本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種光儲(chǔ)變流器和光儲(chǔ)變流器的控制方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展，市場應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，在后續(xù)能源的發(fā)展中的作用也越來越重要。光伏發(fā)電通常會(huì)在光伏發(fā)電的基礎(chǔ)上增加儲(chǔ)能裝置，從而構(gòu)成光伏逆變儲(chǔ)能系統(tǒng)，即光儲(chǔ)變流器。當(dāng)光伏逆變儲(chǔ)能系統(tǒng)供能大于負(fù)載需求時(shí)，將多余的電能儲(chǔ)存起來，當(dāng)光伏逆變儲(chǔ)能系統(tǒng)供能小于負(fù)載需求時(shí)，將儲(chǔ)存的電能釋放出來，從而保證光伏逆變儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠平穩(wěn)持續(xù)的給負(fù)載供電。

光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心為儲(chǔ)能變流器，儲(chǔ)能變流器有多種形式，兩級(jí)式雙向儲(chǔ)能變流器的應(yīng)用較多。兩級(jí)式雙向儲(chǔ)能變流器由直流DC/DC雙向電路和DC/交流AC雙向電路兩部分組成，DC/DC雙向電路和DC/AC雙向電路并聯(lián)，DC/DC雙向電路連接儲(chǔ)能電池或電池板，DC/AC雙向電路與電網(wǎng)連接。傳統(tǒng)的DC/AC雙向電路主要為三相半橋結(jié)構(gòu)，三相半橋包括六個(gè)IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)，其中每兩個(gè)絕緣柵雙極型晶體管串聯(lián)，然后串聯(lián)的IGBT再互相并聯(lián)，每個(gè)IGBT都反并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管。由于采用該結(jié)構(gòu)形式的DC/AC雙向電路中包括了六個(gè)IGBT和續(xù)流二極管，器件較多，所以DC/AC雙向電路設(shè)備的體積相對(duì)較大，并且IGBT和續(xù)流二極管對(duì)散熱的要求也很高，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光儲(chǔ)變流器和控制方法，能夠解決DC/AC 雙向電路中器件較多，所以DC/AC雙向電路設(shè)備的體積相對(duì)較大，對(duì)散熱的要求也很高，成本較高的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種光儲(chǔ)變流器，包括DC/AC模塊，DC/AC模塊包括：三相逆變電路和濾波電路，其中，

三相逆變電路包括三個(gè)并聯(lián)的橋臂，三個(gè)并聯(lián)的橋臂包括兩個(gè)分別由兩個(gè)絕緣柵雙極型晶體管IGBT串聯(lián)構(gòu)成的橋臂和一個(gè)由兩個(gè)相同的二極管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂，其中，由兩個(gè)IGBT串聯(lián)構(gòu)成的橋臂中的每個(gè)IGBT反向并聯(lián)有續(xù)流二極管，三個(gè)并聯(lián)的橋臂中的每個(gè)橋臂的中點(diǎn)分別通過三個(gè)對(duì)應(yīng)的濾波電路連接至電網(wǎng)的三相交流接線端。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在兩個(gè)分別由兩個(gè)IGBT串聯(lián)構(gòu)成的橋臂中，第一橋臂中的第一IGBT的發(fā)射極和第一橋臂中的第二IGBT的集電極連接，第二橋臂中的第三IGBT的發(fā)射極和第二橋臂中的第四IGBT的集電極連接；

由兩個(gè)二極管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂中的第一二極管的陽極和第二二極管的陰極連接；

第一IGBT的集電極、第三IGBT的集電極和第一二極管的陰極連接，第二IGBT的發(fā)射極、第三IGBT的發(fā)射極和第二二極管的陽極連接。

根據(jù)本發(fā)明的上述方面，光儲(chǔ)變流器還包括交流控制模塊，交流控制模塊包括交流電流采樣電路、交流電壓采樣電路、直流電壓相位采樣電路、交流控制器和交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路，交流控制器分別與交流電流采樣電路、交流電壓相位采樣電路、直流電壓采樣電路和交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路連接；

交流電流采樣電路與三個(gè)并聯(lián)的橋臂中每個(gè)橋臂的中點(diǎn)連接，用于采集三相逆變電路和濾波電路之間的交流電流，并傳輸至交流控制器；

交流電壓相位采樣電路與電網(wǎng)的三相交流接線端連接，用于采集濾波電路和電網(wǎng)之間的三相電壓的相位，并傳輸至交流控制器；

直流電壓采樣電路與三相逆變電路中三個(gè)并聯(lián)橋臂的兩端連接，用于采集三相逆變電路中并聯(lián)橋臂兩端的直流電壓，并傳輸至交流控制器；

交流控制器，用于接收交流電流、三相電壓的相位和直流電壓，以及 DC/AC模塊的參考電壓和DC/AC模塊的參考無功電流，生成第一橋臂和第二橋臂中IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并向交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路輸出用于驅(qū)動(dòng)第一橋臂和第二橋臂中IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路與第二IGBT和第四IGBT的門極連接，以及經(jīng)由反相器與第一IGBT和第三IGBT的門極連接，用于向第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的上述方面，光儲(chǔ)變流器還包括DC/DC模塊，DC/DC模塊的高壓側(cè)與直流支撐電容并聯(lián)，并與DC/AC模塊的直流側(cè)連接，DC/DC模塊包括：至少兩個(gè)儲(chǔ)能電感、并聯(lián)的至少兩個(gè)雙向半橋電路和一個(gè)輸出濾波電容，其中，

