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一种储能逆变器的控制电路及控制系统有效专利 实用

技术领域

[0001] 本实用新型属于逆变器领域,涉及一种储能逆变器的控制电路及控制系统,具体是一种能够响应于DRM装置的储能逆变器的控制电路及控制系统。

相关背景技术

[0002] 2016年澳大利亚电网公司发布了最新的澳洲和新西兰光伏并网逆变器和光伏储能逆变器的安规标准《AS NZS 4777.2‑2015》。并要求所有在2016年7月中旬之后销往澳洲和新西兰的光伏逆变器都必须符合最新的安规标准。在《AS NZS 4777.2‑2015》安规标准中新增了DRMs(Demand Response Modes,需求响应模式):使用一个外接的控制盒‑‑‑DRED(Demand Response Enabling Device,需求响应使能装置),可以实时、快速地实现对电网的有功调度和无功调度,并在调度过程中光伏逆变器也可以稳定运行。电网公司要求能够远程对DRM设备进行控制,对储能逆变器进行操作,从而控制储能逆变器的输入、输出功率,或是与电网的连接或断开。
[0003] 现有技术中,在单个DRED的受控开关闭合的情况下,能够控制储能逆变器执行相对应的操作,但是所有受控开关的优先级都是相同的,在有多个受控开关同时闭合的时候,电路无法对此时的开关状态进行准确识别并进行优先级区分,也就无法控制储能逆变器优先执行相对应的操作;同时,电路中的电子元器件较多,将会增加成本。实用新型内容
[0004] 为了解决上述技术问题,本实用新型的目的是提供一种储能逆变器的控制电路及控制系统,能够精准识别DRED电路的各受控开关的状态,并根据该情况进行优先级区分,从而精确控制储能逆变器的电能输出和输入。
[0005] 为达到上述目的,本实用新型采用的一种技术方案为:
[0006] 一种储能逆变器的控制电路,其用于检测DRED电路的多个受控开关的状态以控制所述储能逆变器和电网之间的电能传输,其特征在于,所述控制电路包括:
[0007] 多个输出检测单元,其用于分别检测对应于所述储能逆变器的电能输出的受控开关的状态;
[0008] 第一优先译码器,其具有M个第一输入端口和N个第一输出端口,N<M,每个所述第一输入端口具有一个对应所述储能逆变器向电网的输出功率的N位第一编码,各所述输出检测单元的输出端分别连接于一个所述第一输入端口,所述N个第一输出端口用于输出与为有效电平且优先级较高的第一输入端口对应的N位第一编码;
[0009] 多个输入检测单元,其用于分别检测对应于所述储能逆变器的电能输入的受控开关的状态;及
[0010] 第二优先译码器,其具有P个第二输入端口和Q个第二输出端口,Q<P,每个所述第二输入端口具有一个对应电网向所述储能逆变器的输入功率的Q位第二编码,各所述输入检测单元的输出端分别连接于一个所述第二输入端口,所述Q个第二输出端口输出用于输出与为有效电平且优先级较高的第二输入端口对应的Q位第二编码。
[0011] 优选地,所述多个输出检测单元包括:
[0012] 第一输出检测单元,其用于检测所述DRED电路的受控开关S5是否闭合;
[0013] 第二输出检测单元,其用于检测所述DRED电路的受控开关S6和S7是否均闭合;
[0014] 第三输出检测单元,其用于检测所述DRED电路的受控开关S6是否闭合;
[0015] 第四输出检测单元,其用于检测所述DRED电路的受控开关S7是否闭合;及[0016] 第五输出检测单元,其用于检测所述DRED电路的受控开关S8是否闭合;
[0017] 其中,分别与所述第一输出检测单元、所述第二输出检测单元、所述第三输出检测单元、所述第四输出检测单元及所述第五输出检测单元的所述输出端连接的所述第一输入端口的优先级依次降低。
[0018] 优选地,所述多个输出检测单元还包括第六输出检测单元,所述第六输出检测单元包括比较器U5‑A,所述比较器U5‑A的同相输入端连接第一参考电压输入端,异相输入端用于通过分压电阻R17连接所述DRED电路的检测输出端COM LOAD0,该检测输出端COM LOAD0通过受控开关S9连接于受控开关S5至S8的一侧并联端,所述比较器U5‑A的输出端连接至所述第一优先译码器的优先级最高的第一输入端口。
[0019] 优选地,所述第一优先译码器具有优先级依次升高的第一输入端口0至7,所述第一输入端口0用于通过电阻R20连接于所述DRED电路的检测输出端REF GEN0,该REF GEN0连接于受控开关S5至S8的另一侧并联端;所述第一输入端口1至5分别连接于所述第五输出检测单元、第四输出检测单元、第三输出检测单元、第二输出检测单元及第一输出检测单元的输出端;所述第一输入端口用于连接所述检测输出端COM LOAD0;所述第一输入端口连接所述第六输出检测单元的输出端。
