本發明涉及電平控制技術領域，具體而言，涉及一種電平逼近方法、電平逼近裝置及控制裝置。

背景技術：

在電網的并網運行以及并網之后的運行中，由于級聯h橋變流器中的各子模塊的輸出電壓、輸出電流一般會因受外部因素的影響而存在波動的問題，若直接將串聯后的各子模塊并入電網中，容易導致并網失敗或者存在并網運行的維持不便的問題。

經發明人研究發現，現有技術是通過對各子模塊進行統一的電壓調控，以使整體的輸出電壓和輸出電流滿足并網的要求。但是，當各子模塊之間需要保持一定的差異時，各子模塊之間存在的輸出電壓、輸出電流的差異，會導致各子模塊之間存在難以適配的問題，進而導致并網失敗。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種電平逼近方法、電平逼近裝置及控制裝置，以解決現有技術中因對各子模塊進行統一的電壓調控而導致各子模塊之間存在難以適配的問題。

為實現上述目的，本發明實施例采用如下技術方案：

一種電平逼近方法，應用于級聯h橋變流器。所述級聯h橋變流器包括多個串聯的子模塊，所述方法包括：

獲取各所述子模塊中電容的第一電壓值以及各所述子模塊的最大功率點對應的第二電壓值；

針對每一個所述子模塊，根據所述第一電壓值和第二電壓值按照預設規則生成控制信息；

根據所述控制信息控制對應的子模塊的工作狀態。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電平逼近方法中，所述針對每一個所述子模塊，根據所述第一電壓值和第二電壓值按照預設規則生成控制信息的步驟包括：

針對每一個所述子模塊，計算所述第一電壓值和所述第二電壓值的差值；

將各所述差值進行疊加處理得到差值和；

針對每一個所述子模塊，根據所述差值與所述差值和按照預設規則生成控制信息。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電平逼近方法中，所述針對每一個所述子模塊，根據所述差值與所述差值和按照預設規則生成控制信息的步驟包括：

針對每一個所述子模塊，根據所述差值的大小按照預設規則得到階梯電壓值；

根據所述級聯h橋變流器的并網電流值與所述差值和按照預設規則進行整定處理得到參考電壓值；

針對每一個所述子模塊，根據所述階梯電壓值和所述參考電壓值按照預設規則生成控制信息。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電平逼近方法中，所述階梯電壓值可以通過以下步驟得到：

將各所述第一電壓值按照對應的差值的大小進行排序處理；

根據排序處理的結果按照預設規則進行計算得到階梯電壓值。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電平逼近方法中，所述根據所述級聯h橋變流器的并網電流值與所述差值和按照預設規則進行整定處理得到參考電壓值的步驟包括：

通過pi調節器對所述差值和進行整定處理得到電流參考值；

通過pr調節器對所述電流參考值與所述并網電流值的差值進行整定處理得到參考電壓值。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電平逼近方法中，所述根據所述階梯電壓值和所述參考電壓值按照預設規則生成控制信息的步驟包括：

根據所述階梯電壓值和所述參考電壓值按照預設規則進行計算得到占空比值；

根據所述占空比值對三角波進行處理得到控制信息，所述控制信息為pwm波。

在上述基礎上，本發明實施例還提供了一種電平逼近裝置，應用于級聯h橋變流器。所述級聯h橋變流器包括多個串聯的子模塊，所述電平逼近裝置包括：

電壓獲取模塊，用于獲取各所述子模塊中電容的第一電壓值以及各所述子模塊的最大功率點對應的第二電壓值；

信息生成模塊，用于針對每一個所述子模塊，根據所述第一電壓值和第二電壓值按照預設規則生成控制信息；

狀態控制模塊，用于根據所述控制信息控制對應的子模塊的工作狀態。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電平逼近裝置中，所述信息生成模塊包括：

差值計算子模塊，用于針對每一個所述子模塊，計算所述第一電壓值和所述第二電壓值的差值；

差值和計算子模塊，用于將各所述差值進行疊加處理得到差值和；

信息生成子模塊，用于針對每一個所述子模塊，根據所述差值與所述差值和按照預設規則生成控制信息。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電平逼近裝置中，所述信息生成子模塊包括：

階梯電壓值生成單元，用于針對每一個所述子模塊，根據所述差值的大小按照預設規則得到階梯電壓值；

參考電壓值生成單元，用于根據所述級聯h橋變流器的并網電流值與所述差值和按照預設規則進行整定處理得到參考電壓值；

控制信息生成單元，用于針對每一個所述子模塊，根據所述階梯電壓值和所述參考電壓值按照預設規則生成控制信息。

在上述基礎上，本發明實施例還提供了一種控制裝置，應用于級聯h橋變流器。所述級聯h橋變流器包括多個串聯的子模塊，所述控制裝置包括處理器和存儲器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序時實現以下步驟：