至少兩個(gè)雙向半橋電路中每個(gè)雙向半橋電路由兩個(gè)IGBT串聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)雙向半橋電路中每個(gè)IGBT反向并聯(lián)有二極管，每個(gè)雙向半橋電路的中點(diǎn)分別通過一個(gè)儲(chǔ)能電感連接至與每個(gè)雙向半橋電路對(duì)應(yīng)電源的正極；

至少兩個(gè)雙向半橋電路的兩端均與一個(gè)輸出濾波電容的兩端并聯(lián)。

根據(jù)本發(fā)明的上述方面，至少兩個(gè)雙向半橋電路中的每個(gè)雙向半橋電路包括升壓IGBT和降壓IGBT，升壓IGBT的集電極和降壓IGBT的發(fā)射極連接，升壓IGBT的發(fā)射極與電源的負(fù)極連接。

根據(jù)本發(fā)明的上述方面，光儲(chǔ)變流器還包括用于分別控制至少兩個(gè)雙向半橋電路的至少兩個(gè)直流控制模塊，每個(gè)直流控制模塊包括電源電壓采樣電路、直流電流采樣電路、直流控制器和直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路；

電源電壓采樣電路，用于采集對(duì)應(yīng)的雙向半橋電路所連接的電源兩端的電源電壓，并傳輸至直流控制器；

直流電流采樣電路與，用于采集對(duì)應(yīng)的雙向半橋電路所連接的電源的正極的電源電流，并傳輸至直流控制器；

直流控制器，用于接收電源電壓、電源電流，以及DC/DC模塊的參考電壓、參考電流和參考有功功率，生成用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的雙向半橋電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并輸出給直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路；

直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路與對(duì)應(yīng)的雙向半橋電路中的升壓IGBT的門極連接，并通過反相器與對(duì)應(yīng)的雙向半橋電路中的降壓IGBT的門極連接， 用于向?qū)?yīng)的雙向半橋電路中的升壓IGBT和降壓IGBT傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的上述方面，至少兩個(gè)直流控制器輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位依次間隔360/N度，其中，N表示雙向半橋電路的個(gè)數(shù)。

第二方面，本發(fā)明提供了一種光儲(chǔ)變流器的控制方法，用于第一方面的光儲(chǔ)變流器，該方法包括：

采集電網(wǎng)側(cè)的交流電流和電網(wǎng)側(cè)的交流電壓相位；

基于交流電流和交流電壓相位計(jì)算電網(wǎng)側(cè)的有功電流和無功電流；

采集DC/DC模塊的直流電壓；

基于DC/DC模塊的直流電壓和DC/AC模塊的給定參考電壓之間的偏差，計(jì)算電網(wǎng)側(cè)的給定參考有功電流；

基于電網(wǎng)側(cè)的給定參考有功電流和電網(wǎng)側(cè)的有功電流之間的偏差、電網(wǎng)側(cè)的給定參考無功電流和電網(wǎng)側(cè)的無功電流之間的偏差、以及交流電壓相位，生成用于驅(qū)動(dòng)第一橋臂和第二橋臂中的IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

通過交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至第一橋臂和第二橋臂中的IGBT。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，方法還包括：

當(dāng)DC/DC模塊處于恒流工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行如下步驟：

采集雙向半橋電路所連接的電源的正極的電源電流；

基于電源電流和DC/DC模塊的給定參考電流值之間的偏差計(jì)算用于驅(qū)動(dòng)雙向半橋電路IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

通過直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路將用于驅(qū)動(dòng)雙向半橋電路IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至雙向半橋電路IGBT。

根據(jù)本發(fā)明的上述方面，方法還包括：

當(dāng)DC/DC模塊處于恒壓工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行如下步驟：

采集雙向半橋電路所連接的電源兩端的電源電壓和正極的直流電流；

基于電源電壓和DC/DC模塊的給定電壓參考值之間的偏差計(jì)算DC/DC模塊的參考電流值；

基于直流電流和DC/DC模塊的參考電流值之間的偏差計(jì)算雙向 半橋電路IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

通過直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路將雙向半橋電路IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至雙向半橋電路IGBT。

