储能变流器的补偿控制方法、装置及终端设备与流程

本发明属于储能变流器技术领域，尤其涉及一种储能变流器的补偿控制方法、装置及终端设备。

背景技术：

储能变流器可以实现直流电与交流电的转化，通常将储能变流器安装于电池模块与电网之间。为了将储能变流器输出的交流电与电网进行匹配，需要在储能变流器与电网之间设置变压器。

由于实际应用的变压器不是理想变压器，变压器的设置会不可避免的引入不可控偏差，给储能变流器系统带来扰动，影响输出至电网的交流电质量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种储能变流器的补偿控制方法、装置及终端设备，以解决现有技术中变压器影响储能变流器输出质量的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种储能变流器的补偿控制方法，包括：

分别断开电池模块和储能变流器之间的直流主接触器、及所述储能变流器与变压器之间的交流主接触器；并吸合所述变压器与电网之间的并离网接触器；

获取第一采样点对应的第一电压采样信号和第二采样点对应的第二电压采样信号；所述第一采样点位于所述交流主接触器与所述变压器之间，所述第二采样点位于所述变压器与所述并离网接触器之间；

根据所述第一电压采样信号和所述第二电压采样信号计算第一变压器补偿系数；

根据所述第一变压器补偿系数调整所述储能变流器的输出信号。

本发明实施例的第二方面提供了一种储能变流器的补偿控制装置，包括：

第一接触器控制模块，用于分别断开电池模块和储能变流器之间的直流主接触器、及所述储能变流器与变压器之间的交流主接触器；并吸合所述变压器与电网之间的并离网接触器；

第一采样模块，用于获取第一采样点对应的第一电压采样信号和第二采样点对应的第二电压采样信号；所述第一采样点位于所述交流主接触器与所述变压器之间，所述第二采样点位于所述变压器与所述并离网接触器之间；

第一补偿系数计算模块，用于根据所述第一电压采样信号和所述第二电压采样信号计算第一变压器补偿系数；

第一调整模块，用于根据所述第一变压器补偿系数调整所述储能变流器的输出信号。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提供了一种储能变流器的补偿控制方法、装置及终端设备，该方法包括：分别断开电池模块和储能变流器之间的直流主接触器、及储能变流器与变压器之间的交流主接触器；并吸合变压器与电网之间的并离网接触器；获取第一采样点对应的第一电压采样信号和第二采样点对应的第二电压采样信号；第一采样点位于交流主接触器与变压器之间，第二采样点位于变压器与并离网接触器之间；根据第一电压采样信号和第二电压采样信号计算第一变压器补偿系数；根据第一变压器补偿系数调整储能变流器的输出信号。本发明实施例提供的储能变流器的补偿控制方法可以依据变压器两端的电压采样信号调整储能变流器的输出信号，从而补偿变压器带来的不可控误差，降低变压器产生的扰动影响，进而提高储能变流器输出交流电的质量和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的储能变流器系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的储能变流器的补偿控制方法的实现流程示意图；

图3是本发明实施例提供的储能变流器的补偿控制装置的示例图；

图4是本发明实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的储能变流器系统的结构，参见图1，储能变流器系统包括储能变流器pcs、电池模块bms、变压器t、直流主接触器km1、交流主接触器km2以及并离网接触器km3。储能变流器pcs包括控制器dsp和逆变器dc-ac。储能变流器pcs的直流端通过直流主接触器km1连接电池模块bms，储能变流器pcs的交流端通过交流主接触器km2连接变压器t的一次侧，变压器t的二次侧通过并离网接触器km3连接至电网。第一采样点x位于交流主接触器km2与变压器t的一次侧之间，第二采样点y位于变压器t的二次侧与并离网接触器km3之间，第三采样点z位于并离网接触器km3与电网之间。

本实施例提供的储能变流器的补偿控制方法的执行主体为储能变流器pcs中的控制器dsp。

图2示出了本发明实施例提供的储能变流器的补偿控制方法实现流程，参见图2，本发明实施例提供的储能变流器的补偿控制方法，包括：

s101：分别断开电池模块bms和储能变流器pcs之间的直流主接触器km1、及所述储能变流器与变压器t之间的交流主接触器km2；并吸合所述变压器t与电网之间的并离网接触器km3。

