Ts；
其中，Ts为交流周期，D为占空比。
S146、根据实际电压幅值和占空比计算直流分量。
由于直流分量会改变输出电压的大于零或小于零所占据的时长，也即会改变目标采样信号的第一信号或第二信号所占据的时长，也就是说，会改变目标采样信号的占空比，因此，根据实际电压幅值和占空比也能够计算得出直流分量。
具体地，占空比D的计算表达式可以变形为：
D＝Tc/Ts＝(Tf-T1)/Ts＝1/2-(T1/Ts)；
其中，T1/2可以表示为：
T1/2＝±asin(Vdc/Vm)/ω＝±asin(Vdc/Vm)/(2π/Ts)；
上述asin()表示反正弦函数。
近似化简之后：
T1/2＝±(Vdc/Vm)/(2π/Ts)；
T1＝±(Vdc*Ts)/(Vm*π)；
综合上述表达式，可得：
D＝1/2-(T1/Ts)＝1/2±((Vdc*Ts)/(Vm*π))/Ts；
D＝1/2±(Vdc/(Vm*π))；
对上式进行变换，得到直流分量的表达式为：
Vdc＝π*Vm*[±(D-1/2)]；
其中，Tc为第一时长，Ts为交流周期，D为占空比，Vm为实际电压幅值，Vdc为直流分量。
若第一时长为在一个交流周期内，第一信号所占据的时长，则：
Vdc＝π*Vm*(D-1/2)；
相应的，若第一时长为在一个交流周期内，第二信号所占据的时长，则：
Vdc＝π*Vm*(1/2-D)。
本申请实施例还提供了一种功率转换装置的控制方法，用于抑制功率转换装置200的输出电压中的直流分量。在至少一种实施例中，本申请提供的控制方法可以由上述控制器220执行。可以理解控制器220可以为一个，也可以为两个或两个以上，共同完成本实施例中的控制方法。
请参阅图9，图9为本申请实施例提供的功率转换装置的控制方法的流程图，该控制方法包括如下步骤S210-S260。
S210、获取功率转换装置的输出电压。
功率转换装置200的输出电压可以通过对功率转换装置200中的逆变电路的输出端进行电压采样获得。以图2所示的逆变电路为例，可以用采样得到的滤波电容C0两端的电压作为功率转换装置的输出电压。
S220、根据如前所述的直流分量检测方法获取输出电压的直流分量。
直流分量检测方法的具体实现方式已在前面进行详细的描述，此处不再另外赘述。
S230、根据直流分量调整参考电压，得到调整后的参考电压。
在获取到直流分量之后，可以根据直流分量对参考电压进行调整，得到调整后的参考电压。
S240、根据调整后的参考电压和输出电压计算电压偏差量。
其中，可以计算调整后的参考电压和输出电压的差值，得到电压偏差量。具体可以将调整后的参考电压减去输出电压得到电压偏差量。
S250、根据电压偏差量进行偏差调节，生成驱动信号。
其中，可以对电压偏差量进行偏差调节得到目标控制量，根据目标控制量生成驱动信号。目标控制量可以是与驱动信号相关的参数，例如占空比、周期等等。
其中，上述偏差调节的方式可以根据实际需求进行设置。例如，可以通过相应的控制器模型对电压偏差量进行偏差调节，得到目标控制量。上述控制器模型可以为比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器、准比例谐振(Quasi-Proportional Resonance，QPR)控制器、比例谐振(Proportional Resonance，PR)控制器等控制器模型中的任意一种或多种的组合。本申请实施例对偏差调节的方式不予限制。
在一些实施例中，可以将电压偏差量输入至相应的控制器模型，通过控制器模型计算并输出参考输出电流，再根据参数输出电流和采样得到的功率转换装置的实际输出电流得到电流偏差量，对电流偏差量进行偏差调节得到目标控制量，再根据目标控制量生成驱动信号。
电流偏差量可以通过计算参考输出电流和实际输出电流的差值得到。
目标控制量可以是通过将电流偏差量输入至相应的控制器模型计算得到，具体可以参考以上关于偏差调节方式的描述，在此不重复赘述。
S260、根据驱动信号对功率转换装置进行控制。
其中，可以根据驱动信号对功率转换装置200中的逆变电路的各个开关管进行通断控制。
本申请实施例的控制方法中，通过前述直流分量检测方法获取输出电压的直流分量，根据直流分量调整功率转换装置200的输出电压的参考电压，根据调整后的参考电压和输出电压计算电压偏差量，根据对电压偏差量进行偏差调节生成的驱动信号对功率转换装置200进行控制。由于前述直流分量检测方法能够提高获取的直流分量的准确性，因此，本申请实施例的控制方法能够根据前述直流分量检测方法获取的直流分量，提高抑制输出电压的直流分量的效果。
如图10所示，在一些实施例中，步骤S230可以包括：
S231、根据直流分量和期望分量计算目标补偿量。
其中，可以计算期望分量和直流分量之差，得到目标补偿量。
例如，在一些实施例中，可以根据期望分量和直流分量之差计算直流偏差值，再对直流偏差值进行偏差调节得到直流补偿量，对直流补偿量进行限幅处理得到目标补偿量。
可以理解，理想状态下，功率转换装置200的输出电压的直流分量为零，因此，期望分量可以设置为零。