獲取各所述子模塊中電容的第一電壓值以及各所述子模塊的最大功率點對應的第二電壓值；

針對每一個所述子模塊，根據所述第一電壓值和第二電壓值按照預設規則生成控制信息；

根據所述控制信息控制對應的子模塊的工作狀態。

本發明提供一種電平逼近方法、電平逼近裝置及控制裝置，通過獲取各子模塊中電容的第一電壓值以及各子模塊的最大功率點對應的第二電壓值，并根據各第一電壓值和各第二電壓值生成控制信息以對各子模塊單獨進行控制，以解決現有技術中因對各子模塊進行統一的電壓調控而導致各子模塊之間存在難以適配的問題，有效提高了電平逼近方法、電平逼近裝置及控制裝置的可靠性和實用性，保證了并網的可靠、安全的運行。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的控制裝置的結構框圖。

圖2為本發明實施例提供的電平逼近方法的流程示意圖。

圖3為圖2中步驟s130的流程示意圖。

圖4為圖3中步驟s135的流程示意圖。

圖5為本發明實施例提供的電平逼近裝置的結構框圖。

圖6為本發明實施例提供的信息生成模塊的結構框圖。

圖7為本發明實施例提供的信息生成子模塊的結構框圖。

圖標：10-控制裝置；12-處理器；14-存儲器；100-電平逼近裝置；110-電壓獲取模塊；130-信息生成模塊；131-差值計算子模塊；133-差值和計算子模塊；135-信息生成子模塊；135a-階梯電壓值生成單元；135b-參考電壓值生成單元；135c-控制信息生成單元；150-狀態控制模塊。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例只是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。在本發明的描述中，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為只是或暗示相對重要性。

如圖1所示，本發明實施例提供了一種控制裝置10，應用于級聯h橋變流器。所述級聯h橋變流器包括多個串聯的子模塊，所述控制裝置10包括處理器12和存儲器14及存儲在存儲器14上并可在處理器12上運行的計算機程序。

所述處理器12執行所述程序時實現以下步驟：獲取各所述子模塊中電容的第一電壓值以及各所述子模塊的最大功率點對應的第二電壓值；針對每一個所述子模塊，根據所述第一電壓值和第二電壓值按照預設規則生成控制信息；根據所述控制信息控制對應的子模塊的工作狀態。

可選地，所述子模塊的具體電路結構不受限制，既可以包括供電裝置、電容以及電子開關即可，還可以包括其它輔助電氣元件，例如整流濾波器件等。在本實施例中，所述子模塊由供電裝置、電容以及電子開關組成。

可選地，所述供電裝置的具體類型不受限制，例如，可以是太陽能光伏板、風力發電機、潮汐發電機、地熱發電機、納米發電機以及其它類型的發電設備，在本實施例中不做具體的限定，可以根據實際的應用環境進行選擇。

進一步地，在本實施例中，所述存儲器14和處理器12相互之間直接或間接地電性連接，以實現數據的傳輸或交互。例如，這些元件相互之間可通過一條或多條通訊總線或信號線實現電性連接。存儲器14中存儲有以軟件或固件(firmware)的形式存儲于所述存儲器14中的軟件功能模塊，所述處理器12通過運行存儲在存儲器14內的軟件程序以及模塊，如本發明實施例中的電平逼近裝置100，從而執行各種功能應用以及數據處理，即實現本發明實施例中的電平逼近方法。

其中，所述存儲器14可以是，但不限于，隨機存取存儲器(randomaccessmemory，ram)，只讀存儲器(readonlymemory，rom)，可編程只讀存儲器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只讀存儲器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，電可擦除只讀存儲器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存儲器14用于存儲程序，處理器12在接收到執行指令后，執行所述程序。進一步地，上述存儲器14內的軟件程序以及模塊還可包括操作系統。其可包括各種用于管理系統任務(例如內存管理、存儲設備控制、電源管理等)的軟件組件和/或驅動，并可與各種硬件或軟件組件相互通訊，從而提供其他軟件組件的運行環境。

所述處理器12可能是一種集成電路芯片，具有信號的處理能力。上述的處理器12可以是通用處理器，包括中央處理器(centralprocessingunit，cpu)、網絡處理器(networkprocessor，np)等。還可以是數字信號處理器(dsp))、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。可以實現或者執行本發明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者任何常規的處理器等。

