光储变流器的制作方法

本公开涉及电力电子技术领域，特别涉及一种光储变流器。

背景技术：

随着电力电子技术的发展，变流器光伏应用在光伏发电，储能变电等直流微网系统，实际应用中将ac-dc、光伏dc、储能dc单独设计，小功率也有将光伏dc和储能dc和ac-dc结合在一起，分别设计对应的光伏和储能接口，如图1所示。

技术实现要素：

发明人根据研究发现：相关技术大功率因为风冷的方案设计，未将ac-dc和光伏dc及储能dc结合在一起，大功率风冷方案整合难度大。

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种光储变流器，可以将光伏接口和储能接口开放为通用接口，通用接口可以接光伏输入也可以接储能系统。

根据本公开的一个方面，提供一种光储变流器，包括电压电流采集装置、光储变流器控制装置、直流-直流变换电路和通用接口，其中：

通用接口与对应的直流-直流变换电路连接，电压电流采集装置与通用接口连接，电压电流采集装置与光储变流器控制装置连接；电压电流采集装置，用于在光储变流器的通用接口接入设备的情况下，采集通用接口的电压和电流，并将通用接口的电压和电流发送给光储变流器控制装置；

光储变流器控制装置与直流-直流变换电路连接；光储变流器控制装置用于根据通用接口的电压和电流，判定接入设备为光伏系统或储能系统；在接入设备为光伏系统或储能系统的情况下，控制直流-直流变换电路进行相应调整。

在本公开的一些实施例中，光储变流器控制装置，用于在接入设备为光伏系统的情况下，将光储变流器内部的直流-直流变换电路调整为升压电路运行；在接入设备为储能系统的情况下，将光储变流器内部的直流-直流变换电路调整为升降压电路运行。

在本公开的一些实施例中，直流-直流变换电路包括串联连接的第一开关管模块和第二开关管模块，其中：

第一开关管模块包括第一开关管和第一续流二极管，第二开关管模块包括第二开关管和第二续流二极管；

第一开关管模块的第一端口与电容的第一端口连接，第一开关管模块的第二端口与第二开关管模块的第一端口连接，第二开关管模块的第二端口与电容的第二端口连接，第一开关管模块的第二端口通过电感与通用接口的第一端口连接，第二开关管模块的第二端口与通用接口的第二端口连接。

在本公开的一些实施例中，光储变流器控制装置分别与第一开关管和第二开关管的控制端连接；

光储变流器控制装置，用于控制第一开关管和第二开关管的开关。

在本公开的一些实施例中，光储变流器控制装置，用于在接入设备为光伏系统的情况下，控制第一开关管关闭、控制第二开关管打开。

在本公开的一些实施例中，光储变流器控制装置，用于在接入设备为储能系统、储能系统工作在放电状态的情况下，控制第一开关管关闭、控制第二开关管打开；在接入设备为储能系统、储能系统工作在充电状态的情况下，控制第一开关管打开、控制第二开关管关闭。

在本公开的一些实施例中，光储变流器控制装置，用于在储能系统工作在充电状态的情况下，将升降压电路调整为降压工作模式；在储能系统工作在放电状态的情况下，将升降压电路调整为升压工作模式。

在本公开的一些实施例中，所述电压电流采集装置与通用接口处断路器的前端连接；

所述电压电流采集装置采集通用接口处断路器前端的电压和电流，作为通用接口的电压和电流。

在本公开的一些实施例中，所述光储变流器包括电压比较器和电路控制器，其中：

电压比较器和电路控制器连接，电压比较器与电压电流采集装置连接，电路控制器与直流-直流变换电路连接；

电压比较器，用于判断通用接口是否有电压；

电路控制器，用于电压比较器判定在通用接口没有电压的情况下，将直流-直流变换电路调整为升降压电路运行。

在本公开的一些实施例中，所述光储变流器包括电压调节器和功率监控器，其中：

电路控制器分别与电压调节器和功率监控器连接，电压调节器与功率监控器连接；

电路控制器，用于电压比较器判定通用接口有电压的情况下，将直流-直流变换电路调整为升压电路试运行；

电压调节器，用于调节通用接口输入的设定电压；

功率监控器，用于监控直流-直流变换电路的输出功率是否发生与设定电压调整相对应的变化；

电路控制器，用于在功率监控器监控到直流-直流变换电路的输出功率发生与设定电压调整相对应的变化的情况下，将直流-直流变换电路调整为升压电路运行；在功率监控器监控到直流-直流变换电路的输出功率未发生与设定电压调整相对应的变化的情况下，将光储变流器内部的直流-直流变换电路调整为升降压电路运行。

