CN117751502A - 光储直流耦合控制电路及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种光储直流耦合控制电路及相关装置，其中电路包括：DC‑AC模块，DC‑DC模块和控制模块。控制模块用于根据光伏系统的实际输出功率和DC‑AC模块的输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，交流电压为使DC‑AC模块达到最大转换效率时的交流侧输出电压，直流电压为使DC‑DC模块达到最大转换效率时储能模块的充电电压；根据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，确定使储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，并控制多个光伏系统、DC‑AC模块和DC‑DC模块对应以目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值输出。
Description
本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种光储直流耦合控制电路、方法、光储直流耦合控制系统、可读存储介质和计算机程序产品。
随着新能源技术的发展，近年来各种发电技术迅速发展。其中光伏发电更是因其低污染等优点受到广泛关注。为了使光伏发电可以稳定输出，出现了光储系统。光储系统包括光伏系统和储能模块，在光伏系统发电量过高时，可以控制储能模块充电；在光伏系统发电量过低时，可以控制储能模块放电，使光伏发电可以稳定输出到电网，进而保证电网的稳定运行。
光储直流耦合系统即是光储系统的一种。相关技术中，在光储直流耦合系统发电量过高为储能模块充电时，是由MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率跟踪)单元依据自身的最优效率转换点进行调度控制，使光伏系统向储能模块供电，但这种调度控制方案是针对单个MPPT考虑的，因此难以满足储能模块的储能需求。
发明内容
本申请实施例提供了一种光储直流耦合控制电路、方法、光储直流耦合控制系统、可读存储介质和计算机程序产品，以解决相关技术的调度控制方案难以满足储能模块的储能需求的问题。
一方面，本申请提供一种光储直流耦合控制电路，包括：
DC-AC模块，DC-AC模块的直流侧经直流母线连接多个光伏系统，DC-AC模块的交流侧连接电网；
DC-DC模块，DC-DC模块的第一端用于接入直流母线，DC-DC模块的第二端连接储能模块；
控制模块，分别与DC-AC模块、DC-DC模块和多个光伏系统连接，用于获取光伏系统的实际输出功率和DC-AC模块的输出功率需求值，并根据实际输出功率和输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下使DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时的交流电压和直流电压，交流电压为使DC-AC模块达到最大转换效 率时的交流侧输出电压，直流电压为使DC-DC模块达到最大转换效率时储能模块的充电电压；
控制模块，还用于根据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，确定使储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，并控制多个光伏系统、DC-AC模块和DC-DC模块对应以目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值输出。
本申请实施例提供的光储直流耦合控制电路，通过控制模块分别计算在多个不同母线电压设定值下使DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时的交流电压和直流电压，交流电压为使DC-AC模块达到最大转换效率时的交流侧输出电压，直流电压为使DC-DC模块达到最大转换效率时储能模块的充电电压，进而根据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，确定使储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，并控制多个光伏系统、DC-AC模块和DC-DC模块对应以目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值输出。由此能够从DC-DC模块、光伏系统以及DC-AC模块三方面共同考虑，使光伏系统在满足电网基本能量需求的同时，尽可能多地向储能器件供电，从而解决相关技术的调度控制方案难以满足储能模块的储能需求的问题。
可选地，控制模块，还用于根据输出功率需求值、实际输出功率、不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，计算在不同母线电压设定值时储能模块的充电功率，得到多个候选充电功率。
控制模块，还用于从多个候选充电功率中选择最大候选充电功率，并获取达到最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压，达到最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压对应为目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值。
上述方案通过遍历计算获得多个候选充电功率，并从中选择最大的充电功率，操作简单方便，给出了个有限个参数情况下最优解的选择方案，帮助实现了光储直流耦合系统的最优调度方案控制，能够最大程度满足储能模块的储能需求。
可选地，控制模块，还用于根据输出功率需求值、实际输出功率、不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，计算在不同母线电压设定值时储能模块的充电功率；
控制模块，还用于对不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压、直流电压和充电功率进行处理，得到母线电压设定值、交流电压、直流电压与充电功率间的拟合关系，以根据拟合关系计算得到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值。
上述方案通过各项参数进行关系拟合，能够根据拟合关系获得光储直流耦合系统各个设备模块在合理转化效率时储能模块的最大充电功率，以及达到最大充电功率 时DC-DC模块、DC-AC模块以及多个光伏系统的输出电压参数，能够最大程度满足储能模块的储能需求。
可选地，控制模块，还用于根据输出功率需求值以及多个不同的母线电压设定值，获取在不同母线电压设定值的情况下，使DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时，DC-AC模块分别对应的最大转换效率；
控制模块，还用于计算在不同母线电压设定值的情况下的交流电压，交流电压为使DC-AC模块达到最大转换效率时的交流侧电压。
上述方案给出了在不同母线电压设定值下，获得DC-AC模块的最大转换效率以及对应的交流侧输出电压的具体方式，实现了不同母线电压设定值下DC-AC模块的输出电压的最优解解算，为后续基于系统的调度控制提供了数据参考。
可选地，控制模块，还用于根据光伏系统的实际输出功率以及多个不同的母线电压设定值，获取不同母线电压设定值的情况下，光伏系统的最大转换效率；
控制模块，还用于根据光伏系统的实际输出功率、以及在不同母线电压设定值的情况下，光伏系统的最大转换效率、DC-AC模块分别对应的最大转换效率以及交流电压，计算不同母线电压设定值的情况下直流母线的剩余功率；
控制模块，还用于根据不同母线电压设定值以及在不同母线电压设定值情况下的直流母线的剩余功率，获取DC-DC模块在不同母线电压设定值情况下的最大转换效率；
控制模块，还用于计算在不同母线电压设定值的情况下的直流电压，直流电压为使DC-DC模块达到最大转换效率时的储能模块的充电电压。
