供电系统及直流汇流箱的输出电压控制方法

文献发布时间：2023-06-19 11:21:00

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种供电系统及直流汇流箱的输出电压控制方法。

背景技术

目前，如图1a所示，供电系统包括多个直流电源、多个直流汇流箱以及逆变器，其中，每个直流汇流箱的输入端与至少一个直流电源相连，输出端与逆变器相连，每个直流汇流箱用于将与其输入端相连的至少一个直流电源的直流电进行直流变换后输出至逆变器。

如图1a所示，在直流汇流箱的输出电压控制方式中，逆变器向直流汇流箱发送通信信号，直流汇流箱根据接收到的通信信号控制自身的输出电压，从而实现直流汇流箱的启动，并为逆变器提供电能。但是上述方式存在以下问题：在直流汇流箱与逆变器之间难以通信(如通信信号被吸收或者被遮挡等通信链路异常，或者逆变器未获得电能无法发送通信信号)的情况下，会导致直流汇流箱无法正常启动和工作，进而导致供电系统稳定性差。

发明内容

本申请提供了一种供电系统及直流汇流箱的输出电压控制方法，直流汇流箱可根据自身的输出端参数确定自身与其他直流汇流箱或者逆变器的连接关系，进而可根据该连接关系控制自身的输出电压，保证直流汇流箱在与逆变器难以通信的情况下依然可以正常启动和工作，提高了供电系统的稳定性，适用性强。

第一方面，本申请提供了一种供电系统，该供电系统包括至少一个直流汇流箱和逆变器，至少一个直流汇流箱中各个直流汇流箱的输出端串联和/或并联后与逆变器的输入端耦合，各个直流汇流箱的输入端与直流电源相连，直流汇流箱包括控制器、检测电路和直流变换电路，其中，直流变换电路的输入端与直流汇流箱的输入端耦合，直流变换电路的输出端与直流汇流箱的输出端耦合，直流变换电路用于将直流汇流箱的输入端电压直流变换为直流汇流箱的输出端电压。检测电路检测直流汇流箱的输出端参数，并将直流汇流箱的输出端参数发送至控制器，控制器根据直流汇流箱的输出端参数，控制直流变换电路的输出电压。进而，直流汇流箱可根据输出端参数，确定该直流汇流箱与其他直流汇流箱或者逆变器的连接关系，并根据该连接关系控制直流变换电路的输出电压，保证直流汇流箱在与逆变器难以通信的情况下依然可以正常启动和工作，提高了供电系统的稳定性，适用性强。

结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，控制器根据第一预设电压以及直流汇流箱的输出端电流确定直流汇流箱的输出阻抗值，在直流汇流箱的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，确定该直流汇流箱与逆变器相连，进而控制直流变换电路的输出电压从第一预设电压调整为第二预设电压。

结合第一方面，在第二种可能的实施方式中，第一预设电压为直流电压、交流电流或者直流电压叠加交流电压。进而，直流汇流箱可在第一预设电压为直流电压的情况下，计算得到直流汇流箱的输出阻抗值中阻性部分阻抗值；在第一预设电压为交流电压的情况下，计算得到直流汇流箱的输出阻抗值中容性部分阻抗值和感性部分阻抗值；在第一预设电压为直流电压叠加交流电压的情况下，计算得到直流汇流箱的输出阻抗值中阻性部分阻抗值、容性部分阻抗值和感性部分阻抗值。

结合第一方面，在第三种可能的实施方式中，直流汇流箱可根据第一预设电流以及直流汇流箱的输出端电压确定直流汇流箱的输出阻抗值，并在直流汇流箱的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，确定该直流汇流箱与逆变器相连，进而控制直流变换电路的输出电压为第二预设电压。

结合第一方面，在第四种可能的实施方式中，第一预设电流为直流电流、交流电流或者直流电流叠加交流电流。进而，直流汇流箱可在第一预设电流为直流电流的情况下，计算得到直流汇流箱的输出阻抗值中阻性部分阻抗值；在第一预设电流为交流电流的情况下，计算得到直流汇流箱的输出阻抗值中容性部分阻抗值和感性部分阻抗值；在第一预设电流为直流电流叠加交流电流的情况下，计算得到直流汇流箱的输出阻抗值中阻性部分阻抗值、容性部分阻抗值和感性部分阻抗值。