根據(jù)本發(fā)明的上述方面，方法還包括：

當(dāng)DC/DC模塊處于恒功率工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行如下步驟：

采集雙向半橋電路所連接的電源兩端的電源電壓和正極的直流電流；

基于電源電壓和DC/DC模塊的給定有功功率參考值之間的偏差計(jì)算DC/DC模塊的參考電流值；

基于直流電流和DC/DC模塊的參考電流值之間的偏差計(jì)算雙向半橋電路IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

通過直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路將雙向半橋電路IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至雙向半橋電路IGBT。

根據(jù)本發(fā)明的上述方面，雙向半橋電路中IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位依次間隔360/N度，其中，N表示雙向半橋電路的個(gè)數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光儲(chǔ)變流器和光儲(chǔ)變流器的控制方法，本發(fā)明實(shí)施例中光儲(chǔ)變流器的DC/AC模塊包括三相逆變電路和濾波電路，其中，三相逆變電路的三個(gè)并聯(lián)的橋臂中包括一個(gè)由兩個(gè)二極管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂，即由兩個(gè)二極管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂替代原有DC/AC模塊中一個(gè)由兩個(gè)IGBT串聯(lián)構(gòu)成的橋臂，使DC/AC模塊減少了兩個(gè)IGBT，不僅減少來了DC/AC模塊中器件的數(shù)量，縮小了DC/AC模塊的體積，還可以簡化電路、降低電路對(duì)散熱的要求，提高了系統(tǒng)的安全可靠性，降低了光儲(chǔ)變流器的成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光儲(chǔ)變流器的示意性結(jié)構(gòu)圖；

圖2示出了根據(jù)圖1所示光儲(chǔ)變流器中交流控制模塊的示意性結(jié)構(gòu)圖；

圖3示出了根據(jù)圖1所示光儲(chǔ)變流器中直流控制模塊的示意性結(jié)構(gòu)圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例提供的光儲(chǔ)變流器的控制方法的示意性流程圖。

其中：110-三相逆變電路；120-濾波電路；130-雙向半橋電路；140-直流電壓采樣電路；150-交流電壓相位采樣電路；160-交流控制器；170-電源電壓采樣電路；180-直流控制器；190-交流電流采樣電路。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。

本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種光儲(chǔ)變流器和光儲(chǔ)變流器的控制方法，光儲(chǔ)變流器包括DC/DC模塊和DC/AC模塊，DC/DC模塊可以用于對(duì)直流電壓進(jìn)行調(diào)整，DC/AC模塊可以用于直流和交流之間轉(zhuǎn)換，DC/DC模塊的高壓側(cè)與DC/AC模塊的直流側(cè)連接，即DC/DC模塊的高壓側(cè)正極與DC/AC模塊的直流側(cè)的正極連接，DC/DC模塊的高壓側(cè)負(fù)極與DC/AC模塊的直流側(cè)的負(fù)極連接，DC/DC模塊的低壓側(cè)與電源(如儲(chǔ)能電池、光伏電池等)連接，DC/AC模塊的交流側(cè)與電網(wǎng)連接；本發(fā)明實(shí)施例中通過光儲(chǔ)變流器的控制方法，可以將電源的電能通過光儲(chǔ)變流器傳輸給電網(wǎng)側(cè)，來供電網(wǎng)側(cè)用電，還可以通過光儲(chǔ)變流器將電網(wǎng)側(cè)的電能傳輸至電源側(cè)，對(duì)電源進(jìn)行充電。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光儲(chǔ)變流器的示意性結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，光儲(chǔ)變流器DC/AC模塊，DC/AC模塊包括：三相逆變電路110 和濾波電路120。

其中，三相逆變電路110包括三個(gè)并聯(lián)的橋臂，三個(gè)并聯(lián)的橋臂包括兩個(gè)分別由兩個(gè)IGBT串聯(lián)構(gòu)成的橋臂和一個(gè)由兩個(gè)二極管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂，其中，由兩個(gè)IGBT串聯(lián)構(gòu)成的橋臂中的每個(gè)IGBT反向并聯(lián)有續(xù)流二極管，三個(gè)并聯(lián)的橋臂中的每個(gè)橋臂的中點(diǎn)分別通過對(duì)應(yīng)的濾波電路120連接至電網(wǎng)的三相交流接線端。

本發(fā)明實(shí)施例中光儲(chǔ)變流器的DC/AC模塊包括三相逆變電路110和濾波電路120，其中，三相逆變電路的三個(gè)并聯(lián)的橋臂中包括一個(gè)由兩個(gè)二極管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂，即由兩個(gè)二極管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂替代原有DC/AC模塊中一個(gè)由兩個(gè)IGBT串聯(lián)構(gòu)成的橋臂，使DC/AC模塊減少了兩個(gè)IGBT，不僅減少來了DC/AC模塊中器件的數(shù)量，縮小了DC/AC模塊的體積，還可以簡化電路、降低電路對(duì)散熱的要求，提高了電路系統(tǒng)的安全可靠性，降低了光儲(chǔ)變流器的成本。

