本發(fā)明涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種雙向充放電系統(tǒng)的控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境污染加劇，能源短缺等問(wèn)題的出現(xiàn)，環(huán)保的電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生。目前電動(dòng)汽車的應(yīng)用，多數(shù)是電動(dòng)汽車通過(guò)充電系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收能量為儲(chǔ)能電池充電，對(duì)于V2G/V2H(Vehicle to Grid/Home，電池儲(chǔ)能輸送到電網(wǎng))技術(shù)希望可以在電動(dòng)汽車閑置時(shí)，將電動(dòng)汽車中多余的儲(chǔ)能反饋到電網(wǎng)，也將是未來(lái)智能電網(wǎng)建設(shè)與應(yīng)用的重要方向之一，因此，雙向充放電系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)能量雙向傳輸過(guò)程中扮演了重要的作用。

目前雙向充放電系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，為了減小雙向充放電系統(tǒng)的直流母線電容，一般采用正弦充放電技術(shù)作用在雙向充放電系統(tǒng)中，利用該技術(shù)中功率解耦能有效降低同等直流母線電壓紋波條件下的母線電容值，但是，正弦充放電技術(shù)的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生開關(guān)損耗和噪聲，導(dǎo)致效率下降，因此，在放電過(guò)程中，放電效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)利用雙向充放電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)放電過(guò)程中放電效率低的問(wèn)題，提供一種雙向充放電系統(tǒng)的控制方法和裝置。

一種雙向充放電系統(tǒng)控制方法，包括以下步驟：

獲取雙向充放電系統(tǒng)中交流平均有功功率和直流平均有功功率；

根據(jù)交流平均有功功率和直流平均有功功率計(jì)算雙向充放電系統(tǒng)的整體放電效率；

獲取雙向充放電系統(tǒng)的當(dāng)前直流母線電壓，當(dāng)前直流母線電壓為電池電壓經(jīng)過(guò)放電電路后的電壓；

根據(jù)整體放電效率和當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)雙向充放電系統(tǒng)的直流母線電壓參考值逐次逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓；

根據(jù)調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值和當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)整體放電效率，直至整體放電效率最大。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)整體放電效率和當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)雙向充放電系統(tǒng)的直流母線電壓參考值逐次逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓的步驟，包括：

若U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)，則U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)+U_step；

若U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)，則U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)-U_step；

若U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)，則U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)-U_step；

若U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)，則U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)+U_step；

若U_dc(k+1)＝U_dc(k)，且η(k+1)＝η(k)，則U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)；

其中，U_dc為當(dāng)前直流母線電壓，η為整體放電效率，U_dcref為直流母線電壓參考值，U_step為直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，k為正整數(shù)，表示第k個(gè)周期。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)為直流母線電壓的額定值的1％-2％。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值和當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)整體放電效率，直至整體放電效率最大的步驟，包括：

步驟A：通過(guò)當(dāng)前直流母線電壓和調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值生成脈寬調(diào)制控制信號(hào)；

步驟B：通過(guò)脈寬調(diào)制控制信號(hào)調(diào)節(jié)放電電路的放電效率，進(jìn)而調(diào)節(jié)整體放電效率；

重復(fù)上述步驟A和步驟B直至整體放電效率最大。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)交流平均有功功率和直流平均有功功率計(jì)算雙向充放電系統(tǒng)的整體放電效率的步驟，包括：

其中，P₁為交流平均有功功率，P₂為直流有功功率，η為整體放電效率。

一種雙向充放電控制裝置，包括：

雙向充放電系統(tǒng)；

第一功率測(cè)量器，與雙向充放電系統(tǒng)的直流端相連接，第一功率測(cè)量器用于測(cè)量雙向充放電系統(tǒng)的直流平均有功功率；

第二功率測(cè)量器，與雙向充放電系統(tǒng)的交流端相連接，第二功率測(cè)量器用于測(cè)量雙向充放電系統(tǒng)的交流平均有功功率；

主控器，分別與第一功率測(cè)量器和第二功率測(cè)量器相連接，主控器用于根據(jù)交流平均有功功率和直流平均有功功率計(jì)算雙向充放電系統(tǒng)的整體放電效率，并獲取雙向充放電系統(tǒng)的當(dāng)前直流母線電壓后，根據(jù)整體放電效率和當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)雙向充放電系統(tǒng)的直流母線電壓參考值逐次逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓；

