一种无中央控制器的四端口智能软开关系统及其控制方法与流程

1.本发明属于电力电子控制技术领域，尤其涉及一种无中央控制器的四端口智能软开关系统及其控制方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.日益多样化的用电负载和电力需求使得交流配电网在安全性、可靠性、经济适用性和配电效率方面存在巨大问题。随着能源结构的调整和电力系统的发展，分布式光伏、储能和新型电力电子设备在电力系统中的应用越来越广泛，使得配电网具有更丰富的主动调节能力。其中，智能软开关sop(soft open point)作为一种完全受控的电力电子设备，受到了更多的关注。
4.分布式光伏和储能接入配电网有效缓解了资源短缺和负荷波动大的问题。然而，在连接到配电网时，分布式光伏和储能均是独立规划、单独设计、独立运行的，系统之间缺乏协调，同时也存在变流器冗余的问题，导致系统的经济性和稳定性下降。同时，由于光伏发电的周期性特点和电力负荷的周期性变化，使得配电网的潮流大小和方向随时可能发生变化，导致输电功率波动大、变压器运行效率难保证、配电网运行成本高、发电量和用电量难匹配，使得配电网的经济适用性和配电高效性难以保证。
5.面向配电层面的sop具有灵活、快速、精确的功率交换控制和潮流优化能力，能够实现“源-荷-网-储”的一体协调优化管理，使得交流配电网能够兼顾安全可靠性、经济适用性与配电高效性。但是sop主要用于实现故障隔离与功率转移，对sop接入配电网时分布式电源、储能与sop的连接方式以及三者之间的协同控制很少研究，也没有考虑sop接入配电网处的变压器的运行优化问题，导致系统中的变流器数量多，用电成本高。
6.因此，急需一种能够减少变流器数量、提高变压器运行效率的连接方式及协同控制方法。


技术实现要素：

7.为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种无中央控制器的四端口智能软开关系统及其控制方法，通过智能软开关的控制器依据储能单元、光伏单元的状态以及当前时刻的电价执行优化策略输出控制信号，实现对直流电压和调控功率的控制；储能单元再根据直流电压值确定控制策略实现对储能充放电的控制，最终实现各端口的协同运行，提高配电网的经济性。
8.为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
9.一个或多个实施例提供了一种无中央控制器的四端口智能软开关系统，包括智能软开关单元、光伏单元、储能单元；
10.所述智能软开关单元包括控制器、检测装置，还包括两个交流端口及两个直流端
口，其中两个交流端口通过隔离变压器与配电网直接相连，两个直流端口由智能软开关单元的直流链引出，外接光伏单元与储能单元的dc-dc变流器；
11.所述智能软开关单元采集隔离变压器的状态信息并传输至控制器，所述控制器基于接收的隔离变压器的状态信息确定运行状态；所述控制器根据储能单元、光伏单元的状态以及当前时刻的电价执行优化策略输出控制信号，用于对直流电压和调控功率进行控制；
12.所述储能单元根据控制后的直流电压值确定控制策略，用于储能充放电的控制。
13.进一步地，所述智能软开关单元还包括两个ac-dc变流器，所述两个ac-dc变流器背靠背相连，两个ac-dc变流器均为三相四桥臂ac-dc变流器；
14.所述两个ac-dc变流器背靠背相连的直流链路上接一个储能电容。
15.进一步地，所述检测装置包括电压检测装置与电流检测装置；
16.其中，所述电压检测装置采集直流链电压与连接配电网的交流侧电压信号，并传输给智能软开关单元的控制器；
17.所述电流检测装置采集连接配电网的交流侧电流信号并且传输给四端口智能软开关单元的控制器。
18.所述光伏单元包括多个分布式光伏单元，多个分布式光伏单元并联后通过dc-dc变流器接入智能软开关单元的直流链中。
19.所述储能单元包括储能电池，所述储能电池通过双向dc-dc变流器接入智能软开关单元的直流链中。
20.所述隔离变压器包括两个，每个隔离变压器的一端与配电网输电线相连，另一端分别接用户负载与智能软开关单元。
21.一个或多个实施例提供了一种无中央控制器的四端口智能软开关系统的控制方法，包括：
22.智能软开关单元采集隔离变压器的状态信息并传输至控制器，所述控制器基于接收的隔离变压器的状态信息确定运行状态；所述控制器根据储能单元、光伏单元的状态以及当前时刻的电价执行优化策略输出控制信号，用于对直流电压和调控功率进行控制；