结合第一方面，在第五种可能的实施方式中，直流汇流箱在输出端电压满足预设输出电压范围或者输出端电流满足预设输出电流范围的情况下，根据直流汇流箱的输出端电压和输出端电流确定直流汇流箱的输出阻抗值，在直流汇流箱的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，确定该直流汇流箱与逆变器相连，进而控制直流汇流箱中直流变换电路的输出电压调整为第二预设电压。

结合第一方面，在第六种可能的实施方式中，直流汇流箱的输出端电压包括直流电压和/或交流电压，输出端电流包括直流电流和/或交流电流。进而，直流汇流箱可在输出端电压和输出端电流均为直流电的情况下，计算得到直流汇流箱的输出阻抗值中阻性部分阻抗值；在输出端电压和输出端电流均交流电的情况下，计算得到直流汇流箱的输出阻抗值中容性部分阻抗值和感性部分阻抗值；在输出端电压和输出端电流均为直流电叠加交流电的情况下，计算得到直流汇流箱的输出阻抗值中阻性部分阻抗值、容性部分阻抗值和感性部分阻抗值。

结合第一方面，在第七种可能的实施方式中，直流汇流箱可以在直流汇流箱的输出残余电流大于预设残余电流阈值的情况下，确定该直流汇流箱与逆变器相连，并控制直流变换电路的输出电压为第二预设电压。

结合第一方面，在第八种可能的实施方式中，直流汇流箱还包括通信电路，通信电路用于接收逆变器发送的指令，并将指令发送至控制器。控制器在接收到指令的情况下，控制直流变换电路的输出电压为第三预设电压，其中，第三预设电压大于或者等于第二预设电压，并且，第三预设电压为直流变换电路的额定电压。进而，直流汇流箱在控制直流变换电路的输出电压为第二预设电压后，不再对直流变换电路的输出电压进行改变，直到接收到逆变器发送的指令后，控制直流变换电路的输出电压由第二预设电压调整为额定电压，从而使直流汇流箱完成启动。此外，在直流变换电路的输出电压为第二预设电压时，直流汇流箱不再控制直流变换电路的输出电压继续升高，而是在接收到逆变器发送的指令的情况下才继续控制直流变换电路完成启动，可有效减少供电系统的损耗，降低供电系统误操作的几率。

结合第一方面，在第九种可能的实施方式中，直流变换电路包括功率变换电路、电压调节电路和分断开关，功率变换电路的输出电压大于电压调节电路的输出电压，其中，功率变换电路的输入端通过分断开关与直流变换电路的输入端耦合，功率变换电路的输出端与直流变换电路的输出端耦合；电压调节电路的输入端与直流变换电路的输入端耦合，电压调节电路的输出端与直流变换电路的输出端耦合。直流汇流箱可通过控制分断开关断开，并且，控制电压调节电路的输出电压为第一预设电压，使得直流汇流箱的输出电压为第一预设电压。进而，使得在功率变换电路不具有降压功能的情况下，直流变换电路仍然可以实现输出值为第一预设电压的低电压。

结合第一方面，在第十种可能的实施方式中，直流汇流箱可在输出端电压大于预设输出电压阈值的情况下，确定该直流汇流箱与其他直流汇流箱相连，并且，与该直流汇流箱相连的其他直流汇流箱已经开始启动，此时，直流汇流箱控制直流变换电路的输出电压跟随直流汇流箱的输出端电压进行输出，进而避免了当前直流汇流箱未启动时输出端电压已经过高带来的电流冲击问题，并保证当前直流汇流箱在与逆变器及其他相连直流回流箱难以通信的情况下依然可以正常启动和工作。

结合第一方面，在第十一种可能的实施方式中，直流汇流箱可在输出端电流大于预设输出电流阈值的情况下，确定该直流汇流箱与其他直流汇流箱相连，并且，与该直流汇流箱相连的其他直流汇流箱已经开始启动，此时，直流汇流箱控制直流变换电路的输出电压跟随直流汇流箱的输出端电压进行输出，进而避免了当前直流汇流箱未启动时输出端电压已经过高带来的电流冲击问题，并保证当前直流汇流箱在与逆变器及其他相连直流回流箱难以通信的情况下依然可以正常启动和工作。