上述方案给出了获得不同母线电压设定值下使DC-DC模块达到最大转换效率时储能模块的充电电压的获取方式，实现了不同母线电压设定值下DC-DC模块的输出电压的最优解解算，为后续基于系统的调度控制提供了数据参考。
可选地，光储直流耦合控制电路还可以包括采集模块；
采集模块，与控制模块连接，用于采集并发送光伏系统的电流值和电压值；
控制模块，还用于根据光伏系统的电流值和电压值，计算得到光伏系统的实际输出功率。
上述方案通过设置采集模块，并依据采集的光伏系统的电流值和电压值，计算得到了光伏系统的实际输出功率，为后续基于系统的调度控制提供了数据参考。
另一方面，本申请还提供一种光储直流耦合控制方法，应用于光储直流耦合控制系统，光储直流耦合控制系统分别与DC-AC模块、DC-DC模块和多个光伏系统连接；方法包括：
获取光伏系统的实际输出功率和DC-AC模块的输出功率需求值；
根据实际输出功率和输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下使DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时的交流电压和直流电压，交流电压为使DC-AC模块达到最大转换效率时的交流侧输出电压，直流电压为使DC-DC模块达到最大转换效率时DC-DC模块连接的储能模块的充电电压；
根据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，确定使储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值；
控制多个光伏系统、DC-AC模块和DC-DC模块对应以目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值输出。
可选地，根据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，确定使储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，可以包括：
根据输出功率需求值、实际输出功率、不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，计算在不同母线电压设定值时储能模块的充电功率，得到多个候选充电功率；
从多个候选充电功率中选择最大候选充电功率；
获取达到最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压，达到最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压对应为目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值。
可选地，根据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，确定使储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，可以包括：
根据输出功率需求值、实际输出功率、不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，计算在不同母线电压设定值时储能模块的充电功率；
对不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压、直流电压和充电功率进行处理，得到母线电压设定值、交流电压、直流电压与充电功率间的拟合关系；
根据拟合关系计算得到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值。
可选地，根据实际输出功率和输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下使DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时的交流电压，可以包括：
根据输出功率需求值以及多个不同的母线电压设定值，获取在不同母线电压设定值的情况下，使DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时，DC-AC模块分别 对应的最大转换效率；
计算在不同母线电压设定值的情况下的交流电压，交流电压为使DC-AC模块达到最大转换效率时的交流侧电压。
可选地，根据实际输出功率和输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下的直流电压，可以包括：
根据光伏系统的实际输出功率以及多个不同的母线电压设定值，获取不同母线电压设定值的情况下，光伏系统的最大转换效率；
根据光伏系统的实际输出功率、以及在不同母线电压设定值的情况下，光伏系统的最大转换效率、DC-AC模块分别对应的最大转换效率以及交流电压，计算不同母线电压设定值的情况下直流母线的剩余功率；
根据不同母线电压设定值以及在不同母线电压设定值情况下的直流母线的剩余功率，获取DC-DC模块在不同母线电压设定值情况下的最大转换效率；
计算在不同母线电压设定值的情况下的直流电压，直流电压为使DC-DC模块达到最大转换效率时的储能模块的充电电压。
可选地，光储直流耦合控制系统还与采集模块连接，获取光伏系统的实际输出功率，可以包括：
接收采集模块采集的光伏系统的电流值和电压值；
根据光伏系统的电流值和电压值，计算得到光伏系统的实际输出功率。
又一方面，本申请还提供一种光储直流耦合控制系统，包括处理器，存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如前述方面的光储直流耦合控制方法的步骤。
再一方面，本申请还提供一种光储直流耦合控制系统，被配置为用于执行如前述方面的光储直流耦合控制方法的步骤。
再一方面，本申请还提供一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如前述方面的光储直流耦合控制方法的步骤。
再一方面，本申请还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品可被处理器执行以实现如前述方面的光储直流耦合控制方法的步骤。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
图1为本申请的实施例涉及的光储直流耦合系统的结构示意图。
图2为本申请的一可选实施例提供的光储直流耦合控制电路的结构示意图。
图3为本申请的另一可选实施例提供的光储直流耦合控制电路的结构示意图。
图4为本申请的一可选实施例提供的光储直流耦合控制方法的流程示意图。
图5为本申请的另一可选实施例提供的光储直流耦合控制方法的流程示意图。
图6为本申请的一可选实施例提供的光储直流耦合控制系统的结构示意图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明：
光伏系统10，DC-AC模块20，DC-DC模块30，储能模块40，控制模块50，采集模块60。
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和 B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在新能源领域中，动力电池可作为用电装置(例如车辆、船舶或航天器等)的主要动力源，而储能电池可作为用电装置的充电来源，二者的重要性均不言而喻。作为示例而非限定，在一些应用场景中，动力电池可为用电装置中的电池，储能电池可为充电装置中的电池。为了便于描述，在下文中，动力电池和储能电池均可统称为电池。
在光伏发电领域，电池可以作为储能模块，与光伏系统共同构成光储系统，该光储系统可以向电网提供稳定的交流电压。
其中，在光伏系统的发电量过高时，电池作为储能模块可以进行充电；在光伏系统的发电量过低时，电池协助光伏系统向电网提供稳定电压输出。因此，类似电池的储能模块在光伏发电中有重要运用。当然，该储能模块也可以由超级大电容等其他具有储能作用的元件或系统组成。
请参看图1，图1是本申请涉及的光储直流耦合系统的一种可选的架构设计图，该光储直流耦合系统包括在前述提及的光储系统中。