23.储能单元根据控制后的直流电压值确定控制策略，用于对储能充放电的控制。
24.优选地，所述控制器基于接收的隔离变压器的状态信息确定系统的运行状态，具体包括：
25.当两隔离变压器的总负荷量小于总额定容量时，确定为正常运行状态；
26.当两隔离变压器的总负荷量大于总额定容量时，确定为过载状态；
27.当两隔离变压器的负荷量中存在一个为零，即配电网发生故障导致一侧用户负载与配电网断开时，确定为单侧配电网故障状态；
28.其中，所述两隔离变压器的负荷量根据检测装置采集到连接配电网的交流侧电压信号与电流信号获得。
29.优选地，所述控制器根据储能单元、光伏单元的状态以及当前时刻的电价执行的优化策略包括：正常运行状态下的经济运行策略，过载状态下的可靠运行策略，单侧配电网故障状态下的可靠运行策略。
30.优选地，所述正常运行状态下的经济运行策略，具体包括：
31.在处于峰值电价时，当储能单元的荷电状态大于第一设定阈值时，储能单元以最大功率放电，否则不工作；
32.在处于谷值电价时，当储能单元的荷电状态小于第二设定阈值时，储能单元以最大功率充电，否则不工作；
33.其中，第一设定阈值小于第二设定阈值。
34.所述过载状态下的可靠运行策略，分为只有一个隔离变压器过载与两个隔离变压器均发生过载两种情况，具体包括：
35.当仅发生一个隔离变压器过载时，若储能单元的荷电状态大于第一设定阈值，则储能单元以最大放电功率放电，智能软开关单元进行主动的功率调节，向过载侧输送功率，以缓解过载情况；
36.当两个隔离变压器均发生过载时，若储能单元的荷电状态大于第一设定阈值，则储能单元以最大放电功率放电，智能软开关单元不进行主动的功率调节，仅将光伏单元和储能单元的输出功率向两侧分配，使两侧变压器的负载率相同或相近。
37.优选地，所述单侧配电网故障状态下的可靠运行策略为，储能单元以最大功率放电，智能软开关单元运行在故障侧进行恒压恒频控制，另一侧进行恒定直流电压、无功功率控制的控制模式，用于保证故障侧的不间断供电。
38.所述储能单元根据控制后的直流电压值确定的控制策略，在无中央控制器与额外信号线的情况下将由智能软开关单元产生的控制信号通过直流链电压的形式传递给储能单元的双向dc-dc变流器，具体包括：
39.确定储能单元的最大充放电功率值与四端口智能软开关系统能够稳定运行时直流链电压的区间；
40.智能软开关单元根据不同运行状态下的优化策略确定储能单元的充放电功率值，并将其转换为电压值，通过直流链将电压值信号传递到储能单元；
41.储能单元的dc-dc变流器再将电压值信号转为功率值信号，吸收或输出相应的功率。
42.以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
43.(1)本发明将多个小容量储能单元替换为一个大容量的储能单元，将分布式光伏通过智能软开关的ac-dc变流器并网，减少了并网逆变器的数量，减少了系统成本，使系统的拓扑结构更加简洁。
44.(2)本发明通过智能软开关调整接入处的变压器的负载率，提高变压器的运行效率，减少系统的损耗；通过调整储能单元的充放电状态，减少配电网的用电成本，提高系统的经济性。
45.(3)本发明将智能软开关的控制器作为系统的总控制器，生成控制信号，无需另外设置系统中央控制器，利用直流链作为信号传递通路实现对储能单元的控制。
46.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
47.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示
意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
48.图1为本发明的无中央控制器的四端口智能软开关系统拓扑结构示意图；
49.图2为本发明的无中央控制器的四端口智能软开关系统的优化控制框图；
50.图3为储能单元的运行准则；
51.图4为无中央控制器的四端口智能软开关系统接入配电网24h仿真结果示意图；
52.图5为无中央控制器的四端口智能软开关系统的状态切换仿真示意图。
具体实施方式
53.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
54.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
