CN117937594A - 一种光储系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种光储系统,包括:逆变器、储能装置和电压补偿组件,逆变器包括直流变换电路、直流母线、逆变电路和第一开关,直流变换电路的正输入端用于连接光伏组件的正极,直流变换电路的负输入端用于连接光伏组件的负极。第一开关设置于电压补偿组件和直流变换电路的负输入端的连接点与直流母线的负极之间,用于控制电压补偿组件与直流母线的负极之间的通断;光储系统还包括控制器,控制器用于:在光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关断开,并控制电压补偿组件工作,以使得光伏组件的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。该方案能够在夜间对光伏组件进行PID补偿,以解决光伏组件的PID问题。
Description
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域,并且,更具体地,涉及一种光储系统以及应用于光储系统的控制方法。
背景技术
随着世界各国对节能减排和能源转型的不断推进,可再生能源发电技术已经受到越来越多的重视,其中,光伏发电系统由于其技术成熟度以及经济性等因素被广泛应用于电力系统以及微型电网。
但是,光伏发电系统一直受其发电效率的困扰,当光伏组件使用一段时间后,会出现发电性能衰减的问题,进而导致整个光伏发电系统的输出功率下降。研究发现,出现上述现象的原因在于:存在于晶体硅光伏组件中的电路与其接地金属边框之间的高压,会造成光伏组件发电性能的持续衰减,该现象称为电势诱导衰减(potential induceddegradation,PID)。
通常,对于纯光逆变器来说,白天并网发电,在夜间可以通过电压补偿模块把光伏组件负极(PV-)对大地(PE)的电压抬升,进而对光伏组件进行PID补偿。
然而,对于光储系统来说,在夜间光伏组件没有能量输出的情况下,储能装置仍然给光储逆变器提供能量,光储逆变器持续并网运行。此时,光伏组件负极(PV-)对大地(PE)持续为负电压,因此,无法通过电压补偿模块对光伏组件进行PID补偿。与此同时,由于夜间光伏组件均没有电压输出,造成所有光伏组串内所有光伏组件负极(PV-)对大地(PE)都存在相同的负电压,从而引发比白天更为严重的PID问题。
基于此,本申请旨在提供一种光储系统,能够在夜间对光伏组件进行PID补偿,以解决光储系统中光伏组件的PID问题。
发明内容
本申请提供一种光储系统,能够在夜间对光伏组件进行PID补偿,以解决光伏组件的PID问题。
第一方面,提供了一种光储系统,其特征在于,包括:逆变器、储能装置和电压补偿组件,该逆变器包括直流变换电路、直流母线、逆变电路和第一开关,该直流变换电路的正输入端用于连接光伏组件的正极,该直流变换电路的负输入端用于连接该光伏组件的负极,该直流变换电路的正输出端与该直流母线的正极相连接,该直流变换电路的负输出端与该直流母线的负极相连接,该直流母线的正极与该逆变电路的正输入端和该储能装置的正极相连接,该直流母线的负极与该逆变电路的负输入端和该储能装置的负极相连接,该电压补偿组件的正极用于连接该光伏组件的负极,该电压补偿组件的负极连接大地,该第一开关设置于该电压补偿组件和该直流变换电路的负输入端的连接点与该直流母线的负极之间,用于控制该电压补偿组件与该直流母线的负极之间的通断;该光储系统还包括控制器,该控制器用于:在该光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制该第一开关断开,并控制该电压补偿组件工作,以使得该光伏组件的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。
根据上述技术方案,在光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制器控制第一开关断开,使得光伏组件的负极与直流母线的负极之间断开连接。并且,控制器控制电压补偿组件进行工作,以使得光伏组件的负极(PV-)对大地(PE)的电压抬高至零电压至正电压,以实现在夜间对光伏组件进行PID补偿。并且,在本申请实施例中,无需采用隔离型变压器,大大降低了成本,减小了器件数量和体积,同时还进一步提高了光储系统的发电效率。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该电压补偿组件包括电压补偿模块和第二开关,该电压补偿模块与该第二开关串联连接,该电压补偿模块输出正电压,该控制器具体用于:控制该第二开关闭合,以使得该电压补偿组件工作。根据上述技术方案,能够在夜间对光伏组件进行PID补偿,以解决光储系统中光伏组件的PID问题。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该控制器还用于:在该直流母线的电压小于或等于第一预设值的情况下,控制该直流变换电路的开关管的发波模式为开环发波模式;其中,在该开关管处于该开环发波模式时,该第一开关两端的电压降低。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。从而避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该控制器还用于:在该第一开关两端的电压值小于或等于第二预设值时,控制该第一开关闭合,该第二预设值为该第一开关两端的安全关断电压值。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。从而避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该控制器还用于:在该开关管处于该开环发波模式的时长大于或等于预设时长时,控制该第一开关闭合。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。从而避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该控制器还用于:在该光伏组件的输出电压和/或输出电流大于该阈值的情况下,控制该第一开关闭合,并控制该电压补偿组件停止工作。根据上述技术方案,能够在夜间对光伏组件进行PID补偿,以解决光储系统中光伏组件的PID问题。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,在该开关管处于该开环发波模式时,该第一开关两端的电压随该开关管处于该开环发波模式的时长增大而降低,其中,该电压与该时长的关系满足一次函数。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该光储系统还包括第一二极管,该第一二级管并联连接于该第一开关的两端,其中,该第一二极管的正向电流的方向与该第一开关闭合时流经的电流的方向相反。根据上述技术方案,在第一开关的两端反向并联设置第一二极管,能够消除电路中过电压的影响。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该第一开关包括以下任意一种:继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFIT、绝缘栅双极晶体管IGBT。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该开关管包括以下任意一种:金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFIT、绝缘栅双极晶体管IGBT。
