分布式電源系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及分布式電源系統(tǒng)，尤其涉及一種實現(xiàn)多個電源模塊與負載之間功率匹 配的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式電源系統(tǒng)與傳統(tǒng)電源相比具有體積小、重量輕等優(yōu)點，因此，分布式電源系 統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電源系統(tǒng)中。然而，由于受到功率器件電壓、電流的限制，在大功率電源系統(tǒng) 中往往采用多個電源模塊并聯(lián)的方式以提高功率等級。
[0003] 分布式電源系統(tǒng)通常采用并聯(lián)均流方式以使每個電源模塊可提供相等的電流給 負載。為了充分利用各個電源模塊并延長各個電源模塊的使用壽命，需要實現(xiàn)電源模塊與 負載之間的功率匹配。匹配過程可通過根據(jù)負載的需要選擇合理數(shù)目的電源模塊工作于供 能狀態(tài)來實現(xiàn)。在匹配過程中，當(dāng)每個電源模塊頻繁的在供能狀態(tài)和阻斷狀態(tài)之間切換時 會產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，即當(dāng)負載變化劇烈時，電源模塊處于頻繁的切換過程從而造成不穩(wěn)定的 振蕩現(xiàn)象。振蕩的產(chǎn)生將影響分布式電源系統(tǒng)的性能。因此，根據(jù)負載的變化選擇合理數(shù) 目的電源模塊以防止振蕩產(chǎn)生是關(guān)鍵問題。同時，如何簡化控制方法以實現(xiàn)多個電源模塊 之間的協(xié)調(diào)控制，以保證每個電源模塊都工作在高效負載供電區(qū)成為亟待解決的問題。
[0004] 因此，有必要提供一種改進的系統(tǒng)和方法來解決上述技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于上面提及的技術(shù)問題，本發(fā)明的一個方面在于提供一種分布式電源系統(tǒng)，其 中，該分布式電源系統(tǒng)包括多個電源模塊和控制器。該多個電源模塊相并聯(lián)以提供電能給 負載。該控制器被配置為提供電源模塊總數(shù)N t(rtal和不同的電源模塊編號Nmiqm給每個電源 模塊。其中，至少一個電源模塊被設(shè)置為至少根據(jù)該電源模塊總數(shù)N total和各自的電源模塊 編號以獨立決定對應(yīng)的電源模塊工作于供能狀態(tài)或阻斷狀態(tài)，其中，電源模塊的供能 狀態(tài)由與各自的電源模塊編號Nmi_有關(guān)的供能閾值0NthreslTOld來決定。
[0006] 如上所述的分布式電源系統(tǒng)，其中，至少一個電源模塊被設(shè)置為保持供能狀態(tài)，以 及其余電源模塊被設(shè)置為根據(jù)與該負載相關(guān)的均流信號IshaM與各自的供能閾值〇Nth_h()ld 和阻斷閾值〇FFthresh()ld分別進行比較的結(jié)果以分別獨立決定對應(yīng)的電源模塊工作于供能狀 態(tài)或阻斷狀態(tài)。
[0007] 如上所述的分布式電源系統(tǒng)，其中，每個電源模塊包括子控制器，其中一個電源模 塊的子控制器用作該控制器，該控制器被編程設(shè)置以分別提供該電源模塊總數(shù)N t(rtal和不同 的供能閾值〇Nth_h()ld給對應(yīng)電源模塊的子控制器。
[0008] 如上所述的分布式電源系統(tǒng)，其中，該供能閾值0Nth,eslTOld分布在電源模塊的40%到 65%的負載供電效率區(qū)。
[0009] 如上所述的分布式電源系統(tǒng)，其中，不同的電源模塊編號NmiquJ逭機分配給不同的 電源模塊。
[0010] 如上所述的分布式電源系統(tǒng)，其中，如果均流信號Ish_小于阻斷閾值〇FF thresh()ld， 并且當(dāng)該均流信號IshaM小于阻斷閾值〇FFth_ told的持續(xù)時間超過阻斷延遲時間0FFdelay后， 對應(yīng)的電源模塊被控制為工作于阻斷狀態(tài)。
[0011] 如上所述的分布式電源系統(tǒng)，其中，如果均流信號Ishara大于供能閾值〇N threshaLd，并 且當(dāng)該均流信號IshaM大于阻斷閾值〇FFthrestold的持續(xù)時間超過供能延遲時間0N delay后，對 應(yīng)的電源模塊被控制為工作于供能狀態(tài)。本發(fā)明的另一方面在于提供一種分布式電源系統(tǒng) 控制方法，其中，該方法至少包括如下步驟：通過一個控制器提供電源模塊總數(shù)N total和不 同的電源模塊編號Nmi_給每個電源模塊的子控制器。至少一個電源模塊被設(shè)置為至少根 據(jù)該電源模塊總數(shù)N total和各自的電源模塊編號Nmiqm以獨立決定對應(yīng)的電源模塊工作于供 能狀態(tài)或阻斷狀態(tài)。以及由與各自電源模塊編號有關(guān)的供能閾值決定電源模塊 的供能狀態(tài)。
[0012] 本發(fā)明的再一方面在于提供一種分布式能量系統(tǒng)，其中，該分布式能量系統(tǒng)包括 多個能量模塊和控制器。該多個能量模塊相并聯(lián)以提供能量給負載。以及該控制器被配置 為提供能量模塊總數(shù)N total和不同的能量模塊編號Nmiqm給每個能量模塊。其中：至少一個 能量模塊被設(shè)置為保持供能狀態(tài)，其余能量模塊被設(shè)置為根據(jù)該能量模塊總數(shù)N total，各自 的能量模塊編號Nmiqm和該負載相關(guān)的均流信號IshaM以分別獨立決定對應(yīng)的能量模塊工 作于供能狀態(tài)或阻斷狀態(tài)。以及將I sh_與各自的供能閾值〇Nthresh()ld和阻斷閾值0FFthresh()ld 分別進行比較以分別獨立決定對應(yīng)的電源模塊工作于供能狀態(tài)或阻斷狀態(tài)，其中供能閾值 〇Nto-ld和阻斷閾值〇FF thre-ld與各自的能量模塊編號N_ue有關(guān)。