[0020] 优选地,所述DRED电路具有连接于受控开关S1和S5的中间点的检测输出端DRM1/5、连接于受控开关S2和S6的中间点的检测输出端DRM2/6、连接于受控开关S3和S7的中间点的检测输出端DRM3/7及连接于受控开关S4和S8的中间点检测输出端DRM4/8,所述第一输出检测单元、第三输出检测单元、第四输出检测单元和第五输出检测单元分别包括比较器,各所述比较器的同相输入端用于连接对应的所述检测输出端,异相输入端连接第一参考电压端子,输出端连接所述第一优先译码器的对应第一输入端口。
[0021] 优选地,所述第二输出检测单元包括比较器U5‑B、第一二极管D1、第二二极管D2和电阻R18,所述比较器U5‑B的同相输入端经过所述电阻R18分别连接所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的负极,所述第一二极管D1的正极连接所述第三输出检测单元的输出端,所述第二二极管D2的正极连接所述第四输出检测单元的输出端,所述比较器U5‑B的异相输入端连接第二参考电源输入端子,输出端连接所述第一优先译码器的对应第一输入端口。
[0022] 优选地,所述多个输入检测单元包括:
[0023] 第一输入检测单元,其用于检测所述DRED电路的受控开关S1是否闭合;
[0024] 第二输入检测单元,其用于检测所述DRED电路的受控开关S2和S3是否均闭合;
[0025] 第三输入检测单元,其用于检测所述DRED电路的受控开关S2是否闭合;
[0026] 第四输入检测单元,其用于检测所述DRED电路的受控开关S3是否闭合;及[0027] 第五输入检测单元,其用于检测所述DRED电路的受控开关S4是否闭合;
[0028] 其中,分别与所述第一输入检测单元、所述第二输入检测单元、所述第三输入检测单元、所述第四输入检测单元及所述第五输入检测单元的所述输出端连接的所述第二输入端口的优先级依次降低。
[0029] 优选地,所述第二优先译码器具有优先级依次升高的第二输入端口0至7,所述第二输入端口0通过电阻R0接地;所述第二输入端口1至5分别连接于所述第五输入检测单元、第四输入检测单元、第三输入检测单元、第二输入检测单元及第一输入检测单元的输出端;所述第二输入端口6和7分别通过电阻R67连接第一参考电压输入端子。
[0030] 优选地,所述DRED电路具有连接于受控开关S1和S5的中间点的检测输出端DRM1/5、连接于受控开关S2和S6的中间点的检测输出端DRM2/6、连接于受控开关S3和S7的中间点的检测输出端DRM3/7及连接于受控开关S4和S8的中间点检测输出端DRM4/8,所述第一输入检测单元、第三输入检测单元、第四输入检测单元和第五输入检测单元分别包括比较器,各所述比较器的同相输入端用于连接对应的所述检测输出端,异相输入端连接第一参考电压端子,输出端连接所述第二优先译码器的对应第二输入端口。
[0031] 优选地,所述第二输入检测单元包括比较器U5‑C、第三二极管D3、第四二极管D4和电阻R19,所述比较器U5‑C的同相输入端经过所述电阻R19分别连接所述第三二极管和所述第四二极管的负极,所述第三二极管的正极连接所述第三输入检测单元的输出端,所述第四二极管的正极连接所述第四输入检测单元的输出端,所述比较器U5‑C的异相输入端连接第二参考单元输入端子,输出端连接所述第二优先译码器的对应第二输入端口。
[0032] 优选地,所述第一优先译码器和所述第二优先译码器为38译码器。
[0033] 本实用新型还采用如下技术方案:
[0034] 一种储能逆变器的控制系统,包括控制芯片,所述控制系统还包括如上所述的控制电路,所述第一优先译码器的所述第一输出端口及所述第二优先译码器的所述第二输出端口分别和所述控制芯片的GPIO端口连接,所述控制芯片和所述储能逆变器的逆变电路连接。
[0035] 本实用新型采用以上方案,相比现有技术具有如下优点:
[0036] 本实用新型的一种储能逆变器的控制电路及控制系统,通过设置输出检测单元和输入检测单元来分别识别DRED控制器的多个各检测受控开关的状态,并分别输入至第一优先译器和第二优先译器,进行优先级判断,输出对应所检测到的受控开关的状态的第一编码或第二编码,再根据第一编码或第二编码对应控制储能逆变器的输出和输入,使得储能逆变器能够响应于DRM装置而准确控制其和电网之间的能量传输。

具体实施方式

[0051] 下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述,以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型,但并不构成对本实用新型的限定。此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
