光伏供电电路、控制方法、电器设备及电能调度方法与流程

1.本发明涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种光伏供电电路、控制方法、电器设备及电能调度方法。


背景技术：

2.图1为现有的光伏供电电路的结构图，如图1所示，现有的光伏供电电路一般是由光伏发电装置1、第一储能装置2、dc/dc变流器3及dc/ac变流器4组成，日间光伏发电装置通过dc/dc变流器给储能装置充电，同时为直流负载提供电，还通过dc/ac变流器转换成交流电，供给交流负载使用。如果发生光伏发电量不够，同时储能装置充电不足或用电过多的情况，会造成储能装置过放，此时dc/dc变流器的无法获电，导致光伏发电装置无法发电，造成系统整体瘫痪，无法重启。
3.针对现有技术中储能装置过放情况下，光伏发电装置无法通过dc/dc变流器发电，导致光伏供电电路无法重启的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例中提供一种光伏供电电路、控制方法、电器设备及电能调度方法，以解决现有技术中储能装置过放情况下，光伏发电装置无法通过dc/dc变流器发电，导致光伏供电电路无法重启的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏供电电路，其中，该光伏供电电路包括：依次连接的光伏发电装置、dc/dc变流器、dc/ac变流器，所述dc/dc变流器和dc/ac变流器之间通过直流母线连接，第一储能装置接入所述直流母线，还包括：
6.第二储能装置，其输入端接入所述直流母线，其输出端连接所述dc/dc变流器，用于在所述第一储能装置处于过放状态时，驱动所述dc/dc变流器运行，以使所述光伏发电装置通过所述dc/dc变流器发电。
7.进一步地，所述光伏供电电路还包括：
8.第一开关电源，其第一端连接所述直流母线，其第二端连接所述第二储能装置，其第三端连接所述dc/dc变流器，用于控制所述dc/dc变流器的运行。
9.进一步地，所述光伏供电电路还包括：
10.第一开关，设置在所述第二储能装置和所述第一开关电源之间，用于控制所述第二开关电源与所述第二储能装置之间的通断。
11.进一步地，所述第一开关为常闭开关，其控制端连接所述第一储能装置，用于在所述第一储能装置处于过放状态时闭合，在所述第一储能装置未处于过放状态时断开。
12.进一步地，所述光伏供电电路还包括：
13.光敏开关，设置在所述第二储能装置和所述第一开关之间，用于在自然光强度大于预设值时闭合，在自然光强度小于预设值时断开。
14.进一步地，所述光伏供电电路还包括：
15.第二开关，设置在所述第二储能装置与所述直流母线之间，用于控制所述第二储能装置与所述直流母线之间的通断。
16.进一步地，所述光伏供电电路还包括：
17.第二开关电源，其第一端连接所述直流母线，其第二端连接所述dc/ac变流器，用于控制所述dc/ac变流器的运行。
18.本发明还提供一种电器设备，包括负载，所述负载包括直流负载和交流负载，其特征在于，还包括上述光伏供电电路，其中，所述直流负载接入所述光伏供电电路的直流母线，所述交流负载连接所述光伏供电电路中的dc/ac变流器。
19.本发明还提供一种控制方法，应用于上述光伏供电电路，该方法包括：
20.监测第一储能装置的放电状态；其中，所述第一储能装置接入dc/dc变流器和dc/ac变流器之间的直流母线上；
21.在所述第一储能装置处于过放状态时，控制第二储能装置驱动所述dc/dc变流器运行，以使所述光伏供电电路中的光伏发电装置通过所述dc/dc变流器发电；
22.其中，所述第二储能装置的输入端接入所述直流母线，其输出端连接所述dc/dc变流器。
23.进一步地，控制第二储能装置驱动所述dc/dc变流器运行，包括：
24.控制第一开关闭合，使第一开关电源得电，进而控制所述dc/dc变流器的运行；
25.其中，所述第一开关设置在所述第二储能装置和所述第一开关电源之间，所述第一开关电源的第一端连接所述直流母线，第二端连接所述第二储能装置，第三端连接所述dc/dc变流器。
26.进一步地，控制第一开关闭合，使第一开关电源得电，进而控制所述dc/dc变流器的运行后，所述方法还包括：
27.判断所述光伏发电装置的发电电压是否满足负载和第一开关电源的用电需求；
28.如果是，则控制所述第一开关断开。
29.进一步地，控制所述第一开关断开后，所述方法还包括：
