功率变换设备及其控制方法以及微电网系统与流程

本申请属于光伏，尤其涉及一种功率变换设备及其控制方法以及微电网系统。

背景技术：

1、目前，在由光伏发电设备和逆变器组成的并网供电系统中，若耦合了直流变换器以及储能设备，光伏发电设备发出的电，一部分通过逆变器传输至电网或家庭负载，另一部分将传输至储能设备。在光伏发电设备发电功率不足或无法发电时，还可以由储能设备进行补偿发电以供家庭负载使用，由此可以实现光伏储能的自发自用。

2、当负载功率变化时，直流变换器的充放电功率可以及时调整，不影响到逆变器的正常工作。但是当光伏发电设备的输出功率变化时，由于直流变换器通常根据逆变器传输电网的功率进行慢速调节(减小电力波动带来的影响)，直流变换器充放电功率调整较慢，不够及时，会出现输入至逆变器的功率掉为0，逆变器重启的现象。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种供电系统及其控制方法以及供电设备，旨在解决传统的光伏供电系统存在的在光伏发电设备的输出功率变化时直流变换器反应速度较慢的问题。

2、本申请实施例的第一方面提供了一种功率变换设备的控制方法，所述功率变换设备包括第一端、第二端以及第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接光伏逆变器的输入端，所述第三端用于连接储能设备，所述功率变换设备的控制方法包括：在所述功率变换设备工作在充电模式且所述发电设备的发电功率不满足预设条件，基于所述光伏逆变器的并网功率控制所述功率变换设备输出充电功率为所述储能设备充电；其中，所述功率变换设备的电能来源于所述发电设备；在所述功率变换设备工作在充电模式且所述发电设备的发电功率满足所述预设条件时，根据所述发电设备的发电功率、所述光伏逆变器的最低输入功率调整所述功率变换设备输出的充电功率；其中，所述发电功率与所述充电功率的差值不小于所述光伏逆变器的最低输入功率，所述发电设备的发电功率的获取频率大于所述光伏逆变器的并网功率的获取频率。

3、其中一实施例中，所述控制方法还包括：以第一频率采样所述第一端的输入功率得到所述发电设备的发电功率；在所述发电功率在预设时间内降低的功率大于第一功率阈值或所述发电功率与所述功率变换设备的当前充电功率之间的差值小于第二功率阈值时，确定所述发电设备的发电功率满足预设条件。

4、其中一实施例中，所述控制方法还包括：以第二频率获取入户电表反馈的读数，根据获取的读数确定所述光伏逆变器的并网功率；所述并网功率用于表征所述光伏逆变器以及负载与电网之间的电能传输，所述光伏逆变器的输出端以及所述负载均经公共连接点、入户电表与电网连接；在根据所述并网功率确定所述电网向所述负载供电时，控制所述功率变换设备工作在放电模式；在根据所述并网功率确定所述光伏逆变器向电网传输电能时，控制所述功率变换设备工作在所述充电模式。

5、其中一实施例中，所述在所述功率变换设备工作在充电模式且所述发电设备的发电功率不满足预设条件，基于所述光伏逆变器的并网功率控制所述功率变换设备输出充电功率为所述储能设备充电，包括：在所述功率变换设备工作在充电模式且所述发电设备的发电功率不满足预设条件时，根据所述光伏逆变器的所述并网功率、并网功率参考值以及第一环路控制模型确定第一充电功率参考值；根据第一充电功率参考值以及第二环路控制模型控制所述功率变换设备输出充电功率为所述储能设备充电。

6、其中一实施例中，所述根据第一充电功率参考值以及第二环路控制模型控制所述功率变换设备输出充电功率为所述储能设备充电，包括：在每个控制周期获取所述功率变换设备输出的充电功率；将第一充电功率参考值、当前控制周期输出的所述充电功率作为所述第二环路控制模型的输入，得到下一周期所述功率变换设备的控制信号。

7、其中一实施例中，所述根据所述发电设备的发电功率、所述光伏逆变器的最低输入功率调整所述功率变换设备输出的充电功率，包括：根据所述发电设备的发电功率与第二功率阈值之间的差值确定第二充电功率参考值；其中，所述第二功率阈值不小于所述光伏逆变器的最低输入功率；基于所述第二充电功率参考值以及第二环路控制模型调整所述功率变换设备输出的充电功率。