55.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
56.本发明提出的总体思路：
57.在现有智能软开关基础上，将分布式光伏、储能接入到智能软开关的直流链，综合考虑分布式光伏的出力特性、变压器的效率特性和峰谷电价政策，确定系统不同运行状态下的优化策略实现对直流电压和调控功率的控制，及储能充放电的控制策略实现对储能充放电的控制，最终实现各端口的协同运行，提高配电网的经济性。
58.实施例一
59.参见附图1所示，本实施例公开了一种无中央控制器的四端口智能软开关系统，包括智能软开关单元、光伏单元、储能单元；
60.所述智能软开关单元如图中虚线框所示，包括两个ac-dc变流器，所述两个ac-dc变流器背靠背相连，两个ac-dc变流器均为三相四桥臂ac-dc变流器；所述两个ac-dc变流器背靠背相连的直流链路上接一个储能电容。
61.所述智能软开关单元共有四个端口，其中两个交流端口通过隔离变压器与配电网直接相连，两个直流端口由直流链引出，外接光伏单元与储能单元的dc-dc变流器；
62.所述智能软开关单元作为系统的核心部件，既控制两个ac-dc变流器的运行状态，又根据各端口的状态信息确定优化策略，生成控制信号，再通过直流链电压实现对储能单元的双向dc-dc变流器的控制。
63.所述光伏单元包括多个分布式光伏单元，多个分布式光伏单元并联后通过dc-dc变流器接入智能软开关单元的直流链中，为系统提供一定的电能支持；所述光伏单元的输出功率受自然资源条件的限制，可以看作是一个相对不可控电源，为系统提供电能支撑并减少系统用电费用。
64.所述储能单元包括储能电池，所述储能电池通过双向dc-dc变流器接入智能软开关单元的直流链中；所述储能单元将分布式的储能用一个大的储能代替，节省储能成本；所述储能单元可以通过改变充放电状态，在用电高峰时释放电能，在用电低谷时吸收电能，实现用电负荷在时间尺度的转移，其中通过控制双向dc-dc变流器可以实现对储能单元的充电与放电控制。
65.所述隔离变压器包括两个，每个隔离变压器的一端与配电网输电线相连，另一端分别接用户负载与智能软开关单元。
66.实施例二
67.参见附图2所示，本实施例公开了一种无中央控制器的四端口智能软开关系统的控制方法，包括：
68.智能软开关单元采集隔离变压器的状态信息并传输至控制器，所述控制器基于接收的隔离变压器的状态信息确定运行状态；所述控制器根据储能单元、光伏单元的状态以及当前时刻的电价执行优化策略输出控制信号，用于对直流电压和调控功率进行控制；
69.储能单元根据控制后的直流电压值确定控制策略，用于对储能充放电的控制。
70.图中pg1、pg2分别表示两隔离变压器的输出功率，e1、e2分别表示两隔离变压器的额定容量，pe表示储能单元的充放电功率值，soc表示储能单元的荷电状态，pv表示光伏单元的输出功率值，vdc_value表示智能软开关单元经过优化策略生成的直流电压控制信号，psop与qsop分别表示智能软开关单元经过优化策略生成的有功功率与无功功率的控制信号，vdc表示智能软开关单元的直流链电压值。
71.图中第
①
部分为智能软开关单元的控制器基于采集的隔离变压器的状态信息确定运行状态，根据隔离变压器的状态信息划分为三种不同的运行状态，具体包括：
72.当两隔离变压器的总负荷量(输出功率pg1、pg2之和)小于总额定容量(e1、e2之和)时，确定为正常运行状态；
73.当两隔离变压器的总负荷量大于总额定容量时，确定为过载状态；
74.当两隔离变压器的负荷量中存在一个为零，即pg1＝0或pg2＝0时，配电网发生故障导致一侧用户负载与配电网断开，确定为单侧配电网故障状态；
75.其中，隔离变压器的输出功率pg1、pg2根据检测装置采集到连接配电网的交流侧电压信号与电流信号获得。
76.然后智能软开关单元的控制器根据pv、soc和pe执行相应的优化/控制策略，生成控制信号psop、qsop与vdc_value。
77.其中，不同运行状态下的优化策略，包括正常运行状态下的经济运行策略，过载状态下的可靠运行策略，单侧配电网故障状态下的可靠运行策略。
78.所述正常运行状态下的经济运行策略，综合考虑了峰谷电价政策与变压器的效率特性，利用储能单元实现用电负荷的时间转移，利用智能软开关的功率调控功能实现用电负荷的空间转移；