可以理解的是，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的三相逆變電路110中，在兩個(gè)分別由兩個(gè)IGBT串聯(lián)構(gòu)成的橋臂中，第一橋臂中的第一IGBTVT7的發(fā)射極和第一橋臂中的第二IGBT VT8的集電極連接，第二橋臂中的第三IGBT VT9的發(fā)射極和第二橋臂中的第四IGBT VT10的集電極連接；由兩個(gè)二極管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂中的第一二極管D11的陽極和第二二極管D12的陰極連接；第一IGBTVT7的集電極、第三IGBTVT9的集電極和第一二極管D11的陰極連接，第二IGBTVT8的發(fā)射極、第三IGBTVT9的發(fā)射極和第二二極管D12的陽極連接。

具體的，在三相逆變電路110中，由兩個(gè)IGBT串聯(lián)構(gòu)成的橋臂包括第一橋臂和第二橋臂，第一橋臂由VT7發(fā)射極和VT8集電極串聯(lián)構(gòu)成，第二橋臂由VT9發(fā)射極和VT10集電極串聯(lián)構(gòu)成，由兩個(gè)二極管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂由D11的陽極和D12陰極的串聯(lián)構(gòu)成，VT7、VT8、VT9和VT10分別反向并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管，即VT7與二極管VD7反向并聯(lián)、VT8與二極管VD8反向并聯(lián)、VT9與二極管VD9反向并聯(lián)、VT10與二極管VD10反向并聯(lián)。其中，三個(gè)并聯(lián)的橋臂中的每個(gè)橋臂的中點(diǎn)分別為VT7與VT8串聯(lián)的連接點(diǎn)、VT9與VT10串聯(lián)的連接點(diǎn)，以及D11和D12串 聯(lián)的連接點(diǎn)，此三個(gè)中點(diǎn)通過濾波電路120分別與電網(wǎng)的三相交流接線端連接，連接方式可以如圖1中所示，也可以通過其他方式連接。如圖1所示，D11和D12的連接點(diǎn)與電網(wǎng)的三相交流接線端的A相連接、VT7與VT8的連接點(diǎn)與電網(wǎng)的三相交流接線端的B相連接、VT9與VT10的連接點(diǎn)與電網(wǎng)的三相交流接線端的C相連接。

需要說明的是，DC/AC模塊為雙向電路，DC/AC模塊中的濾波電路120用于對(duì)電網(wǎng)與DC/AC模塊之間傳輸?shù)碾妷汉碗娏鬟M(jìn)行濾波。濾波電路120中的電路結(jié)構(gòu)不做限定。具體的，濾波電路120的結(jié)構(gòu)可以如圖1中所示，包括濾波電感(L4、L5、L6)和濾波電容(C3、C4、C5)，濾波電感L4的兩端分別與D11和D12的連接點(diǎn)和電網(wǎng)的三相交流的A相接線端連接、濾波電感L5的兩端分別與VT7與VT8的連接點(diǎn)和電網(wǎng)的三相交流的B相接線端連接、濾波電感L6的兩端分別與VT9與VT10的連接點(diǎn)和電網(wǎng)的三相交流的C相接線端連接；濾波電容C4一端同時(shí)與濾波電容C5、濾波電感L4相連，濾波電容C4另一端同時(shí)與濾波電容C3、濾波電感L5相連，濾波電容C3同時(shí)與濾波電容C5、濾波電感L6相連。

圖2示出了根據(jù)圖1所示光儲(chǔ)變流器中交流控制模塊的示意性結(jié)構(gòu)圖。在本發(fā)明實(shí)施例中，光儲(chǔ)變流器還包括交流控制模塊，交流控制模塊用于控制三相逆變電路110中IGBT的開通和關(guān)斷，進(jìn)而控制DC/AC模塊的運(yùn)行。如圖2所示，交流控制模塊包括交流電流采樣電路190、交流電壓相位采樣電路150、直流電壓采樣電路140、交流控制器160和交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路，交流控制器160分別與交流電流采樣電路190、交流電壓相位采樣電路150、直流電壓采樣電路140和交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路連接。

其中，交流電流采樣電路190與電網(wǎng)的三相交流接線端連接，用于采集濾波電路120與電網(wǎng)之間的交流電流i_a、i_b、i_c，并傳輸至交流控制器160；交流電壓相位采樣電路150與電網(wǎng)的三相交流接線端連接，用于通過電壓傳感器和鎖相環(huán)采集濾波電路120和電網(wǎng)之間的三相電壓的相位γ，并傳輸至交流控制器160；直流電壓采樣電路140與三相逆變電路110中三個(gè)并聯(lián)橋臂的兩端連接，用于采集三相逆變電路110中并聯(lián)橋臂兩端的直流電壓V_dc，并傳輸至交流控制器160；交流控制器160，用于接收交流 電流采樣電路190采集的交流電流(i_a、i_b、i_c)、交流電壓相位采樣電路150采集的三相電壓的相位γ和直流電壓采樣電路140采集的直流電壓V_dc，以及DC/AC模塊的參考電壓V_dc^*和DC/AC模塊的參考無功電流i_q^*，生成第一橋臂和第二橋臂中IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)U1、U2，并向交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路輸出用于驅(qū)動(dòng)第一橋臂和第二橋臂中IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)U1、U2；交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路與第二IGBT VT8和第四IGBT VT10的門極連接，以及經(jīng)由反相器與第一IGBT VT7和第三IGBT VT9的門極連接，用于向第一IGBT VT7和第二IGBT VT8傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)U1，以及向第三IGBT VT9和第四IGBTVT10傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)U2。