第二方面,提供了一种逆变器,包括:直流变换电路、直流母线、逆变电路和第一开关,该直流变换电路的正输入端用于连接光伏组件的正极,该直流变换电路的负输入端用于连接该光伏组件的负极,该直流变换电路的正输出端与该直流母线的正极相连接,该直流变换电路的负输出端与该直流母线的负极相连接,该直流母线的正极与该逆变电路的正输入端相连接,该直流母线的负极与该逆变电路的负输入端相连接,并且,该直流母线的正极用于连接储能装置的正极,该直流母线的负极用于连接该储能装置的负极,该直流变换电路的负输入端用于连接电压补偿组件的正极,该电压补偿组件的负极连接大地,该第一开关设置于该直流变换电路的负输入端与该直流母线的负极之间,用于控制该直流变换电路的负输入端与该直流母线的负极之间的通断;该逆变器还包括控制器,该控制器用于:在该光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制该第一开关断开,并控制该电压补偿组件工作,以使得该光伏组件的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。
根据上述技术方案,在光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制器控制第一开关断开,使得光伏组件的负极与直流母线的负极之间断开连接。并且,控制器控制电压补偿组件进行工作,以使得光伏组件的负极(PV-)对大地(PE)的电压抬高至零电压至正电压,以实现在夜间对光伏组件进行PID补偿。并且,在本申请实施例中,无需采用隔离型变压器,大大降低了成本,减小了器件数量和体积,同时还进一步提高了光储系统的发电效率。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该电压补偿组件包括电压补偿模块和第二开关,该电压补偿模块与该第二开关串联连接,该电压补偿模块输出正电压,该控制器具体用于:控制该第二开关闭合,以使得该电压补偿组件工作。根据上述技术方案,能够在夜间对光伏组件进行PID补偿,以解决光储系统中光伏组件的PID问题。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该控制器还用于:在该直流母线的电压小于或等于第一预设值的情况下,控制该直流变换电路的开关管的发波模式为开环发波模式;其中,在该开关管处于该开环发波模式时,该第一开关两端的电压降低。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。从而避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该控制器还用于:在该第一开关两端的电压值小于或等于第二预设值时,控制该第一开关闭合,该第二预设值为该第一开关两端的安全关断电压值。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。从而避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该控制器还用于:在该开关管处于该开环发波模式的时长大于或等于预设时长时,控制该第一开关闭合。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。从而避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该控制器还用于:在该光伏组件的输出电压和/或输出电流大于该阈值的情况下,控制该第一开关闭合,并控制该电压补偿组件停止工作。根据上述技术方案,能够在夜间对光伏组件进行PID补偿,以解决光储系统中光伏组件的PID问题。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,在该开关管处于该开环发波模式时,该第一开关两端的电压随该开关管处于该开环发波模式的时长增大而降低,其中,该电压与该时长的关系满足一次函数。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该逆变器还包括第一二极管,该第一二级管并联连接于该第一开关的两端,其中,该第一二极管的正向电流的方向与该第一开关闭合时流经的电流的方向相反。根据上述技术方案,在第一开关的两端反向并联设置第一二极管,能够消除电路中过电压的影响。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该第一开关包括以下任意一种:继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFIT、绝缘栅双极晶体管IGBT。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该开关管包括以下任意一种:金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFIT、绝缘栅双极晶体管IGBT。
第三方面,提供了一种控制方法,该方法包括:获得光伏组件的输出电压和/或输出电流;在该光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关断开,并控制电压补偿组件工作,以使得该光伏组件的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压,其中,该电压补偿组件的正极用于连接该光伏组件的负极,该电压补偿组件的负极连接大地,其中,该第一开关设置于该电压补偿组件和该直流变换电路的负输入端的连接点与直流母线的负极之间,用于控制该电压补偿组件与该直流母线的负极之间的通断,该直流母线的负极与该储能装置的负极相连接,该直流母线的正极与该储能装置的正极相连接。
根据上述技术方案,在光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制器控制第一开关断开,使得光伏组件的负极与直流母线的负极之间断开连接。并且,控制器控制电压补偿组件进行工作,以使得光伏组件的负极(PV-)对大地(PE)的电压抬高至零电压至正电压,以实现在夜间对光伏组件进行PID补偿。并且,在本申请实施例中,无需采用隔离型变压器,大大降低了成本,减小了器件数量和体积,同时还进一步提高了光储系统的发电效率。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该方法还包括:获得该直流母线的电压;在该直流母线的电压小于或等于第一预设值的情况下,控制该直流变换电路的开关管的发波模式为开环发波模式;其中,在该开关管处于该开环发波模式时,该第一开关两端的电压降低。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该方法还包括:获得该第一开关两端的电压值;在该第一开关两端的电压值小于或等于第二预设值时,控制该第一开关闭合,该第二预设值为该第一开关两端的安全关断电压值。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该方法还包括:在该开关管处于该开环发波模式的时长大于或等于预设时长时,控制该第一开关闭合。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该方法还包括:在该光伏组件的输出电压和/或输出电流大于该阈值的情况下,控制该第一开关闭合,并控制该电压补偿组件停止工作。根据上述技术方案,能够在夜间对光伏组件进行PID补偿,以解决光储系统中光伏组件的PID问题。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该第一开关两端的电压降低,包括:该第一开关两端的电压随该开关管处于该开环发波模式的时长增大而降低,其中,该电压与该时长的关系满足一次函数。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障、电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全闭合第一开关。避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,提高整机可靠性。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该第一开关包括以下任意一种:继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFIT、绝缘栅双极晶体管IGBT。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该开关管包括以下任意一种:金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFIT、绝缘栅双极晶体管IGBT。