調(diào)控器，輸入端與主控器相連接，輸出端與雙向充放電系統(tǒng)相連接，調(diào)控器用于根據(jù)調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值和當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)整體放電效率，直至整體放電效率最大。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，主控器通過(guò)以下公式調(diào)節(jié)直流母線電壓參考值逐次逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓：

當(dāng)U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)時(shí)，U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)+U_step；

當(dāng)U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)時(shí)，U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)-U_step；

當(dāng)U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)時(shí)，U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)-U_step；

當(dāng)U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)時(shí)，U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)+U_step；

當(dāng)U_dc(k+1)＝U_dc(k)，且η(k+1)＝η(k)時(shí)，U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)；

其中，U_dc為直流母線電壓，η為整體放電效率，U_dcref為直流母線電壓參考值，U_step為直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，k為正整數(shù)，表示第k個(gè)周期。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)為直流母線電壓的額定值的1％-2％。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，主控器通過(guò)以下公式計(jì)算雙向充放電系統(tǒng)的整體放電效率：

其中，P₁為交流平均有功功率，P₂為直流平均有功功率，η為整體放電效率。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)控器包括：

加法器，用于通過(guò)當(dāng)前直流母線電壓與調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值計(jì)算得到第一誤差信號(hào)；

PI調(diào)節(jié)器，與加法器的輸出端相連，PI調(diào)節(jié)器用于通過(guò)第一誤差信號(hào)生成給定電流；

鎖相環(huán)，與PI調(diào)節(jié)器相連接，鎖相環(huán)用于鎖定給定電流的相位；

電流環(huán)，與鎖相環(huán)相連，電流環(huán)用于根據(jù)給定電流獲取電壓控制信號(hào)；

SPWM發(fā)生器，SPWM發(fā)生器的控制端與電流環(huán)相連，SPWM發(fā)生器的輸出端與放電電路相連接，SPWM發(fā)生器用于根據(jù)電壓控制信號(hào)生成PWM控制信號(hào)后，輸出至放電電路。

上述雙向充放電系統(tǒng)的控制方法和裝置，根據(jù)整體放電效率與當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)雙向充放電系統(tǒng)的直流母線電壓參考值逐次逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓，從而可以根據(jù)調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值和當(dāng)前直流母線電壓調(diào)節(jié)整體放電效率，重復(fù)上述過(guò)程，直至整體放電效率最大，保證了雙向充放電系統(tǒng)的放電效率，控制過(guò)程簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍較為廣泛。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施例中雙向充放電系統(tǒng)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示實(shí)施例中的雙向充放電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一實(shí)施例中直流母線電壓-效率曲線圖；

圖4為圖1所示實(shí)施例中調(diào)控器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為一實(shí)施例中雙向充放電系統(tǒng)控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在本文中，諸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)實(shí)體或動(dòng)作與另一個(gè)實(shí)體或動(dòng)作，而不一定要求或暗示這種實(shí)體或動(dòng)作之間的任何實(shí)際的這種關(guān)系或順序。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或任何其他變體旨在涵蓋非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包含這些要素，而且還包含沒(méi)有明確列出的其他要素，或者為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

參照?qǐng)D1，在該實(shí)施例中，提供一雙向充放電系統(tǒng)控制裝置，其可以包括雙向充放電系統(tǒng)100、第一功率測(cè)量器200、第二功率測(cè)量器300、主控器400以及調(diào)控器500。其中，第一功率測(cè)量器200的輸出端與雙向充放電系統(tǒng)100的直流端相連接，第二功率測(cè)量器300與雙向充放電系統(tǒng)100的交流端相連接，主控器400可以分別與第一功率測(cè)量器200的輸出端和第二功率測(cè)量器300的輸出端相連接，調(diào)控器500的輸入端與主控器400的輸出端相連，調(diào)控器500的輸出端與雙向充放電系統(tǒng)100相連。