具體的，本發(fā)明實(shí)施例中，交流電流采樣電路190、交流電壓相位采樣電路150和直流電壓采樣電路140的電路結(jié)構(gòu)均不做限定。例如，交流電流采樣電路190、交流電壓相位采樣電路150和直流電壓采樣電路140的電路結(jié)構(gòu)的電路架構(gòu)可以如圖2所示。交流控制器160在接收交流電流采樣電路190采集的交流電流為三相交流電流i_a、i_b、i_c，交流控制器160可以首先對(duì)接收的三相交流電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，基于dq坐標(biāo)下的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，利用坐標(biāo)變換將靜止坐標(biāo)系中的交流量i_a、i_b、i_c變換成同步坐標(biāo)系下的直流量i_d、i_q，交流控制器160先將三相交流電流i_a、i_b、i_c轉(zhuǎn)換為αβ坐標(biāo)系下i_α和i_β，然后結(jié)合交流電壓相位采樣電路150采集的三相電壓的相位，將αβ坐標(biāo)系下i_α和i_β轉(zhuǎn)換為dq坐標(biāo)下的i_d、i_q。如圖2所示，交流控制器160主要包括直流電壓控制、有功電流控制和無功電流控制。直流電壓控制的作用為穩(wěn)定或調(diào)節(jié)參考電壓V_dc^*，直流電壓控制引入直流電壓采樣電路140采集的直流電壓V_dc作為反饋，交流控制器160基于參考電壓V_dc^*和直流電壓V_dc的偏差，并通過第一調(diào)節(jié)器來可實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電壓的參考電壓V_dc^*的無靜差控制。由于參考電壓V_dc^*的控制可通過對(duì)i_d進(jìn)行的控制來實(shí)現(xiàn)，因此第一調(diào)節(jié)器的輸出即為參考有功電流i_d^*，交流控制器160基于參考有功電流i_d^*和i_d的偏差，并通過第三調(diào)節(jié)器來可實(shí)現(xiàn)對(duì)DC/AC模塊的有功電流進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)DC/AC模塊的有功功率進(jìn)行控制。無功電流控制的參考無功電流i_q^*可以根據(jù)需向電網(wǎng)輸送的無功功率參考值得出，交流控制器160基于參考無功電流i_q^*和i_q的偏差，并通 過第二調(diào)節(jié)器來可實(shí)現(xiàn)對(duì)DC/AC模塊的無功電流進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)DC/AC模塊的無功功率進(jìn)行控制，當(dāng)令i_q^*＝0時(shí)，DC/AC模塊工作于單位功率因數(shù)狀態(tài)，僅向電網(wǎng)輸送有功功率。交流控制器160通過上述過程可以生成用于驅(qū)動(dòng)第一橋臂中IGBT(VT7和VT8)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)U1，以及用于驅(qū)動(dòng)第二橋臂中IGBT(VT9和VT10)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)U2。如圖2所示，驅(qū)動(dòng)電路與VT8和VT9的門極連接，以及通過反相器與VT7和VT10的門極連接，傳輸至VT7和VT8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相互反向，傳輸至VT9和VT10的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相互反向，從而控制VT7和VT8、以及VT9和VT10交替導(dǎo)通和關(guān)斷。

需要說明的是，在交流控制器160中第一調(diào)節(jié)器、第二調(diào)節(jié)器和第三調(diào)節(jié)器的具體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要設(shè)置，例如第一調(diào)節(jié)器、第二調(diào)節(jié)器和第三調(diào)節(jié)器為比例積分PI調(diào)節(jié)器。交流控制器160生成的用于驅(qū)動(dòng)信號(hào)U1和U2的相位相差120°。在DC/AC模塊工作過程中，D11和D12串聯(lián)的橋臂根據(jù)第一橋臂和第二橋臂中不同IGBT的導(dǎo)通而變換的工作狀態(tài)(電壓和電流的大小、方向)被強(qiáng)迫換流，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的三相交流電流之和為零。

在本發(fā)明實(shí)施中，由于三相逆變電路110中只有兩個(gè)由IGBT串聯(lián)構(gòu)成的橋臂，所以交流控制模塊中也只需要輸出兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而簡化了驅(qū)動(dòng)電路，從而進(jìn)一步提高了電路系統(tǒng)的安全可靠性，降低了光儲(chǔ)變流器的成本。