附图说明
图1是本申请实施例提供的光储系统100的应用场景示意图。
图2为本申请又一实施例提供的一种光储系统100的示意性结构图。
图3为本申请又一实施例提供的光储系统100的示意性结构图。
图4为本申请又一实施例提供的光储系统100的示意性结构图。
图5为本申请实施例提供的一种直流变换电路121的示意性结构图。
图6为本申请实施例提供的一种直流变换电路121中的开关管Q1处于开环发波模式下的电流路径示意图。
图7为开关管Q1处于开环发波模式下,第一开关S1两端的电压值随时间变化的示意图。
图8为本申请实施例提供的一种控制方法800的示意性流程图。
图9为本申请又一实施例提供的一种控制方法800的示意性流程图。
图10为本申请又一实施例提供的一种控制方法800的示意性流程图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“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。
本申请实施例中采用诸如“第一”、“第二”的前缀词,仅仅为了区分不同的描述对象,对被描述对象的位置、顺序、优先级、数量或内容等没有限定作用。本申请实施例中对序数词等用于区分描述对象的前缀词的使用不对所描述对象构成限制,对所描述对象的陈述参见权利要求或实施例中上下文的描述,不应因为使用这种前缀词而构成多余的限制。此外,在本实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书中描述的参考“在一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
下面结合图1先对本申请实施例提供的光储系统的应用场景进行详细说明。
图1是本申请实施例提供的光储系统100的应用场景示意图。如图1所示,光储系统100应用场景中的装置包括:光伏组件110、光伏逆变器120以及储能装置130。可选地,光储系统100还可以包括:电网140和负载150。
具体而言,光伏组件110也可以称为光伏阵列,包括多个光伏组串。其中,光伏也称为photovoltaic,或简称为PV。组串也称为string。每个光伏组串包括多个串联的光伏板。光伏板用于将光能转化为电能。光伏板产生的电能为直流电。光伏组串两端的电压等于多个光伏板产生的电压之和。光伏组件110的输出功率可以表示光伏组件的单位时间输出的电能。
光伏逆变器120能够将来自光伏组件110的直流电转换为交流电,并将交流电输送至电网140或者负载150。或者,光伏逆变器120能够将来自光伏组件110的直流电输送至储能装置130,以便储能装置130充电。需要说明,直流电也称为direct current,或简称为DC;交流电也称为alternating current,或简称为AC,光伏逆变器120也可以称为DC-AC转换器或者逆变电路(DC-AC)。
可选地,光伏逆变器120中还可以包括稳压模块(图中未画出),稳压模块可以实现对发电模块输出的电压的稳压功能。示例性的,稳压模块可以是直流转直流变换器,或称为DC-DC变换器,或也可以称为直流变换电路(DC-DC)。作为示例,直流变换电路(DC-DC)可设置于光伏逆变器中的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)模块中。需要说明,直流变换电路(DC-DC)通常设置在光伏逆变器120中的逆变电路(DC-AC)之前,用于对光伏组件110输出的直流电进行稳压后输出至逆变电路。
继续参见图1,光储系统100中的储能装置130能够实现电能的储存与释放。譬如,储能装置130可以储存来自光伏组件110的直流电能,储能装置130也可以通过光伏逆变器120为电网140或者负载150供电。因此,储能装置130的应用场景较为广泛,包括但不限于:户用场景、行业绿电场景,以及智能光伏电站场景等。
由上述描述可知,光伏逆变器120是一种能够将直流电转变成交流电的转换器。具体地,光伏逆变器120可以包括两个直流端口(譬如,直流端口1与直流端口2)与交流端口,两个直流端口分别用于连接光伏组件110与储能装置130,例如,直流端口1用于连接光伏组件110,直流端口2用于连接储能装置130;交流端口可用于输出交流电,输出的交流电可以通过配电箱(图中未画出)完成电量分配,如分配给电网140和负载150。
光伏组件110可以通过直流端口为电网140馈电以及为负载150供电。储能装置130可以通过直流端口为负载150供电。电网140可以通过交流端口为负载150供电。换言之,光伏逆变器130是负载150与能源模块(可以包括光伏组件110、储能装置130以及电网140)之间的连接枢纽。
在光储系统的实际应用中,白天并网发电,光伏组件中的电路与其接地金属边框之间的高压,会造成光伏组件发电性能的持续衰减,该现象称为电势诱导衰减(potentialinduced degradation,PID)。然而,由于光储系统中储能装置的存在,在夜间,光储系统中的逆变器(或称为逆变电路)在储能装置的作用下持续并网运行。此时,光伏组件的负极(PV-)对大地(PE)持续为负电压,因此,现有的光储系统在夜间无法对光伏组件进行PID补偿。
当前,业内通过采用隔离型逆变器,例如高频变压器隔离方案和工频变压器隔离方案,以实现在夜间对光储系统中的光伏组件进行PID补偿。但是,上述方案所使用的隔离型逆变器的器件数量较多,体积较大,成本也更高,且由于有变压器存在,也会导致光伏系统的发电效率降低。
基于此,本申请旨在提供一种光储系统,能够在夜间对光伏组件进行PID补偿,以解决光储系统中光伏组件的PID问题,并且能够降低成本、进一步提高光储系统的发电效率。
图2为本申请又一实施例提供的一种光储系统100的示意性结构图。
如图2所示,该光储系统100包括:逆变器120、储能装置130和电压补偿组件160,其中,逆变器进一步包括直流变换电路121、逆变电路122以及直流母线。
具体的,直流变换电路121的正输入端用于连接光伏组件110的正极,直流变换电路121的负输入端用于连接光伏组件110的负极,光伏组件110用于将光能转换为直流电,需要说明,直流变换电路121的输入端(正输入端和负输入端)可以用于连接1个或多个光伏组件110,应理解,本申请实施例对此不作限制。并且,关于光伏组件110的具体描述可参考前文所述,这里不予赘述。
直流变换电路121的正输出端与直流母线的正极相连接,直流变换电路121的负输出端与直流母线的负极相连接,直流母线的正极与逆变电路122的正输入端和储能装置130的正极相连接,直流母线的负极与逆变电路122的负输入端和储能装置130的负极相连接。直流变换电路121用于对输入的直流电进行电压变换后输出,逆变电路122用于将输入的直流电转换为交流电输出。