本公开可以将光伏接口和储能接口通用化，本公开通用接口可以接光伏系统也可以接储能系统，本公开可以实现内部自识别和自适应。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，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公开的一些实施例，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为本公开相关技术光储变流器一些实施例的示意图。

图2为本公开光储变流器一些实施例的示意图。

图3为本公开光储变流器另一些实施例的示意图。

图4为本公开一些实施例中采集端口的示意图。

图5为本公开一些实施例中接入设备为光伏系统时直流-直流变换电路的示意图。

图6为本公开一些实施例中接入设备为储能系统且处于放电状态时直流-直流变换电路的示意图。

图7为本公开一些实施例中接入设备为储能系统且处于充电状态时直流-直流变换电路的示意图。

图8为本公开光储变流器控制装置一些实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，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他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本公开相关技术光储变流器一些实施例的示意图。发明人通过研究发现：相关技术光储变流器的光伏和储能接口是固定通道，固定位置。

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种光储变流器及其控制方法和装置、计算机可读存储介质，下面通过具体实施例对本公开进行说明。

图2为本公开光储变流器一些实施例的示意图。如图2所示，本公开光储变流器可以包括光储变流器控制装置200、电压电流采集装置100、直流-直流(dc-dc)变换电路300和通用接口400，其中：

在本公开的一些实施例中，本公开光储变流器可以包括至少一个电压电流采集装置100、至少一个直流-直流(dc-dc)变换电路300和至少一个通用接口400，

一个通用接口400对应一个直流-直流变换电路300，一个通用接口400对应一个电压电流采集装置100。

每个通用接口400与对应的直流-直流变换电路300连接。每个电压电流采集装置100与对应的通用接口400连接。

例如：在图2实施例中，光储变流器包括两个通用接口400，两个通用接口400分别对应两个直流-直流变换电路300和两个电压电流采集装置100。

电压电流采集装置100与光储变流器控制装置200连接。

电压电流采集装置100，用于在光储变流器的通用接口400接入设备的情况下，采集通用接口400的电压和电流，并将通用接口400的电压和电流发送给光储变流器控制装置200。

光储变流器控制装置200与直流-直流变换电路300连接。

光储变流器控制装置200，用于根据通用接口400的电压和电流，判定接入设备为光伏系统或储能系统；在接入设备为光伏系统或储能系统的情况下，控制直流-直流变换电路300进行相应调整。

在本公开的一些实施例中，光储变流器控制装置200可以用于在接入设备为光伏系统的情况下，将光储变流器内部的直流-直流变换电路300调整为升压(boost)电路运行；在接入设备为储能系统的情况下，将光储变流器内部的直流-直流变换电路300调整为升降压(buck-boost)电路运行。

图3为本公开光储变流器另一些实施例的示意图。如图3所示，本本公开开光储变流器还包括直流-交流(dc-ac)变换电路500和电容600，其中：

光储变流器控制装置200，用于在接入设备实际接入后，通过算法判断外部实际接入的是光伏系统还是储能系统，判断完成后，按对应的接口实施软件功能控制。

在本公开的一些实施例中，散热上直接使用冷媒散热。

在本公开的一些实施例中，光储变流器的结构上整合dc-ac单元、光伏dc单元和储能dc单元，采用共材设计，做成一个模块化单元。

基于本公开上述实施例提供的光储变流器，是一种一种带光伏、储能接口识别功能的大功率光储变流器，本公开光储变流器在结构上整合dc-ac单元、光伏dc单元和储能dc单元，采用共材设计，做成一个模块化单元，从而减小了单独设计增加的其他物料成本。同时本公开上述实施例开放光伏和储能接口，实现结构功能通用的大功率光储变流器，不需要在区分是光伏接口，还是储能接口，可以实现光伏和储能接口的自适应。