该光储直流耦合系统可以包括DC-DC(Direct Current-Direct Current，直流-直流)模块30、DC-AC(Direct Current-Alternating Current，直流-交流)模块20、储能模块40和多个光伏系统10。多个光伏系统10可以将太阳能转化为电能，然后经光伏系统10的输出端可以输出直流母线电压。DC-AC模块20的直流侧可以经直流母线连接多个光伏系统10的输出端，DC-AC模块20的交流侧连接电网。DC-DC模块30可 以是双向DC-DC模块30，其第一端可以与光伏系统10的输出端连接，第二端可以连接储能模块40。
在一些可选示例中，还可以设置变压器，DC-AC模块20的交流侧可以与变压器的输入端连接，变压器的输出端可以与电网连接，使最终输出的交流电压适配于电网电压。储能模块40可以是电池和/或超级大电容等储能元件。
上述光伏系统10可以包括光伏板和MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率跟踪)单元，多个光伏系统10中的光伏板构成了光伏阵列。
在相关技术中，该MPPT单元可以通过电压、电流检测进行最大功率跟踪，得到自身最优效率转换点，并依据自身的最优效率转换点对DC-DC模块30的输入进行调度控制，使DC-DC模块30在确定的输入的情况下，再按照自身的效率点对储能模块40进行充电。也就是说，相关技术中的控制策略往往考虑的是单个模块自身的效率最优，在此种情况下，光伏系统10给储能模块40充入的电量较少，难以满足储能模块40的储能需求。
为了解决上述问题，本申请在图1所示出的结构的基础上，提供一种光储直流耦合控制电路。请一并参看图1和图2，其中图2是光储直流耦合控制电路的可选电路结构示意图，在一可选实施例中，该光储直流耦合控制电路包括：DC-AC模块20、DC-DC模块30和控制模块50。
需要说明的是，该光储直流耦合控制电路中的各模块除前述已经描述的连接结构外，本申请还设置有控制模块50，该控制模块50可以与DC-DC模块30、DC-AC模块20和多个光伏系统10连接。示例性的，该控制模块50可以通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线与DC-DC模块30、DC-AC模块20和多个光伏系统10连接。
基于图1和图2所示的结构，本申请的DC-AC模块20的直流侧和DC-DC模块30的第一端可以接入直流母线，并经直流母线连接多个光伏系统，DC-AC模块20可以将从直流母线获得的直流电压转换为交流电，经DC-AC模块20的交流侧输向电网。在多个光伏系统10所产生的电量大于电网的消耗电量时，DC-DC模块30可以在接入直流母线后，将从直流母线获得的直流电压进行电压转换，向储能模块40充电。
上述控制模块50可以是能量管理系统(Energy Management System，EMS)，也可以是与光伏系统10、DC-DC模块30以及DC-AC模块20连接的，具有运算能力的专用控制设备/系统，例如该控制模块50可以是云服务器，还可以是类似能量管理装置以及云服务器组合而成的系统。DC-AC模块20可以是光伏逆变器。控制模块50可以对光储直流耦合系统中DC-DC模块30、DC-AC模块20和多个光伏系统10进行调度控制。
该控制模块50可以获取多个光伏系统10的实际输出功率和DC-AC模块20的输出功率需求值，例如可以是每个光伏系统10的实际输出功率和DC-AC模块20的输 出功率需求值。并根据实际输出功率和输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下使DC-AC模块20的输出功率达到输出功率需求值时的交流电压和直流电压，交流电压为使DC-AC模块20达到最大转换效率时的交流侧输出电压，直流电压为使DC-DC模块30达到最大转换效率时储能模块40的充电电压。
控制模块50，还可以根据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，确定使储能模块40达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，并控制多个光伏系统10、DC-AC模块20和DC-DC模块30对应以目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值输出。
上述控制模块50可以获取光伏系统10的电参数，并根据获取的电参数，得到光伏系统10的实际输出功率。其中，电参数可以包括功率，电流和电压等等。
DC-AC模块20的输出功率需求值是满足电网能量需求的输出功率值，该输出功率需求值大于等于电网最小功率需求值，其具体数值可以根据实际需要进行设置。示例性的，电网的最小功率需求值为250kw，则输出功率需求值P
AC≥250kw，再例如该输出功率需求值可以为250kw。该输出功率需求值是光储直流耦合系统调度控制的输出约束条件之一，使得最终经过调度控制后，DC-AC模块20输出的交流电满足电网的最低功率需求。
上述多个不同母线电压设定值是控制模块50所设定的母线电压模拟值，其具体的数值和数量可以根据实际需要进行设置，示例性的，可以设置100个大小不同的母线电压设定值。
以下结合具体的控制原理对本申请的控制方案进行说明。
请一并参看图1和图2，可以依据该光储直流耦合系统架构，建立整个系统的能量平衡模型。该能量平衡模型包括：多个光伏系统10满足的能量守恒公式，即下述公式(1)，以及直流母线到储能模块40和DC-AC模块20的能量守恒公式，即下述公式(2)。
其中，n为光伏系统10的总量，α
i为第i个光伏系统10对于直流母线输出的能量转换效率(又称为MPPT转化效率)，P
pv-i为第i个光伏系统10所产生的实际功率，P
DC为直流母线功率。
P
DC＝P
Bat/α
DC-Bat+P
AC/α
DC-AC (2)
其中，P
DC为直流母线功率，P
Bat为储能模块40的充电功率，α
DC-Bat为DC-DC模块30的转换效率(又称为直流母线到储能模块40的能量转换效率)，P
AC为DC-AC模块20的交流侧功率，α
DC-AC为DC-AC模块20的转换效率(又称为直流母线到电网的能量转换效率)。
而为了在满足电网基本电量需求(即DC-AC模块20的交流侧的输出功率要达到输出功率需求值)的前提下，尽可能多地向储能模块40供电，需要使储能模块40的充电功率尽可能地大，即最终调整优化的目标可以以公式(3)的形式进行表示。
z＝max(P
Bat) (3)
在代入了公式(1)和公式(2)的参数后，该公式(3)可表示为以下公式(4)，即：
其中，P
Bat为储能模块40的充电功率，z为调整优化的目标，即储能模块40的最大充电功率，α
i为第i个光伏系统10对于直流母线输出的能量转换效率(又称为MPPT转化效率)，P
pv-i为第i个光伏系统10所产生的实际功率，P
AC为DC-AC模块20的交流侧功率，其数值为输出功率需求值，α
DC-AC为DC-AC模块20的转换效率(又称为直流母线到电网的能量转换效率)，α
DC-Bat为DC-DC模块30的转换效率(又称为直流母线到储能模块40的能量转换效率)。
因此，基于公式(4)可以发现，在光伏系统10的实际输出功率和DC-AC模块20的输出功率需求值已知的情况下，如何使得在光储直流耦合系统输出的电量满足电网基本要求的前提下，实现储能模块40所充电量的最大化，即是确定多个光伏系统10、DC-DC模块30以及DC-AC模块20的合理转换效率，使储能模块40的充电功率达到最大充电功率。
因此，在进行调度控制前，可以预先设置多个不同的母线电压设定值，进而在假定光伏系统10的输出母线电压达到各母线电压设定值，且DC-AC模块20的输出功率达到输出功率需求值时，计算得到DC-DC模块30和DC-AC模块20分别达到最大转换效率时对应的输出电压。可以理解的是，计算得到的达到最大转换效率时的输出电压，即是依据光储系统的实际输出功率，在满足输出约束条件的情况下，得到的光储直流耦合系统中DC-DC模块30和DC-AC模块20的相关参数的最优解。