可选地,直流变换电路121可以是Boost升压电路,示例性的,该直流变换电路121可以是MPPT电路,或者也可以是能够实现MPPT功能的电路。应理解,本申请对此不作限制。
需要说明,直流变换电路121等同于前文所述的稳压模块,逆变电路122等同于前文所述的DC-AC转换器,关于直流变换电路121、逆变电路122以及储能装置130的相关描述也可参考前文所述,这里不予赘述。
可选地,储能装置130可以包括电池模组,示例性的,电池模组也可以称为电池包。
可选地,储能装置130还可以包括直流-直流DC-DC变换电路,该DC-DC变换电路与电池模组实现电连接。
继续参见图2,电压补偿组件160的正极用于连接光伏组件110的负极(PV-),电压补偿组件160的负极连接大地(PE),电压补偿组件160用于在光伏组件110的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值时,对光伏组件进行PID补偿,以使得光伏组件110的负极对大地的电压抬高至零电压或正电压。
在本申请实施例中,该光储系统100还包括第一开关170,其中,第一开关170设置于电压补偿组件160和直流变换电路121的负输入端的连接点与直流母线的负极之间,用于控制电压补偿组件160与直流母线的负极之间的通断。
需要说明,第一开关170设置于电压补偿组件160和直流变换电路121的负输入端的连接点与直流母线的负极,可以有如下几种可能的示例。具体的,图3为本申请又一实施例提供的光储系统100的示意性结构图,如图3所示,第一开关170在光储系统100中的设置位置如下所示。
示例性的,该第一开关170可以设置于电压补偿组件160和直流变换电路121的负输入端的连接点与直流变换电路121的负输入端之间,如图2所示。
示例性的,该第一开关170可以设置于直流变换电路121的负输入端和直流变换电路121的负输出端之间,如图3的(a)所示。
示例性的,该第一开关170可以设置于直流变换电路121的负输出端和直流母线的负极之间,如图3的(b)所示。
应理解,上述第一开关170的位置仅为举例说明,本申请实施例对此不作限制。
进一步地,该光储系统100还可以包括控制器(图中未画出)。其中,控制器用于:在光伏组件110的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关170断开,并控制电压补偿组件160工作,以使得光伏组件110的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。
具体的,光伏组件110的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值,可以理解为,在夜间,光伏组件110不再将光能转换为直流电,光伏组件110输出的电流或电压低于或等于阈值。具体的,对于光储系统100而言,在夜间,储能装置130向逆变电路122提供能量,逆变电路122持续并网运行。控制器在光伏组件110的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关170断开,并控制电压补偿组件160工作。其中,控制电压补偿组件160工作,可以理解为控制电压补偿组件160输出正电压,从而能够使得在光伏组件110的负极(PV-)与逆变电路122的负输入端之间断开连接的同时,电压补偿组件160能够向光伏组件110的负极(PV-)输出正电压,以使得光伏组件110的负极(PV-)对大地(PE)的电压抬高至零电压或正电压,进而实现在夜间对光伏组件110进行PID补偿。
示例性的,在一种可能的实现方式中,控制器用于:在光伏组件110的输出电压小于或等于阈值的情况下,控制第一开关170断开。应理解,此时的阈值为电压阈值。
示例性的,在一种可能的实现方式中,控制器用于:在光伏组件110的输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关170断开。应理解,此时的阈值为电流阈值。
示例性的,在一种可能的实现方式中,控制器用于:在光伏组件110的输出电压和输出电流均小于或等于阈值的情况下,控制第一开关170断开。应理解,此时的阈值分别为电流阈值、电压阈值。即,输出电压和输出电流均小于或等于阈值,可以理解为,输出电压小于或等于电压阈值,且输出电流也小于或等于电流阈值。
图4为本申请又一实施例提供的一种光储系统100的示意性结构图。
可选地,在一种可能的实现方式中,电压补偿组件160为电压补偿模块161,具体的,如图4的(a)所示,控制器在光伏组件110的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关170断开,并控制电压补偿模块161工作,以使得光伏组件110的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。
其中,控制电压补偿模块161工作,可以理解为,控制电压补偿模块161输出正电压。
可选地,在一种可能的实现方式中,电压补偿组件160包括电压补偿模块161和第二开关162,如图4的(b)或图4的(c)所示。电压补偿模块161与第二开关162串联连接,即是说,电压补偿模块161的正极或负极连接有第二开关162,电压补偿模块161持续输出正电压。
具体的,控制器在光伏组件110的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关170断开,并控制第二开关162闭合,以使得电压补偿组件160工作,进而使得光伏组件110的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。
其中,控制电压补偿组件160工作,可以理解为,控制电压补偿组件160输出正电压。
可选地,在另一种可能的实现方式中,控制器还用于:在光伏组件110的输出电压和/或输出电流大于阈值的情况下,控制第一开关170闭合(导通)。
其中,光伏组件110的输出电压和/或输出电流大于阈值,可以理解为,在日间,光伏组件110将太阳能转换为直流电输出,此时,控制器控制第一开关170导通,光储系统100中的光伏组件110、逆变电路122等正常运作,此时,电压补偿组件160不向光伏组件110的负极(PV-)进行PID补偿。
可选地,在一种可能的实现方式中,控制器还用于:在光伏组件110的输出电压和/或输出电流大于阈值的情况下,控制第一开关170闭合(导通),并控制电压补偿组件160停止工作。
需要说明的是,电压补偿组件160停止工作,可以理解为电压补偿组件160停止输出正电压。具体的,可以是控制器在控制第一开关170导通的同时,控制电压补偿组件160停止工作。
示例性的,在电压补偿组件160为电压补偿模块161的情况下,控制第一开关170导通的同时,控制电压补偿模块161停止工作,即电压补偿模块161不再输出正电压。
示例性的,在电压补偿组件160包括电压补偿模块161和第二开关162的情况下,控制第一开关170导通的同时,控制电压补偿组件160停止工作,可以认为是,控制电压补偿组件160中的第二开关162断开。即是说,当控制第二开关162断开,此时,光伏组件110的负极(PV-)和电压补偿组件160之间的电连接断开,电压补偿组件160不再输出正电压,即电压补偿组件160停止工作。
还需说明,在本申请实施例中,也还可以是控制器在控制第一开关170导通的同时,人为控制电压补偿组件160停止工作。应理解,本申请实施例对此不作限制。
还需说明,控制器控制第一开关170的导通和控制器控制电压补偿组件160停止工作的执行顺序不分先后,应理解,上述内容仅为举例说明,本申请对此不作限制。