图4为本公开一些实施例中采集端口的示意图。如图4所示，所述电压电流采集装置100与通用接口400处断路器的前端连接。

所述电压电流采集装置100，用于采集通用接口400处断路器前端的电压和电流，作为通用接口400的电压和电流。

在本公开的一些实施例中，如图3和图4所示，每一直流-直流变换电路300可以包括串联连接的第一开关管模块310和第二开关管模块320，其中：

第一开关管模块310包括第一开关管311和第一续流二极管312，第二开关管模块320包括第二开关管321和第二续流二极管322。

第一开关管模块310的第一端口与电容的第一端口连接，第一开关管模块310的第二端口与第二开关管模块320的第一端口连接，第二开关管模块320的第二端口与电容的第二端口连接，第一开关管模块310的第二端口通过电感与通用接口400的第一端口连接，第二开关管模块320的第二端口与通用接口400的第二端口连接。

在本公开的一些实施例中，所述第一开关管311和第二开关管321可以为igbt开关管。

在本公开的一些实施例中，光储变流器控制装置200分别与第一开关管311和第二开关管321的控制端连接。

光储变流器控制装置200，用于控制第一开关管311和第二开关管321的开关。

图5为本公开一些实施例中接入设备为光伏系统时直流-直流变换电路的示意图。如图5所示，在接入设备为光伏系统的情况下，控制方案为控制输入电压，寻找最大功率输出。光储变流器控制装置200可以用于在接入设备为光伏系统的情况下，控制第一开关管311一直关闭，第一开开关管模块310作为二极管使用，控制第二开关管321打开，将直流-直流变换电路300调整为升压电路。

图6为本公开一些实施例中接入设备为储能系统且处于放电状态时直流-直流变换电路的示意图。如图6所示，光储变流器控制装置200可以用于在接入设备为储能系统、储能系统工作在放电状态的情况下，控制第一开关管311关闭、控制第二开关管321打开，将直流-直流变换电路300调整为升降压电路的降压buck工作模式。

图7为本公开一些实施例中接入设备为储能系统且处于充电状态时直流-直流变换电路的示意图。如图7所示，在接入设备为储能系统且处于充电状态的情况下，控制方案为控制输出电压，调试控制的输入电压，不会产生接入光伏系统的效果。光储变流器控制装置200可以用于在接入设备为储能系统、储能系统工作在充电状态的情况下，控制第一开关管311打开、控制第二开关管321关闭，将直流-直流变换电路300调整为升降压电路的升压boost工作模式。

本公开一些实施例中，光储变流器控制装置200可以用于根据接收的控制指令，或者根据通用接口400的电流方向，来确定储能系统的充放电状态。

在图3-图7实施例中，光储变流器包括两个通用接口400，两个通用接口400分别对应两个直流-直流变换电路300和两个电压电流采集装置100。

本公开上述实施例可以通过模式判断后，每台大功率光伏变流器可以开发多个接口，实现接口的灵活分配；当确定接口状态后，光伏系统和储能系统混合接入时，光伏系统工作在boost模式，储能系统根据充电和放电状态工作在boost和buck模式。本公开上述实施例电路程序按判定的结构运行，可以实现接口的通用。

本公开上述实施例针对大功率光储变流器可以将ac-dc和光伏dc及储能dc结合在一起提出一种新的方案，本公开上述实施例的方案将光伏接口和储能接口开放为一个通用接口，可以接光伏输入也可以接储能接口。本公开上述实施例在实际接入后，通过算法判断外部实际接入的是光伏还是储能，判断完成后，按对应的接口实施软件功能控制。本公开上述实施例在散热上直接使用冷媒散热，结构上整合ac-dc单元、光伏dc单元和储能dc单元，采用共材设计，做成一个模块化单元，从而减小单独设计增加的其他物料成本。同时本公开上述实施例可以开放光伏和储能接口，实现结构功能通用的大功率光储变流器，不需要在区分是光伏接口，还是储能接口。同时本公开上述实施例能够实现项目通道的灵活拓展。