作為一個(gè)可選的實(shí)施例，如圖1所示，光儲(chǔ)變流器還包括DC/DC模塊，DC/DC模塊包括：至少兩個(gè)儲(chǔ)能電感、并聯(lián)的至少兩個(gè)雙向半橋電路130(圖1中只標(biāo)注了一個(gè))和一個(gè)輸出濾波電容C1，其中，至少兩個(gè)雙向半橋電路中每個(gè)雙向半橋電路130由兩個(gè)IGBT串聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)雙向半橋電路130中每個(gè)IGBT反向并聯(lián)有二極管，每個(gè)雙向半橋電路130的中點(diǎn)分別通過一個(gè)儲(chǔ)能電感連接至與每個(gè)雙向半橋電路130對(duì)應(yīng)電源的正極；至少兩個(gè)雙向半橋電路130的兩端均與一個(gè)輸出濾波電容的兩端并聯(lián)；DC/DC模塊的高壓側(cè)與直流支撐電容的兩端，并與DC/AC模塊的直流側(cè)連接，即DC/DC模塊的高壓側(cè)正極與DC/AC模塊的直流側(cè)的正極連接， DC/DC模塊的高壓側(cè)負(fù)極與DC/AC模塊的直流側(cè)的負(fù)極連接。

本發(fā)明實(shí)施例中，DC/DC模塊中的至少兩個(gè)雙向半橋電路130分別與對(duì)應(yīng)的電源連接，即DC/DC模塊可以同時(shí)與多個(gè)電源連接，多個(gè)電源可以為不同的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)較寬電壓范圍的儲(chǔ)能電池同時(shí)與光儲(chǔ)變流器連接，實(shí)現(xiàn)不同電壓值電池的靈活配置，增加了光儲(chǔ)變流器的使用范圍；并且，DC/DC模塊中至少兩個(gè)雙向半橋電路130分別連接不同類型的電源，避免了不同類型的電源串聯(lián)后與DC/DC模塊連接時(shí)，由于電源的類型不同，電源不配充分使用，導(dǎo)致電源浪費(fèi)的問題。

可以理解的是，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中，至少兩個(gè)雙向半橋電路130中的每個(gè)雙向半橋電路130包括升壓IGBT和降壓IGBT，升壓IGBT的集電極和降壓IGBT的發(fā)射極連接，升壓IGBT的發(fā)射極與電源的負(fù)極連接。

具體的，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中以DC/DC模塊包括三個(gè)雙向半橋電路130為例進(jìn)行說明。DC/DC模塊包括三個(gè)雙向半橋電路130、三個(gè)儲(chǔ)能電感(L1、L2、L3)和一個(gè)輸出濾波電容C1。三個(gè)雙向半橋電路130分別由升壓IGBT和降壓IGBT串聯(lián)，其中，降壓IGBT VT1的發(fā)射極和升壓IGBT VT2的集電極串聯(lián)、降壓IGBT VT3的發(fā)射極和升壓IGBT VT4的集電極串聯(lián)、降壓IGBT VT5的發(fā)射極和升壓IGBT VT6的集電極串聯(lián)。并且在雙向半橋電路130中，升壓IGBT反向并聯(lián)降壓續(xù)流二極管、降壓IGBT反向并聯(lián)升壓續(xù)流二極管，即VT1反向并聯(lián)VD1、VT2反向并聯(lián)VD2、VT3反向并聯(lián)VD3、VT4反向并聯(lián)VD4、VT5反向并聯(lián)VD5、VT6反向并聯(lián)VD6。雙向半橋電路130的中點(diǎn)，即升壓IGBT和降壓IGBT的連接點(diǎn)，通過一個(gè)儲(chǔ)能電感與對(duì)應(yīng)的電源的正極連接，如圖1所示，VT1和VT2的連接點(diǎn)通過L1與DC1的正極連接、VT3和VT4的連接點(diǎn)通過L2與DC2的正極連接、VT5和VT6的連接點(diǎn)通過L3與DC3的正極連接，所有電源的負(fù)極相互連接，并連接至雙向半橋電路130中升壓IGBT的負(fù)極。并聯(lián)的三個(gè)雙向半橋電路130的兩端與C1的兩端并聯(lián)，并且與DC/AC模塊中三相逆變電路110中橋臂的兩端并聯(lián)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，雙向半橋電路130在工作時(shí)，均處于半橋?qū)?態(tài)，以圖1中VT1和VT2串聯(lián)的雙向半橋電路130為例，當(dāng)電池DC1放電時(shí)，DC/DC模塊工作于升壓狀態(tài)，此時(shí)，VT1和VT2串聯(lián)的雙向半橋電路130中VT2和VD1導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)電路升壓，將電池的能量經(jīng)DC/AC模塊送向電網(wǎng)側(cè)；當(dāng)電池DC1充電時(shí)，DC/DC模塊工作于降壓狀態(tài)，VT1和VD2導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)電路降壓，經(jīng)DC/AC模塊從電網(wǎng)側(cè)汲取能量給電池DC1充電。

