功率控制方法、控制器、功率变换系统和储能系统与流程

本技术涉及功率变换，特别是涉及一种功率控制方法、控制器、功率变换系统和储能系统。

背景技术：

1、相关技术中，连接储能设备和电网的储能变流器（power conversion system，简称pcs）或者其他功率变换系统，一般包括多个并联的功率变换设备，每个功率变换设备包括多个相互并联的功率变换单元。

2、对于采用开关管构成的功率变单元而言，在低功率应用场景下，随着开关损耗和固定损耗占比的增加，其工作效率会随着输出功率的降低受到较大影响。在功率变换单元的输出功率降低到一定程度时，工作效率会呈现断崖式下跌。因此，相关技术中在功率变换系统充放电功率过小的场景下，存在功率变换系统工作效率过低的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在功率变换系统充放电功率过小的场景下，提高功率变换系统工作效率的功率控制方法、控制器、功率变换系统和储能系统。

2、第一方面，本技术提供了一种功率控制方法，方法用于功率变换系统，功率变换系统中包括多个功率变换单元，方法包括：

3、在功率调度指令指示的调度功率值小于第一功率阈值的情况下，控制多个功率变换单元按照第一模式运行，第一模式包括多个功率变换单元中的部分功率变换单元进入待机状态，且多个功率变换单元中的另一部分功率变换单元按照目标功率值运行，第一功率阈值基于功率变换单元的效率拐点功率值确定，目标功率值大于效率拐点功率值。

4、在其中一个实施例中，控制多个功率变换单元按照第一模式运行，包括：

5、生成第一切换指令，第一切换指令包括目标功率值；

6、基于第一切换指令控制多个功率变换单元从第二模式切换到第一模式运行；第二模式包括多个功率变换单元按照调度功率值运行。

7、在其中一个实施例中，功率变换设备包括的功率变换单元的数量为第一数量，在第一模式中按照目标功率值运行的功率变换单元的数量为第二数量；

8、生成第一切换指令，包括：

9、根据调度功率值、第一数量和效率拐点功率值，得到第二数量，第二数量与调度功率值以及第一数量成正比，第二数量与效率拐点功率值成反比；

10、根据调度功率值和第一数量的乘积，得到功率变换系统对应的整体功率值；

11、根据整体功率值和第二数量，得到目标功率值。

12、在其中一个实施例中，根据调度功率值、第一数量和效率拐点功率值，得到第二数量，包括：

13、根据整体功率值和效率拐点功率值之间的第一比值，确定第二数量。

14、在其中一个实施例中，根据整体功率值和效率拐点功率值之间的第一比值，确定第二数量，包括：

15、对第一比值进行向下取整处理，得到第二数量。

16、在其中一个实施例中，根据整体功率值和效率拐点功率值之间的第一比值，确定第二数量，包括：

17、对第一比值进行向下取整处理，得到中间值；

18、在中间值大于第二比值的情况下，将中间值确定为第二数量，第二比值为整体功率值与功率变换单元对应的额定功率值之间的比值；

19、在中间值小于或者等于第二比值的情况下，对第二比值进行向上取整处理，得到第二数量。

20、在其中一个实施例中，第一切换指令包括：预设调度时长；

21、基于第一切换指令控制多个功率变换单元从第二模式切换到第一模式运行，包括：

22、控制多个功率变换单元中的部分功率变换单元的输出功率值在预设调度时长内从调度功率值达到零，控制多个功率变换单元中的另一部分功率变换单元的输出功率值在预设调度时长内从调度功率值达到目标功率值，使得功率变换系统在预设调度时长内保持输出功率变化值小于不变阈值。

23、在其中一个实施例中，第一切换指令还包括第一梯度步长和第二梯度步长；

24、生成第一切换指令，包括：

25、基于调度功率值、预设调度时长和调整时间步长确定第一梯度步长；

26、基于调度功率值、目标功率值、预设调度时长和调整时间步长确定第二梯度步长；

27、控制多个功率变换单元中的部分功率变换单元的输出功率值在预设调度时长内从调度功率值达到零，控制多个功率变换单元中的另一部分功率变换单元的输出功率值在预设调度时长内从调度功率值达到目标功率值，包括：

28、控制多个功率变换单元中的部分功率变换单元的输出功率值分别按照第一梯度步长和调整时间步长从调度功率值达到零；

29、控制多个功率变换单元中的另一部分功率变换单元的输出功率值分别按照第二梯度步长和调整时间步长从调度功率值达到目标功率值。

30、在其中一个实施例中，方法还包括：

31、在控制多个功率变换单元按照第一模式运行的情况下，若调度功率值大于第二功率阈值，则控制多个功率变换单元从第一模式切换到第二模式运行，第二模式包括多个功率变换单元按照调度功率值运行，第二功率阈值大于或者等于第一功率阈值。

32、第二方面，本技术还提供了一种功率控制方法，方法用于功率变换系统中的第一功率变换单元，第一功率变换单元为功率变换系统包括的多个功率变换单元中的任意一个，各功率变换单元之间通信连接，方法包括：

33、在功率调度指令指示的调度功率值小于第一功率阈值的情况下，控制多个功率变换单元按照第一模式运行，第一模式包括多个功率变换单元中的部分功率变换单元进入待机状态，且多个功率变换单元中的另一部分功率变换单元按照目标功率值运行，目标功率值大于第一功率阈值，第一功率阈值基于功率变换单元的效率拐点功率确定。

34、第三方面，本技术还提供了一种功率控制器，功率控制器用于功率变换系统，功率变换系统包括多个功率变换单元，功率控制器与各功率变换单元通信连接，功率控制器用于在功率调度指令指示的调度功率值小于第一功率阈值的情况下，控制多个功率变换单元按照第一模式运行，第一模式包括多个功率变换单元中的部分功率变换单元进入待机状态，且多个功率变换单元中的另一部分功率变换单元按照目标功率值运行，第一功率阈值基于功率变换单元的效率拐点功率值确定，目标功率值大于效率拐点功率值。

35、第四方面，本技术还提供了一种功率控制器，功率控制器用于功率变换系统中的第一功率变换单元，第一功率变换单元为功率变换系统包括的多个功率变换单元中的任意一个，各功率变换单元之间通信连接，功率控制器用于在功率调度指令指示的调度功率值小于第一功率阈值的情况下，控制多个功率变换单元按照第一模式运行，第一模式包括多个功率变换单元中的部分功率变换单元进入待机状态，且多个功率变换单元中的另一部分功率变换单元按照目标功率值运行，目标功率值大于第一功率阈值，第一功率阈值基于功率变换单元的效率拐点功率确定。

36、第五方面，本技术还提供了一种功率变换系统。所述功率变换系统包括如第三方面和第四方面提供的控制器和多个功率变换单元。

37、第六方面，本技术还提供了一种储能系统。该储能系统包括储能设备和上述第五方面提供的功率变换系统。

38、上述功率控制方法、控制器、功率变换系统和储能系统，在功率调度指令指示的调度功率值小于第一功率阈值的情况下，各功率变换单元的工作效率会大幅降低，上述实施例通过控制多个功率变换单元中的部分功率变换单元进入待机状态，且多个功率变换单元中的另一部分功率变换单元按照大于效率拐点功率值的目标功率值运行，使得处于第一模式下的运行的功率变换单元可以处于较高的工作效率，并保证功率变换系统的整体输出功率满足功率调度指令的要求，以提升小功率场景下功率变换系统的整体充放电循环效率。