本實(shí)施例中，可參照?qǐng)D2，雙向充放電系統(tǒng)100的交流端與電網(wǎng)相連，電網(wǎng)可以是智能電網(wǎng)，家用電網(wǎng)，樓宇電網(wǎng)等，雙向充放電系統(tǒng)100的直流端與電池相連，電池可以是蓄電池，如鉛酸蓄電池、鎳基電池、鈉硫電池、二次鋰電池、空氣電池等，也可以是燃料電池，如堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、直接甲醇燃料電池(DMFC)等。雙向充放電系統(tǒng)100包括單相全橋變換器110、充電電路120以及放電電路130。單相全橋變換器110的第二端與電網(wǎng)相連，充電電路120的輸入端與單相全橋變換器110的第一端相連，放電電路130的輸出端與單相全橋變器110的第一端相連，且放電電路130與充電電路120并聯(lián)。單相全橋變換器110可以從交流電網(wǎng)吸收能量，也可以向交流電網(wǎng)輸入能量；充電電路120可以采用對(duì)稱半橋LLC(Logical Link Control，邏輯鏈路控制)諧振式雙向直流-直流電路，當(dāng)與雙向充放電系統(tǒng)100相連的電池從電網(wǎng)吸收能量時(shí)，充電電路120運(yùn)行工作；放電電路130可以采用對(duì)稱半橋LLC諧振式雙向直流-直流電路，當(dāng)與雙向充放電100相連的電池向電網(wǎng)輸入能量時(shí)，放電電路130運(yùn)行工作。

本實(shí)施例中，第一功率測(cè)量器200可采用二極管功率器、霍爾效應(yīng)功率器等，第一功率測(cè)量器200通過(guò)獲取雙向充放電系統(tǒng)100直流端的電壓與電流，并將獲取到的電壓與電流轉(zhuǎn)化為直流平均有功功率；第二功率測(cè)量器300也可采用二極管功率器、霍爾效應(yīng)功率器等，第二功率測(cè)量器300通過(guò)獲取雙向充放電系統(tǒng)100交流端的電壓與電流，并將獲取到的電壓與電流轉(zhuǎn)化為交流平均有功功率；主控器400可以獲取第一功率測(cè)量器200測(cè)得的直流平均有功功率和第二功率測(cè)量器300測(cè)得的交流平均有功功率，并根據(jù)直流平均有功功率和交流平均有功功率計(jì)算雙向充放電系統(tǒng)100的整體放電效率η，且在獲取雙向充放電系統(tǒng)100的當(dāng)前直流母線電壓U_dc后，根據(jù)整體放電效率η和當(dāng)前直流母線電壓U_dc，調(diào)節(jié)雙向充放電系統(tǒng)100的直流母線電壓參考值U_dcref逐次逼近整體放電效率η最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓；調(diào)控器500根據(jù)調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值U_dcref和當(dāng)前直流母線電壓U_dc，調(diào)節(jié)整體放電效率η，直至整體放電效率η最大。

本實(shí)施例中，主控器400根據(jù)整體放電效率與當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)雙向充放電系統(tǒng)的直流母線電壓參考值逐次逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線參電壓，調(diào)控器500根據(jù)調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值和當(dāng)前直流母線電壓調(diào)節(jié)整體放電效率，直至整體放電效率最大，保證了雙向充放電系統(tǒng)的放電效率，控制裝置簡(jiǎn)單易操作。

在一個(gè)實(shí)施例中，主控器400可以逐次調(diào)節(jié)直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓。主控器400可以通過(guò)如下計(jì)算式調(diào)節(jié)直流母線電壓參考值逐次逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓：

當(dāng)U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)時(shí)，U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)+U_step。