79.具体地，在处于峰值电价时，当soc大于第一设定阈值时，储能单元以最大功率放电，否则不工作；在处于谷值电价时，当soc小于第二设定阈值时，储能单元以最大功率充电，否则不工作；
80.其中，第一设定阈值小于第二设定阈值，第一、二设定阈值分别为0.2、0.9。
81.然后通过建立隔离变压器的耗量特性模型，确定在净负荷一定的条件下两隔离变压器的输出功率值以及通过智能软开关单元转移的功率值，并输出控制信号，使两隔离变压器总的效率最高，总用电费用最低。
82.具体地，依据变压器的效率特性曲线建立的耗量特性模型，如下式(1)所示：
[0083][0084]
其中，fi表示i侧隔离变压器的输入功率，p
oi
表示i侧隔离变压器的额定电压时的空载损耗，p
ki
表示i侧隔离变压器为额定电流时的短路损耗。通过对上式(1)求导得到两隔离变压器的微增量λ1与λ2，如下式(2)所示：
[0085][0086]
根据公式(1)中的不等式约束与公式(2)中两变压器的微增量相等可以确定两隔离变压器的输出功率pg1、pg2；此时，两隔离变压器的总效率最高，损耗最小。
[0087]
所述过载状态下的可靠运行策略，分为只有一个隔离变压器过载与两个变压器均发生过载两种情况：
[0088]
当仅发生一个隔离变压器过载时，若soc大于第一设定阈值，则储能单元以最大放电功率放电，智能软开关单元进行主动的功率调节，向过载侧输送功率，以缓解过载情况；通过智能软开关单元进行功率调控的值满足式(3)：
[0089]
p
sop_value
＝pe+pv+e
1-p
l1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0090]
其中，p
li
表示i侧的用户负载。
[0091]
当两个隔离变压器均发生过载时，若soc大于第一设定阈值，则储能单元以最大放电功率放电，智能软开关单元不进行主动的功率调节，仅将光伏单元和储能单元的输出功率向两侧分配，使两侧变压器的负载率相同或相近，具体步骤为：
[0092]
首先确定使得两侧变压器负载率相同时，需要分配到负载率高的一侧功率值，记为pdo；
[0093]
然后按照两侧负载率相同的条件分配直流链剩余的功率。
[0094]
其中，当储能与光伏单元的输出功率无法使两侧变压器负载率相同时，控制信号的值如式(4)；当储能与光伏单元的输出功率能使两侧变压器负载率相同时，控制信号的值如式(5)。
[0095]
p
sop_value
＝pe+pvꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0096][0097]
所述单侧配电网故障状态下的可靠运行策略，是在配电网发生故障导致一侧用户负载与配电网断开时，储能单元以最大功率放电，智能软开关单元运行在故障侧进行恒压恒频控制，另一侧进行恒定直流电压、无功功率控制的vdcq-vf控制模式，保证故障侧的不间断供电。
[0098]
图中第
②
部分为硬件结构部分，是优化控制的载体与目标。
[0099]
图中第
③
部分为硬件控制策略，具体包括：
[0100]
首先根据第
①
部分生成的控制信号psop、qsop与vdc_value控制智能软开关单元的两个ac-dc变流器的运行，其中一个变流器运行在恒定直流电压、无功功率控制的vdcq控制模式下，另一个变流器运行在有功功率、无功功率控制的pq控制模式或者恒压恒频控制的vf控制模式下；运行在vf控制模式下时，给定的参考信号为市电电压的标准值220v、50hz；
[0101]
然后根据直流链电压值实现对储能单元的充放电控制。
[0102]
如附图3所示，所述储能单元的充放电控制策略是在无中央控制器与额外信号线的情况下将由智能软开关单元产生的控制信号通过直流链电压的形式传递给储能单元的双向dc-dc变流器，具体如下：
[0103]
储能单元根据智能软开关单元的控制器采集到的状态信息确定工作状态，当两隔离变压器当前时刻的总输出功率大于总的额定容量时，为提高变压器的稳定性与使用寿命，当储能单元的soc》0.2时，储能单元放电，放电功率如式(6)所示，否则不工作；当两隔离变压器当前时刻的总输出功率小于总的额定容量时，若处于峰值电价且soc》0.2，储能单元放电，放电功率如式(7)所示，若soc≤0.2，储能单元不工作；若未处于峰值电价且soc《0.9，储能单元充电，充电功率如式(8)所示，若soc≥0.9，储能单元不工作。
[0104]
pe＝min{p
cnmax
,p
l1
+p
l2-e
1-e