可以理解，圖1所示的結構僅為示意，控制裝置10還可包括比圖1中所示更多或者更少的組件，或者具有與圖1所示不同的配置。圖1中所示的各組件可以采用硬件、軟件或其組合實現。

結合圖2，本發明實施例還提供一種電平控制方法，應用于所述級聯h橋變流器。通過所述方法可以根據實際需求控制所述級聯h橋變流器的輸出電壓和輸出電流，以確保并網的安全、可靠和穩定性。下面將對圖2所示的具體流程進行詳細闡述。

步驟s110，獲取各所述子模塊中電容的第一電壓值以及各所述子模塊的最大功率點對應的第二電壓值。

可選地，在本實施例中，獲取所述第一電壓值和第二電壓值的具體方法步驟不受限制，例如，可以是通過電壓測試裝置等部件進行獲取。在本實施例中，通過在各模塊中設置電壓傳感器以獲取所述第一電壓值，所述第二電壓值可以通過最大功率點跟隨器進行獲取。

步驟s130，針對每一個所述子模塊，根據所述第一電壓值和第二電壓值按照預設規則生成控制信息。

步驟s150，根據所述控制信息控制對應的子模塊的工作狀態。

進一步地，在本實施例中，各所述子模塊中還包括多個電子開關，處理器12根據所述控制信息控制對應的電子開關的開閉狀態以實現對各子模塊工作狀態的控制，從而實現對所述電容的工作狀態的控制。

可選地，所述工作狀態的具體內容不受限制，例如可以包括充電狀態、放電狀態、不工作以及其它狀態。在本實施例中，所述工作狀態包括充電狀態和放電狀態。

可選地，所述電子開關的具體類型不受限制，例如，可以是三極管、場效應管、晶體管以及其它可以實現電路的開閉狀態切換的電子器件或集成電路。在本實施例中，所述電子開關為具有高輸入阻抗和低導通壓降特性的絕緣型晶體管。

結合圖3，步驟s130可以包括步驟s131、步驟s133以及步驟s135。

步驟s131，針對每一個所述子模塊，計算所述第一電壓值和所述第二電壓值的差值。

在本實施例中，所述第一電壓值為所述電容的實際工作電壓值，所述第二電壓值為所述子模塊在最大功率下的一個標準電壓值，通過計算所述第一電壓值和所述第二電壓值之間的差值，即可獲取對應的子模塊的實際工作電壓與標準工作電壓之間的差距。

步驟s133，將各所述差值進行疊加處理得到差值和。

在本實施例中，通過獲取所述差值和，即可獲取所有的子模塊的總的實際輸出電壓與總的標準電壓之間的差距。

步驟s135，針對每一個所述子模塊，根據所述差值與所述差值和按照預設規則生成控制信息。

結合圖4，在本實施例中，步驟s135可以包括步驟s135a、步驟s135b以及步驟s135c。

步驟s135a，針對每一個所述子模塊，根據所述差值的大小按照預設規則得到階梯電壓值。

可選地，得到所述階梯電壓值的方法、步驟不受限制。在本實施例中，所述階梯電壓值可以通過以下步驟得到：將各所述第一電壓值按照對應的差值的大小進行排序處理；根據排序處理的結果按照預設規則進行計算得到階梯電壓值。

可選地，前述的預設規則的具體內容不受限制。在本實施例中，可以通過以下計算得到所述階梯電壓值。其中，ustepn表示對應的各階梯電壓值；ucn-son表示經過排序得到的各第一電壓值；參數k的取值范圍為[-1，1]。

ustep1＝kuc1_sort-uc2_sort-uc3_sort-…-ucn_sort；

ustep2＝uc1_sort+kuc2_sort-uc3_sort-…-ucn_sort；

ustep3＝uc1_sort+uc2_sort+kuc3_sort-…-ucn_sort；

ustepn＝uc1_sort+uc2_sort+uc3_sort+…+kucn_sort。

進一步地，在本實施例中，根據所述子模塊的輸出電流的方向不同，所述階梯電壓值的獲取方式還可以通過以下計算公式進行計算：

ustep1＝-kuc1_sort+uc2_sort+uc3_sort+...+ucn_sort；

ustep2＝-uc1_sort-kuc2_sort+uc3_sort+...+ucn_sort；

ustep3＝-uc1_sort-uc2_sort-kuc3_sort+…+ucn_sort；

ustepn＝-uc1_sort-uc2_sort-uc3_sort-…-kucn_sort。

步驟s135b，根據所述級聯h橋變流器的并網電流值與所述差值和按照預設規則進行整定處理得到參考電壓值。

可選地，得到所述參考電壓值的方法、步驟不受限制。在本實施例中，所述參考電壓值可以通過以下步驟得到：通過pi調節器對所述差值和進行整定處理得到電流參考值；通過pr調節器對所述電流參考值與所述并網電流值的差值進行整定處理得到參考電壓值。