[0052] 如图1及图2所示,本实施例的一种储能逆变器的控制电路,该控制电路用于检测DRED电路的多个受控开关的状态以控制储能逆变器和电网之间的电能传输,这里的电能传输包括储能逆变器对电网的输出、电网对储能逆变器的输入。如图3所示,DRED电路为DRM装置的重要组成部分,其由电网公司等进行控制。参照图2所示,DRED电路包括十个受控开关S0至S9,其具有六个检测输出端,分别为检测输出端DRM1/5、检测输出端DRM2/6、检测输出端DRM3/7、检测输出端DRM4/8、检测输出端REF GEN0和检测输出端COM LOAD0。其中,检测输出端DRM1/5连接DRM控制装置的受控开关S1和S5中点,检测输出端DRM2/6连接DRM控制装置的受控开关S2和S6的中点,检测输出端DRM3/7连接DRM控制装置的受控开关S3和S7中点,检测输出端DRM4/8连接DRM控制装置的受控开关S4和S8中点,检测输出端DRM0还连接受控开关S5、S6、S7和S8并联端并接地;检测输出端COM_LOAD0连接受控开关S1、S2、S3和S4的并联端。
[0053] 该控制电路包括多个输出检测单元10、多个输入检测单元20、第一优先译码器U1及第二优先译码器U2。其中,输出检测单元10用于分别检测对应于储能逆变器的电能输出的受控开关S5至S8、及S0和S9的状态,并输出电平信号至第一优先译码器U1;第一优先译码器U1用于接收来自各输出检测单元10的电平信号,并根据不同接口的不同优先级情况输出编码以控制储能逆变器向电网的输出功率。输入检测单元20用于分别检测对应于储能逆变器的电能输入的受控开关S1至S4、及S0和S9的状态,并输出电平信号至第二优先译码器U2;第二优先译码器U2用于接收来自各输入检测单元20的电平信号,并根据不同接口的不同优先级情况输出编码以控制电网向储能逆变器的输入功率。
[0054] 如图1所示,第一优先译码器U1和第二优先译码器U2为38译码器。第一优先译码器U1具有M个第一输入端口和N个第一输出端口,N<M,每个第一输入端口具有一个对应储能逆变器向电网的输出功率的N位第一编码,各输出检测单元10的输出端分别连接于一个第一输入端口,当优先级高的第一输入端口为有效电平时,N个第一输出端口输出与该第一输入端口对应的N位第一编码。具体到本实施例中,M=8,N=3,第一优先译码器U1分别具有优先级依次升高的八个第一输入端口,依次为第一输入端口0至7,该第一优先译码器还具有三个第一输出端口,分别为第一输出端口S1、S2和S3。
[0055] 上述多个输出检测单元10具体包括:第一输出检测单元11,其用于检测DRED电路的受控开关S5是否闭合;如图1b所示,第二输出检测单元12,其用于检测DRED电路的受控开关S6和S7是否均闭合;第三输出检测单元13,其用于检测DRED电路的受控开关S6是否闭合;第四输出检测单元14,其用于检测DRED电路的受控开关S7是否闭合;第五输出检测单元15,其用于检测DRED电路的受控开关S8是否闭合;如图1c所示,及第六输出检测单元16。第一优先译码器U1的第一输入端口7连接第六输出检测单元16的输出端COM LOAD2,第一输入端口
6连接DRM装置的检测输出端COM_LOAD0,第一输入端口5连接第一输出检测单元11的输出端DRM5,第一输入端口4连接第二输出检测单元12的输出端DRM6/7,第一输入端口3连接第三输出检测单元13的输出端DRM6,第一输入端口2连接第四输出检测单元14的输出端DRM7,第一输入端口1连接第五输出检测单元15的输出端DRM8,第一输入端口0连接DRM装置的检测输出端DRM0。其中,以第一输入端口7的优先级最高,按照7至0的顺序优先级依次降低。
[0056] 第一输出检测单元11包括比较器U3‑A,比较器U3‑A的同相输入端连接DRED电路的检测输出端DRM1/5,具体地,该检测输出端DRM1/5通过上拉电阻R01连接第二参考电压输入端子,接入3.3V的第二参考电压。如图2所示,该检测输出端DRM1/5连接于受控开关S1和S5的中间点。比较器U3‑A的异相输入端连接至电阻R1和电阻R2的中间点,电阻R1的另一端连接第一参考电压输入端子,电阻R2的另一端接地。比较器U3‑A的输出端DRM5通过电阻R24连接至第一优先译码器U1的第一输入端口5,输出端DRM5还通过上拉电阻R25连接至第一参考电压输入端子。本实施例中,第一参考电压输入端子均用于接入5V的参考电压,下文不再赘述。