30.判断所述第二储能装置剩余的电能是否低于第一阈值；
31.如果是，则控制所述直流母线为所述第二储能装置充电。
32.本发明还提供一种电能调度方法，应用于上述电器设备，该电能调度方法包括：
33.确定所述电器设备中的负载的运行优先级；
34.在第一储能装置的电量低于第二阈值时，控制所述第一储能装置为运行优先级较高的负载优先供电。
35.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述控制方法，和/或上述电能调度方法。
36.应用本发明的技术方案，通过设置第二储能装置，在第一储能装置发生过放，导致整个光伏供电电路无法重启时，通过第二储能装置驱动dc/dc变流器运行，以使光伏发电装置通过dc/dc变流器发电，实现了光伏供电电路在第一储能装置过放情况下的重启，保证了光伏供电电路的供电稳定性。
附图说明
37.图1为现有的光伏供电电路的结构图；
38.图2为根据本发明实施例的光伏供电电路的结构图；
39.图3为根据本发明另一实施例的光伏供电电路的结构图；
40.图4为根据本发明实施例的电器设备的结构图；
41.图5为根据本发明实施例的控制方法的流程图；
42.图6为根据本发明实施例的电能调度方法的流程图。
具体实施方式
43.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
44.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
45.应当理解，本文中使用的术语“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。
46.应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述开关，但这些开关不应限于这些术语。这些术语仅用来将设置在不同位置的开关区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一开关也可以被称为第二开关，类似地，第二开关也可以被称为第一开关。
47.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
48.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
49.下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
50.实施例1
51.如前文中提及的图1中所示，现有的光伏供电电路一般是由光伏发电装置1、第一储能装置2、dc/dc变流器3及dc/ac变流器4组成，日间光伏发电装置1通过dc/dc变流器3给储能装置充电，同时为直流负载提供电，还通过dc/ac变流器4转换成交流电，供给交流负载使用。如果发生光伏发电量不够，同时储能装置充电不足或用电过多的情况，会造成储能装置过放，过放是指储能装置正常放电至截止电压后，继续放电，此时dc/dc变流器3的无法获
电，导致光伏发电装置1无法发电，造成系统整体瘫痪，无法重启。
52.针对上述情况，本实施例提供一种光伏供电电路，图2为根据本发明实施例的光伏供电电路的结构图，如图2所示，该光伏供电电路包括：
53.包括依次连接的光伏发电装置1、dc/dc变流器3、dc/ac变流器4，dc/dc变流器3和dc/ac变流器4之间通过直流母线5连接，第一储能装置2接入直流母线5，该光伏供电电路包括：第二储能装置6，其输入端接入直流母线5，其输出端连接dc/dc变流器3，用于在第一储能装置2过放时，为dc/dc变流器3供电，以使光伏发电装置1通过dc/dc变流器3发电。其中，第二储能装置6的第一端包括第一端子a和第二端子b，第一端子a连接直流母线5的第一线51，第二端子b连接直流母线5的第二线52，第二储能装置6的输出端通过第三端子c和第四端子d分别对应连接dc/dc变流器3的两个接线端子，第二储能装置6的容量可以设置为满足dc/dc变流器3运行并持续预设时间即可。
54.本实施例的光伏供电电路，通过设置第二储能装置6，在第一储能装置2发生过放，导致整个光伏供电电路无法重启时，通过第二储能装置6驱动dc/dc变流器3运行，以使光伏发电装置1通过dc/dc变流器3发电，实现了光伏供电电路在第一储能装置过放情况下的重启，保证了光伏供电电路的供电稳定性。
55.实施例2