进一步可以依据多个不同的母线电压设定值，以及DC-AC模块20的输出功率达到输出功率需求值时，各母线电压设定值关联的DC-DC模块30和DC-AC模块20分别达到最大效率时的输出电压，确定多个不同母线电压设定值时储能模块40的充电功率，最终找到储能模块40达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，该确定的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值即是多个光伏系统10、DC-DC模块30以及DC-AC模块20在合理转换效率下，使储能模块40的充电功率最大化时的调度控制参数。
可以理解的是，由于首先假定了多个不同的母线电压设定值，并据此进行了DC-DC模块30和DC-AC模块20的相关参数的最优解解算，那么最终在确定最大充电功率，以及储能模块40达到最大充电功率时的DC-DC模块30和DC-AC模块20输出 电压最优解(即目标直流电压和目标交流电压)的情况下，多个光伏系统10的目标母线电压值即是多个光伏系统10达到合理转换效率下的母线电压最优解。
最终，控制模块50可以将得到的目标母线电压值发送给多个光伏系统10，将得到的目标直流电压发送给DC-DC模块30，将得到的目标交流电压发送给DC-AC模块20，使多个光伏系统10按照目标母线电压值输出，DC-DC模块30按照目标直流电压值输出，DC-AC模块20按照目标交流电压输出。
在多个光伏系统10、DC-DC模块30和DC-AC模块20分别达到目标母线电压值、目标直流电压值和目标交流电压值时，储能模块40达到最大充电功率。
在一些可选示例中，在计算不同母线电压设定值下使DC-DC模块30达到最大转换效率时储能模块40的充电电压时，还可以设置功率约束条件，使最终计算得到的各项参数同时满足输出约束条件和功率约束条件。该功率约束条件可以为储能模块40在充电时的充电功率小于等于储能模块40的最大充电功率限值，由此保证调度控制后DC-DC模块30输出的充电电压，能够使储能模块40安全充电。
本申请的技术方案根据多个光伏系统10的实际输出功率和DC-AC模块20的输出功率需求值，通过控制模块50计算在不同母线电压设定值下使DC-AC模块20的输出功率达到输出功率需求值时的DC-DC模块30和DC-AC模块20分别达到最大转换效率时对应的输出电压，能够获得储能模块40达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，进而控制多个光伏系统10、DC-AC模块20和DC-DC模块30对应按照目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值输出，因此能够从整个光储直流耦合系统层面出发，均衡考虑DC-DC模块30、光伏系统10以及DC-AC模块20，由此查找到了整个光储直流耦合系统各方面达到最优效率点时的最高充电功率，使光伏系统10在满足电网基本能量需求的同时，尽可能多地向储能器件供电，从而解决相关技术的调度控制方案难以满足储能模块40的储能需求的问题。
请参看图3，图3是在上述实施例的基础上提出的光储直流耦合控制电路的另一实施例的结构示意图。在该实施例中，该光储直流耦合控制电路还包括采集模块60。
采集模块60，与控制模块50连接，该采集模块60可以用于采集并发送光伏系统10的电流值和电压值。
控制模块50，还可以用于根据光伏系统10的电流值和电压值，计算得到光伏系统10的实际输出功率。
需要说明的是，上述采集模块60可以包括电流传感器和电压传感器，可以通过电流传感器检测光伏系统10的电流，通过电压传感器检测光伏系统10的电压。在电流传感器和电压传感器分别测得电流值和电压值之后，可以通过采集模块60的采集单元将传感器测得的电参数发送给控制模块50。在另一些可选示例中，也可以在光伏 系统10所在线路上设置采样电阻，通过采样电阻采集光伏系统10的电流值和电压值。
上述控制模块50可以将光伏系统10的电流值和电压值相乘，得到所有光伏系统10的实际输出功率，以数学表达式表示，即是下述公式(5)。
P
pv-i＝U
pv-i*I
pv-i (5)
在本申请实施例中，通过设置采集模块60，并依据采集的光伏系统10的电流值和电压值，计算得到了光伏系统10的实际输出功率，为后续基于系统的调度控制提供了数据参考。
请继续参看图3，在上述实施例的基础上提出光储直流耦合控制电路的又一实施例。在该实施例中，控制模块50可以用于根据输出功率需求值以及多个不同的母线电压设定值，获取在不同母线电压设定值的情况下，使DC-AC模块20的输出功率达到输出功率需求值时，DC-AC模块20分别对应的最大转换效率。
控制模块50还可以用于计算在不同母线电压设定值的情况下的交流电压，交流电压为使DC-AC模块20达到最大转换效率时的交流侧电压。
其中，在已知DC-AC模块20的输出功率要达到输出功率需求值的情况下，可以通过查表法获得在不同母线电压设定值的情况下的DC-AC模块20分别对应的最大转换效率。
需要说明的是，查表法是通过DC-AC模块20的效率表格查询得到此情况下的最大转换效率，该DC-AC模块20的效率表格与设备自身特性相关，可以在设备出厂前通过测试获得。在得到了最大转换效率的基础上，可以计算得到在此条件下的DC-AC模块20的交流侧输出电压。
在本申请实施例中，给出了在不同母线电压设定值下，获得DC-AC模块20的最大转换效率以及对应的交流侧输出电压的具体方式，实现了不同母线电压设定值下DC-AC模块20的输出电压的最优解解算，为后续基于系统的调度控制提供了数据参考。
请继续参看图3，在上述实施例提出的光储直流耦合控制电路的再一实施例中，控制模块50可以用于根据光伏系统10的实际输出功率以及多个不同的母线电压设定值，获取不同母线电压设定值的情况下，光伏系统10的最大转换效率。
控制模块50还可以用于根据光伏系统10的实际输出功率、以及在不同母线电压设定值的情况下，光伏系统10的最大转换效率、DC-AC模块20分别对应的最大转换效率以及交流电压，计算不同母线电压设定值的情况下直流母线的剩余功率。
控制模块50还可以用于根据不同母线电压设定值以及在不同母线电压设定值情况下的直流母线的剩余功率，获取DC-DC模块30在不同母线电压设定值情况下的最大转换效率。
控制模块50还可以用于计算在不同母线电压设定值的情况下的直流电压，直流电压为使DC-DC模块30达到最大转换效率时的储能模块40的充电电压。
需要说明的是，在已知光伏系统10的实际输出功率以及多个光伏系统10输出的母线电压设定值的情况下，可以通过查表法获得在不同母线电压设定值的情况下的光伏系统10分别对应的最大转换效率。该查表法中涉及的是光伏系统10的效率表格，其也与DC-AC模块20中涉及的效率表格类似，与设备自身的特性有关，表格的获得可以参考前述，在此不过多赘述。
由于查表获得了光伏系统10的最大转换效率，因此可以通过前述公式(1)计算得到不同母线电压设定值下的直流母线功率。再结合公式(2)，其中直流母线功率已知，DC-AC模块20的交流侧功率为DC-AC模块20的输出功率需求值，且在前述实施例中求取了不同母线电压设定值下的DC-AC模块20的最大转换效率，因此可以求得不同直流母线设定值下直流母线的剩余功率，该剩余功率即是DC-DC模块30的第一端的输入功率，也是公式(2)中的P
Bat/α
DC-Bat。
基于上述计算结果，在获得了DC-DC模块30的第一端在不同母线电压设定值时的输入功率的基础上，可以通过查表法获得DC-DC模块30在不同母线电压设定值时对应的最大转换效率。该查表法中涉及的是DC-DC模块30的效率表格，其也与DC-AC模块20中涉及的效率表格类似，与设备自身的特性有关，表格的获得可以参考前述，在此不过多赘述。在得到了DC-DC模块30不同情况下的最大转换效率的基础上，可以计算得到在此条件下的DC-DC模块30的第二端向储能模块40提供充电电压的最优解，即不同情况下的直流电压。
本申请实施例给出了获得不同母线电压设定值下使DC-DC模块30达到最大转换效率时储能模块40的充电电压的获取方式，实现了不同母线电压设定值下DC-DC模块30的输出电压的最优解解算，为后续基于系统的调度控制提供了数据参考。
请参看图3，在上述实施例的基础上提出光储直流耦合控制电路的再一实施例，在该实施例中，控制模块50可以用于根据输出功率需求值、实际输出功率、不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，计算在不同母线电压设定值时储能模块40的充电功率，得到多个候选充电功率。