需要说明,前文所述的第一开关170可以是继电器,或者也可以是(metal oxidesemiconductor field effect transistor,MOSFIT)金属氧化物半导体场效应晶体管,或者也可以是绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT),应理解,本申请实施例对此不作限制。
可选地,在一种可能的实现方式中,光储系统100还包括第一二极管D1,第一二级管D1并联连接于第一开关170的两端,其中,第一二极管D1的正向电流的方向与第一开关170闭合时流经的电流的方向相反。
具体的,如图3的(b)所示,第一二极管D1的正向电流的方向与第一开关170闭合时流经的电流的方向相反,可以理解为,第一二极管D1反向并联设置于第一开关170的两端。应理解,设置上述第一二极管D1的作用是为了消除过电压的影响。例如,当光伏组件110输出电压时,先通过第一二极管D1消除第一开关170的两端的电压差,再闭合第一开关170。
需要注意的是,图3的(b)所示的第一开关170的位置仅为举例说明,由于第一二极管D1可以反向并联设置于第一开关170的两端,故第一二极管D1的位置也不限于图3的(b)中所示的位置。应理解,本申请实施例对此不作限制。
综上,根据上述技术方案,在光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制器控制第一开关断开,使得光伏组件的负极与直流母线的负极之间断开连接。并且,控制器控制电压补偿组件进行工作,以使得光伏组件的负极(PV-)对大地(PE)的电压抬高至零电压至正电压,以实现在夜间对光伏组件进行PID补偿。并且,在本申请实施例中,无需采用隔离型变压器,大大降低了成本,减小了器件数量和体积,同时还进一步提高了光储系统的发电效率。
然而,当光储系统中的储能装置下限关机(例如,储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障,电量下限,或者人为手动关闭储能开关)时,光储系统断电。为了保证日间光伏组件有输出电压或输出电流时,光储系统能够正常工作,需要在储能装置下限关机前,控制第一开关闭合。
可是,由于夜间光储系统持续并网工作,在控制第一开关断开的情况下,由于电压补偿组件将光伏组件的负极(PV-)对大地(PE)的电压抬升至零电压或正电压,而光储系统中直流母线的负极(BUS-)相对于大地为负电压。因此,第一开关两端存在较大的电压差。在这种情况下,控制器控制第一开关闭合,可能会导致第一开关触点损伤,接触阻抗增大,影响整机可靠性,严重时还会导致第一开关损坏。
为了避免第一开关出现上述问题,在本申请实施例中,控制器还用于,在直流母线的电压小于或等于第一预设值的情况下,控制直流变换电路121中的开关管Q1的发波模式为开环发波模式。其中,第一预设值为预先设置好的电压值。
应理解,直流母线的电压可以认为是逆变器中逆变电路122的输入母线电压,也可以认为是逆变器120中辅源的输入母线电压。其中,直流母线电压小于或等于第一预设值,可以理解为,光储系统100中的储能装置130下限关机,此时,储能装置130不向逆变器120提供能量。
需要注意的是,在控制器控制直流变换电路121中的开关管Q1处于开环发波模式时,第一开关170两端的电压降低。
下面结合图5至图6对直流变换电路121的结构以及直流变换电路中的开关管处于开环发波模式下的电流路径进行详细介绍。其中,图5为本申请实施例提供的一种直流变换电路121的示意性结构图,图6为本申请实施例提供的一种直流变换电路121中的开关管Q1处于开环发波模式下的电流路径示意图。
如图5所示,该直流变换电路121包括:正输入端、负输入端、电感L1、第一开关S1、第二二极管D2、开关管Q1和母线电容C1、正输出端(BUS+)以及负输出端(BUS-)。其中,正输入端和负输入端用于连接一个或多个光伏组件(图中未画出),正输出端(BUS+)和负输出端(BUS-)用于连接直流母线。母线电容C1的一端连接正输出端(BUS+),母线电容C1的另一端连接负输出端(BUS-)。
应理解,第一开关S1等同于前文所述第一开关170,为便于理解,在下文中,统一使用第一开关S1进行详细描述。
需要说明的是,开关管Q1可以是(metal oxide semiconductor field effecttransistor,MOSFIT)金属氧化物半导体场效应晶体管,或者也可以是绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT),应理解,本申请实施例对此不作限制
具体的,电感L1的一端与正输入端连接,电感L1的另一端与第二二极管D2的阳极相连接,第二二极管D2的阳极还连接开关管Q1的第一端,第二二极管D2的阴极连接正输出端(BUS+),开关管Q1的第二端与负输出端(BUS-)连接,且开关管Q1的第二端还连接第一开关S1一端,第一开关S1的另一端连接负输入端。
可选地,在开关管Q1为MOS管时,第一端为漏极,第二端为源极。也就是说,第二二极管D2的阳极还连接开关管Q1的漏极,开关管Q1的源极与负输出端(BUS-)连接,且开关管Q1的源极还连接第一开关S1的一端。
可选地,在开关管Q1为IGBT时,第一端为发射极,第二端为集电极。也就是说,第二二极管D2的阳极还连接开关管Q1的发射极,开关管Q1的集电极与负输出端(BUS-)连接,且开关管Q1的集电极还连接第一开关S1的一端。
可选地,该直流变换电路121还可以包括滤波电容C2,其中,滤波电容C2的一端连接正输入端,滤波电容C2的另一端连接负输入端。
可选地,该直流变换电路121还可以包括共模电感,其中,直流变换电路121的输入端口(正输入端和负输入端)连接共模电感的输入端口,共模电感的输出端口连接直流变换电路121的输出端口(正输出端和负输出端)。共模电感用于过滤交流电中的共模噪声。
可选地,该直流变换电路121还可以包括滤波电容C3,其中,滤波电容C3的一端连接正输入端,滤波电容C3的另一端连接负输入端。
需要说明,图5所示的直流变换电路121的具体结构仅为举例说明,应理解,本申请实施例对此不作限制。例如,第一开关S1的位置不限于图5中所示位置。
进一步地,当控制器控制开关管Q1处于开环发波模式时,直流变换电路121中的电流路径如图6所示。
参见图6的(a),当开关管Q1导通时,电流从Y电容C4流经光伏组件(或光伏组件中的等效二极管),电感L1,开关管Q1,Y电容C5,最终流向机壳形成回路。此时,通过如图6的(a)所示的电流走向,把Y电容C1和Y电容C5上的能量转移到电感L1上。
然而,当开关管Q1断开时,电感L1上的电流进行续流,电流路径如图6的(b)所示,第二二极管D2导通,电流流经母线电容C1。
这样,随着开关管Q1在开环发波模式下的持续导通和断开,能够将Y电容C4和Y电容C5上的能量释放掉,进而使得第一开关S1两端的电压不断下降。
图7为开关管Q1处于开环发波模式下,第一开关S1两端的电压值随时间(或时长)变化的示意图。首先需要说明的是,图7所示的波形具体包括:第一开关S1两端的电压变化波形(例如波形1、波形2和波形3)和开关管Q1的在开环发波模式下的驱动波形(例如波形4)。
从图7可以看出,当开关管Q1未处于开环发波模式时,即t0时刻之前,此时控制器未控制开关管Q1处于开环发波模式,可以看出,第一开关S1两端的电压下降较慢(波形1)。当开关管Q1处于开环发波模式时,即t0时刻之后,控制器控制开关管Q1处于开环发波模式,可以看出,在开环发波模式下,通过开关管Q1的持续导通和断开,第一开关S1两端的电压下降速度较快(波形2)。
示例性的,可以看出,第一开关两端的电压随开关管处于所述开环发波模式的时长(或时间)增大而降低,其中,电压与时长的关系满足一次函数。换句话说,第一开关两端的电压值随开关管处于开环发波模式的时长满足一次函数,且该一次函数是单调递减的。