56.本实施例提供另一种光伏供电电路，图3为根据本发明另一实施例的光伏供电电路的结构图，如图3所示，为了驱动dc/dc变流器3运行，上述光伏供电电路还包括：第一开关电源7，其第一端连接直流母线5，其第二端连接第二储能装置6，其第三端连接dc/dc变流器3，用于控制dc/dc变流器3的运行。在具体实施时，通过第二储能装置6为第一开关电源7供电，使第一开关电源7发出pwm波，控制dc/dc变流器3中的开关管重复通断，实现把直流电压或电流转换成高频方波电压或电流，再经整流平滑变为直流电压输出。
57.为了灵活控制第一开关电源7的通电或者断电，上述光伏供电电路还包括：第一开关s1，设置在第二储能装置6和第一开关电源7之间，用于控制第一开关电源7与第二储能装置6之间的通断。
58.为了保证第一开关s1在第一储能装置2处于过放状态时自动闭合，在本实施例中，第一开关s1为常闭开关，其控制端连接第一储能装置2，用于在第一储能装置2处于过放状态时闭合，在第一储能装置2未处于过放状态时断开。即在第一储能装置2有剩余电能时，第一开关s1断开，在第一储能装置2的电量消耗尽时，第一开关s1自动闭合，使第二储能装置6为dc/dc变流器3供电，进而控制整个光伏供电电路重启。
59.由于光伏发电装置1仅在光照强度大于一定阈值时发电，在光照强度低于该阈值时无法发电，因此，如果在光照强度低于上述阈值时，即使控制dc/dc变流器3运行，光伏发电装置1也无法完成发电，为了避免dc/dc变流器3不必要的开启，浪费电能，上述光伏供电电路还包括：光敏开关8，设置在第二储能装置6和第一开关s1之间，用于在自然光强度大于预设值时闭合，控制dc/dc变流器3通电，在自然光强度小于预设值时断开，控制dc/dc变流器3断电。
60.由于第二储能装置6的作用是储存电能，以便于在第一储能装置2发生过放时，为dc/dc变流器3供电，使光伏供电电路重启，在平时，需要保证第二储能装置6的电量充足，因此，上述光伏供电电路还包括：第二开关s2，设置在第二储能装置6与直流母线5之间，用于
控制第二储能装置6与直流母线5之间的通断，进而控制直流母线5是否为第二储能装置6充电。
61.为了驱动dc/ac变流器4运行，上述光伏供电电路还包括：第二开关电源9，其第一端连接直流母线5，其第二端连接dc/ac变流器4，用于控制dc/ac变流器4的运行。在具体实施时，通过直流母线5为第二开关电源9供电，使第二开关电源9发出pwm波，控制dc/ac变流器4中的开关管重复通断，实现把直流电转换成交流电后输出。
62.为了控制直流母线5是否为第一储能装置2充电，如图3所示，上述光伏光伏供电电路还包括：第三开关s3，设置在第一储能装置2和直流母线5之间。为了控制光伏发电装置1与dc/dc变流器3之间的通断，如图3所示，上述光伏光伏供电电路还包括：第四开关s4，设置在光伏发电装置1与dc/dc变流器3之间。
63.图3中第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3、第四开关s4，全部为可控开关，其中第二开关s2为常开开关，第一开关s1、第三开关s3、第四开关s4为常闭开关，第三开关s3只有在第一储能装置2报故障后才断开，第一开关s1在第一储能装置2发生过放时闭合，第二开关s2在第二储能装置6需要充电才会闭合，第四开关s4在光伏发电装置1不发电情况下断开。光敏开关8则是在光照强度超过第一阈值(日间)闭合，在光照强度低于第一阈值(夜间)断开。第二储能装置6可以选择价格较高的储能电池，能够存储较长时间，所需容量不用太大，只提供光伏启动的那一段时间开关电源所需电量即可。
64.日间光伏发电装置1开始发电时，光敏开关8闭合，第一开关s1由第一储能装置2供电，若第一储能装置2电量充足，则第一开关s1保持断开状态，若第一储能装置2电量不够，则第一开关s1无法保持断开状态，进而闭合，第一开关电源7则有第二储能装置6供电，dc/dc变流器3启动，同时第四开关s4闭合，光伏发电装置1开始通过dc/dc变流器3供电，第一储能装置2和第二储能装置6均为电池，根据电池电量情况判断是否需要充电，第一储能装置2需要充电则闭合第三开关s3，第二储能装置6需要充电则闭合第二开关s2。在日间有足够的光照强度，能够满足负载消耗和第一开关电源7的消耗，储能无需充电，也不进行发电，光敏开关8闭合，根据光伏发电装置1的发电电压判断，如果光伏发电电压满足负载和第一开关电源7的需求，则控制第一开关s1断开；或者在夜间时段，光敏开关8断开，第二储能装置6与dc/dc变流器3断开，不再为其供电。