圖3示出了根據(jù)圖1所示光儲(chǔ)變流器中直流控制模塊的示意性結(jié)構(gòu)圖。光儲(chǔ)變流器還包括用于分別控制至少兩個(gè)雙向半橋電路130的至少兩個(gè)直流控制模塊，每個(gè)直流控制模塊包括電源電壓采樣電路170、直流電流采樣電路、直流控制器180和直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路。

其中，電源電壓采樣電路170，用于采集對(duì)應(yīng)的雙向半橋電路130所連接的電源兩端的電源電壓V_fd，并傳輸至直流控制器180；直流電流采樣電路，與DC1和L1之間的電路連接，用于通過電流傳感器采集對(duì)應(yīng)的雙向半橋電路130所連接的電源的正極的電源電流i_fd，并傳輸至直流控制器180；直流控制器180，用于接收電源電壓V_fd、電源電流i_fd，以及DC/DC模塊的參考電壓V_ref、參考電流i_ref和參考有功功率P_ref(圖3中未標(biāo)出)，生成用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的雙向半橋電路130的驅(qū)動(dòng)信號(hào)U3，并輸出給直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路；直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路與對(duì)應(yīng)的雙向半橋電路130中的升壓IGBT的門極連接，并通過反相器與對(duì)應(yīng)的雙向半橋電路130中的降壓IGBT的門極連接，用于向?qū)?yīng)的雙向半橋電路130中的升壓IGBT和降壓IGBT傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)U3。

具體的，直流控制模塊主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)DC/DC模塊的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。對(duì)于DC/DC模塊中的每個(gè)雙向半橋電路130均設(shè)置與其對(duì)應(yīng)的直流控制模塊。如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例中以VT1和VT2串聯(lián)的雙向半橋電路130對(duì)應(yīng)的直流控制模塊為例進(jìn)行說明。對(duì)于VT1和VT2串聯(lián)的雙向半橋電路130對(duì)應(yīng)的直流控制模塊，包括電源電壓采樣電路170，用于采集電源DC1兩端的電源電壓；直流電流采樣電路，與DC1和L1之間的電路連接，用于通過電流傳感器采集DC1和L1之間的電流，即電源電流；直流控制器180基于接收的電源電壓、電源電流和給定的DC/DC模 塊的參考電壓，進(jìn)過第四調(diào)節(jié)器和第五調(diào)節(jié)器生成用于驅(qū)動(dòng)VT1和VT2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路傳輸至VT1和VT2的門極，從而實(shí)現(xiàn)控制VT1和VT2的導(dǎo)通和關(guān)斷，其中驅(qū)動(dòng)電路與VT2的門極直接連接，并通過反相器與VT1的門極連接，使的VT1和VT2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)。

需要說明的是，DC/DC模塊可以設(shè)置多種工作模式，例如，恒流模式、恒壓模式和恒功率模式。DC/DC模塊處于恒流模式時(shí)，直流控制模塊中的電源電壓采樣電路170和第四調(diào)節(jié)器不起作用，DC/DC模塊的參考電流i_ref由給定指令給定，直流控制器180基于參考電流iref和直流電流采樣電路采集的電源電流i_fd之間的偏差，通過第五調(diào)節(jié)器生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)；當(dāng)電源DC1電壓充電到指定定電壓上限或放電到指定電壓下限時(shí)，直流控制器180控制DC/DC模塊停止工作。DC/DC模塊處于恒壓模式時(shí)，直流控制器180基于給定的參考電壓V_ref和電源電壓采樣電路170采集的電源電壓V_fd之間的偏差，通過第四調(diào)節(jié)器生成參考電流i_ref，進(jìn)而基于參考電流i_ref和直流電流采樣電路采集的電源電流i_fd之間的偏差，通過第五調(diào)節(jié)器生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使DC/DC模塊處于恒壓充放電狀態(tài)，即通過電流實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的恒壓控制。DC/DC模塊處于恒功率模式時(shí)，直流控制器180通過給定功率和電池電壓來計(jì)算參考電流i_ref，進(jìn)而基于參考電流i_ref和直流電流采樣電路采集的電源電流i_fd之間的偏差，通過第五調(diào)節(jié)器生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

可以理解的是，本發(fā)明實(shí)施例中，每個(gè)直流控制器180輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位依次間隔360/N度，其中，N表示雙向半橋電路130的個(gè)數(shù)。

其中，本發(fā)明實(shí)施例中每個(gè)直流控制器180輸出經(jīng)過載波調(diào)制的控制信號(hào)，可以通過將載波互錯(cuò)360/N度是方式實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位依次間隔360/N度。