具体地，可以将期望分量和直流分量相减，得到直流偏差值。然后，将直流偏差值输入至比例积分控制器进行偏差调节，得到直流补偿量。最后，将直流补偿量输入至限幅调制器，得到目标补偿量。此处，比例积分控制器可以是PI(Proportional Integral，比例积分)控制器或PID(Proportional Integral Differential，比例积分微分)控制器。
S232、获取预设的参考电压。
预设的参考电压根据功率转换装置200的输出需求进行设定的，也可以根据功率转换装置200的运行情况进行实时调整。
在一些实施例中，预设的参考电压通常根据负载的需求电压或者功率转换装置200自身的额定输出电压来进行设定，以满足负载的供电需求。因此预设的参考电压可以通过与负载进行通信获得。
在另一些实施例中，预设的参考电压也可以是预先设置在功率转换装置内。
在一些实施例中，可以在实际控制过程中，根据实际控制需要对预设的参考电压进行调整。
S233、计算目标补偿量与参考电压之和，得到调整后的参考电压。
其中，可以计算目标补偿量和参考电压的和，得到调整后的参考电压。
请参阅图11，图11示出了本申请实施例中功率转换装置的控制方法的具体控制方法。如图11所示，功率转换装置200通过双环控制环路对输出电压进行控制，双环控制环路包括第一减法器221、第一比例积分调制器222、限幅处理器223、加法器224、第二减法器225、准比例谐振调制器226、第三减法器227、第二比例积分调制器228和脉宽调制器229。其中，第一减法器221、第一比例积分调制器222、限幅处理器223、加法器224、第二减法器225、准比例谐振调制器226、第三减法器227、第二比例积分调制器228和脉宽调制器229可以集成于功率转换装置200的控制器220中。
以下根据图11示出的具体控制框图对本申请实施例提供的功率转换装置的控制方法的具体工作流程进行说明：
步骤1：将期望分量DCIref和根据前述直流分量检测方法获取的直流分量DCI输入至第一减法器221，得到直流偏差值，将直流偏差值输入至第一比例积分调制器222进行偏差调节得到直流补偿量Vi，将直流补偿量Vi输入至限幅处理器223得到目标补偿量Vo。
其中，期望分量DCIref可以为零。
步骤2：将目标补偿量Vo和预设的参考电压Uref输入至加法器224，得到调整后的参考电压。
预设的参考电压Uref可以通过与负载进行通信获得，或者，也可以是预先设置在功率转换装置内。在实际控制过程中，可以保持相同的预设的参考电压，或者，也可以根据实际控制需要对预设的参考电压进行调整。
步骤3：将调整后的参考电压和功率转换装置的输出电压Us输入至第二减法器225，得到电压偏差量，将电压偏差量输入至准比例谐振调制器226得到参考输出电流Iref，再将参考输出电流Iref和实际输出电流Is输入至第三减法器227得到电流偏差量，将电流偏差量输入至第二比例积分调制器228得到目标控制量，将目标控制量输入至脉宽调制器229得到驱动信号。
其中，功率转换装置200的输出电压Us可以通过对功率转换装置200中的逆变电路的输出端(例如图2中的滤波电容C0的两端)进行电压采样获得，实际输出电流Is可以通过对功率转换装置200中的逆变电路的输出端进行电流采样获得。
本申请实施例根据实际测试中获取到的数据绘制了图12和图13。
请参阅图12，图12示出了未引入直流分量至功率转换装置的控制方法时，功率转换装置200的输出电压和预设的参考电压的波形放大图。如图12所示，假设期望电压是幅值为120V的标准正弦波，以期望电压作为预设的参考电压，在未引入直流分量至控制方法时，无法对输出电压中包含的直流分量进行抑制，导致输出电压和期望电压之间存在较大的差距，比如输出电压的峰值与期望电压的峰值(120V)之间差距接近1V，远大于允许的偏差范围[-0.2V，0.2V]，影响功率转换装置200的输出质量、降低转换效率，容易导致功率转换装置200无法满足负载需求。
请参阅图13，图13示出了采用本申请的控制方法时，功率转换装置200的输出电压和调整后的参考电压的波形放大图。对比图12和图13可知，功率转换装置200采用本申请的控制方法，引入了直流分量对预设的参考电压进行调整，使用调整后的参考电压进行控制，能够有效抑制输出电压中包含的直流分量，使得输出电压和期望电压之间的差距减小，比如输出电压的峰值与期望电压的峰值(120V)之间差距减小到0.2V以内，在允许的偏差范围内，提高了功率转换装置200的输出质量和转换效率，使功率转换装置200能够满足负载需求。
请参阅图14，本申请还提供一种储能设备10，储能设备10包括电池模组100和如前所述的功率转换装置200，功率转换装置200用于将电池模组100传输的直流电转换为交流电进行输出。
本申请还提供一种电子设备，包括处理器和存储器。其中，存储器存储有处理器的可执行指令，处理器被配置为经由执行可执行指令来执行如前所述的直流分量检测方法和控制方法。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前所述的直流分量检测方法和控制方法。