65.实施例3
66.本实施例提供一种电器设备，图4为根据本发明实施例的电器设备的结构图，如图4所示，该电器设备包括负载，负载包括直流负载10和交流负载11，还包括上述实施例中的光伏供电电路，其中，直流负载10通过第五开关s5接入光伏供电电路的直流母线5，交流负载11通过第六开关s6连接光伏供电电路中的dc/ac变流器4。根据负载运行的优先级别进行电能调度，具体可以根据储能电量情况和负载的运行优先级别，控制第五开关s5、第六开关s6断开或者保持闭合，以延长运行优先级别高的负载的使用时长。
67.实施例4
68.本实施例提供一种控制方法，应用于上述实施例中的光伏供电电路，图5为根据本发明实施例的控制方法的流程图，如图5所示，上述控制方法包括：
69.s101，监测第一储能装置的放电状态；其中，第一储能装置接入dc/dc变流器和dc/ac变流器之间的直流母线上。
70.s102，在第一储能装置处于过放状态时，控制第二储能装置驱动dc/dc变流器运行，以使光伏供电电路中的光伏发电装置通过dc/dc变流器发电；其中，第二储能装置的输入端接入所述直流母线，其输出端连接dc/dc变流器。
71.本实施例的控制方法，通过判断第一储能装置是否发生过放，在第一储能装置发生过放，导致整个光伏供电电路无法重启时，通过第二储能装置驱动dc/dc变流器运行，以使光伏发电装置通过dc/dc变流器发电，实现了光伏供电电路的重启，保证了光伏供电电路的供电稳定性。
72.实施例5
73.本实施例提供了另一种控制方法，在本实施例中，控制第二储能装置驱动dc/dc变流器运行，包括：控制第一开关闭合，使第一开关电源得电，进而控制dc/dc变流器的运行；其中，第一开关设置在第二储能装置和第一开关电源之间，第一开关电源的第一端连接直流母线，第二端连接第二储能装置，第三端连接dc/dc变流器。
74.在具体实施时，为了保证第一开关在第一储能装置处于过放状态时自动闭合，在本实施例中，第一开关为常闭开关，其控制端连接第一储能装置，用于在第一储能装置处于过放状态时闭合，在第一储能装置未处于过放状态时断开。即在第一储能装置有剩余电能时，第一开关断开，在第一储能装置的电量消耗尽时，第一开关自动闭合，使第二储能装置驱动dc/dc变流器运行，进而控制整个光伏供电电路重启。
75.由于第二储能装置只是临时供电，用于控制光伏供电电路在第一储能装置处于过放状态时重启，不能长期由第二储能装置为dc/dc变流器运行供电，在光伏发电装置恢复正常稳定运行后，即可通过直流母线为dc/dc变流器供电，因此，控制第一开关闭合，使第一开关电源得电，进而控制dc/dc变流器的运行后，上述控制方法还包括：判断光伏发电装置的发电电压是否满足负载和第一开关电源的用电需求；如果是，则控制第一开关断开。控制第一开关断开后，由于第二储能装置的电能被消耗，可能无法满足下一次重启的需求，需要及时进行补充，因此，上述控制方法还包括：判断第二储能装置剩余的电能是否低于第一阈值；如果是，则控制直流母线为第二储能装置充电。具体地，控制设置在第二储能置充电。
76.实施例6
77.本实施例提供一种电能调度方法，应用于上述电器设备，图6为根据本发明实施例的电能调度方法的流程图，如图6所示，上述电能调度方法包括：
78.s201，确定电器设备中的负载的运行优先级。
79.s202，在第一储能装置的电量低于第二阈值时，控制第一储能装置为运行优先级较高的负载优先供电。
80.具体地，在上述电器设备中，直流负载通过第五开关接入光伏供电电路的直流母线，交流负载通过第六开关连接光伏供电电路中的dc/ac变流器。根据负载运行的优先级别进行电能调度，具体可以根据储能电量情况和负载的运行优先级别，控制第五开关、第六开关断开或者保持闭合，以延长运行优先级别高的负载的使用时长。例如，在第一储能装置的电量低于第二阈值时，判定交流负载为运行级别较高的负载，则控制第六开关保持闭合，控制第五开关断开。
81.实施例7
82.本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处
理器执行时实现上述实施例中的控制方法，和/或电能调度方法。
83.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
84.最后应说明的是：以上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。