技术领域
[0001] 本发明涉及电力技术领域，具体而言，涉及一种供电系统、控制方法、装置、设备及存储介质。
相关背景技术
[0002] 为最大化利用光伏资源，光伏发电系统通常以提供最大的电能为首要目标，因此，其主要采用最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)控制策略。然而，光伏发电功率的随机性和波动性对中压直流系统稳定运行带来了挑战。
[0003] 含高比例分布式光伏的中压直流系统既可以运行在并网模式，也可以运行在离网模式。在并网模式下，可由AC/DC变换器为直流系统提供恒定的电压。在这种情况下，光伏运行在MPPT控制策略下以最大功率输出电能，这可类比于不具备调节能力的恒流源。在离网模式下，学者们提出光伏和储能系统一体化运行方式。经研究发现，为了配合基于MPPT控制策略的光伏发电系统运行，储能系统需要根据光伏发电功率的波动性，通过充放电，响应负荷的功率变化，从而实现直流系统的稳定运行。由此可见，光伏发电系统在不依赖其他设备恒定直流母线电压时，由于其不具有支撑直流母线电压的能力，难以在MPPT控制策略下独立运行。尤其在离网模式下，必须借助其他设备控制直流母线电压恒定，使得控制成本增大。
具体实施方式
[0050] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0051] 因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0052] 应注意到：类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定义和解释。
[0053] 此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0054] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
[0055] 为降低供电控制成本、提高供电控制效率，本申请提供了一种供电系统、控制方法、装置、设备及存储介质。
[0056] 如下先通过具体示例对本申请实施例提供的一种供电系统进行解释说明。图1为本申请实施例提供的一种供电系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括：多个发电模块100、第一电容200、控制模块300。
[0057] 多个发电模块100并联连接在第一电容200的两端；控制模块300连接每个发电模块100的控制端，控制模块300的电压检测端连接第一电容200的两端。
[0058] 通过设置多个发电模块100为负载供电，形成多分布式发电系统，提高了供电的灵活性，多个发电模块100协同配合，使得供电更加稳定。其中，第一电容200为多分布式发电系统的等效电容。通过设置控制模块300，并根据控制模块300的电压检测端检测到的负荷电压进而控制多个发电模块100进行供电，使得供电系统可以适用于不同负载的供电情况，提高了供电控制效率。并且，该供电系统不需要储能设备，降低了供电控制成本。
[0059] 示例地，控制模块300可以为具有计算处理功能的设备。
[0060] 综上，在本实施例中，该系统包括：多个发电模块、第一电容、控制模块；多个发电模块并联连接在第一电容的两端；控制模块连接每个发电模块的控制端，控制模块的电压检测端连接第一电容的两端。从而，使得供电系统可以适用于不同负载的供电情况，提高了供电控制效率，使得供电更加稳定，并且，该供电系统不需要储能设备，降低了供电控制成本。
[0061] 在上述图1对应的实施例的基础上，本申请还提供了一种发电模块。图2为本申请实施例提供的一种发电模块的结构示意图。如图2所示，该发电模块包括：MPPT控制器101、恒压控制器102、发电单元103、直流转换单元104、脉冲器105、开关单元106。
[0062] 发电单元103通过直流转换单元104并联在第一电容200的两端。
[0063] MPPT控制器101的电压检测端连接在发电单元103的两端，MPPT控制器101的电流检测端连接在发电单元103的正极，MPPT控制器101的输出端连接在开关单元106的第一端。MPPT控制器101通过电压检测端可以检测到发电单元103两端的电压，MPPT控制器101通过电流检测端可以检测到发电单元103的输出电流。MPPT控制器101可以实时检测发电单元
103的电压和电流，并追踪最高电压、电流值，使发电模块100始终以最大功率输出。
[0064] 恒压控制器102的电压检测端连接在第一电容200的两端，恒压控制器102的输出端连接在开关单元106的第二端。恒压控制器102通过电压检测端可以检测负载的电压。恒压控制器102可以实时检测负载的电压，并使得发电模块100的输出功率始终等于负荷功率。