其中，可以依据前述实施例的执行方式，通过输出功率需求值、光伏系统10的实际输出功率、不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压，求得母线电压设定值所在直流母线的剩余功率，进而根据直流母线的剩余功率以及获取不同母线电压设定值下的直流电压时的DC-DC模块30的最大转换效率，根据公式(2)得到DC-DC模块30最终输出给储能模块40的充电功率。
控制模块50还可以用于从多个候选充电功率中选择最大候选充电功率，并获取达到最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压，达到最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压对应为目标母线电压值、目标交 流电压值和目标直流电压值。
需要说明的是，本实施例给出了获得最大充电功率以及对应的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值的实现方法，其核心思想是通过控制模块50预先设定的多个不同的母线电压设定值，通过遍历计算得到多个不同的母线电压设定值下直流电压和交流电压以及目标充电功率，进而从已有遍历结果中查找到目标充电功率最大时的各项参数，将其对应作为光储直流耦合系统中各个模块的参数进行控制。
本申请实施例通过遍历计算获得多个候选充电功率，并从中选择最大的充电功率，操作简单方便，给出了个有限个参数情况下最优解的选择方案，帮助实现了光储直流耦合系统的最优调度方案控制，能够最大程度满足储能模块40的储能需求。
请参看图3，在上述实施例的基础上提出的光储直流耦合控制电路的再一实施例，在该实施例中，控制模块50可以用于根据输出功率需求值、实际输出功率、不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，计算在不同母线电压设定值时储能模块40的充电功率。
该计算得到不同母线电压设定值时储能模块40的充电功率的方法与图6所涉及的方法一致，在此不过多赘述。
控制模块50还可以用于对不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压、直流电压和充电功率进行处理，得到母线电压设定值、交流电压、直流电压与充电功率间的拟合关系，以根据拟合关系计算得到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值。
需要说明的是，本实施例给出了获得最大充电功率以及对应的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值的实现方法，其核心思想是通过控制模块50预先设定的多个不同的母线电压设定值，并计算得到多个不同的母线电压设定值下直流电压和交流电压以及充电功率后，对储能模块40的充电功率与直流电压、交流电压以及母线电压设定值间的关系进行拟合，可以得到拟合关系。该拟合关系可以是拟合方程、拟合曲线。最终可以依据该拟合关系求得最大充电功率时的各项直流电压、交流电压以及母线电压设定值，对应作为目标直流电压值、目标交流电压值和目标母线电压值。
本申请实施例通过各项参数进行关系拟合，能够根据拟合关系获得光储直流耦合系统各个设备模块在合理转化效率时储能模块40的最大充电功率，以及达到最大充电功率时DC-DC模块30、DC-AC模块20以及多个光伏系统10的输出电压参数，能够最大程度满足储能模块40的储能需求。
还需要说明的是，在其他可选示例中，还可以依据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压、直流电压和充电功率，通过梯度下降法等方法找到基于整个光储直流耦合系统考虑的，使储能模块40的充电功率最大的各设备的输出电压最优解，以尽可能多地向储能模块40充电。
本申请还提供一种光储直流耦合控制方法，在一可选实施例中，请参看图1、图2和图4，该方法应用于光储直流耦合控制系统(例如可以是图2中的控制模块)，光储直流耦合控制系统分别与光储直流耦合系统中的DC-AC模块、DC-DC模块和多个光伏系统连接。方法包括：
步骤410，获取光伏系统的实际输出功率和DC-AC模块的输出功率需求值。
步骤420，根据实际输出功率和输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下使DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时的交流电压和直流电压，交流电压为使DC-AC模块达到最大转换效率时的交流侧输出电压，直流电压为使DC-DC模块达到最大转换效率时DC-DC模块连接的储能模块的充电电压。
步骤430，根据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，确定使储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值。
步骤440，控制多个光伏系统、DC-AC模块和DC-DC模块对应以目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值输出。
本申请的多个光伏系统可以将太阳能转化为电能，以输出直流母线电压。DC-AC模块的直流侧和DC-DC模块的第一端可以接入直流母线，DC-AC模块可以将从直流母线获得的直流电压转换为交流电，经DC-AC模块的交流侧输向电网。在多个光伏系统所产生的电量大于电网的消耗电量时，DC-DC模块可以在接入直流母线后，将从直流母线获得的直流电压进行电压转换，向储能模块充电。
上述控制模块可以是能量管理系统(Energy Management System，EMS)，也可以是与光伏系统、DC-DC模块以及DC-AC模块连接的，具有运算能力的专用控制设备/系统，例如可以是云服务器，还可以是类似能量管理装置以及云服务器组合而成的系统。DC-AC模块可以是光伏逆变器。控制模块可以对光储直流耦合系统中DC-DC模块、DC-AC模块和多个光伏系统进行调度控制。
上述控制模块可以获取光伏系统的电参数，并根据获取的电参数，得到光伏系统的实际输出功率。其中，电参数可以包括功率，电流和电压等等。
DC-AC模块的输出功率需求值是满足电网能量需求的输出功率值，该输出功率需求值大于等于电网最小功率需求值，其具体数值可以根据实际需要进行设置。示例性的，电网的最小功率需求值为250kw，则输出功率需求值P
AC≥250kw，再例如该输出功率需求值可以为250kw。该输出功率需求值是光储直流耦合系统调度控制的输出约束条件之一，使得最终经过调度控制后，DC-AC模块输出的交流电满足电网的最低功率需求。
上述多个不同母线电压设定值是控制模块所设定的母线电压模拟值，其具体的数值和数量可以根据实际需要进行设置，示例性的，可以设置100个大小不同的母线电压设定值。
该方法的具体控制原理在前述光储直流耦合控制电路中已有说明，在此不作赘述。因此，基于前述控制原理说明可以发现，在光伏系统的实际输出功率和DC-AC模块的输出功率需求值已知的情况下，如何使得在光储直流耦合系统输出的电量满足电网基本要求的前提下，实现储能模块所充电量的最大化，即是确定多个光伏系统、DC-DC模块以及DC-AC模块的合理转换效率，使储能模块的充电功率达到最大充电功率。
因此，在进行调度控制前，可以预先设置多个不同的母线电压设定值，进而在假定光伏系统的输出母线电压达到各母线电压设定值，且DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时，计算得到DC-DC模块和DC-AC模块分别达到最大转换效率时对应的输出电压。可以理解的是，计算得到的达到最大转换效率时的输出电压，即是依据光储系统的实际输出功率，在满足输出约束条件的情况下，得到的光储直流耦合系统中DC-DC模块和DC-AC模块的相关参数的最优解。
