光储融合柔性供能系统电力变换切换装置及控制方法

本发明涉及电力变换控制领域，尤其涉及光储融合柔性供能系统电力变换切换装置及控制方法。

背景技术：

1、光伏发电系统受到光照等环境因素的影响，表现出间歇性、波动性和不稳定性等特征，为了提高其稳定性，现有技术通常通过增加储能系统来实现。随着时间的推移，光伏储能相结合的光伏融合系统已成为光伏发电应用的重要形式和未来趋势，尤其是近年来“光储直柔”等新技术的发展。光储直柔是指一种新型能源系统，其特点在于通过光伏发电、电能存储、直流配电和柔性交互控制的整合，实现能源的高效利用和灵活应用。然而，现有光储系统应用中的电力变换控制往往只适应于单一的常规交流系统或专用的直流应用，缺乏能同时兼容常规交流系统和新型直流应用的全面解决方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提供一种光储融合柔性供能系统电力变换切换装置及控制方法，以满足光伏发电系统在应对光照条件变化等环境因素时的稳定性需求，解决现有技术中无法兼容传统的交流负载、新型的“光储直柔”系统的直流负载应用的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种用于光储融合柔性供能系统的电力变换切换装置，所述光储融合柔性供能系统包括光伏发电板、储能电池和光储逆变器，所述光储逆变器包括第一接口、第二接口和第三接口，所述光储逆变器的所述第二接口与所述储能电池连接，所述光储逆变器的所述第一接口与所述光伏发电板连接，所述电力变换切换装置包括：

3、直流切换电路，包括与所述储能电池的输出端可通断连接的第一直流输入端，所述直流切换电路配置成在所述储能电池的电压与直流负载的电压差值在预设范围内时使得所述直流切换电路的所述第一直流输入端与所述储能电池的输出端连通；

4、交流切换电路，包括与所述光储逆变器的所述第三接口可通断连接的第一交流输入端，所述交流切换电路配置成在所述光储逆变器产生的输出功率满足所述交流负载的功率需求时使得所述第三接口与所述交流切换电路的所述第一交流输入端连通。

5、可选地，所述光储逆变器包括单向dc/dc转换电路、双向dc/dc转换电路和直流母线，所述单向dc/dc转换电路包括第四接口和所述光储逆变器的所述第一接口，所述双向dc/dc转换电路包括第五接口和所述光储逆变器的所述第二接口，所述第四接口和所述第五接口均与所述直流母线连接，所述直流切换电路还包括：

6、第二直流输入端，与所述直流母线可通断连接，所述第二直流输入端配置成在所述储能电池的电压与所述直流负载的电压差值不在预设范围内时与所述直流母线连通。

7、可选地，所述光储逆变器还包括单相dc/ac桥式逆变电路，所述单相dc/ac桥式逆变电路包括第六接口、第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第四桥臂和所述光储逆变器的所述第三接口；

8、所述直流切换电路还包括第三直流输入端，所述第三直流输入端与所述光储逆变器的所述第三接口可通断连接；

9、在所述直流负载故障时，所述第三直流输入端与所述第三接口连通且所述第一桥臂或所述第四桥臂断开。

10、可选地，所述交流切换电路还包括：

11、第二交流输入端，与电网可通断连接，所述第二交流输入端配置成在所述光储逆变器的所述第三接口与所述电网连接时与所述电网连通；

12、所述电力变换切换装置配置成在所述光储逆变器的所述第三接口与所述电网断开连接且所述光储逆变器产生的输出功率不满足所述交流负载的功率需求时发出预警信息。

13、可选地，所述电力切换装置还配置成在仅有所述直流负载的需求时使得所述直流切换电路连通，所述交流切换电路不连通，且在仅有所述交流负载的需求时使得所述交流切换电路连通，所述直流切换电路不连通，且在所述直流负载的需求和所述交流负载的需求同时存在时使得所述直流切换电路和所述交流切换电路同时连通。

14、可选地，所述电力切换装置还包括：

15、控制电路，所述控制电路分别与所述直流切换电路和所述交流切换电路连接，所述控制电路配置成在所述直流负载和所述交流负载的类型不同时，输出不同的控制信号对所述直流切换电路和所述交流切换电路进行控制。

16、第二方面，本发明提供了一种用于光储融合柔性供能系统的电力变换切换装置的控制方法，包括如下步骤：

17、获取光储融合柔性供能系统的负载需求，对负载需求进行判定；

18、在所述负载需求为单独直流负载且储能电池的电压与所述直流负载的电压差值在预设范围内时，控制直流切换电路的第一直流输入端与所述储能电池的输出端连通；

19、在所述负载需求为单独交流负载且光储逆变器产生的输出功率满足交流负载的功率需求时，控制所述光储逆变器的第三接口与交流切换电路的第一交流输入端连通。

20、可选地，所述电力变换切换装置控制方法还包括如下步骤：

21、在所述负载需求为单独直流负载且所述储能电池的电压与所述直流负载的电压差值不在预设范围内时，控制所述直流切换电路的第二直流输入端与直流母线连通；

22、在所述负载需求为单独直流负载且所述直流负载故障时，控制所述直流切换电路的第三直流输入端与所述光储逆变器的所述第三接口连通且第一桥臂或第四桥臂断开。

23、可选地，所述电力变换切换装置控制方法还包括：

24、在所述负载需求为单独交流负载且所述光储逆变器的所述第三接口与电网连接时，控制所述交流切换电路的第二交流输入端与所述电网连通；

25、在所述负载需求为单独交流负载且所述光储逆变器的所述第三接口与所述电网断开连接且所述光储逆变器产生的输出功率不满足所述交流负载的功率需求时，控制所述电力变换切换装置发出预警信息。

26、可选地，所述电力变换切换装置控制方法还包括：

27、在所述负载需求仅为所述直流负载时，控制所述直流切换电路连通，控制所述交流切换电路不连通；

28、在所述负载需求仅为所述交流负载时，控制所述交流切换电路连通，控制所述直流切换电路不连通；

29、在所述负载需求为所述直流负载和所述交流负载同时存在时，控制所述直流切换电路和所述交流切换电路同时连通。

30、根据本发明的第一方面，在储能电池的电压与直流负载的电压差值在预设范围内时，将直流切换电路的第一直流输入端与储能电池的输出端连通；在光储逆变器产生的输出功率满足交流负载的功率需求时，将光储逆变器的第三接口与交流切换电路的第一交流输入端连通。通过上述对直流切换电路和交流切换电路的不同配置，本发明技术方案可以做到同时兼容常规交流系统和新型直流的应用，提高了光伏发电系统在应对光照条件变化等环境因素时的稳定性。

31、进一步地，通过在负载需求的不同时，控制直流切换电路和交流切换电路分别与光储融合柔性供能系统的不同端口连通，实现了在传统的交流负载、新型的“光储直柔”系统的直流负载以及交直流混合型的负载应用之间的灵活转换和控制，为系统的多样化应用提供了便利和效率。

32、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。