步驟s135c，針對每一個所述子模塊，根據所述階梯電壓值和所述參考電壓值按照預設規則生成控制信息。

可選地，生成所述控制信息的方法、步驟不受限制。在本實施例中，所述控制信息可以通過以下步驟生成：根據所述階梯電壓值和所述參考電壓值按照預設規則進行計算得到占空比值；根據所述占空比值對三角波進行處理得到控制信息，所述控制信息為pwm波。

可選地，按照預設規則進行計算得到占空比值的方式不受限制。在本實施例中，令所述階梯電壓值等于所述參考電壓值，求取得到參數k的值即為所述占空比值。

結合圖5，本發明實施例還提供一種電平逼近裝置100，應用于所述級聯h橋變流器。所述電平逼近裝置100包括電壓獲取模塊110、信息生成模塊130以及狀態控制模塊150。

所述電壓獲取模塊110，用于獲取各所述子模塊中電容的第一電壓值以及各所述子模塊的最大功率點對應的第二電壓值。

本實施例中，圖2的步驟s110可以由所述電壓獲取模塊110執行。

所述信息生成模塊130，用于針對每一個所述子模塊，根據所述第一電壓值和第二電壓值按照預設規則生成控制信息。

本實施例中，圖2的步驟s130可以由所述信息生成模塊130執行。

所述狀態控制模塊150，用于根據所述控制信息控制對應的子模塊的工作狀態。

本實施例中，圖2的步驟s150可以由所述狀態控制模塊150執行。

結合圖6，在本實施例中，所述信息生成模塊130可以包括差值計算子模塊131、差值和計算子模塊133以及信息生成子模塊135。

所述差值計算子模塊131，用于針對每一個所述子模塊，計算所述第一電壓值和所述第二電壓值的差值。

本實施例中，圖3的步驟s131可以由所述差值計算子模塊131執行。

所述差值和計算子模塊133，用于將各所述差值進行疊加處理得到差值和。

本實施例中，圖3的步驟s133可以由所述差值和計算子模塊133執行。

所述信息生成子模塊135，用于針對每一個所述子模塊，根據所述差值與所述差值和按照預設規則生成控制信息。

本實施例中，圖3的步驟s135可以由所述信息生成子模塊135執行。

結合圖7，在本實施例中，所述信息生成子模塊135可以包括階梯電壓值生成單元135a、參考電壓值生成單元135b以及控制信息生成單元135c。

所述階梯電壓值生成單元135a，用于針對每一個所述子模塊，根據所述差值的大小按照預設規則得到階梯電壓值。

本實施例中，圖4的步驟s135a可以由所述階梯電壓值生成單元135a執行。

所述參考電壓值生成單元135b，用于根據所述級聯h橋變流器的并網電流值與所述差值和按照預設規則進行整定處理得到參考電壓值。

本實施例中，圖3的步驟s135b可以由所述參考電壓值生成單元135b執行。

所述控制信息生成單元135c，用于針對每一個所述子模塊，根據所述階梯電壓值和所述參考電壓值按照預設規則生成控制信息。

本實施例中，圖3的步驟s135c可以由所述控制信息生成單元135c執行。

綜上所述，本發明提供的一種電平逼近方法、電平逼近裝置100及控制裝置10，通過獲取各子模塊中電容的第一電壓值以及各子模塊的最大功率點對應的第二電壓值，并根據各第一電壓值和各第二電壓值生成控制信息以對各子模塊單獨進行控制，以解決現有技術中因對各子模塊進行統一的電壓調控而導致各子模塊之間存在難以適配的問題，有效提高了電平逼近方法、電平逼近裝置100及控制裝置10的可靠性和實用性，保證了并網的可靠、安全的運行。

在本發明實施例所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置和方法實施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據本發明的多個實施例的裝置、方法和計算機程序產品的可能實現的體系架構、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現規定的邏輯功能的可執行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現方式中，方框中所標注的功能也可以以不同于附圖中所標注的順序發生。例如，兩個連續的方框實際上可以基本并行地執行，它們有時也可以按相反的順序執行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執行規定的功能或動作的專用的基于硬件的系統來實現，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現。

另外，在本發明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。

所述功能如果以軟件功能模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，電子設備，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。