2-pv}(6)
[0105]
pe＝p
cnmax
(7)
[0106]
pe＝min{p
cnmax
,-p
l1-p
l2
+e1+e2+pv}(8)
[0107]
其中，pcnmax为储能单元的最大充放电功率值。
[0108]
在智能软开关单元运行过程中，直流链电压在某一范围内都可以维持系统的稳定运行，因此储能单元可以通过直流电压值的不同确定其不同的运行模式以及充放电功率值，确定方式如下：
[0109]
首先确定储能单元的最大充放电功率值与系统能够稳定运行时直流链电压的区间vdcmin～vdcmax；
[0110]
智能软开关单元根据不同运行状态下的系统优化策略确定储能单元的充放电功率值pe，将pe的值转换为电压值，通过直流电压将信号传递到储能单元，然后储能单元的dc-dc变流器再将直流电压信号转为功率值信号，吸收或输出相应的功率。
[0111]
例如，在380v配电网中，直流电压在750vdc～850vdc范围内都能维持系统稳定运行。当储能单元的dc-dc变流器检测到直流链电压为780vdc～820vdc时，储能单元不工作；当直流链电压为820vdc～850vdc时，储能单元为恒功率放电模式，功率为[(vdc-820)/30]*pcnmax；当直流链电压为750vdc～780vdc时，储能单元为恒功率充电模式，功率为[(vdc-780)/30]*pcnmax。
[0112]
如附图4所示为无中央控制器的四端口智能软开关系统接入配电网24h仿真结果示意图。其中，图4(a)为24h的光伏输出曲线，峰值电价时间为8:00～22:00，电价为0.5769，谷值电价时间为0:00～8:00和22:00～24:00，电价为0.3769。图4(b)为两侧的用户负载曲线与经过优化后的变压器的输出功率曲线。图4(c)为系统的用电成本曲线，其中实线表示在没有储能、没有sop优化策略的情况下的24h的用电成本；虚线表示有储能，没有sop优化策略优化的情况下的24h的用电成本；点划线表示在加入sop优化策略后系统的24h的用电成本。可以观察到经过优化策略优化后的总用电成本降低。
[0113]
如附图5所示为无中央控制器的四端口智能软开关系统的状态切换仿真示意图。其中，图5(a)～图5(c)为系统在正常运行状态与系统过载状态下，优化策略执行并生成新的控制信号时，智能软开关单元的直流链电压与交流侧电流的波形图、储能单元的状态图以及系统的功率变化图。在0-5s时间内，系统没有通过优化策略进行优化调节，此时直流电压为800v,储能不工作，两变压器的输出功率与智能软开关单元调配的功率没有发生变化。在t＝5s时，智能软开关单元的控制器根据优化策略生成新的控制信号，直流电压经过短暂调整后达到新的参考值，储能单元充电，两变压器的输出功率经过智能软开关单元进行转移，提高系统的运行效率。
[0114]
图5(d)-图5(f)为系统由正常运行状态切换为配电网故障状态时，智能软开关单元的直流链电压与交流侧电流的波形图、储能单元的状态图以及故障侧用户负载的电压波形图。在0-5s时间内，系统没有通过优化策略进行优化调节，此时直流电压为800v,储能不工作，两变压器的输出功率与sop调配的功率没有发生变化。在t＝5s时，发生配电网故障，故障侧的用户负载与配电网断开，智能软开关单元由vdcq-pq运行模式变为vdcq-vf运行模式，直流电压迅速到达新的稳态，储能以最大功率放电，故障侧用户负载经过短时震荡迅速进入稳定。
[0115]
因此，本发明提出的控制策略可以在较短的瞬态时间内快速响应优化策略，实现系统内多个端口的协同运行。
[0116]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：
1.一种无中央控制器的四端口智能软开关系统，包括智能软开关单元、光伏单元、储能单元；所述智能软开关单元包括控制器、检测装置，还包括两个交流端口及两个直流端口，其中两个交流端口通过隔离变压器与配电网直接相连，两个直流端口由智能软开关的直流链引出，外接光伏单元与储能单元的dc-dc变流器；所述智能软开关单元采集隔离变压器的状态信息并传输至控制器，所述控制器基于接收的隔离变压器的状态信息确定系统的运行状态；所述控制器根据储能单元、光伏单元的状态以及当前时刻的电价执行优化策略输出控制信号，用于对直流电压和调控功率进行控制；所述储能单元根据控制后的直流电压值确定控制策略，用于储能充放电的控制。2.