进一步可以依据多个不同的母线电压设定值，以及DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时，各母线电压设定值关联的DC-DC模块和DC-AC模块分别达到最大效率时的输出电压，确定多个不同母线电压设定值时储能模块的充电功率，最终找到储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压和目标直流电压，该确定的目标母线电压值、目标交流电压和目标直流电压即是多个光伏系统、DC-DC模块以及DC-AC模块在合理转换效率下，使储能模块的充电功率最大化时的调度控制参数。
可以理解的是，由于首先假定了多个不同的母线电压设定值，并据此进行了DC-DC模块和DC-AC模块的相关参数的最优解解算，那么最终在确定最大充电功率，以及储能模块达到最大充电功率时的DC-DC模块和DC-AC模块输出电压最优解(即目标直流电压和目标交流电压)的情况下，多个光伏系统的目标母线电压设定值即是多个光伏系统达到合理转换效率下的母线电压最优解。
最终，控制模块可以将得到的目标母线电压值发送给多个光伏系统，将得到的目标直流电压发送给DC-DC模块，将得到的目标交流电压发送给DC-AC模块，使多个光伏系统按照目标母线电压值输出，DC-DC模块按照目标直流电压值输出，DC-AC模块按照目标交流电压输出。
在多个光伏系统、DC-DC模块和DC-AC模块分别达到目标母线电压值、目标直流电压值和目标交流电压值时，储能模块达到最大充电功率。
在一些可选示例中，在计算不同母线电压设定值下使DC-DC模块达到最大转换效率时储能模块的充电电压时，还可以设置功率约束条件，使最终计算得到的各项参数同时满足输出约束条件和功率约束条件。该功率约束条件可以为储能模块在充电时的充电功率小于等于储能模块的最大充电功率限值，由此保证调度控制后DC-DC模块输出的充电电压，能够使储能模块安全充电。
本申请的技术方案根据多个光伏系统的实际输出功率和DC-AC模块的输出功率需求值，通过控制模块计算在不同母线电压设定值下使DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时的DC-DC模块和DC-AC模块分别达到最大转换效率时对应的输出电压，能够获得储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，进而控制多个光伏系统、DC-AC模块和DC-DC模块对应按照目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值输出，因此能够从整个光储直流耦合系统层面出发，均衡考虑DC-DC模块、光伏系统以及DC-AC模块，由此查找到了整个光储直流耦合系统各方面达到最优效率点时的最高充电功率，使光伏系统在满足电网基本能量需求的同时，尽可能多地向储能器件供电，从而解决相关技术的调度控制方案难以满足储能模块的储能需求的问题。
请参看图5，图5是基于上述实施例提出的光储直流耦合控制方法的另一实施例的流程示意图，在该方法中，能量管理装置与采集模块连接，上述步骤410，获取光伏系统的实际输出功率和DC-AC模块的输出功率需求值可以包括：
步骤510，接收采集模块采集的光伏系统的电流值和电压值，并获取DC-AC模块的输出功率需求值。
步骤520，根据光伏系统的电流值和电压值，计算得到光伏系统的实际输出功率。
需要说明的是，上述采集模块可以包括电流传感器和电压传感器，可以通过电流传感器检测光伏系统的电流，通过电压传感器检测光伏系统的电压。在电流传感器和电压传感器分别测得电流值和电压值之后，可以通过采集模块的采集单元将传感器测得的电参数发送给控制模块。在另一些可选示例中，也可以在光伏系统所在线路上设置采样电阻，通过采样电阻采集光伏系统的电流值和电压值。
上述控制模块可以将光伏系统的电流值和电压值相乘，得到光伏系统的实际输出功率。
在本申请实施例中，通过设置采集模块，并依据采集的光伏系统的电流值和电压值，计算得到了光伏系统的实际输出功率，为后续基于系统的调度控制提供了数据参考。
进一步地，在基于上述实施例提出的光储直流耦合控制方法的又一实施例中，步骤410，包括：
根据输出功率需求值以及多个不同的母线电压设定值，获取在不同母线电压设定值的情况下，使DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时，DC-AC模块分别对应的最大转换效率。
计算在不同母线电压设定值的情况下的交流电压，交流电压为使DC-AC模块达到最大转换效率时的交流侧电压。
根据光伏系统的实际输出功率以及多个不同的母线电压设定值，获取不同母线电压设定值的情况下，光伏系统的最大转换效率。
根据光伏系统的实际输出功率、以及在不同母线电压设定值的情况下，光伏系统的最大转换效率、DC-AC模块分别对应的最大转换效率以及交流电压，计算不同母线电压设定值的情况下直流母线的剩余功率。
根据不同母线电压设定值以及在不同母线电压设定值情况下的直流母线的剩余功率，获取DC-DC模块在不同母线电压设定值情况下的最大转换效率。
计算在不同母线电压设定值的情况下的直流电压，直流电压为使DC-DC模块达到最大转换效率时的储能模块的充电电压。
其中，在已知DC-AC模块的输出功率要达到输出功率需求值的情况下，可以通过查表法获得在不同母线电压设定值的情况下的DC-AC模块分别对应的最大转换效率。
需要说明的是，查表法是通过DC-AC模块的效率表格查询得到此情况下的最大转换效率，该DC-AC模块的效率表格与设备自身特性相关，可以在设备出厂前通过测试获得。在得到了最大转换效率的基础上，可以计算得到在此条件下的DC-AC模块的交流侧输出电压。
在本申请实施例中，给出了在不同母线电压设定值下，获得DC-AC模块的最大转换效率以及对应的交流侧输出电压的具体方式，实现了不同母线电压设定值下DC-AC模块的输出电压的最优解解算，为后续基于系统的调度控制提供了数据参考。
还需要说明的是，在已知光伏系统的实际输出功率以及多个光伏系统输出的母线电压设定值的情况下，可以通过查表法获得在不同母线电压设定值的情况下的光伏系统分别对应的最大转换效率。该查表法中涉及的是光伏系统的效率表格，其也与DC-AC模块中涉及的效率表格类似，与设备自身的特性有关，表格的获得可以参考前述，在此不过多赘述。
由于查表获得了光伏系统的最大转换效率，因此可以通过前述公式(1)计算得到不同母线电压设定值下的直流母线功率。再结合公式(2)，其中直流母线功率已知，DC-AC模块的交流侧功率为DC-AC模块的输出功率需求值，且在前述实施例中求取了不同母线电压设定值下的DC-AC模块的最大转换效率，因此可以求得不同直流母线设定值下直流母线的剩余功率，该剩余功率即是DC-DC模块的第一端的输入功率，也是公式(2)中的P
Bat/α
DC-Bat。
基于上述计算结果，在获得了DC-DC模块的第一端在不同母线电压设定值的输入功率的基础上，可以通过查表法获得DC-DC模块在不同母线电压设定值时对应的最大转换效率。该查表法中涉及的是DC-DC模块的效率表格，其也与DC-AC模块中涉及的效率表格类似，与设备自身的特性有关，表格的获得可以参考前述，在此不过多赘述。在得到了DC-DC模块不同情况下的最大转换效率的基础上，可以计算得到在 此条件下的DC-DC模块的第二端向储能模块提供充电电压的最优解，即不同情况下的直流电压。
本申请实施例给出了获得不同母线电压设定值下使DC-DC模块达到最大转换效率时储能模块的充电电压的获取方式，实现了不同母线电压设定值下DC-DC模块的输出电压的最优解解算，为后续基于系统的调度控制提供了数据参考。
在基于上述实施例提出的光储直流耦合控制方法的又一实施例中，根据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，确定使储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，可以包括：
根据输出功率需求值、实际输出功率、不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，计算在不同母线电压设定值时储能模块的充电功率，得到多个候选充电功率。
从多个候选充电功率中选择最大候选充电功率。
获取达到最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压，达到最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压对应为目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值。