當(dāng)U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)時(shí)，U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)-U_step。

當(dāng)U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)時(shí)，U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)-U_step。

當(dāng)U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)時(shí)，U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)+U_step。

當(dāng)U_dc(k+1)＝U_dc(k)，且η(k+1)＝η(k)時(shí)，U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)。

其中，U_dc為直流母線電壓，為電池電壓經(jīng)過(guò)放電電路后的電壓，η為整體放電效率，U_dcref為直流母線電壓參考值，U_step為直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，k為正整數(shù)，表示第k個(gè)周期。

具體地，可以參閱圖3，圖3為一實(shí)施例中直流母線電壓-效率曲線圖。若A點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的直流母線電壓為當(dāng)前直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k+1)，A點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k+1)，B點(diǎn)處對(duì)應(yīng)直流母線電壓為前一次調(diào)節(jié)的直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k)，B點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k)，此時(shí)，U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)，則調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值U_dcref(k+2)為當(dāng)前直流母線電壓參考值U_dcref(k+1)加直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，即逐步增大直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值可以更加逼近整體放電效率最優(yōu)點(diǎn)處的最優(yōu)直流母線電壓。

若B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直流母線電壓為當(dāng)前直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k+1)，B點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k+1)，A點(diǎn)處對(duì)應(yīng)直流母線電壓為前一次調(diào)節(jié)的直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k)，A點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k)，此時(shí)，U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)，則調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值U_dcref(k+2)為當(dāng)前直流母線電壓參考值U_dcref(k+1)加直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，即逐步增大直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值可以更加逼近整體放電效率最優(yōu)點(diǎn)處的最優(yōu)直流母線電壓。

繼續(xù)參閱圖3，若C點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的直流母線電壓為當(dāng)前直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k+1)，C點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k+1)，D點(diǎn)處對(duì)應(yīng)直流母線電壓為前一次調(diào)節(jié)的直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k)，D點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k)，此時(shí)，U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)，則調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值U_dcref(k+2)為當(dāng)前直流母線電壓參考值U_dcref(k+1)減去直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，即逐步減小直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值可以更加逼近整體放電效率最優(yōu)點(diǎn)處的最優(yōu)直流母線電壓。

若D點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的直流母線電壓為當(dāng)前直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k+1)，D點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k+1)，C點(diǎn)處對(duì)應(yīng)直流母線電壓為前一次調(diào)節(jié)的直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k)，C點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k)，此時(shí)，U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)，則調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值U_dcref(k+2)為當(dāng)前直流母線電壓參考值U_dcref(k+1)減去直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，即逐步減小直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值可以更加逼近整體放電效率最優(yōu)點(diǎn)處的最優(yōu)直流母線電壓。

上述實(shí)施例中，采用逐步調(diào)節(jié)直流母線電壓參考值逼近整體放電效率最優(yōu)點(diǎn)處的最優(yōu)直流母線電壓，調(diào)節(jié)過(guò)程準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單易行。

在一個(gè)實(shí)施例中，直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)可以是直流母線電壓的額定值的1％-2％，當(dāng)整體放電效率最大時(shí)，直流母線電壓的額定值可以為電池的電壓額定值，直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)即為電池的電壓額定值的1％-2％，具體地，直流母線電壓的額定值可以為12V、24V、48V等。例如，當(dāng)直流母線電壓的額定值為12V時(shí)，直流母線電壓的額定值的1％-2％，即0.12V-0.24V之間，因此直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)可以為0.12V、0.15V、0.2V、0.22V、0.24V等。當(dāng)直流母線電壓的額定值為24V時(shí)，直流母線電壓的額定值的1％-2％，即0.24V-0.48V之間，因此直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)可以為0.24V、0.26V、0.32V、0.36V、0.48V等。當(dāng)直流母線電壓的額定值為48V時(shí)，直流母線電壓的額定值的1％-2％，即0.48V-0.96V之間，因此直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)可以為0.48V、0.58V、0.63V、0.74V、0.87V、0.96V等。需要說(shuō)明的是，上述直流母線電壓的額定值不限于此，可以根據(jù)實(shí)際使用進(jìn)行多種選擇，選定直流母線電壓的額定值的1％-2％作為直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單易操作，且調(diào)節(jié)準(zhǔn)確。