图8为本公开光储变流器控制装置一些实施例的示意图。如图8所示，本公开光储变流器控制装置(例如图2实施例的光储变流器控制装置200)可以包括电压比较器210和电路控制器220，其中：

电压比较器210和电路控制器220连接，电压比较器210与电压电流采集装置100连接，电路控制器220与直流-直流变换电路300连接。

电压比较器210，用于判断通用接口400是否有电压。

电路控制器220，用于电压比较器210判定在通用接口400没有电压的情况下，判定接入设备为储能系统，将直流-直流变换电路300调整为升降压电路运行。

在本公开的一些实施例中，如图8所示，所述光储变流器可以包括电压调节器230和功率监控器240，其中：

电路控制器220分别与电压调节器230和功率监控器240连接，电压调节器230与功率监控器240连接。

电路控制器220，用于电压比较器210判定通用接口400有电压的情况下，将直流-直流变换电路300调整为升压电路试运行。

电压调节器230，用于调节通用接口400输入的设定电压。

功率监控器240，用于监控直流-直流变换电路300的输出功率是否发生与设定电压调整相对应的变化。

电路控制器220，用于在功率监控器240监控到直流-直流变换电路300的输出功率发生与设定电压调整相对应的变化的情况下，判定接入设备为光伏系统，将直流-直流变换电路300调整为升压电路运行；在功率监控器240监控到直流-直流变换电路300的输出功率未发生与设定电压调整相对应的变化的情况下，判定接入设备为储能系统，将光储变流器内部的直流-直流变换电路300调整为升降压电路运行。

在本公开的一些实施例中，因为是先按光伏升压程序运行，而光伏是可以通过调节输入的给定电压来调整光伏的输出电流，从而产生功率的变化。

在本公开的一些实施例中，设定电压是光伏mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)寻优的给定电压，如果调节给定电压运行后检测到dc-dc电路升压模式下的输出侧功率发生变化，则说明是接入的是光伏板(光伏系统)。输出侧功率变化能够满足光伏的伏安特性曲线。

在本公开的一些实施例中，如图5所示，电路控制器220可以用于在接入设备为光伏系统的情况下，控制第一开关管311一直关闭，第一开开关管模块310作为二极管使用，控制第二开关管321打开，将直流-直流变换电路300调整为升压电路。

在本公开的一些实施例中，如图6所示，电路控制器220可以用于在接入设备为储能系统、储能系统工作在放电状态的情况下，控制第一开关管311关闭、控制第二开关管321打开，将直流-直流变换电路300调整为升降压电路的降压buck工作模式。

在本公开的一些实施例中，如图7所示，电路控制器220可以用于在接入设备为储能系统、储能系统工作在充电状态的情况下，控制第一开关管311打开、控制第二开关管321关闭，将直流-直流变换电路300调整为升降压电路的升压boost工作模式。

本公开上述实施例可以通过模式判断后，每台大功率光伏变流器可以开发多个接口，实现接口的灵活分配；当确定接口状态后，光伏系统和储能系统混合接入时，光伏系统工作在boost模式，储能系统根据充电和放电状态工作在boost和buck模式。本公开上述实施例电路程序按判定的结构运行，可以实现接口的通用。

本公开上述实施例针对大功率光储变流器可以将ac-dc和光伏dc及储能dc结合在一起提出一种新的方案，本公开上述实施例的方案将光伏接口和储能接口开放为一个通用接口，可以接光伏输入也可以接储能接口。本公开上述实施例在实际接入后，通过算法判断外部实际接入的是光伏还是储能，判断完成后，按对应的接口实施软件功能控制。本公开上述实施例在散热上直接使用冷媒散热，结构上整合ac-dc单元、光伏dc单元和储能dc单元，采用共材设计，做成一个模块化单元，从而减小单独设计增加的其他物料成本。同时本公开上述实施例可以开放光伏和储能接口，实现结构功能通用的大功率光储变流器，不需要在区分是光伏接口，还是储能接口。同时本公开上述实施例能够实现项目通道的灵活拓展。

在上面所描述的光储变流器控制装置可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(plc)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。