[0013] 如上所述的分布式能量系統(tǒng)，其中，在獨立決定供能狀態(tài)和阻斷狀態(tài)的一個能量 模塊中，對應(yīng)的阻斷閾值〇FFthMsh()ld和供能閾值0NthMslTOld之間存在一個滯后值。
[0014] 本發(fā)明提供的分布式電源系統(tǒng)以及分布式電源系統(tǒng)控制方法與傳統(tǒng)的方法相比， 可實現(xiàn)電源模塊與負載之間的功率匹配且保證開啟或關(guān)閉每個電源模塊時不出現(xiàn)不穩(wěn)定 的振蕩現(xiàn)象。同時，由子控制器獨立決定對應(yīng)電源模塊是否提供電能，簡化了主控制器的繁 瑣處理過程，實現(xiàn)多個電源模塊之間的協(xié)調(diào)控制，以保證每個電源模塊都工作在高效負載 供電區(qū)。
【附圖說明】
[0015] 通過結(jié)合附圖對于本發(fā)明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖 中：
[0016] 圖1所示為分布式能量系統(tǒng)的一種實施方式模塊圖。
[0017] 圖2所示為例舉如圖1所示分布式能量系統(tǒng)的一種分布式電源系統(tǒng)實施方式模塊 圖。
[0018] 圖3所示為例舉如圖1所示分布式能量系統(tǒng)的一種分布式電源系統(tǒng)的另一種實施 方式模塊圖。
[0019] 圖4所示為電源模塊的負載供電效率曲線示意圖。
[0020] 圖5所示為當(dāng)如圖2或圖3所示的電源模塊從阻斷狀態(tài)切換到供能狀態(tài)的曲線示 意圖。
[0021] 圖6所示為當(dāng)如圖2或圖3所示的電源模塊從供能狀態(tài)切換到阻斷狀態(tài)的曲線示 意圖。
[0022] 圖7所示為控制分布式電源系統(tǒng)的初始化方法流程圖。以及
[0023] 圖8所示為控制分布式電源系統(tǒng)的運行方法流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 以下將描述本發(fā)明的一個或者多個【具體實施方式】。首先要指出的是，在這些實施 方式的具體描述過程中，為了進行簡明扼要的描述，本說明書不可能對實際的實施方式的 所有特征均作詳盡的描述。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，在任意一種實施方式的實際實施過程中，正 如在任意一個工程項目或者設(shè)計項目的過程中，為了實現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，或者為了滿 足系統(tǒng)相關(guān)的或者商業(yè)相關(guān)的限制，常常會做出各種各樣的具體決策，而這也會從一種實 施方式到另一種實施方式之間發(fā)生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開發(fā)過程中所作 出的努力可能是復(fù)雜并且冗長的，然而對于與本發(fā)明公開的內(nèi)容相關(guān)的本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員而言，在本公開揭露的技術(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進行的一些設(shè)計，制造或者生產(chǎn)等變更只是 常規(guī)的技術(shù)手段，不應(yīng)當(dāng)理解為本發(fā)明公開的內(nèi)容不充分。
[0025] 除非另作定義，在本說明書和權(quán)利要求書中使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為 本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本說明書以及權(quán)利要求書 中使用的"第一"或者"第二"以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是 用來區(qū)分不同的組成部分。"一個"或者"一"等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而是表示存在 至少一個。"或"包括所列舉的項目中的任意一者或者全部。"連接"或者"相連"等類似的 詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間 接的。此外，"電路"以及"控制模塊"等可以包括單一組件或者由多個主動元件或者被動元 件直接或者間接相連的集合，例如一個或者多個集成電路芯片，以提供所對應(yīng)描述的功能。
[0026] 本發(fā)明中使用的"可"、"可以"與"可能"等詞語表明在某些環(huán)境中事件發(fā)生的可 能性。擁有一種特定屬性、特征或功能。和/或通過與某一合格動詞結(jié)合表示一個或多個 能力、性能或可能性。相應(yīng)地，"可能"的使用表明：被修飾的術(shù)語對于所示的能力、功能或 用途是明顯適當(dāng)、可匹配或合適的。同時考慮到在某些情況的存在，被修飾的術(shù)語有時可能 不適當(dāng)，不匹配或不合適。例如，在某些情況下，可能預(yù)期出現(xiàn)某一結(jié)果或性能。而在其他 情況下，該結(jié)果或性能可能不出現(xiàn)。這一區(qū)別由表示"可能"的詞語體現(xiàn)。
[0027] 參照圖1，圖1所示為本發(fā)明揭示的分布式能量系統(tǒng)100的一種實施方式模塊圖。 如圖1所示，該分布式能量系統(tǒng)1〇〇包括輸入電源110,多個能量模塊120a~120n，均能電 路140和主控制器150。
[0028] 該輸入電源110可根據(jù)該多個能量模塊120a~120n對輸入電能的不同需求提供 不同形式的輸入電能。在一些實施方式中，該輸入電源110可提供直流電和/或交流電。
[0029]