其中，可以依据前述实施例的执行方式，通过输出功率需求值、光伏系统的实际输出功率、不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压，求得直流母线的剩余功率，进而根据直流母线的剩余功率以及获取不同母线电压设定值下的直流电压时的DC-DC模块的最大转换效率，根据公式02)得到DC-DC模块最终输出给储能模块的充电功率。
需要说明的是，本实施例给出了获得最大充电功率以及对应的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值的实现方法，其核心思想是通过控制模块预先设定的多个不同的母线电压设定值，通过遍历计算得到多个不同的母线电压设定值下直流电压和交流电压以及目标充电功率，进而从已有遍历结果中查找到目标充电功率最大时的各项参数，将其对应作为光储直流耦合系统中各个模块的参数进行控制。
本申请实施例通过遍历计算获得多个候选充电功率，并从中选择最大的充电功率，操作简单方便，给出了个有限个参数情况下最优解的选择方案，帮助实现了光储直流耦合系统的最优调度方案控制，能够最大程度满足储能模块的储能需求。
还可以基于上述实施例提出光储直流耦合控制方法的又一实施例，在该实施例中，根据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压和直流电压，确定使储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，可以包括：
根据输出功率需求值、实际输出功率、不同母线电压设定值以及不同母线电压 设定值下的交流电压和直流电压，计算在不同母线电压设定值时储能模块的充电功率。
对不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压、直流电压和充电功率进行处理，得到母线电压设定值、交流电压、直流电压与充电功率间的拟合关系。
根据拟合关系计算得到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值。
该计算得到不同母线电压设定值时储能模块的充电功率的方法与图6所涉及的方法一致，在此不过多赘述。
需要说明的是，本实施例给出了获得最大充电功率以及对应的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值的实现方法，其核心思想是通过控制模块预先设定的多个不同的母线电压设定值，并计算得到多个不同的母线电压设定值下直流电压和交流电压以及充电功率后，对储能模块的充电功率与直流电压、交流电压以及母线电压设定值间的关系进行拟合，可以得到拟合关系。该拟合关系可以是拟合方程、拟合曲线。最终可以依据该拟合关系求得最大充电功率时的各项直流电压、交流电压以及母线电压设定值，对应作为目标直流电压值、目标交流电压值和目标母线电压值。
本申请实施例通过各项参数进行关系拟合，能够根据拟合关系获得光储直流耦合系统各个设备模块在合理转化效率时储能模块的最大充电功率，以及达到最大充电功率时DC-DC模块、DC-AC模块以及多个光伏系统的输出电压参数，能够最大程度满足储能模块的储能需求。
还需要说明的是，在其他可选示例中，还可以依据不同母线电压设定值以及不同母线电压设定值下的交流电压、直流电压和充电功率，通过梯度下降法等方法找到基于整个光储直流耦合系统考虑的，使储能模块的充电功率最大的各设备的输出电压最优解，以尽可能多地向储能模块充电。
图6示出了本申请实施例提供的能量管理装置的硬件结构示意图。该能量管理装置可以包括处理器601以及存储有计算机程序指令的存储器602。
具体地，上述处理器601可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器602可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器602可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器602可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器602可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施 例中，存储器602是非易失性固态存储器。
在特定实施例中，存储器可包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)计算机可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可操作来执行参考根据本公开的一方面的方法所描述的操作。
处理器601通过读取并执行存储器602中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种光储直流耦合控制方法。
在一个示例中，能量管理装置还可包括通信接口603和总线66。其中，如图6所示，处理器601、存储器602、通信接口603通过总线66连接并完成相互间的通信。
通信接口603，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线66包括硬件、软件或两者，将图片处理设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线66可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
该能量管理装置可以执行本申请实施例中的光储直流耦合控制方法，从而实现结合上述实施例描述的光储直流耦合控制电路和方法。
另外，结合上述实施例中的光储直流耦合控制方法，本申请实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种光储直流耦合控制方法。
另外，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现前述方法实施例的步骤及相应内容。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构或控制方式冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (16)
- 一种光储直流耦合控制电路，包括：DC-AC模块，所述DC-AC模块的直流侧经直流母线连接多个光伏系统，所述DC-AC模块的交流侧连接电网；DC-DC模块，所述DC-DC模块的第一端用于接入所述直流母线，所述DC-DC模块的第二端连接储能模块；控制模块，分别与所述DC-AC模块、所述DC-DC模块和多个所述光伏系统连接，用于获取所述光伏系统的实际输出功率和所述DC-AC模块的输出功率需求值，并根据所述实际输出功率和所述输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下使所述DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时的交流电压和直流电压，所述交流电压为使所述DC-AC模块达到最大转换效率时的交流侧输出电压，所述直流电压为使所述DC-DC模块达到最大转换效率时所述储能模块的充电电压；所述控制模块，还用于根据不同所述母线电压设定值以及不同所述母线电压设定值下的所述交流电压和所述直流电压，确定使所述储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，并控制多个所述光伏系统、所述DC-AC模块和所述DC-DC模块对应以所述目标母线电压值、所述目标交流电压值和所述目标直流电压值输出。
- 根据权利要求1所述的光储直流耦合控制电路，其中，所述控制模块，用于根据所述输出功率需求值、所述实际输出功率、不同所述母线电压设定值以及不同所述母线电压设定值下的所述交流电压和所述直流电压，计算在不同所述母线电压设定值时所述储能模块的充电功率，得到多个候选充电功率；所述控制模块，还用于从多个所述候选充电功率中选择最大候选充电功率，并获取达到所述最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压，达到所述最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压对应为所述目标母线电压值、所述目标交流电压值和所述目标直流电压值。