具体的，为了保证不将未经补偿的交流电输出至电网，需要首先确认直流主接触器km1和交流主接触器km2均断开，再吸合并离网接触器km3。

s102：获取第一采样点对应的第一电压采样信号和第二采样点对应的第二电压采样信号；所述第一采样点位于所述交流主接触器km2与所述变压器t之间，所述第二采样点位于所述变压器t与所述并离网接触器km3之间；

在本实施例中，若变压器t的二次侧为高压，则需要在第二采样点设置第一电压互感器pt1。控制器dsp获取第一电压互感器pt1二次侧的电压采样信号作为第二初始电压采样信号，再将第二初始电压采样信号转换为第二采样点对应的第二电压采样信号。

具体的，第二电压采样信号的幅值计算公式为：u2＝apt1*u2′；

其中u2为第二电压采样信号的幅值，apt1为第一电压互感器pt1的变比，u2′为第二初始电压采样信号的幅值。

s103：根据所述第一电压采样信号和所述第二电压采样信号计算第一变压器补偿系数；

在本实施例中，第一电压采样信号和第二电压采样信号为变压器t两侧的采样信号。第一电压采样信号和第二电压采样信号可以直接体现电压经过变压器t变压处理后的变化，为补偿变压器t引入的误差提供依据。

在本发明的一个实施例中，所述第一变压器补偿系数包括幅值补偿系数，s103包括：

根据所述第一电压采样信号的幅值、所述第二电压采样信号的幅值以及幅值补偿系数计算公式计算所述幅值补偿系数；

所述幅值补偿系数计算公式为：

其中，atr为所述幅值补偿系数，at为所述变压器t的声明变比，u2为所述第二电压采样信号的幅值，u1为所述第一电压采样信号的幅值。

在本实施例中，第二电压采样信号的幅值与第一电压采样信号的幅值之比即为变压器t的实际变比。由于变压器t不是理想变压器t，所以变压器t的实际变比与声明变比不可能完全相等。变压器t的实际变比与变压器t的声明变比的比值即为幅值补偿系数。

在本发明的一个实施例中，所述第一变压器补偿系数包括相位补偿值，s103包括：

根据所述第一电压采样信号的相位、所述第二电压采样信号的相位以及相位补偿值计算公式计算所述相位补偿值；

所述相位补偿值计算公式为：θxy＝θ2-θ1；

其中，θxy为所述相位补偿值，θ2为所述第二电压采样信号的相位，θ1为所述第一电压采样信号的相位。

在本实施例中，以第一采样点x对应的第一电压采样信号的相位为标准，计算第一采样点x对应的第一电压采样信号与第二采样点y对应的第二电压采样信号之间的相位差θxy，并将相位差θxy作为相位补偿值。

s104：根据所述第一变压器补偿系数调整所述储能变流器的输出信号。

本发明实施例提供的储能变流器的补偿控制方法可以依据变压器t两端的电压采样信号调整储能变流器的输出信号，从而减小变压器t带来的变比误差和相位误差，降低变压器t产生的扰动影响，进而提高储能变流器系统输出交流电的质量和稳定性。

在本发明的一个实施例中，在s104之后，所述方法还包括：

s105：断开所述并离网接触器km3，吸合所述直流主接触器km1和所述交流主接触器km2，储能变流器正常逆变；

s106：获取第三采样点对应的第三电压采样信号和所述第二采样点对应的第四电压采样信号；所述第三采样点位于所述并离网接触器km3与电网之间；所述第四电压采样信号为根据所述第一变压器补偿系数调整所述储能变流器的输出信号之后，第二采样点对应的电压采样信号。

具体的，在经过上述第一变压器补偿系数补偿、储能变流器正常逆变且储能变流器系统的输出信号稳定后，获取第三电压采样信号和第四电压采样信号。

在本实施例中，若变压器t的二次侧为高压，则需要在第二采样点设置第一电压互感器pt1，在第三采样点设置第二电压互感器pt2。控制器dsp获取当前时刻的第二电压互感器pt2二次侧的电压采样信号作为第三初始电压采样信号，获取当前时刻的第一电压互感器pt1二次侧的电压采样信号作为第四初始电压采样信号，再将第三初始电压采样信号转换为第三采样点对应的第三电压采样信号，将第四初始电压采样信号转换为第二采样点对应的第四电压采样信号。