[0057] 第二输出检测单元12包括比较器U5‑B、第一二极管D1、第二二极管D2和电阻R18,比较器U5‑B的同相输入端经过电阻R18分别连接相互并联的第一二极管D1和第二二极管D2的负极,第一二极管D1的正极连接第三输出检测单元13的输出端,第二二极管D2的正极连接第四输出检测单元的输出端,比较器U5‑B的异相输入端连接第二参考电压输入端子,输出端DRM6/7连接第一优先译码器U1的对应第一输入端口4,输出端DRM6/7还通过上拉电阻R26连接至第一参考电压端子。本实施例中,第二参考电压输入端子均用于接入3.3V的参考电压,下文不再赘述。
[0058] 第三输出检测单元13包括比较器U3‑B,比较器U3‑B的同相输入端连接DRED电路的检测输出端DRM2/6,具体地,该检测输出端DRM2/6通过上拉电阻R01连接第二参考电压输入端子,接入3.3V的第二参考电压。如图2所示,该检测输出端DRM2/6连接于受控开关S2和S6的中间点。比较器U3‑B的异相输入端连接至电阻R3和电阻R4的中间点,电阻R3的另一端连接第一参考电压输入端子,电阻R4的另一端接地。比较器U3‑B的输出端DRM6通过电阻R27连接至第一优先译码器U1的第一输入端口3,输出端DRM6还通过上拉电阻R28连接至第一参考电压输入端子。比较器U3‑B的输出端还连接至第二输出检测单元12的第一二极管D1的正极。
[0059] 第四输出检测单元14包括比较器U3‑C,比较器U3‑C的同相输入端连接DRED电路的检测输出端DRM3/7,具体地,该检测输出端DRM3/7通过上拉电阻R01连接第二参考电压输入端子,接入3.3V的第二参考电压。如图2所示,该检测输出端DRM3/7连接于受控开关S3和S7的中间点。比较器U3‑C的异相输入端连接至电阻R5和电阻R6的中间点,电阻R5的另一端连接第一参考电压输入端子,电阻R6的另一端接地。比较器U3‑C的输出端DRM7通过电阻R29连接至第一优先译码器U1的第一输入端口2,输出端DRM7还通过上拉电阻R30连接至第一参考电压输入端子。输出端DRM7还连接至第二输出检测单元12的第二二极管D2的正极。
[0060] 第五输出检测单元15包括比较器U3‑D,比较器U3‑D的同相输入端连接DRED电路的检测输出端DRM4/8,具体地,该检测输出端DRM4/8通过上拉电阻R01连接第二参考电压输入端子,接入3.3V的第二参考电压。如图2所示,该检测输出端DRM4/8连接于受控开关S4和S8的中间点。比较器U3‑D的异相输入端连接至电阻R7和电阻R8的中间点,电阻R7的另一端连接第一参考电压输入端子,电阻R8的另一端接地。比较器U3‑D的输出端DRM8通过电阻R31连接至第一优先译码器U1的第一输入端口1,输出端DRM8还通过上拉电阻R32连接至第一参考电压输入端子。
[0061] 检测输出端DRM0与检测输出端REF GEN0通过电阻R00连接,检测输出端DRM0连接至第一优先译码器U1的第一输入端口0。
[0062] 第六输出检测单元16包括比较器U5‑A,比较器U5‑A的同相输入端连接至电阻R21和电阻R22的中间点,电阻R21的另一端连接第一参考电压输入端子,电阻R22的另一端接地。比较器U5‑A的异相输入端用于通过分压电阻R17连接DRED电路的检测输出端COM LOAD0,如图2所示,该检测输出端COM LOAD0通过受控开关S9连接于受控开关S5至S8的一侧并联端,检测输出端COM LOAD0还通过上拉电阻R02连接至第一参考电压输入端子。比较器U5‑A的输出端COM LOAD2连接至第一优先译码器U1的优先级最高的第一输入端口7,比较器U5‑A的输出端COM LOAD2还通过上拉电阻R33连接至第一参考电压输入端子。电阻R23的一端接地,另一端连接于比较器U5‑A和电阻R17的中间点。
[0063] 如图1所示,第二优先译码器U2具有P个第二输入端口和Q个第二输出端口,Q<P,每个第二输入端口具有一个对应电网向储能逆变器的输入功率的Q位第二编码,各输入检测单元20的输出端分别连接于一个第二输入端口,当优先级高的第二输入端口为有效电平时,Q个第二输出端口输出与该第二输入端口对应的Q位第二编码。具体到本实施例中,P=8,Q=3,第二优先译码器U2具有八个优先级依次升高的第二输入端口0至7;该第二优先译码器U2还具有三个第二输出端口,即第二输出端口S1、S2和S3。
[0064] 上述多个输入检测单元20具体包括第一输入检测单元21,其用于检测DRED电路的受控开关S1是否闭合;第二输入检测单元22,其用于检测DRED电路的受控开关S2和S3是否均闭合;第三输入检测单元23,其用于检测DRED电路的受控开关S2是否闭合;第四输入检测单元24,其用于检测DRED电路的受控开关S3是否闭合;及第五输入检测单元25,其用于检测DRED电路的受控开关S4是否闭合。第二优先译码器U2的第二输入端口7通过电阻R67连接第一参考电压输入端子,接入5V的参考电压;第二输入端口6通过另一电阻R67连接第一参考电压输入端子,接入5V的参考电压;第二输入端口5连接与第一输入检测单元21的输出端,第二输入端口4连接第二输入检测单元22的输出端,第二输入端口3连接第三输入检测单元23的输出端,第二输入端口2连接第四输入检测单元24的输出端,第二输入端口1连接第五输入检测单元25的输出端,第二输入端口0通过电阻R0接地。其中,以第二输入端口7的优先级最高,按照7至0的顺序优先级依次降低。