[0065] 开关单106元的第三端通过脉冲器105连接直流转换单元104的控制端，开关单元106的控制端为：发电模块100的控制端。示例地，直流转换单元104可以为Boost‑LLC变换器，LLC高频变换器在发电模块100中仅起到升压和能量传递的作用，所以只需要调节Boost电路关断角β，就能达到调节发电模块100输出端口电压的目的。
[0066] 当控制模块300控制开关单元106连接0端时，执行MPPT控制策略，整个发电模块100以最大功率输出。当控制模块300控制开关单元106连接1端时，执行恒压控制策略，根据负荷的波动通过直流转换单元调节发电模块100的输出电压，使发电模块100的输出功率始终等于负荷功率，实现直流母线电压稳定。即，发电模块100只能提供MPPT控制策略、恒压控制策略中的一种控制策略，使得发电模块100的调压能力更加弹性、更加灵活，提高了供电效率。
[0067] 示例地，图3为本申请实施例提供的一种恒压控制器的控制原理示意图。如图3所示，图中的 和 分别为直流母线和发电单元103的电压参考值，UDC为恒压控制器102检测到的直流母线电压，ΔUDC为 和UDC的差值。IDC为直流母线的电流，ΔPDC为负荷波动引起功率的变化量，kPV为发电模块100的P‑U曲线在不同环境条件时单调递增区间的斜率，ΔUPV为负荷变化量所引起发电模块100的P‑U曲线单调递增区间所对应的发电模块100端口电压的变化量。经PI控制器后直流母线的电压变化量与IDC得到ΔPDC，ΔPDC与kPV得到ΔUPV，ΔUPV与 得到恒压控制器102的控制量。
[0068] 示例地，在图1‑图3的基础上，供电系统内部功率动态平衡关系如下公式(1)所示：
[0069]
[0070] 供电系统动态特性的本质上是有功功率和直流母线电压的交互影响，其P‑U关系如下公式(2)所示：
[0071]
[0072] 其中，UDC为直流母线电压；CDC为直流母线等效电容；PPV为供电系统的总输出功率；Pload为负荷功率。
[0073] 当负载功率增大时(例如，投入新的用电设备)，或者加大原有负荷功率，这时如果供电系统不增加发电量，此时，Pload(t+Δt)＞PPV(t)，直流母线电压就会下降。工作在恒压控制策略的发电模块100会通过调节直流转换单元104，使发电模块100输出端口电压提高，发电量增大。而工作在MPPT控制策略的发电模块100，由于直流母线电压波动而引起其端口电压出现波动，进而导致功率先出现小幅下降，后上升到最大值。最终UDC恢复到额定电压，供电系统实现稳定运行。
[0074] 综上，在本实施例中，发电模块包括：MPPT控制器、恒压控制器、发电单元、直流转换单元、脉冲器、开关单元；发电单元通过直流转换单元并联在第一电容的两端；MPPT控制器的电压检测端连接在发电单元的两端，MPPT控制器的电流检测端连接在发电单元的正极，MPPT控制器的输出端连接在开关单元的第一端；恒压控制器的电压检测端连接在第一电容的两端，恒压控制器的输出端连接在开关单元的第二端；开关单元的第三端通过脉冲器连接直流转换单元的控制端，开关单元的控制端为：发电模块的控制端。从而，使得发电模块的调压能力更加弹性、更加灵活，提高了供电效率。
[0075] 如下通过具体示例对本申请提供的一种供电控制方法进行解释说明。图4为本申请实施例提供的一种供电控制方法的流程示意图，该方法的执行主体可以是上述图1或图2对应的任一个供电系统中的控制模块，该控制模块可以为具有计算处理功能的设备。如图4所示，该方法包括：
[0076] S101、获取供电系统的负荷电压。
[0077] 通过电压检测端可以获取供电系统的负荷电压。
[0078] S102、根据供电系统的负荷电压及负载电阻，确定供电系统的负荷功率。
[0079] 根据供电系统的负荷电压及负载电阻，可以计算得到供电系统的负荷功率。
[0080] S103、根据供电系统的负荷功率，确定供电系统中多个发电模块的发电控制模式。
[0081] 其中，每个发电模块的发电控制模式为：MPPT模式或者恒压模式。
[0082] 根据供电系统的负荷功率，可以确定供电系统中多个发电模块的发电控制模式。以使得多个发电模块的发电控制模式满足供电系统的负荷功率。
[0083] 示例地，以三个发电模块为例，根据供电系统的负荷功率，确定供电系统中多个发电模块的发电控制模式可以为：第一个发电模块的发电控制模式为MPPT模式、第二个发电模块的发电控制模式为恒压模式、第二个发电模块的发电控制模式为恒压模式。
[0084] S104、根据多个发电模块的发电控制模式，分别控制多个发电模块进行发电。
[0085] 确定之后的多个发电模块的发电控制模式满足供电系统当前的负荷功率。根据多个发电模块的发电控制模式，分别控制多个发电模块进行发电。使得供电系统可以适用于不同负载的供电情况，提高了供电控制效率，使得供电更加稳定，并且，该供电系统不需要储能设备，降低了供电控制成本。