处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programm第二虚拟图像le 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。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或获取存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现功率变换装置100的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如开关机功能、按键处理功能等)等；存储数据区可存储根据功率变换装置100的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。
存储器可以是功率变换装置100和/或储能设备10的外部存储器和/或内部存储器。进一步地，存储器可以是具有实物形式的存储器，如内存条、TF卡(Trans-flash Card)等。
存储器中的程序代码和各种数据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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，例如直流分量检测方法、功率转换装置的控制方法，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)等。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种直流分量检测方法，其特征在于，应用于功率转换装置，所述功率转换装置包括电压比较电路；所述方法包括：
将所述功率转换装置的输出电压输入电压比较电路，并对所述电压比较电路的输出信号进行采样，得到目标采样信号；其中，所述电压比较电路用于在所述输出电压大于预设电压时输出第一信号，以及，在所述输出电压小于或等于预设电压时输出第二信号；所述第一信号和所述第二信号的大小不相等；
根据所述目标采样信号确定所述输出电压的交流周期以及第一时长；所述第一时长为在一个交流周期内，所述第一信号所占据的时长或所述第二信号所占据的时长；
获取所述输出电压的实际电压幅值；
根据所述实际电压幅值、所述交流周期和所述第一时长计算所述输出电压的直流分量。
2.如权利要求1所述的直流分量检测方法，其特征在于，所述根据所述实际电压幅值、所述交流周期和所述第一时长计算所述输出电压的直流分量，包括：
根据所述交流周期确定半周期时长；
计算所述半周期时长和所述第一时长之间的时间差值；
根据所述实际电压幅值和所述时间差值计算所述直流分量。
3.根据权利要求2所述的直流分量检测方法，其特征在于，所述计算所述半周期时长和所述第一时长之间的时间差值为：
T1＝Tf-Tc；
所述根据所述实际电压幅值和所述时间差值计算所述直流分量为：
Vdc＝±Vm*sin(ω*T1/2)；
其中，Tc为所述第一时长，Tf为所述半周期时长，T1为所述时间差值，Vm为所述实际电压幅值，Vdc为所述直流分量，ω为所述输出电压的角频率。
4.根据权利要求1所述的直流分量检测方法，其特征在于，所述根据所述实际电压幅值、所述交流周期和所述第一时长计算所述输出电压的直流分量，包括：
根据所述第一时长和所交流周期的比值，计算所述目标采样信号的占空比；
根据所述实际电压幅值和所述占空比计算所述直流分量。
5.根据权利要求4所述的直流分量检测方法，其特征在于，所述根据所述第一时长和所述交流周期的比值，计算所述目标采样信号的占空比为：
D＝Tc/Ts；
所述根据所述实际电压幅值和所述占空比计算所述直流分量为：
Vdc＝π*Vm*[±(D-1/2)]；
其中，Tc为所述第一时长，Ts为所述交流周期，D为所述占空比，Vm为所述实际电压幅值，Vdc为所述直流分量。
6.根据权利要求1所述的直流分量检测方法，其特征在于，所述根据所述目标采样信号确定所述输出电压的交流周期，包括：
根据所述目标采样信号中相邻两个上升沿之间的时长确定所述输出电压的交流周期，或者，根据所述目标采样信号中相邻两个下降沿之间的时长确定所述输出电压的交流周期。
7.一种功率转换装置的控制方法，其特征在于，包括：
获取所述功率转换装置的输出电压；
根据权利要求1至6任意一项所述的直流分量检测方法获取所述输出电压的直流分量；
根据所述直流分量调整参考电压，得到调整后的所述参考电压；
根据调整后的所述参考电压和所述输出电压计算电压偏差量；
根据所述电压偏差量进行偏差调节，生成驱动信号；
根据所述驱动信号对所述功率转换装置进行控制。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述直流分量调整参考电压，包括：
根据所述直流分量和期望分量计算目标补偿量；
获取预设的参考电压；
计算所述目标补偿量与所述参考电压之和，得到调整后的所述参考电压。
9.一种功率转换装置，其特征在于，包括功率转换电路、电压比较电路和控制器，所述控制器用于执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
10.一种储能设备，其特征在于，包括电池模组以及如权利要求9所述的功率转换装置，所述功率转换装置用于将所述电池模组传输的直流电转换为交流电进行输出。
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