[0065] 第一输入检测单元21包括比较器U4‑A,比较器U4‑A的异相输入端连接DRED电路的检测输出端DRM1/5,具体地,该检测输出端DRM1/5通过上拉电阻R01连接第二参考电压输入端子,接入3.3V的第二参考电压。如图2所示,该检测输出端DRM1/5连接于受控开关S1和S5的中间点。比较器U4‑A的同相输入端连接至电阻R9和电阻R10的中间点,电阻R9的另一端连接第一参考电压输入端子,电阻R10的另一端接地。比较器U4‑A的输出端DRM1通过电阻R34连接至第二优先译码器U2的第二输入端口5,输出端DRM1还通过上拉电阻R35连接至第一参考电压输入端子。
[0066] 第二输入检测单元22包括比较器U5‑C、第三二极管D3、第四二极管D4和电阻R19,如图1d所示,比较器U5‑C的同相输入端经过电阻R19分别连接第三二极管D3和第四二极管D4的负极(即通过电阻R19连接至第三二极管D3和第四二极管D4的负极的并联端),第三二极管D3的正极连接第三输入检测单元23的输出端,第四二极管D4的正极连接第四输入检测单元的输出端,比较器U5‑C的异相输入端连接至电阻R11和电阻R12的中间点,电阻R11的另一端连接第一参考电压输入端子,电阻R12的另一端接地。比较器U5‑C的输出端DRM2/3连接第二优先译码器U2的第二输入端口4,输出端DRM2/3还通过上拉电阻R36连接至第一参考电压输入端子。
[0067] 第三输入检测单元23包括比较器U4‑B,比较器U4‑B的异相输入端连接DRED电路的检测输出端DRM2/6,具体地,该检测输出端DRM2/6通过上拉电阻R01连接第二参考电压输入端子,接入3.3V的第二参考电压。如图2所示,该检测输出端DRM2/6连接于受控开关S2和S6的中间点,比较器U4‑B的同相输入端连接至电阻R11和电阻R12的中间点,电阻R11的另一端连接第一参考电压输入端子,电阻R12的另一端接地。比较器U4‑B的输出端DRM2通过电阻R37连接至第二优先译码器U2的第二输入端口3,输出端DRM2还通过上拉电阻R38连接至第一参考电压输入端子。比较器U4‑B的输出端DRM2还连接至第二输入检测单元22的第三二极管D3的正极。
[0068] 第四输入检测单元24包括比较器U4‑C,比较器U4‑C的异相输入端连接DRED电路的检测输出端DRM3/7,具体地,该检测输出端DRM3/7通过上拉电阻R01连接第二参考电压输入端子,接入3.3V的第二参考电压。如图2所示,该检测输出端DRM3/7连接于受控开关S3和S7的中间点。比较器U4‑C的同相输入端连接至电阻R13和电阻R14的中间点,电阻R13的另一端连接第一参考电压输入端子,电阻R14的另一端接地。比较器U4‑C的输出端DRM3通过电阻R39连接至第二优先译码器U2的第一输入端口2,输出端DRM3还通过上拉电阻R40连接至第一参考电压输入端子。比较器U4‑C的输出端DRM3还连接至第二输入检测单元22的第四二极管D4的正极。
[0069] 第五输入检测单元25包括比较器U4‑D,比较器U4‑D的异相输入端连接DRED电路的检测输出端DRM4/8,具体地,该检测输出端DRM4/8通过上拉电阻R01连接第二参考电压输入端子,接入3.3V的第二参考电压。如图2所示,该检测输出端DRM4/8连接于受控开关S4和S8的中间点。比较器U4‑D的同相输入端连接至电阻R15和电阻R16的中间点,电阻R15的另一端连接第一参考电压输入端子,电阻R16的另一端接地。比较器U4‑D的输出端DRM4通过电阻R41连接至第二优先译码器U2的第一输入端口1,输出端DRM4还通过上拉电阻R42连接至第一参考电压输入端子。
[0070] 本实施例还提供一种储能逆变器的控制系统,如图3所示,包括DSP控制芯片及如上所述的控制电路,控制电路通过各检测输出端与DRED电路中的受控开关连接,第一优先译码器U1的第一输出端口及第二优先译码器U2的第二输出端口分别和DSP控制芯片的GPIO端口连接,DSP控制芯片根据第一输出端口和第二输出端口的电平信号识别DRED电路的受控开关的状态,相应控制储能逆变器的逆变电路的输出或输入功率。具体地,第一优先译码器U1根据控制电路识别DRED电路的受控开关S5至S8的状态,通过第一输出端口输出的对应第一编码的情况,及相对应的控制储能逆变器的操作如图4所示。可以看出,该控制系统不仅能够控制储能逆变器输出的有功及无功功率,而且还能够控制储能逆变器与电网连接的关断,同时还能检测出储能逆变器是否与DRM正常连接,并视情况发出告警信号;第二优先译码器U2根据控制电路识别DRED电路的受控开关S1至S4的状态,通过第二输出端口输出的对应第二编码的情况,及相对应的控制储能逆变器的操作如图5所示。可以看出,该控制系统能够控制电网输入储能逆变器的有功及无功功率。