在一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D4，調(diào)控器500包括加法器510，PI(Proportional-integral，比例-積分)調(diào)節(jié)器520，鎖相環(huán)530，電流環(huán)540，SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脈寬調(diào)制)發(fā)生器550。PI調(diào)節(jié)器520與加法器510的輸出端相連，鎖相環(huán)530與PI調(diào)節(jié)器520相連，電流環(huán)540與鎖相環(huán)530相連，SPWM發(fā)生器550的輸入端與電流環(huán)540相連，SPWM發(fā)生器550的輸出端與放電電路相連。

加法器510通過(guò)當(dāng)前直流母線電壓U_dc與調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值U_dcref計(jì)算得到第一誤差信號(hào)；PI調(diào)節(jié)器520將第一誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)比例、積分運(yùn)算后生成給定電流I_p，鎖相環(huán)530鎖定給定電流得到電壓信號(hào)的相角信號(hào)，并將相角信號(hào)輸入到相應(yīng)變換器得到相應(yīng)電流分量，再將得到的相應(yīng)電流分量與PI調(diào)節(jié)器520得到的給定電流I_p經(jīng)過(guò)運(yùn)算后形成第二誤差信號(hào)，電流環(huán)540獲取將相應(yīng)電流分量與PI調(diào)節(jié)器520得到的給定電流I_p經(jīng)運(yùn)算后形成的第二誤差信號(hào)獲取電壓控制信號(hào)U_ac、，根據(jù)電壓控制信號(hào)U_ac，SPWM發(fā)生器550生成PWM(Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制)控制信號(hào)，將PWM控制信號(hào)輸出至放電電路130，通過(guò)PWM控制信號(hào)調(diào)節(jié)放電電路130的放電效率，放電電路130輸出的功率發(fā)生變化，從而當(dāng)前直流母線電壓U_dc也發(fā)生改變，單相全橋變換器110的放電效率跟隨直流母線電壓的變化發(fā)生改變，進(jìn)而整體放電效率改變。當(dāng)整體放電效率改變后，重新獲取當(dāng)前直流母線電壓U_dc和整體放電效率，重復(fù)上述的調(diào)節(jié)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)整體放電效率，控制裝置簡(jiǎn)單易行。

進(jìn)一步地，可參閱圖4，SPWM發(fā)生器550中生成PWM控制信號(hào)，PWM控制信號(hào)輸出至雙向充放電系統(tǒng)100中的放電電路130，通過(guò)PWM調(diào)制控制信號(hào)調(diào)節(jié)放電電路130的放電效率η₂，放電電路130的放電效率η₂發(fā)生變化，當(dāng)前直流母線電壓U_dc也會(huì)發(fā)生變化，則單相全橋變換器110的放電效率η₁發(fā)生變化，由于整體電路的放電效率η可以用單相全橋變換器110的放電效率η₁與放電電路130的放電效率η₂的乘積表示，且單相全橋變換器110的放電效率η₁與放電電路130的放電效率η₂都發(fā)生變化，則整體效率η也會(huì)發(fā)生變化，隨著當(dāng)前直流母線電壓U_dc變化，整體放電效率η存在效率最優(yōu)點(diǎn)，調(diào)節(jié)過(guò)程簡(jiǎn)單可行，控制裝置簡(jiǎn)單，可以保證雙向充放電系統(tǒng)100的放電效率處于最優(yōu)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)整體放電效率的提升。

在一個(gè)實(shí)施例中，主控器可以通過(guò)以下公式計(jì)算雙向充放電系統(tǒng)的整體放電效率：

其中，P₁為交流平均有功功率，P₂為直流平均有功功率，η為整體放電效率。進(jìn)一步地，整體放電效率η也可以為單相全橋變換器的放電效率η₁與放電電路的放電效率η₂的乘積，整體放電效率計(jì)算方法簡(jiǎn)單，計(jì)算準(zhǔn)確。