- 根据权利要求1所述的光储直流耦合控制电路，其中，所述控制模块，还用于根据所述输出功率需求值、所述实际输出功率、不同所述母线电压设定值以及不同所述母线电压设定值下的所述交流电压和所述直流电压，计算在不同所述母线电压设定值时所述储能模块的充电功率；所述控制模块，还用于对不同所述母线电压设定值以及不同所述母线电压设定值下的所述交流电压、所述直流电压和所述充电功率进行处理，得到母线电压设定值、交流电压、直流电压与充电功率间的拟合关系，以根据所述拟合关系计算得到最大充电功率时的所述目标母线电压值、所述目标交流电压值和所述目标直流电压值。
- 根据权利要求1所述的光储直流耦合控制电路，其中，所述控制模块，还用于根据所述输出功率需求值以及多个不同的所述母线电压设定值，获取在不同所述母线电压设定值的情况下，使所述DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时，所述DC-AC模块分别对应的最大转换效率；所述控制模块，还用于计算在不同所述母线电压设定值的情况下的交流电压，所述交流电压为使所述DC-AC模块达到所述最大转换效率时的交流侧电压。
- 根据权利要求4所述的光储直流耦合控制电路，其中，所述控制模块，还用于根据所述光伏系统的实际输出功率以及多个不同的所述母线电压设定值，获取不同所述母线电压设定值的情况下，所述光伏系统的最大 转换效率；所述控制模块，还用于根据所述光伏系统的实际输出功率、以及在不同所述母线电压设定值的情况下，所述光伏系统的最大转换效率、所述DC-AC模块分别对应的最大转换效率以及交流电压，计算不同所述母线电压设定值的情况下所述直流母线的剩余功率；所述控制模块，还用于根据不同所述母线电压设定值以及在不同母线电压设定值情况下的所述直流母线的剩余功率，获取所述DC-DC模块在不同母线电压设定值情况下的最大转换效率；所述控制模块，还用于计算在不同所述母线电压设定值的情况下的直流电压，所述直流电压为使所述DC-DC模块达到最大转换效率时的所述储能模块的充电电压。
- 根据权利要求1～5任意一项所述的光储直流耦合控制电路，其中，所述光储直流耦合控制电路还包括采集模块；所述采集模块，与所述控制模块连接，用于采集并发送所述光伏系统的电流值和电压值；所述控制模块，还用于根据所述光伏系统的所述电流值和所述电压值，计算得到所述光伏系统的实际输出功率。
- 一种光储直流耦合控制方法，应用于光储直流耦合控制系统，所述光储直流耦合控制系统分别与DC-AC模块、DC-DC模块和多个光伏系统连接；所述方法包括：获取所述光伏系统的实际输出功率和所述DC-AC模块的输出功率需求值；根据所述实际输出功率和所述输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下使所述DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时的交流电压和直流电压，所述交流电压为使所述DC-AC模块达到最大转 换效率时的交流侧输出电压，所述直流电压为使所述DC-DC模块达到最大转换效率时所述DC-DC模块连接的储能模块的充电电压；根据不同所述母线电压设定值以及不同所述母线电压设定值下的所述交流电压和所述直流电压，确定使所述储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值；控制多个所述光伏系统、所述DC-AC模块和所述DC-DC模块对应以所述目标母线电压值、所述目标交流电压值和所述目标直流电压值输出。
- 根据权利要求7所述的光储直流耦合控制方法，其中，所述根据不同所述母线电压设定值以及不同所述母线电压设定值下的所述交流电压和所述直流电压，确定使所述储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，包括：根据所述输出功率需求值、所述实际输出功率、不同所述母线电压设定值以及不同所述母线电压设定值下的所述交流电压和所述直流电压，计算在不同所述母线电压设定值时所述储能模块的充电功率，得到多个候选充电功率；从多个所述候选充电功率中选择最大候选充电功率；获取达到所述最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压，达到所述最大候选充电功率时的母线电压设定值、交流电压和直流电压对应为所述目标母线电压值、所述目标交流电压值和所述目标直流电压值。
- 根据权利要求7所述的光储直流耦合控制方法，其中，所述根据不同所述母线电压设定值以及不同所述母线电压设定值下的所述交流电压和所述直流电压，确定使所述储能模块达到最大充电功率时的目标母线电压值、目标交流电压值和目标直流电压值，包括：根据所述输出功率需求值、所述实际输出功率、不同所述母线电压设 定值以及不同所述母线电压设定值下的所述交流电压和所述直流电压，计算在不同所述母线电压设定值时所述储能模块的充电功率；对不同所述母线电压设定值以及不同所述母线电压设定值下的所述交流电压、所述直流电压和所述充电功率进行处理，得到母线电压设定值、交流电压、直流电压与充电功率间的拟合关系；根据所述拟合关系计算得到最大充电功率时的所述目标母线电压值、所述目标交流电压值和所述目标直流电压值。
- 根据权利要求7所述的光储直流耦合控制方法，其中，所述根据所述实际输出功率和所述输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下使所述DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时的交流电压，包括：根据所述输出功率需求值以及多个不同的所述母线电压设定值，获取在不同所述母线电压设定值的情况下，使所述DC-AC模块的输出功率达到输出功率需求值时，所述DC-AC模块分别对应的最大转换效率；计算在不同所述母线电压设定值的情况下的交流电压，所述交流电压为使所述DC-AC模块达到所述最大转换效率时的交流侧电压。
- 根据权利要求10所述的光储直流耦合控制方法，其中，根据所述实际输出功率和所述输出功率需求值，分别计算在多个不同母线电压设定值下的直流电压，包括：根据所述光伏系统的实际输出功率以及多个不同的所述母线电压设定值，获取不同所述母线电压设定值的情况下，所述光伏系统的最大转换效率；根据所述光伏系统的实际输出功率、以及在不同所述母线电压设定值的情况下，所述光伏系统的最大转换效率、所述DC-AC模块分别对应的最大转换效率以及交流电压，计算不同所述母线电压设定值的情况下所述 直流母线的剩余功率；根据不同所述母线电压设定值以及在不同母线电压设定值情况下的所述直流母线的剩余功率，获取所述DC-DC模块在不同母线电压设定值情况下的最大转换效率；计算在不同所述母线电压设定值的情况下的直流电压，所述直流电压为使所述DC-DC模块达到最大转换效率时的所述储能模块的充电电压。
- 根据权利要求7～11任意一项所述的光储直流耦合控制方法，其中，所述光储直流耦合控制系统还与采集模块连接，所述获取所述光伏系统的实际输出功率，包括：接收所述采集模块采集的所述光伏系统的电流值和电压值；根据所述光伏系统的所述电流值和所述电压值，计算得到所述光伏系统的实际输出功率。
- 一种光储直流耦合控制系统，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求7～12任一项所述的光储直流耦合控制方法的步骤。
- 一种光储直流耦合控制系统，被配置为用于执行7～12任一项所述的光储直流耦合控制方法的步骤。
- 一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求7～12任一项所述的光储直流耦合控制方法的步骤。
- 一种计算机程序产品，所述计算机程序产品可被处理器执行以实现如权利要求7～12中任一项所述的光储直流耦合控制方法的步骤。
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