8、其中一实施例中，在所述根据所述发电设备的发电功率、所述光伏逆变器的最低输入功率调整所述功率变换设备输出的充电功率之后，所述方法还包括：基于预设调节步长逐步增大所述第二充电功率参考值直至所述第一充电功率参考值与所述第二充电功率参考值的差值小于都第三功率阈值；在所述第一充电功率参考值与所述第二充电功率参考值的差值小于第三功率阈值前，基于所述第二充电功率参考值以及所述第二环路控制模型调整所述功率变换设备输出的充电功率；在所述第一充电功率参考值与所述第二充电功率参考值的差值小于第三功率阈值后，基于所述第一电功率参考值以及所述第二环路控制模型调整所述功率变换设备输出的充电功率。

9、其中一实施例中，所述控制方法还包括：在所述功率变换设备工作在放电模式时，控制所述功率变换设备从所述储能设备获取电能并进行功率变换后输出至所述光伏逆变器。

10、本申请实施例的第二方面提供了一种功率变换设备，所述功率变换设备包括第一端、第二端、第三端、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，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接光伏逆变器的输入端，所述第三端用于连接储能设备，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的功率变换设备的控制方法。

11、本申请实施例的第三方面提供了一种微电网系统，包括光伏逆变器、发电设备、储能设备、功率变换设备以及控制设备，所述功率变换设备包括第一端、第二端以及第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接光伏逆变器的输入端，所述第三端用于连接储能设备，所述控制设备用于执行如上述的功率变换设备的控制方法。

12、本申请实施例存在的有益效果是：通过对发电功率进行检测，可以在发电功率满足预设条件，例如发生突降时，及时基于发电功率以及逆变器的最低输入对功率变换设备输出的充电功率进行调节，使得充电功率迅速跟随发电功率下降，确保发电功率更多用于输入至逆变器而不是充电，从而保证有足够的功率可以提供给光伏逆变器，避免光伏逆变器因接收到的电能的功率过低而出现自动重启的情况。

技术特征：

1.一种功率变换设备的控制方法，其特征在于，所述功率变换设备包括第一端、第二端以及第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接光伏逆变器的输入端，所述第三端用于连接储能设备，所述功率变换设备的控制方法包括：

2.如权利要求1所述的功率变换设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

3.如权利要求1所述的功率变换设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

4.如权利要求1所述的功率变换设备的控制方法，其特征在于，所述在所述功率变换设备工作在充电模式且所述发电设备的发电功率不满足预设条件，基于所述光伏逆变器的并网功率控制所述功率变换设备输出充电功率为所述储能设备充电，包括：

5.如权利要求4所述的功率变换设备的控制方法，其特征在于，所述根据第一充电功率参考值以及第二环路控制模型控制所述功率变换设备输出充电功率为所述储能设备充电，包括：

6.如权利要求4所述的功率变换设备的控制方法，其特征在于，所述根据所述发电设备的发电功率、所述光伏逆变器的最低输入功率调整所述功率变换设备输出的充电功率，包括：

7.如权利要求6所述的功率变换设备的控制方法，其特征在于，在所述根据所述发电设备的发电功率、所述光伏逆变器的最低输入功率调整所述功率变换设备输出的充电功率之后，所述方法还包括：

8.如权利要求6所述的功率变换设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

9.一种功率变换设备，其特征在于，所述功率变换设备包括第一端、第二端、第三端、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，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接光伏逆变器的输入端，所述第三端用于连接储能设备，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的功率变换设备的控制方法。

10.一种微电网系统，其特征在于，包括光伏逆变器、发电设备、储能设备、功率变换设备以及控制设备，所述功率变换设备包括第一端、第二端以及第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接光伏逆变器的输入端，所述第三端用于连接储能设备，所述控制设备用于执行如权利要求1至8任一项所述的功率变换设备的控制方法。

技术总结
本申请涉及一种功率变换设备及其控制方法以及微电网系统，控制方法包括在功率变换设备工作在充电模式且发电设备的发电功率不满足预设条件，基于光伏逆变器的并网功率控制功率变换设备输出充电功率为储能设备充电。其中，功率变换设备的电能来源于发电设备。在功率变换设备工作在充电模式且发电设备的发电功率满足预设条件时，根据发电设备的发电功率、光伏逆变器的最低输入功率调整功率变换设备输出的充电功率。满足预设条件则意味着发电功率突降，此时根据发电功率降低充电功率，能够保障向光伏逆变器提供不小于光伏逆变器的最低输入功率的电能，避免出现重启现象。

技术研发人员：汤洋,赵密,陈熙,王雷
受保护的技术使用者：深圳市正浩创新科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16