[0071] 本实施例还提供一种储能逆变器的控制方法,如图4及图5所示,采用如上所述的控制电路及控制系统。该控制方法包括对储能逆变器的输出功率的控制方法及对储能逆变器的输入功率的控制方法。其中,如图4所示,对储能逆变器的输出功率的控制方法步骤如下:
[0072] 检测输出端DRM1/5连接受控开关S1和S5的中间点,检测输出端DRM2/6连接受控开关S2和S6的中间点,检测输出端DRM3/7连接受控开关S3和S7的中间点,检测输出端DRM4/8连接受控开关S4和S8的中间点,检测输出端REF GEN0连接受控开关S5至S8的另一侧并联端,并连接DRM0且接地;检测输出端COM_LOAD0连接受控开关S1至S4的一侧并联端并通过电阻上拉到+5V电压;
[0073] 检测输出端COM_LOAD0经分压电阻R17连接比较器U5‑A异相输入端,与同相输入端连接的第一参考电压输入端子输入的第一参考电压进行比较,判断S9是否断开,比较器U5‑A的输出端与第一优先译码器U1的优先级最高的第一输入端口7相连接,并输出COM_LOAD2至第一优先译码器U1;检测输出端DRM1/5连接比较器U3‑A同相输入端,与异相输入端连接的第一参考电压输入端子输入的第一参考电压进行比较,判断S5是否闭合,比较器U3‑A的输出端与第一优先译码器U1的第一输入端口5相连接,并输出DRM5至第一优先译码器U1;比较器U5‑B的同相输入端经电阻R18分别连接第一二极管D1和第二二极管D2的负极,第一二极管D1的正极连接比较器U3‑B的输出端,第二二极管D2的正极连接U3‑C的输出端,同相输入端的输入电压与异相输入端连接的第二参考电压输入端子输入的第二参考电压进行比较,判断S6、S7是否同时闭合,比较器U5‑B的输出端连接第一优先译码器U1的第一输入端口4,并输出DRM6/7至第一优先译码器U1;检测输出端DRM2/6同时连接比较器U3‑B同相输入端,与异相输入端连接的第一参考电压输入端子输入的第一参考电压进行比较,判断S6是否闭合,比较器U3‑B的输出端与第一优先译码器U1的第一输入端口3相连接,并输出DRM6至第一优先译码器U1;检测输出端DRM3/7连接比较器U3‑C同相输入端,与异相输入端连接的第一参考电压输入端子输入的第一参考电压进行比较,判断S7是否闭合,比较器U3‑C的输出端与第一优先译码器U1的第一输入端口2相连接,并输出DRM7至第一优先译码器U1;检测输出端DRM4/8连接比较器U3‑D同相输入端,与异相输入端连接的第一参考电压输入端子连接的第一参考电压进行比较,判断S8是否闭合,比较器U3‑D的输出端连接第一优先译码器U1的第一输入端口1,并输出DRM8至第一优先译码器U1;
[0074] 第一优先译码器U1的第一输出端口S1、S2和S3与DSP控制芯片DSP的GPIO端口连接,DSP控制芯片根据第一输出端口输出的电平信号来识别DRED电路的受控开关S5至S8的状态,相应控制储能逆变器的逆变电路的输出功率,使储能逆变器精准响应DRM装置的控制;
[0075] 当S5闭合,检测输出端DRM1/5输出电压0V,小于异相输入端的第一参考电压,比较器U3‑A输出低电平至第一输入端口5,第一输入端口5输入低电平信号,其余第一输入端口输入高电平信号,第一输出端口S1、S2和S3输出的三位第一编码为L、H、L,此时通过该控制方法控制储能逆变器的输出功率为0;
[0076] 当S6闭合,检测输出端DRM2/6输出电压0V,小于异相输入端的第一参考电压,比较器U3‑B输出低电平至第一输入端口3,第一输入端口3输入低电平信号,其余第一输入端口输入高电平信号,第一输出端口S1、S2和S3输出的三位第一编码为L、L、H,此时通过该控制方法控制储能逆变器输出的有功功率小于50%;
[0077] 当S7闭合,检测输出端DRM3/7输出电压0V,小于异相输入端的第一参考电压,比较器U3‑C输出低电平至第一输入端口2,第一输入端口2输入低电平信号,其余第一输入端口输入高电平信号,第一输出端口S1、S2和S3输出的三位第一编码为H、L、H,此时通过该控制方法控制储能逆变器输出的有功功率小于75%且无功功率小于60%;