可选地,在本申请实施例中,控制器还用于,在第一开关S1两端的电压值小于或等于第二预设值时,控制第一开关S1导通。其中,第二预设值为第一开关S1两端的安全关断电压值,可以理解为:第一开关S1能够安全导通的临界电压值。换句话说,当第一开关S1两端的电压小于或等于第二预设值时,第一开关S1导通时不会出现触点损伤、接触阻抗增大以及第一开关S1损坏等问题。
需要说明,第二预设值为提前设置好的阈值。
示例性的,如图7所示,以第二预设值为电压值V2为例进行说明。
可选地,在一种可能的实现方式中,在第一开关S1两端的电压值小于或等于电压值V2时,此时,控制器控制第一开关S1导通。
相反地,在第一开关S1两端的电压值大于电压值V2时,控制器控制第一开关S1保持断开,直到检测装置检测第一开关S1两端的电压值小于或等于电压值V2时,控制器再控制第一开关S1导通。
可选地,在一种可能的实现方式中,控制器还用于,在开关管处于开环发波模式的时长大于或等于预设时长时,控制第一开关S1导通。
应理解,预设时长为开关管处于开环发波模式时,第一开关S1两端的电压降低至第二预设值所需的时长。应理解,关于第二预设值的描述可参考前文所述,这里不予赘述。
具体的,控制器在开关管Q1处于开环发波模式时开始计时,例如,如图7所示,开关管Q1开始处于开环发波模式的时刻为t0时刻,此时控制器开始计时,在开关管Q1处于开环发波模式的时长大于或等于预设时长时,控制第一开关S1导通。
如图7所示,示例性的,以第二预设值为电压值V2为例,从图中可以看出,电压值V2对应的临界时刻为t1时刻,即,第一开关S1两端的电压降低至V2时对应的时刻为t1时刻,此时,假设预设时长为时间段(t1-t0)。
示例性的,在一种可能的实现方式中,控制器在开关管Q1开始处于开环发波模式时开始计时,随后,控制器在开关管Q1处于开环发波模式的时长等于预设时长时,控制第一开关S1导通。例如,控制器可以在计时达到预设时长(例如时间段(t1-t0)时),控制第一开关S1导通。
示例性的,在一种可能的实现方式中,控制器在开关管Q1开始处于开环发波模式时开始计时,随后,控制器在开关管Q1处于开环发波模式的时长大于预设时长时,控制第一开关S1导通。也就是说,控制器可以在计时达到预设时长(例如时间段(t1-t0))之后的任意一个时刻,控制第一开关S1导通。例如,如图7所示,控制器可以在t2时刻控制第一开关S1导通。其中,时间段(t2-t0)大于时间段(t1-t0)。
需要说明的是,前文所述开环发波模式仅为举例说明,本申请也可以适用于其他发波模式,例如,只要能够使得开关管Q1在该发波模式下,第一开关两端的电压能够降低至一定阈值(例如第二预设值)即可。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障,电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全导通第一开关S1。从而避免第一开关S1发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,并提高整机可靠性。
图8为本申请实施例提供的一种控制方法800的示意性流程图,如图8所示,该控制方法800具体包括步骤S810和步骤S820,下面对步骤S810和步骤S820进行详细介绍。需要说明的是,该控制方法可以应用于前文所述的光储系统,或者也可以应用于其他光伏发电场景,应理解,本申请实施例对此不作限制。
需要提前说明的是,下文所述的本申请实施例中的相关步骤可以是由光储系统执行,也可以具体由控制器执行对应步骤。
S810,获得光伏组件的输出电压和/或输出电流。
S820,在光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关断开,并控制电压补偿组件工作,以使得光伏组件的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。
具体的,光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值,可以理解为,在夜间,光伏组件不再将光能转换为直流电,光伏组件输出的电流或电压低于或等于阈值。具体的,对于光储系统而言,在夜间,储能装置向逆变电路提供能量,逆变电路持续并网运行。控制器在光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关断开,并控制电压补偿组件工作。
其中,控制电压补偿组件工作,可以理解为控制电压补偿组件160输出正电压,从而能够使得在光伏组件的负极(PV-)与逆变电路的负输入端之间断开连接的同时,电压补偿组件能够向光伏组件的负极(PV-)输出正电压,以使得光伏组件的负极(PV-)对大地(PE)的电压抬高至零电压或正电压,进而实现在夜间对光伏组件进行PID补偿。
示例性的,在一种可能的实现方式中,控制器获得光伏组件的输出电压,控制器在光伏组件的输出电压小于或等于阈值的情况下,控制第一开关断开。应理解,此时的阈值为电压阈值。
示例性的,在一种可能的实现方式中,控制器获得光伏组件的输出电流,控制器在光伏组件的输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关断开。应理解,此时的阈值为电流阈值。
示例性的,在一种可能的实现方式中,控制器获得光伏组件的输出电流和输出电压,控制器在光伏组件的输出电压和输出电流均小于或等于阈值的情况下,控制第一开关断开。
应理解,此时的阈值分别为电流阈值、电压阈值。即,输出电压和输出电流均小于或等于阈值,可以理解为,输出电压小于或等于电压阈值,且输出电流也小于或等于电流阈值。
可选地,在一种可能的实现方式中,电压补偿组件为电压补偿模块,具体的,如图4的(a)所示,控制器在光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关断开,并控制电压补偿模块工作,以使得光伏组件的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。
其中,控制电压补偿模块工作,可以理解为,控制电压补偿模块输出正电压。
可选地,在一种可能的实现方式中,电压补偿组件包括电压补偿模块和第二开关,如图4的(b)所示。电压补偿模块与第二开关串联连接,即是说,电压补偿模块的正极连接有第二开关,电压补偿模块持续输出正电压。
具体的,控制器在光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关断开,并控制第二开关闭合,以使得电压补偿组件工作,进而使得光伏组件的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。
其中,控制电压补偿组件工作,可以理解为,控制电压补偿组件输出正电压。
可选地,在另一种可能的实现方式中,控制器在光伏组件的输出电压和/或输出电流大于阈值的情况下,控制第一开关导通。
其中,光伏组件的输出电压和/或输出电流大于阈值,可以理解为,在日间,光伏组件将太阳能转换为直流电输出,此时,控制器控制第一开关导通,光储系统中的光伏组件、逆变电路等正常运作,此时,电压补偿组件不向光伏组件的负极(PV-)进行PID补偿。
需要说明的是,电压补偿组件停止工作,可以理解为电压补偿组件停止输出正电压。具体的,可以是控制器在控制第一开关导通的同时,控制电压补偿组件停止工作。
示例性的,在电压补偿组件为电压补偿模块的情况下,控制第一开关导通的同时,控制电压补偿模块停止工作,即电压补偿模块不再输出正电压。