具体的，第三电压采样信号的幅值计算公式为：u3＝apt2*u3′；

其中u3为第二电压采样信号的幅值，apt2为第二电压互感器pt2的变比，u3′为第三初始电压采样信号的幅值。

具体的，第四电压采样信号的幅值计算公式为：u4＝apt1*u4′；

其中u4为第二电压采样信号的幅值，apt1为第一电压互感器pt1的变比，u4′为第二初始电压采样信号的幅值。

s107：根据所述第三电压采样信号、所述第四电压采样信号以及所述第一变压器补偿系数计算第二变压器补偿系数；

在本发明的一个实施例中，所述第二变压器补偿系数包括目标幅值补偿系数，所述第一变压器补偿系数包括幅值补偿系数；

s107包括：

根据第三电压采样信号的幅值、所述第四电压采样信号的幅值以及微调幅值补偿系数计算公式计算微调幅值补偿系数；

将所述微调幅值补偿系数与所述幅值补偿系数相乘，得到所述目标幅值补偿系数；

所述微调幅值补偿系数计算公式为：

其中，ayz为所述幅值微调补偿系数，u3为第三电压采样信号的幅值，u4为所述第四电压采样信号的幅值。

在本实施例中，记目标幅值补偿系数为atc，则atc＝atr*ayz。

在本发明的一个实施例中，所述第二变压器补偿系数包括目标相位补偿值，所述第一变压器补偿系数包括相位补偿值；

s107包括：

根据所述第三电压采样信号的相位、所述第四电压采样信号的相位以及微调相位补偿值计算公式计算微调相位补偿值；

将所述微调相位补偿值与所述相位补偿值相加，得到目标相位补偿值；

所述微调相位补偿值计算公式为：θyz＝θ3-θ4；

其中，θyz为所述微调相位补偿值，θ3为所述第三采样信号的相位，θ4为所述第四电压采样信号的相位。

在本实施例中，以第二采样点y对应的第四电压采样信号的相位为标准，计算第二采样点y对应的第四采样信号与第三采样点z对应的第三采样信号之间的相位差θyz，并将相位差θyz作为微调相位补偿值。

将所述微调相位补偿值与所述相位补偿值相加，得到所述目标相位补偿值。

具体的，记目标相位补偿值为θtc，则θtc＝θxy+θyz。

s108：根据所述第二变压器补偿系数调整所述储能变流器的输出信号。

可选的，在s108之后，所述方法还包括：

获取第二采样点对应的电压采样信号和第三采样点对应的电压采样信号，并计算第二采样点对应的电压采样信号与第三采样点对应的电压采样信号的偏差。若该偏差不满足预设的偏差判断条件，则重新执行s107-s108，直至该偏差满足预设的偏差判断条件或执行s107-s108的次数达到预设的次数限值。

具体的，偏差包括第二采样点对应的电压采样信号和第三采样点对应的电压采样信号的幅值比值和相位差，偏差判断条件包括幅值比值小于预设的比值阈值且相位差小于预设的相位差阈值。从上述实施例可知，本实施例通过采集第二采样点和第三采样点的电压采样信号，能够根据第二采样点和第三采样点的电压采样信号对储能变流器进行进一步补偿，从而在减小变压器误差对储能变流器输出影响的基础上消除采样电路为储能变流器系统带来的干扰，进一步提高储能变流器的输出信号与电网的一致性，保证储能变流器系统输出的交流电的质量和稳定性。

在本实施例中，计算得到第二变压器补偿系数后，存储第二变压器补偿系数，并持续应用第二变压器补偿系数补偿储能变流器系统。

进一步的，由于变压器t在长时间工作后或重新启动后，自身的工作状态会出现一定程度的变化，因此，在储能变流器系统运行时间达到预设的时限或重新启动后，重新执行s101-s108，从而计算当前时刻对应第二变压器补偿系数，保证储能变流器系统运行的稳定性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

参见图3，本发明实施例提供了一种储能变流器的补偿控制装置10，包括：

第一接触器控制模块110，用于分别断开电池模块bms和储能变流器之间的直流主接触器、及所述储能变流器与变压器之间的交流主接触器；并吸合所述变压器与电网之间的并离网接触器；

第一采样模块120，用于获取第一采样点对应的第一电压采样信号和第二采样点对应的第二电压采样信号；所述第一采样点位于所述交流主接触器与所述变压器之间，所述第二采样点位于所述变压器与所述并离网接触器之间；