如权利要求1所述的一种无中央控制器的四端口智能软开关系统，其特征在于，所述智能软开关单元还包括两个ac-dc变流器，所述两个ac-dc变流器背靠背相连，两个ac-dc变流器均为三相四桥臂ac-dc变流器；所述两个ac-dc变流器背靠背相连的直流链路上接一个储能电容。3.如权利要求1所述的一种无中央控制器的四端口智能软开关系统，其特征在于，所述光伏单元为多个分布式光伏单元，多个分布式光伏单元并联后汇总，通过一个dc-dc变流器接入智能软开关单元的直流链中。4.如权利要求1所述的一种无中央控制器的四端口智能软开关系统，其特征在于，所述储能单元包括储能电池，所述储能电池通过双向dc-dc变流器接入智能软开关单元的直流链中。5.如权利要求1所述的一种无中央控制器的四端口智能软开关系统，其特征在于，所述隔离变压器包括两个，每个隔离变压器的一端与配电网输电线相连，另一端分别接用户负载与智能软开关单元。6.一种无中央控制器的四端口智能软开关系统的控制方法，包括：智能软开关单元采集隔离变压器的状态信息并传输至控制器，所述控制器基于接收的隔离变压器的状态信息确定运行状态；所述控制器根据储能单元、光伏单元的状态以及当前时刻的电价执行优化策略输出控制信号，用于对直流电压和调控功率进行控制；储能单元根据控制后的直流电压值确定控制策略，用于对储能充放电的控制。7.如权利要求6所述的一种无中央控制器的四端口智能软开关系统的控制方法，其特征在于，所述控制器基于接收的隔离变压器的状态信息确定运行状态，具体包括：当两隔离变压器的总负荷量小于总额定容量时，确定为正常运行状态；当两隔离变压器的总负荷量大于总额定容量时，确定为过载状态；当两隔离变压器的负荷量中存在一个为零，即配电网发生故障导致一侧用户负载与配电网断开时，确定为单侧配电网故障状态；其中，所述两隔离变压器的负荷量根据检测装置采集到连接配电网的交流侧电压信号与电流信号获得。8.如权利要求6所述的一种无中央控制器的四端口智能软开关系统的控制方法，其特征在于，所述控制器根据储能单元、光伏单元的状态以及当前时刻的电价执行的优化策略包括正常运行状态下的经济运行策略，过载状态下的可靠运行策略，单侧配电网故障状态
下的可靠运行策略。9.如权利要求6所述的一种无中央控制器的四端口智能软开关系统的控制方法，其特征在于，所述正常运行状态下的经济运行策略，具体包括：在处于峰值电价时，当储能单元的荷电状态大于第一设定阈值时，储能单元以最大功率放电，否则不工作；在处于谷值电价时，当储能单元的荷电状态小于第二设定阈值时，储能单元以最大功率充电，否则不工作；其中，第一设定阈值小于第二设定阈值。10.如权利要求6所述的一种无中央控制器的四端口智能软开关系统的控制方法，其特征在于，所述储能单元根据控制后的直流电压值确定的控制策略，在无中央控制器与额外信号线的情况下将由智能软开关单元产生的控制信号通过直流链电压的形式传递给储能单元的双向dc-dc变流器，具体包括：确定储能单元的最大充放电功率值与四端口智能软开关系统能够稳定运行时直流链电压的区间；智能软开关单元根据不同运行状态下的优化策略确定储能单元的充放电功率值，并将其转换为电压值，通过直流链将电压值信号传递到储能单元；储能单元的dc-dc变流器再将电压值信号转为功率值信号，吸收或输出相应的功率。

技术总结
本发明提出了一种无中央控制器的四端口智能软开关系统及其控制方法，该系统结构上包括智能软开关单元、光伏单元、储能单元及隔离变压器。将分布式光伏、储能接入到智能软开关的直流链上，通过智能软开关的控制器依据储能单元、光伏单元的状态以及当前时刻的电价执行优化策略输出控制信号，实现对直流电压和调控功率的控制；储能单元再根据直流电压值确定控制策略实现对储能充放电的控制，最终实现各端口的协同运行。本发明将智能软开关的AC-DC变流器作为光伏和储能的并网变流器，减少了系统中变流器的数量，降低系统成本，同时利用储能单元在峰值电价时放电，在谷值电价时充电，实现削峰填谷，减少配电网的用电成本，提高系统的经济性。的经济性。的经济性。


技术研发人员：张海 蒋涛 王继文 朱海鹏 韩建伟 刘宗杰 刘锦英 郑凯 任坤龙 秦昆 白树斌 侯琨 马晶 谢允红 刘晓龙 高善平 高峰 许涛 赵兴建
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司济宁供电公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/7/31