[0078] 当S8闭合,检测输出端DRM4/8输出电压0V,小于异相输入端的第一参考电压,比较器U3‑D输出低电平至第一输入端口1,第一输入端口1输入低电平信号,其余第一输入端口输入高电平信号,第一输出端口S1、S2和S3输出的三位第一编码为L、H、H,此时通过该控制方法控制储能逆变器输出的功率不受限;
[0079] 当S9断开,检测输出端COM LOAD0输出高电平,大于同相输入端的第一参考电压,比较器U5‑A输出低电平至第一输入端口1,第一输入端口1输入低电平信号,其余第一输入端口输入高电平信号,第一输出端口S1、S2和S3输出的三位第一编码为L、L、L,此时,储能逆变器发出DRM未连接的告警信号;
[0080] 当S6和S7闭合,检测输出端DRM2/6和检测输出端DRM3/7输出电压0V,小于异相输入端的第二参考电压,比较器U3‑B、比较器U3‑C输出低电平至比较器U5‑B的同相输入端,小于异相输入端的第二参考电压,比较器U5‑B输出低电平至第一输入端口4,比较器U3‑B输出低电平至第一输入端口3,比较器U3‑C输出低电平至第一输入端口2,第一输入端口4至2输入低电平信号,其余第一输入端口输入高电平信号,第一输出端口S1、S2和S3输出的三位第一编码为H、H、L,此时通过该控制方法控制储能逆变器输出的有功功率小于50%且无功功率小于60%;
[0081] 当S0闭合,检测输出端COM_LOAD0输出低电平至第一输入端口6,第一输入端口6输入低电平信号,其余第一输入端口输入高电平信号,第一输出端口S1、S2和S3输出的三位第一编码为H、L、L,此时通过该控制方法控制储能逆变器断开与电网的连接。
[0082] 如图5所示,对储能逆变器的输入功率的控制方法步骤如下:
[0083] 检测输出端DRM1/5连接受控开关S1和S5的中间点,检测输出端DRM2/6连接受控开关S2和S6的中间点,检测输出端DRM3/7连接受控开关S3和S7的中间点,检测输出端DRM4/8连接受控开关S4和S8的中间点;
[0084] 检测输出端DRM1/5连接比较器U4‑A异相输入端,与同相输入端连接的第一参考电压输入端子输入的第一参考电压进行比较,判断S1是否闭合,比较器U4‑A的输出端与第二优先译码器U2的第二输入端口5相连接,并输出DRM1至第二优先译码器U2;比较器U5‑C的同相输入端经电阻R19分别连接第三二极管D3和第四二极管D4的负极,第三二极管D3的正极连接比较器U4‑B的输出端,第四二极管D4的正极连接U4‑C的输出端,同相输入端的输入电压与异相输入端连接的第二参考电压输入端子输入的第二参考电压进行比较,判断S2、S3是否同时闭合,比较器U5‑C的输出端连接第二优先译码器U2的第二输入端口4,并输出DRM2/3至第一优先译码器U1;检测输出端DRM2/6同时连接比较器U4‑B异相输入端,与同相输入端连接的第一参考电压输入端子输入的第一参考电压进行比较,判断S2是否闭合,比较器U4‑B的输出端与第二优先译码器U2的第二输入端口3相连接,并输出DRM2至第二优先译码器U2;检测输出端DRM3/7连接比较器U4‑C异相输入端,与同相输入端连接的第一参考电压输入端子输入的第一参考电压进行比较,判断S3是否闭合,比较器U4‑C的输出端与第二优先译码器U2的第二输入端口2相连接,并输出DRM3至第一优先译码器U1;检测输出端DRM4/8连接比较器U4‑D异相输入端,与同相输入端连接的第一参考电压输入端子连接的第一参考电压进行比较,判断S4是否闭合,比较器U4‑D的输出端连接第二优先译码器U2的第二输入端口1,并输出DRM4至第二优先译码器U2;
[0085] 第二优先译码器U2的第二输出端口分别和DSP控制芯片的GPIO端口连接,DSP控制芯片根据第二输出端口的电平信号识别DRED电路的受控开关S1至S4的状态,相应控制储能逆变器的逆变电路的输入功率,使储能逆变器精准响应DRM装置的控制;
[0086] 当S1闭合,检测输出端DRM1/5输出电压3.8V,大于同相输入端的第一参考电压(请确认是否正确,下同),比较器U4‑A输出低电平至第二输入端口5,第二输入端口5输入低电平信号,其余第二输入端口输入高电平信号,第二输出端口S1、S2和S3输出的三位第二编码为L、H、L,此时通过该控制方法控制储能逆变器的输入功率为0;
[0087] 当S2闭合,检测输出端DRM2/6输出电压3.8V,大于同相输入端的第一参考电压,比较器U4‑B输出低电平至第二输入端口3,第二输入端口3输入低电平信号,其余第二输入端口输入高电平信号,第二输出端口S1、S2和S3输出的三位第二编码为L、L、H,此时通过该控制方法控制储能逆变器输入的有功功率小于50%;
[0088] 当S3闭合,检测输出端DRM3/7输出电压3.8V,大于同相输入端的第一参考电压,比较器U4‑C输出低电平至第二输入端口2,第二输入端口2输入低电平信号,其余第二输入端口输入高电平信号,第二输出端口S1、S2和S3输出的三位第二编码为H、L、H,此时通过该控制方法控制储能逆变器输入的有功功率小于75%且无功功率小于60%;