示例性的,在电压补偿组件包括电压补偿模块和第二开关的情况下,控制第一开关导通的同时,控制电压补偿组件停止工作,可以认为是,控制电压补偿组件中的第二开关断开。即是说,当控制第二开关断开,此时,光伏组件的负极(PV-)和电压补偿组件之间的电连接断开,电压补偿组件不再输出正电压,即电压补偿组件停止工作。
还需说明,控制器控制第一开关的导通和控制器控制电压补偿组件停止工作的执行顺序不分先后,应理解,上述内容仅为举例说明,本申请对此不作限制。
需要说明,前文所述的第一开关可以是继电器,或者也可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFIT),或者也可以是绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT),应理解,本申请实施例对此不作限制。
综上,根据上述技术方案,在光伏组件的输出电压和/或输出电流小于阈值的情况下,控制器控制第一开关断开,使得光伏组件的负极与直流母线的负极之间断开连接。并且,控制器控制电压补偿组件进行工作,以使得光伏组件的负极(PV-)对大地(PE)的电压抬高至零电压至正电压,以实现在夜间对光伏组件进行PID补偿。并且,在本申请实施例中,无需采用隔离型变压器,大大降低了成本,减小了器件数量和体积,同时还进一步提高了光储系统的发电效率。
然而,当光储系统中的储能装置下限关机(例如,储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障,电量下限,或者人为手动关闭储能开关)时,光储系统断电。为了保证日间光伏组件有输出电压或输出电流时,光储系统能够正常工作,需要在储能装置下限关机前,控制第一开关闭合。
可是,由于夜间光储系统持续并网工作,在控制第一开关断开的情况下,由于电压补偿组件将光伏组件的负极(PV-)对大地(PE)的电压抬升至零电压或正电压,而光储系统中直流母线的负极(BUS-)相对于大地为负电压。因此,第一开关两端存在较大的电压差。在这种情况下,控制器控制第一开关闭合,可能会导致第一开关触点损伤,接触阻抗增大,影响整机可靠性,严重时还会导致第一开关损坏。
基于此,本申请又一实施例提供了一种控制方法,能够避免第一开关出现上述问题。如图9所示,图9为本申请又一实施例提供的一种控制方法800的示意性流程图,该方法还可以包括:
步骤S831,获得直流母线的电压。
步骤S841,在直流母线的电压小于或等于第一预设值的情况下,控制直流变换电路中的开关管的发波模式为开环发波模式。其中,第一预设值为预先设置好的电压值。
应理解,直流母线的电压可以认为是逆变器中逆变电路的输入母线电压,也可以认为是逆变器中辅源的输入母线电压。其中,直流母线电压小于或等于第一预设值,可以理解为,光储系统中的储能装置下限关机,此时,储能装置不向逆变器提供能量。
需要注意的是,在控制器控制直流变换电路中的开关管处于开环发波模式时,第一开关两端的电压降低。
应理解,关于开关管Q1在开环发波模式下,第一开关两端的电压持续下降的相关描述可参考前文图6至图7的相关描述,为了简便,这里不予赘述。
步骤S851,获得第一开关两端的电压值。
步骤S861,在第一开关两端的电压值小于或等于第二预设值时,控制第一开关闭合。
其中,第二预设值为第一开关两端的安全关断电压值,可以理解为:第一开关能够安全导通的临界电压值,即是说,当第一开关两端的电压小于或等于第二预设值时,第一开关导通时不会出现触点损伤、接触阻抗增大以及第一开关损坏等问题。
需要说明,第二预设值为提前设置好的阈值。
示例性的,如图7所示,以第二预设值为电压值V2为例进行说明。
可选地,在一种可能的实现方式中,在第一开关两端的电压值小于或等于电压值V2时,此时,控制器控制第一开关导通。
相反地,在第一开关两端的电压值大于电压值V2时,控制器控制第一开关保持断开,直到检测装置检测第一开关两端的电压值小于或等于电压值V2时,控制器再控制第一开关导通。
可选地,在一种可能的实现方式中,图10为本申请又一实施例提供的一种控制方法800的示意性流程图,如图10所示,步骤S851和步骤S861可以替代为步骤S852。即是说,在执行步骤S841之后,执行S852。
步骤S852,在开关管处于开环发波模式的时长大于或等于预设时长时,控制器控制第一开关导通。
应理解,预设时长为预先设置好的时长。需要说明,预设时长为开关管处于开环发波模式时,第一开关两端的电压降低至第二预设值所需的时长。应理解,关于第二预设值的描述可参考前文所述,这里不予赘述。
具体的,控制器在开关管Q1处于开环发波模式时开始计时,例如,如图7所示,开关管Q1开始处于开环发波模式的时刻为t0时刻,此时控制器开始计时,在开关管Q1处于开环发波模式的时长大于或等于预设时长时,控制第一开关导通。
如图7所示,示例性的,以第二预设值为电压值V2为例,从图7中可以看出,电压值V2对应的临界时刻为t1时刻,即,第一开关两端的电压降低至V2时对应的时刻为t1时刻,此时,假设预设时长为时间段(t1-t0)。
示例性的,在一种可能的实现方式中,控制器在开关管Q1开始处于开环发波模式时开始计时,随后,控制器在开关管Q1处于开环发波模式的时长等于预设时长时,控制第一开关导通。例如,控制器可以在计时达到预设时长(例如时间段(t1-t0)时),控制第一开关导通。
示例性的,在一种可能的实现方式中,控制器在开关管Q1开始处于开环发波模式时开始计时,随后,控制器在开关管Q1处于开环发波模式的时长大于预设时长时,控制第一开关导通。也就是说,控制器可以在计时达到预设时长(例如时间段(t1-t0))之后的任意一个时刻,控制第一开关导通。例如,如图7所示,控制器可以在t2时刻控制第一开关导通。其中,时间段(t2-t0)大于时间段(t1-t0)。
根据上述技术方案,当光储系统中的储能装置下限关机(例如储能装置中的电池SOC下限关机,储能装置故障,电量下限或者人为手动关闭储能开关)时,能够在光储系统下限关机前,安全导通第一开关。从而避免第一开关发生触点损伤,接触阻抗增大以及损坏的情况,并提高整机可靠性。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、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。
所述功能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,包括若干指令用以使得一台计算机设备(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(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,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,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (22)
1.一种光储系统,其特征在于,包括:逆变器、储能装置和电压补偿组件,所述逆变器包括直流变换电路、直流母线、逆变电路和第一开关,
所述直流变换电路的正输入端用于连接光伏组件的正极,所述直流变换电路的负输入端用于连接所述光伏组件的负极,
所述直流变换电路的正输出端与所述直流母线的正极相连接,所述直流变换电路的负输出端与所述直流母线的负极相连接,所述直流母线的正极与所述逆变电路的正输入端和所述储能装置的正极相连接,所述直流母线的负极与所述逆变电路的负输入端和所述储能装置的负极相连接,
所述电压补偿组件的正极用于连接所述光伏组件的负极,所述电压补偿组件的负极连接大地,所述第一开关设置于所述电压补偿组件和所述直流变换电路的负输入端的连接点与所述直流母线的负极之间,用于控制所述电压补偿组件与所述直流母线的负极之间的通断;
所述光储系统还包括控制器,所述控制器用于:
在所述光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制所述第一开关断开,并控制所述电压补偿组件工作,以使得所述光伏组件的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。
2.根据权利要求1所述的光储系统,其特征在于,所述电压补偿组件包括电压补偿模块和第二开关,所述电压补偿模块与所述第二开关串联连接,所述电压补偿模块输出正电压,
所述控制器具体用于:
控制所述第二开关闭合,以使得所述电压补偿组件工作。
3.根据权利要求1或2所述的光储系统,其特征在于,所述控制器还用于:
在所述直流母线的电压小于或等于第一预设值的情况下,控制所述直流变换电路的开关管的发波模式为开环发波模式;
其中,在所述开关管处于所述开环发波模式时,所述第一开关两端的电压降低。
4.根据权利要求3所述的光储系统,其特征在于,所述控制器还用于:
在所述第一开关两端的电压值小于或等于第二预设值时,控制所述第一开关闭合,所述第二预设值为所述第一开关两端的安全关断电压值。
5.根据权利要求3所述的光储系统,其特征在于,所述控制器还用于:
在所述开关管处于所述开环发波模式的时长大于或等于预设时长时,控制所述第一开关闭合。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光储系统,其特征在于,所述控制器还用于:
在所述光伏组件的输出电压和/或输出电流大于所述阈值的情况下,控制所述第一开关闭合,并控制所述电压补偿组件停止工作。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的光储系统,其特征在于,
在所述开关管处于所述开环发波模式时,所述第一开关两端的电压随所述开关管处于所述开环发波模式的时长增大而降低,其中,所述电压与所述时长的关系满足一次函数。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光储系统,其特征在于,所述光储系统还包括第一二极管,
所述第一二级管并联连接于所述第一开关的两端,其中,所述第一二极管的正向电流的方向与所述第一开关闭合时流经的电流的方向相反。
9.一种逆变器,其特征在于,包括:直流变换电路、直流母线、逆变电路和第一开关,
所述直流变换电路的正输入端用于连接光伏组件的正极,所述直流变换电路的负输入端用于连接所述光伏组件的负极,
所述直流变换电路的正输出端与所述直流母线的正极相连接,所述直流变换电路的负输出端与所述直流母线的负极相连接,所述直流母线的正极与所述逆变电路的正输入端相连接,所述直流母线的负极与所述逆变电路的负输入端相连接,并且,所述直流母线的正极用于连接储能装置的正极,所述直流母线的负极用于连接所述储能装置的负极,
所述直流变换电路的负输入端用于连接电压补偿组件的正极,所述电压补偿组件的负极连接大地,所述第一开关设置于所述直流变换电路的负输入端与所述直流母线的负极之间,用于控制所述直流变换电路的负输入端与所述直流母线的负极之间的通断;
所述逆变器还包括控制器,所述控制器用于:
在所述光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制所述第一开关断开,并控制所述电压补偿组件工作,以使得所述光伏组件的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压。
10.根据权利要求9所述的逆变器,其特征在于,所述电压补偿组件包括电压补偿模块和第二开关,所述电压补偿模块与所述第二开关串联连接,所述电压补偿模块输出正电压,
所述控制器具体用于:
控制所述第二开关闭合,以使得所述电压补偿组件工作。
11.根据权利要求9或10所述的逆变器,其特征在于,所述控制器还用于:
在所述直流母线的电压小于或等于第一预设值的情况下,控制所述直流变换电路的开关管的发波模式为开环发波模式;
其中,在所述开关管处于所述开环发波模式时,所述第一开关两端的电压降低。
12.根据权利要求11所述的逆变器,其特征在于,所述控制器还用于:
在所述第一开关两端的电压值小于或等于第二预设值时,控制所述第一开关闭合,所述第二预设值为所述第一开关两端的安全关断电压值。
13.根据权利要求11所述的逆变器,其特征在于,所述控制器还用于:
在所述开关管处于所述开环发波模式的时长大于或等于预设时长时,控制所述第一开关闭合。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的逆变器,其特征在于,所述控制器还用于:
在所述光伏组件的输出电压和/或输出电流大于所述阈值的情况下,控制所述第一开关闭合,并控制所述电压补偿组件停止工作。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的逆变器,其特征在于,
在所述开关管处于所述开环发波模式时,所述第一开关两端的电压随所述开关管处于所述开环发波模式的时长增大而降低,其中,所述电压与所述时长的关系满足一次函数。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的逆变器,其特征在于,所述逆变器还包括第一二极管,
所述第一二级管并联连接于所述第一开关的两端,其中,所述第一二极管的正向电流的方向与所述第一开关闭合时流经的电流的方向相反。
17.一种控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获得光伏组件的输出电压和/或输出电流;
在所述光伏组件的输出电压和/或输出电流小于或等于阈值的情况下,控制第一开关断开,并控制电压补偿组件工作,以使得所述光伏组件的负极对大地的电压抬升至零电压或正电压,其中,所述电压补偿组件的正极用于连接所述光伏组件的负极,所述电压补偿组件的负极连接大地,
其中,所述第一开关设置于所述电压补偿组件和所述直流变换电路的负输入端的连接点与直流母线的负极之间,用于控制所述电压补偿组件与所述直流母线的负极之间的通断,所述直流母线的负极与所述储能装置的负极相连接,所述直流母线的正极与所述储能装置的正极相连接。
18.根据权利要求17所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
获得所述直流母线的电压;
在所述直流母线的电压小于或等于第一预设值的情况下,控制所述直流变换电路的开关管的发波模式为开环发波模式;
其中,在所述开关管处于所述开环发波模式时,所述第一开关两端的电压降低。
19.根据权利要求18所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
获得所述第一开关两端的电压值;
在所述第一开关两端的电压值小于或等于第二预设值时,控制所述第一开关闭合,所述第二预设值为所述第一开关两端的安全关断电压值。
20.根据权利要求18所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述开关管处于所述开环发波模式的时长大于或等于预设时长时,控制所述第一开关闭合。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述光伏组件的输出电压和/或输出电流大于所述阈值的情况下,控制所述第一开关闭合,并控制所述电压补偿组件停止工作。
22.根据权利要求18至20中任一项所述的控制方法,其特征在于,所述第一开关两端的电压降低,包括:
所述第一开关两端的电压随所述开关管处于所述开环发波模式的时长增大而降低,其中,所述电压与所述时长的关系满足一次函数。
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