參照?qǐng)D5，提供一種雙向充放電系統(tǒng)控制方法，在本實(shí)施例中，該方法可以包括如下步驟：

S402：獲取雙向充放電系統(tǒng)中交流平均有功功率和直流平均有功功率。

具體地，可以通過(guò)第一功率測(cè)量器獲取到雙向充放電系統(tǒng)的直流有功功率，通過(guò)第二功率測(cè)量器獲取到雙向充放電系統(tǒng)的交流平均有功功率。

S404：根據(jù)交流平均有功功率和直流平均有功功率計(jì)算雙向充放電系統(tǒng)的整體放電效率。

具體地，放電效率可以通過(guò)雙向充放電系統(tǒng)工作在放電工況下，經(jīng)過(guò)總電路工作后的工作功率與額定工作功率的比值進(jìn)行計(jì)算，交流平均有功功率可以看作為經(jīng)過(guò)電路工作后的工作功率，放電工況下，電池端向電網(wǎng)端輸入能量，則額定工作功率可以看作直流平均有功功率。

S406：獲取雙向充放電系統(tǒng)的當(dāng)前直流母線電壓，當(dāng)前直流母線電壓為電池電壓經(jīng)過(guò)放電電路后的電壓。

具體地，可以通過(guò)主控器獲取雙向充放電系統(tǒng)的當(dāng)前直流母線電壓。

S408：根據(jù)整體放電效率和當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)雙向充放電系統(tǒng)的直流母線電壓參考值逐次逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓。

具體地，可以在主控器內(nèi)逐次調(diào)節(jié)直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值逼近整體放電效率最大時(shí)得最優(yōu)直流母線電壓。

S410：根據(jù)調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值和當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)整體放電效率，直至整體放電效率最大。

具體地，根據(jù)調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值和當(dāng)前直流母線電壓調(diào)節(jié)整體放電效率，進(jìn)而調(diào)整整體放電效率，使得放電電路輸出的功率改變，從而改變當(dāng)前直流母線電壓，進(jìn)而單相全橋變換器的放電效率改變，則可以調(diào)節(jié)整體放電效率，繼續(xù)重復(fù)整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程，調(diào)整體放電效率至最大。

本實(shí)施例中，根據(jù)整體放電效率與當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)雙向充放電系統(tǒng)的直流母線電壓參考值逐次逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓，從而可以根據(jù)調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值和當(dāng)前直流母線電壓調(diào)節(jié)整體放電效率，重復(fù)上述過(guò)程，直至整體放電效率最大，保證了雙向充放電系統(tǒng)的放電效率，控制過(guò)程簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍較為廣泛。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述S402步驟具體包括：

首先，通過(guò)第一功率測(cè)量器獲取雙向充放電系統(tǒng)的直流平均有功功率。其中，第一功率測(cè)量器可采用二極管功率器、霍爾效應(yīng)功率器等，第一功率測(cè)量器與雙向充放電系統(tǒng)的直流端相連，通過(guò)第一功率測(cè)量器獲取雙向充放電系統(tǒng)直流端的電壓與電流，并將獲取到的電壓與電流轉(zhuǎn)化為直流平均有功功率；

之后，通過(guò)第二功率測(cè)量器獲取雙向充放電系統(tǒng)的交流平均有功功率，其中，第二功率測(cè)量器可采用二極管功率器、霍爾效應(yīng)功率器等，第二功率測(cè)量器與雙向充放電系統(tǒng)的交流端相連。通過(guò)第二功率測(cè)量器獲取雙向充放電系統(tǒng)交流端的電壓與電流，并將獲取到的電壓與電流轉(zhuǎn)化為交流平均有功功率。

采用功率測(cè)量器直接得到交流平均有功功率和直流平均有功功率，測(cè)量簡(jiǎn)單精確。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述S404步驟具體為：通過(guò)主控器獲取交流平均有功功率和直流平均有功功率，通過(guò)以下公式計(jì)算雙向充放電系統(tǒng)的整體放電效率：