[0086] 综上，在本实施例中，获取供电系统的负荷电压；根据供电系统的负荷电压及负载电阻，确定供电系统的负荷功率；根据供电系统的负荷功率，确定供电系统中多个发电模块的发电控制模式，每个发电模块的发电控制模式为：MPPT模式或者恒压模式；根据多个发电模块的发电控制模式，分别控制多个发电模块进行发电。从而，使得供电系统可以适用于不同负载的供电情况，提高了供电控制效率，使得供电更加稳定，并且，该供电系统不需要储能设备，降低了供电控制成本。
[0087] 在上述图4对应的实施例的基础上，本申请实施例还提供了一种确定多个发电模块的发电控制模式的方法。图5为本申请实施例提供的一种确定多个发电模块的发电控制模式的方法的流程示意图。如图5所示，在S103中的根据供电系统的负荷功率，确定供电系统中多个发电模块的发电控制模式，包括：
[0088] S201、根据供电系统的负荷功率，从多个预设功率区间中，确定负荷功率所在的目标区间。
[0089] S202、采用预设功率区间与控制模式的映射表，确定目标区间对应的控制模式。
[0090] 控制模式包括：多个发电模块的模式指示信息。模式指示信息为指示当前发电模块的控制模式。
[0091] 预设功率区间与控制模式的映射表中表征了每个预设功率区间对应的控制模式，进而可以确定目标区间对应的控制模式。以满足不同负荷功率的供电需求。
[0092] S203、采用控制模式中多个发电模块的模式指示信息，确定多个发电模块的发电控制模式。
[0093] 模式指示信息指示了当前发电模块的控制模式，进而采用控制模式中多个发电模块的模式指示信息，确定多个发电模块的发电控制模式。
[0094] 综上，在本实施例中，根据供电系统的负荷功率，从多个预设功率区间中，确定负荷功率所在的目标区间；采用预设功率区间与控制模式的映射表，确定目标区间对应的控制模式；控制模式包括：多个发电模块的模式指示信息；采用控制模式中多个发电模块的模式指示信息，确定多个发电模块的发电控制模式。从而，根据负荷功率确定多个发电模块的发电控制模式，满足不同负荷功率的供电需求。
[0095] 在上述图5对应的实施例的基础上，本申请实施例在S201中的根据供电系统的负荷功率，从多个预设功率区间中，确定负荷功率所在的目标区间之前，该方法还包括：
[0096] 根据多个发电模块的发电功率特性，确定多个预设功率区间。
[0097] 为精准地分区设置多个预设功率区间，分析多个发电模块的发电功率特性。并根据多个发电模块的发电功率特性，确定多个预设功率区间。使得每个预设功率区间精准地表征了多个发电模块的不同发电功率特性。
[0098] 综上，在本实施例中，根据多个发电模块的发电功率特性，确定多个预设功率区间。从而，精准地得到多个预设功率区间。
[0099] 在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供了一种确定多个预设功率区间的方法。图6为本申请实施例提供的一种确定多个预设功率区间的流程示意图。如图6所示，发电模块为光伏发电模块，则根据多个发电模块的发电功率特性，确定多个预设功率区间，包括：
[0100] S301、按照多个发电模块对应区域的光照强度，对多个发电模块进行排序。
[0101] 示例地，当多个发电模块运行在不同光照强度时，为合理用光伏发电模块的动态特性，防止多个光伏发电模块无序动作，本申请提出了顺序协同控制策略。在该协同策略下，按照从高光照强度光伏发电模块到低光照强度光伏发电模块的顺序，对多个发电模块进行排序。
[0102] S302、确定排序后的发电模块的发电特性曲线图。
[0103] 示例地，以三个光伏发电模块进行解释说明。图7为本申请实施例提供的三个发电模块的发电特性曲线图，其中，图7中的横轴为电压，纵轴为功率。
[0104] 以PV1、PV2和PV3三个光伏发电模块为例，其中，PV1的光照强度＞PV2的光照强度＞PV3的光照强度。如图7所示，P1所在的发电特性曲线为三个光伏发电模块同时运行时的发电特性曲线，P1为该发电特性曲线的最大输出点对应的功率值。P2所在的发电特性曲线为PV2和PV3两个光伏发电模块同时运行时的发电特性曲线，P2为该发电特性曲线的最大输出点对应的功率值。P3所在的发电特性曲线为PV3光伏发电模块运行时的发电特性曲线，P3为该发电特性曲线的最大输出点对应的功率值。即，确定了排序后的发电模块的发电特性曲线图。
[0105] 图7中的虚线为负荷的动态运行曲线，该动态运行曲线的前半段与P1所在的发电特性曲线重合。
[0106] S303、根据发电特性曲线图中的多个功率值确定多个预设功率区间。
[0107] 示例地，继续参考图7，以三个光伏发电模块为例进行解释说明。确定多个预设功率区间分别为：(P2，P1]、(P3，P2]、[P4，P3]。
[0108] 其中，P4为供电系统的最小输出功率。
[0109] 综上，在本实施例中，按照多个发电模块对应区域的光照强度，对多个发电模块进行排序；确定排序后的发电模块的发电特性曲线图；根据发电特性曲线图中的多个功率值确定多个预设功率区间。从而，精准地确定了多个预设功率区间。