[0089] 当S4闭合,检测输出端DRM4/8输出电压3.8V,大于同相输入端的第一参考电压,比较器U4‑D输出低电平至第二输入端口1,第二输入端口1输入低电平信号,其余第二输入端口输入高电平信号,第二输出端口S1、S2和S3输出的三位第二编码为L、H、H,此时通过该控制方法控制储能逆变器输出的功率不受限;
[0090] 当S2和S3闭合,检测输出端DRM2/6和检测输出端DRM3/7输出电压3.5V,大于同相输入端的第二参考电压,比较器U4‑B、比较器U4‑C输出低电平至比较器U5‑C的同相输入端,小于异相输入端的第二参考电压,比较器U5‑C输出低电平至第二输入端口4,比较器U4‑B输出低电平至第二输入端口3,比较器U4‑C输出低电平至第二输入端口2,第二输入端口4至2输入低电平信号,其余第二输入端口输入高电平信号,第二输出端口S1、S2和S3输出的三位第二编码为H、H、L,此时通过该控制方法控制储能逆变器输出的有功功率小于50%且无功功率小于60%。
[0091] 如图6所示,从中可以看出,第一输入端口0至7和第二输入端口0至7的优先级分别依次升高,具体地,以第一优先译码器U1为例,其第一输入端口7输入为低电平时,无论第一输入端口0至6是否连接有电平信号,或是无论电平信号的高低情况,第一输出端口的三位第一输出编码都为L、L、L。因此,第一优先译码器U1通过识别第一输入端口0至7的电平信号对应的对DRED电路的受控开关的状态,从而执行对储能逆变器的输出功率的控制的相应操作的优先级依次升高。具体地,第一输入接口4连接有检测受控开关S6和受控开关S7是否同时闭合的比较器U5‑B,第一输入接口3和第一输入接口2分别连接有检测受控开关S6和受控开关S7是否分别单独闭合的比较器U3‑B和比较器U3‑C,检测到受控开关S6、S7同时闭合时,比较器U5‑B输出低电平信号至第一输入接口4,第一优先译码器U1优先执行该状态下相对应的操作,也即受控开关S6、S7同时闭合情形下对应的操作的优先级是高于受控开关S6、S7任意单一开关闭合情形下对应的操作的。同样的情形也可类比至第二优先译码器U2,能够说明受控开关S2、S3同时闭合情形下对应的操作的优先级是高于受控开关S2、S3中任意单一开关闭合情形下对应的操作,这里不再赘述。容易理解地,第一优先译码器U1中的受控开关S6、S7同时闭合及第二优先译码器U2的受控开关S2、S3同时闭合的情形是一个优选例,此优先级判定的例子在实际应用中也可不限数量(至少两个)地应用于其它受控开关。
[0092] 从图4及图5中可以看到,第一优先译码器U1和第二优先译码器U2分别用于控制储能逆变器的电能输入及输出,达到互不干扰的目的,能够相互独立地完成各自的功能。
[0093] 本实施例的储能逆变器的控制电路,通过设置多个检测受控开关的状态的输出检测单元、具有八个第一输入端口和用于输出三位第一编码的三个第一输出端口以用于控制储能逆变器对电网的输出的第一优先译码器U1,及具有八个第一端口和用于输出三位第二编码的三个第二输出端口以用于控制电网对储能逆变器的输入的第二优先译码器U2,在多个受控开关同时闭合时,其优先级是高于其中任意一个开关单独闭合的,输出检测单元中的比较器能够精准识别到此状态,并输出电平信号至第一优先译码器U1和第二优先译码器U2,进行优先级判断后,输出对应所检测到的受控开关的状态的第一编码或第二编码,再根据第一编码或第二编码对应控制储能逆变器的输出与输入,也即储能逆变器向电网的电能输出、电网向储能逆变器的电能输入及电网与储能逆变器之间的连接;控制电路还能通过第一优先译码器输出的第一编码和第二优先译码器输出的第二编码分别对储能逆变器的输入及输出进行有功和无功调度;本实施例的控制系统采用该控制电路,所使用的元器件少,能够降低成本;本实施例的控制方法,步骤简单,能够精确控制储能逆变器对DRM设备的响应,从而控制储能逆变器执行相应的操作,能够较好地满足安全规范要求。
[0094] 上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,是一种优选的实施例,其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限定本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变换或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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