其中，P₁為交流平均有功功率，P₂為直流平均有功功率，η為整體放電效率。本實(shí)施例中，整體放電效率可以為單相全橋變換器的放電效率η₁與放電電路的放電效率η₂的乘積，整體放電效率計(jì)算方法簡(jiǎn)單，計(jì)算準(zhǔn)確。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述S408步驟具體為：在主控器內(nèi)可以逐次調(diào)節(jié)直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值逼近整體放電效率最大時(shí)得最優(yōu)直流母線電壓，采用如下計(jì)算式調(diào)節(jié)：

若U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)，則U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)+U_step。

若U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)，則U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)-U_step。

若U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)，則U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)-U_step。

若U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)，則U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)+U_step。

若U_dc(k+1)＝U_dc(k)，且η(k+1)＝η(k)，則U_dcref(k+2)＝U_dcref(k+1)。

其中，U_dc為當(dāng)前直流母線電壓，η為整體放電效率，U_dcref為直流母線電壓參考值，U_step為直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，k為正整數(shù)，表示第k個(gè)周期。

具體地，可以再次參閱圖3，若A點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的直流母線電壓為當(dāng)前直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k+1)，A點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k+1)，B點(diǎn)處對(duì)應(yīng)直流母線電壓為前一次調(diào)節(jié)的直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k)，B點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k)，此時(shí)，U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)，則調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值U_dcref(k+2)為當(dāng)前直流母線電壓參考值U_dcref(k+1)加直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，即逐步增大直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值逼近整體放電效率最優(yōu)點(diǎn)處的最優(yōu)直流母線電壓。

若B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直流母線電壓為當(dāng)前直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k+1)，B點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k+1)，A點(diǎn)處對(duì)應(yīng)直流母線電壓為前一次調(diào)節(jié)的直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k)，A點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k)，此時(shí)，U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)，則調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值U_dcref(k+2)為當(dāng)前直流母線電壓參考值U_dcref(k+1)加直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，即逐步增大直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值逼近整體放電效率最優(yōu)點(diǎn)處的最優(yōu)直流母線電壓。

繼續(xù)參閱圖3，若C點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的直流母線電壓為當(dāng)前直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k+1)，C點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k+1)，D點(diǎn)處對(duì)應(yīng)直流母線電壓為前一次調(diào)節(jié)的直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k)，D點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k)，此時(shí)，U_dc(k+1)>U_dc(k)，且η(k+1)<η(k)，則調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值U_dcref(k+2)為當(dāng)前直流母線電壓參考值U_dcref(k+1)減去直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，即逐步減小直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值逼近整體放電效率最優(yōu)點(diǎn)處的最優(yōu)直流母線電壓。

若D點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的直流母線電壓為當(dāng)前直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k+1)，D點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k+1)，C點(diǎn)處對(duì)應(yīng)直流母線電壓為前一次調(diào)節(jié)的直流母線電壓U_dc，按上述公式，可記為U_dc(k)，C點(diǎn)處對(duì)應(yīng)整體放電效率為η(k)，此時(shí)，U_dc(k+1)<U_dc(k)，且η(k+1)>η(k)，則調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值U_dcref(k+2)為當(dāng)前直流母線電壓參考值U_dcref(k+1)減去直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，即逐步減小直流母線電壓參考值，使直流母線電壓參考值逼近整體放電效率最優(yōu)點(diǎn)處的最優(yōu)直流母線電壓。采用逐步調(diào)節(jié)直流母線電壓參考值逼近整體放電效率最優(yōu)點(diǎn)處的最優(yōu)直流母線電壓，操作簡(jiǎn)單，采用逐次逼近的方法調(diào)節(jié)，結(jié)果準(zhǔn)確。