[0110] 进一步地，以三个光伏发电模块为例，功率区间(P1，P2]对应的发电控制模式为：PV1式为恒压模式、PV2为MPPT模式、PV3为MPPT模式。
[0111] 功率区间(P2，P3]对应的发电控制模式为：PV1式为恒压模式、PV2为恒压模式、PV3为MPPT模式。
[0112] 功率区间(P3，P4]对应的发电控制模式为：PV1式为恒压模式、PV2为恒压模式、PV3为恒压模式。
[0113] 以上实施例仅为以三个光伏发电模块为例的描述，若供电系统包括多个光伏发电模块，与三个光伏发电模块的控制方式类似。
[0114] 在上述图5对应的实施例的基础上，本申请实施例在S103中的根据供电系统的负荷功率，确定供电系统中多个发电模块的发电控制模式，还包括：
[0115] 若供电系统的负荷功率不在多个预设功率区间内，则确定多个发电模块的当前发电控制模式分别为多个发电模块的发电控制模式。
[0116] 示例地，若供电系统的负荷功率不在多个预设功率区间内，则有可能负载电阻大于202/PPVmax，会导致直流母线电压小于20kV，供电系统的输出功率降低，无法以最大功率输出，无法维持直流母线电压稳定。同理，若负荷功率小于P4，即负荷所需功率小于供电系统提供的最小值时，直流母线电压则会升高，使得系统无法正常运行。
[0117] 在这种情况下，通过控制多个发电模块的发电控制模式以及无法稳定直流母线电压，需要采取其他预设方法消耗多余的电能，以稳定直流母线电压。因此，确定多个发电模块的当前发电控制模式分别为多个发电模块的发电控制模式，保持当前的发电控制模式不变。
[0118] 综上，在本实施例中，若供电系统的负荷功率不在多个预设功率区间内，则确定多个发电模块的当前发电控制模式分别为多个发电模块的发电控制模式。从而，负荷功率不在多个预设功率区间内时，实现稳定直流母线电压。
[0119] 下述对用以执行的本申请所提供的供电控制装置、设备及存储介质等进行说明，其具体的实现过程以及技术效果参见上述，下述不再赘述。
[0120] 图8为本申请实施例提供的一种供电控制装置的示意图。如图8所示，应用上述实施例任一个供电系统中的控制模块，该装置包括：
[0121] 获取模块801，用于获取供电系统的负荷电压。
[0122] 第一确定模块802，用于根据供电系统的负荷电压及负载电阻，确定供电系统的负荷功率。
[0123] 第二确定模块803，用于根据供电系统的负荷功率，确定供电系统中多个发电模块的发电控制模式，每个发电模块的发电控制模式为：MPPT模式或者恒压模式。
[0124] 发电控制模块804，用于根据多个发电模块的发电控制模式，分别控制多个发电模块进行发电。
[0125] 进一步地，第二确定模块803，具体用于根据供电系统的负荷功率，从多个预设功率区间中，确定负荷功率所在的目标区间；采用预设功率区间与控制模式的映射表，确定目标区间对应的控制模式；控制模式包括：多个发电模块的模式指示信息；采用控制模式中多个发电模块的模式指示信息，确定多个发电模块的发电控制模式。
[0126] 进一步地，第二确定模块803，具体还用于根据多个发电模块的发电功率特性，确定多个预设功率区间。
[0127] 进一步地，第二确定模块803，具体还用于发电模块为光伏发电模块，按照多个发电模块对应区域的光照强度，对多个发电模块进行排序；确定排序后的发电模块的发电特性曲线图；根据发电特性曲线图中的多个功率值确定多个预设功率区间。
[0128] 进一步地，第二确定模块803，具体还用于若供电系统的负荷功率不在多个预设功率区间内，则确定多个发电模块的当前发电控制模式分别为多个发电模块的发电控制模式。
[0129] 图9为本申请实施例提供的一种控制设备的示意图，该控制设备可以是具备计算处理功能的设备。
[0130] 该控制设备包括：处理器901、存储介质902。处理器901和存储介质902通过总线连接。
[0131] 存储介质902用于存储程序，处理器901调用存储介质902存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
[0132] 可选地，本发明还提供一种存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
[0133] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0134] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
[0135] 上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read‑Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