由于DC/DC模塊中通過一個(gè)輸出濾波電容C1進(jìn)行濾波，各雙向半橋電路130間采用錯(cuò)相控制方案，當(dāng)各雙向半橋電路130同時(shí)工作時(shí)，載波互錯(cuò)360/N°，最大限度的降低輸出濾波電容C1上的電流紋波，降低了對(duì)濾波電容要求。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中，與DC/DC模塊連接的電源可以為蓄電池，還可以為光伏電池。如果與DC/DC模塊連接的電源為光伏電池 時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例光伏變流器可以與多個(gè)光伏電池連接，即可以增加多個(gè)MPPT，從而可在一定程度上解決電池板失配問題，增加向電網(wǎng)輸出的電量。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例提供的光儲(chǔ)變流器的控制方法的示意性流程圖。圖4所示的光儲(chǔ)變流器的控制方法用于對(duì)圖1-圖3所述的光儲(chǔ)變流器，該方法包括：201，采集電網(wǎng)側(cè)的交流電流和電網(wǎng)側(cè)的交流電壓相位；202，基于交流電流和交流電壓相位計(jì)算電網(wǎng)側(cè)的有功電流和無功電流；203，采集DC/DC模塊的直流電壓；204，基于DC/DC模塊的直流電壓和DC/AC模塊的給定參考電壓之間的偏差，計(jì)算電網(wǎng)側(cè)的給定參考有功電流；205，基于電網(wǎng)側(cè)的給定參考有功電流和電網(wǎng)側(cè)的有功電流之間的偏差、電網(wǎng)側(cè)的給定參考無功電流和電網(wǎng)側(cè)的無功電流之間的偏差、以及交流電壓相位，生成用于驅(qū)動(dòng)第一橋臂和第二橋臂中的IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；206，通過交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至第一橋臂和第二橋臂中的IGBT。

需要說明的是，步驟201-步驟206為對(duì)光儲(chǔ)變流器中DC/AC模塊進(jìn)行控制，其控制方法的數(shù)據(jù)處理原理和過程與圖2所示實(shí)施例中數(shù)據(jù)處理原理和過程基本相同，在次不再贅述。

作為一個(gè)可選的實(shí)施例，光儲(chǔ)變流器的控制方法還包括對(duì)DC/DC模塊進(jìn)行控制的過程，即在步驟201-步驟206的基礎(chǔ)上，當(dāng)DC/DC模塊處于恒流工作狀態(tài)時(shí)，還包括：207，采集雙向半橋電路130所連接的電源的正極的電源電流；208，基于電源電流和DC/DC模塊的給定參考電流值之間的偏差計(jì)算用于驅(qū)動(dòng)雙向半橋電路130中IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；209，通過直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路將用于驅(qū)動(dòng)雙向半橋電路130中IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至雙向半橋電路130中IGBT。

作為一個(gè)可選的實(shí)施例，光儲(chǔ)變流器的控制方法還包括對(duì)DC/DC模塊進(jìn)行控制的過程，即在步驟201-步驟206的基礎(chǔ)上，當(dāng)DC/DC模塊處于恒壓工作狀態(tài)時(shí)，該方法還包括：210，采集雙向半橋電路130所連接的電源兩端的電源電壓和正極的直流電流；211，基于電源電壓和DC/DC模塊的給定電壓參考值之間的偏差計(jì)算DC/DC模塊的參考電流值；212， 基于直流電流和DC/DC模塊的參考電流值之間的偏差計(jì)算雙向半橋電路130中IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；213，通過直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路將雙向半橋電路IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至雙向半橋電路130中IGBT。

作為一個(gè)可選的實(shí)施例，光儲(chǔ)變流器的控制方法還包括對(duì)DC/DC模塊進(jìn)行控制的過程，即在步驟201-步驟206的基礎(chǔ)上，當(dāng)DC/DC模塊處于恒功率工作狀態(tài)時(shí)，該方法還包括：214，采集雙向半橋電路130所連接的電源兩端的電源電壓和正極的直流電流；215，基于電源電壓和DC/DC模塊的給定電壓參考值之間的偏差計(jì)算DC/DC模塊的參考電流值；216，基于直流電流和DC/DC模塊的參考電流值之間的偏差計(jì)算雙向半橋電路130中IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；217，通過直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路將雙向半橋電路IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至雙向半橋電路130中IGBT。

可以理解的是，在步驟207-步驟209、步驟210-步驟213和步驟214-步驟217所述的方法分別為DC/DC模塊在不同工作狀態(tài)下的控制過程，在上述三種不同的控制過程中，還可以將雙向半橋電路130中IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位依次間隔360/N度，其中，N表示雙向半橋電路130的個(gè)數(shù)。上述步驟207-步驟209、步驟210-步驟213和步驟214-步驟217所述方法的數(shù)據(jù)處理原理和過程與圖3所示實(shí)施例中數(shù)據(jù)處理原理和過程基本相同，在次不再贅述。

本發(fā)明的實(shí)施例中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可視具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。