在一個(gè)實(shí)施例中，直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)可以是直流母線電壓的額定值的1％-2％，當(dāng)整體放電效率最大時(shí)，直流母線電壓的額定值可以為電池電壓的額定值，直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)即為電池的電壓額定值的1％-2％。例如，當(dāng)直流母線電壓的額定值為12V時(shí)，直流母線電壓的額定值的1％-2％，即0.12V-0.24V之間，因此直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)可以為0.12V、0.15V、0.2V、0.22V、0.24V等。當(dāng)直流母線電壓的額定值為24V時(shí)，直流母線電壓的額定值的1％-2％，即0.24V-0.48V之間，因此直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)可以為0.24V、0.26V、0.32V、0.36V、0.48V等。當(dāng)直流母線電壓的額定值為48V時(shí)，直流母線電壓的額定值的1％-2％，即0.48V-0.96V之間，因此直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)可以為0.48V、0.58V、0.63V、0.74V、0.87V、0.96V等。需要說(shuō)明的是，上述直流母線電壓的額定值不限于此，可以根據(jù)實(shí)際使用進(jìn)行多種選擇，選定直流母線電壓的額定值的1％-2％作為直流母線電壓參考值變化的步長(zhǎng)，調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單易操作，且調(diào)節(jié)準(zhǔn)確。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述S410步驟具體為：通過(guò)當(dāng)前直流母線電壓與調(diào)節(jié)后的直流母線電壓參考值在加法器中計(jì)算得到第一誤差信號(hào)；第一誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行比例、積分運(yùn)算后生成給定電流；給定電流經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)得到電壓信號(hào)的相角信號(hào)，將得到的相角信號(hào)輸入到相應(yīng)的變換器的到對(duì)應(yīng)電流分量，將電流分量與給定電流經(jīng)過(guò)運(yùn)算后形成第二誤差信號(hào)；在電流環(huán)中根據(jù)第二誤差信號(hào)獲取電壓控制信號(hào)；根據(jù)電壓控制信號(hào)，在SPWM發(fā)生器中生成PWM控制信號(hào)，將PWM控制信號(hào)輸出至放電電路，通過(guò)PWM控制信號(hào)調(diào)節(jié)放電電路的放電效率，放電電路輸出的功率會(huì)發(fā)生變化，從而當(dāng)前直流母線電壓也發(fā)生改變，單相全橋變換器的放電效率跟隨直流母線電壓的變化發(fā)生改變，進(jìn)而整體放電效率改變，當(dāng)整體放電效率改變后，重新獲取當(dāng)前直流母線電壓U_dc和整體放電效率，繼續(xù)重復(fù)調(diào)節(jié)過(guò)程，即可通過(guò)調(diào)節(jié)放電電路的放電效率而調(diào)整體放電效率。

進(jìn)一步地，可參閱圖3根據(jù)整體放電效率與當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)雙向充放電系統(tǒng)的直流母線電壓參考值逐次逼近整體放電效率最大時(shí)的最優(yōu)直流母線電壓，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的直流母線電壓參考值可以在位于調(diào)控器中的SPWM發(fā)生器中生成PWM控制信號(hào)，PWM控制信號(hào)輸出至放電電路，通過(guò)PWM調(diào)制控制信號(hào)調(diào)節(jié)放電電路的放電效率η₂，放電電路130的放電效率η₂發(fā)生變化，當(dāng)前直流母線電壓也會(huì)發(fā)生變化，則單相全橋變換器的放電效率η₁發(fā)生變化，由于整體電路的放電效率η也可用放電電路的放電效率η₂與單相全橋變換器的放電效率η₁的乘積表示，且單相全橋變換器110的放電效率η₁與放電電路130的放電效率η₂都發(fā)生變化，則整體電路的放電效率η也會(huì)發(fā)生變化，隨著當(dāng)前直流母線電壓變化，整體放電效率η存在效率最優(yōu)點(diǎn)，調(diào)節(jié)過(guò)程簡(jiǎn)單可行，可以保證雙向充放電系統(tǒng)的放電效率處于最優(yōu)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)整體放電效率的提升。

以上實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。