第一补偿系数计算模块130，用于根据所述第一电压采样信号和所述第二电压采样信号计算第一变压器补偿系数；

第一调整模块140，用于根据所述第一变压器补偿系数调整所述储能变流器的输出信号。

本发明实施例提供的储能变流器的补偿控制装置可以依据变压器两端的电压采样信号调整储能变流器的输出信号，从而补偿变压器带来的不可控误差，降低变压器产生的扰动影响，进而提高储能变流器系统输出交流电的质量和稳定性。

在本发明的一个实施例中，所述第一变压器补偿系数包括幅值补偿系数；

所述第一补偿系数计算模块130包括幅值补偿系数计算单元，用于：

根据所述第一电压采样信号的幅值、所述第二电压采样信号的幅值以及幅值补偿系数计算公式计算所述幅值补偿系数；

所述幅值补偿系数计算公式为：

其中，atr为所述幅值补偿系数，at为所述变压器的声明变比，u2为所述第二电压采样信号的幅值，u1为所述第一电压采样信号的幅值。

在本实施例中，所述第一变压器补偿系数包括相位补偿值；

所述第一补偿系数计算模块130包括相位补偿值计算单元，用于：

根据所述第一电压采样信号的相位、所述第二电压采样信号的相位以及相位补偿值计算公式计算所述相位补偿值；

所述相位补偿值计算公式为：θxy＝θ2-θ1；

其中，θxy为所述相位补偿值，θ2为所述第二电压采样信号的相位，θ1为所述第一电压采样信号的相位。

在本实施例中，储能变流器的补偿控制装置还包括：

第二接触器控制模块，用于断开所述并离网接触器，吸合所述直流主接触器和所述交流主接触器；

第二采样模块，用于获取第三采样点对应的第三电压采样信号和所述第二采样点对应的第四电压采样信号；所述第三采样点位于所述并离网接触器与电网之间；所述第四电压采样信号为根据所述第一变压器补偿系数调整所述储能变流器的输出信号之后，第二采样点对应的电压采样信号；

目标补偿系数计算模块，用于根据所述第三电压采样信号、所述第四电压采样信号以及所述第一变压器补偿系数计算第二变压器补偿系数；

第二调整模块，用于根据所述第二变压器补偿系数调整所述储能变流器的输出信号。

在本实施例中，所述第二变压器补偿系数包括目标幅值补偿系数，所述第一变压器补偿系数包括幅值补偿系数，目标补偿系数计算模块包括：

目标幅值补偿系数计算单元，用于根据第三电压采样信号的幅值、所述第四电压采样信号的幅值以及微调幅值补偿系数计算公式计算微调幅值补偿系数；

将所述微调幅值补偿系数与所述幅值补偿系数相乘，得到所述目标幅值补偿系数；

所述微调幅值补偿系数计算公式为：

其中，ayz为所述幅值微调补偿系数，u3为第三电压采样信号的幅值，u4为所述第四电压采样信号的幅值。

在本实施例中，所述第二变压器补偿系数包括目标相位补偿值，所述第一变压器补偿系数包括相位补偿值，目标补偿系数计算模块包括：

目标相位补偿值计算单元，用于根据所述第三电压采样信号的相位、所述第四电压采样信号的相位以及微调相位补偿值计算公式计算微调相位补偿值；

将所述微调相位补偿值与所述相位补偿值相加，得到目标相位补偿值；

所述微调相位补偿值计算公式为：θyz＝θ3-θ4；

其中，θyz为所述微调相位补偿值，θ3为所述第三采样信号的相位，θ4为所述第四电压采样信号的相位。

本发明实施例提供的储能变流器的补偿控制装置可以消除采样电路为储能变流器系统带来的干扰，进一步提高储能变流器的输出信号与电网的一致性，保证储能变流器系统输出的交流电的质量和稳定性。

图4是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图4所示，该实施例的/终端设备4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个储能变流器的补偿控制方法实施例中的步骤，例如图2所示的s101至s104。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块110至140的功能。

示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述终端设备4中的执行过程。例如，所述计算机程序42可以被分割成第一接触器控制模块、第一采样模块、补偿系数计算模块以及第一调整模块(虚拟装置中的模块)。

所述终端设备4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端设备4的示例，并不构成对终端设备4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器40可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，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。

所述存储器41可以是所述终端设备4的内部存储单元，例如终端设备4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述终端设备4的外部存储设备，例如所述终端设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述/终端设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

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发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，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，在本发明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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该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，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述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。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述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)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。