结合第一方面，在第十二种可能的实施方式中，逆变器包括第一逆变器和第二逆变器，至少一个直流汇流箱包括第一组直流汇流箱和第二组直流汇流箱，第一组直流汇流箱和第二组直流汇流箱均包括至少一个直流汇流箱，其中：第一组直流汇流箱中各个直流汇流箱的输出端并联，第二组直流汇流箱中各个直流汇流箱的输出端并联；第一组直流汇流箱中各个直流汇流箱的第一输出端耦合，构成第一节点；第一节点与第一逆变器的第一输入端通过第一导线连接；第一组直流汇流箱中各个直流汇流箱的第二输出端与第二组直流汇流箱中各个直流汇流箱的第一输出端耦合，构成第二节点；第二组直流汇流箱中各个直流汇流箱的第二输出端耦合，构成第三节点；第三节点与第二逆变器的第二输入端通过第二导线连接；第一逆变器的第二输入端与第二逆变器的第一输入端耦合，构成第四节点；第四节点与第二节点通过第三导线连接，其中，第一导线的通流能力和第二导线的通流能力均大于或者等于于第三导线的通流能力。上述直流汇流箱的输出电压控制方法同样适用于本申请实施例中提供的供电系统，由于第三导线上同时流过第一组直流汇流箱的输出电流和第二组直流汇流箱的输出电流，并且方向相反，存在抵消的现象，因此在正常的工作模式下，第三导线的电流值小于或等于第一导线或者第二导线的电流值，可以选取通流能力较低的导线，从而节省线缆，降低供电系统的成本。

结合第一方面，在第十三种可能的实施方式中，第一组直流汇流箱在维护模式下的输出电压与第二组直流汇流箱在维护模式下的输出电压不同，并且，第一组直流汇流箱中各个直流汇流箱在维护模式下的输出电压相同，第二组直流汇流箱中各个直流汇流箱在维护模式下的输出电压相同。进而，通过设置不同组的直流汇流箱在维护模式下的输出电压不同，可以在对直流汇流箱进行测试时，进一步判断出直流汇流箱是否连接至正确的分组，从而简化了供电系统的检测方式，降低了供电系统的维护成本。

结合第一方面，在第十四种可能的实施方式中，直流电源为光伏组串，进而，该供电系统的应用场景为光伏场景。

第二方面，本申请提供了一种直流汇流箱的输出电压控制方法，该方法适用于供电系统，该供电系统包括至少一个直流汇流箱和逆变器，至少一个直流汇流箱中各个直流汇流箱的输出端串联和/或并联后与逆变器的输入端耦合，各个直流汇流箱的输入端与直流电源相连，直流汇流箱包括控制器、检测电路和直流变换电路，其中，直流变换电路的输入端与直流汇流箱的输入端耦合，直流变换电路的输出端与直流汇流箱的输出端耦合，直流变换电路将直流汇流箱的输入端电压直流变换为直流汇流箱的输出端电压。检测电路检测直流汇流箱的输出端参数，并将直流汇流箱的输出端参数发送至控制器，控制器根据直流汇流箱的输出端参数，控制直流变换电路的输出电压。

结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，控制器根据第一预设电压以及直流汇流箱的输出端电流确定直流汇流箱的输出阻抗值，在直流汇流箱的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，确定该直流汇流箱与逆变器相连，进而控制直流变换电路的输出电压从第一预设电压调整为第二预设电压。

结合第二方面，在第二种可能的实施方式中，第一预设电压为直流电压、交流电压或者直流电压叠加交流电压。

结合第二方面，在第三种可能的实施方式中，直流汇流箱可根据第一预设电流以及直流汇流箱的输出端电压确定直流汇流箱的输出阻抗值，并在直流汇流箱的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，确定该直流汇流箱与逆变器相连，进而控制直流变换电路的输出电压为第二预设电压。

结合第二方面，在第四种可能的实施方式中，第一预设电流为直流电流、交流电流或者直流电流叠加交流电流。

结合第二方面，在第五种可能的实施方式中，直流汇流箱在输出端电压满足预设输出电压范围或者输出端电流满足预设输出电流范围的情况下，根据直流汇流箱的输出端电压和输出端电流确定直流汇流箱的输出阻抗值，在直流汇流箱的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，确定该直流汇流箱与逆变器相连，进而控制直流汇流箱中直流变换电路的输出电压调整为第二预设电压。

结合第二方面，在第六种可能的实施方式中，直流汇流箱的输出端电压包括直流电压和/或交流电压，输出端电流包括直流电流和/或交流电流。

结合第二方面，在第七种可能的实施方式中，直流汇流箱可以在输出残余电流大于预设残余电流阈值的情况下，确定该直流汇流箱与逆变器相连，并控制直流变换电路的输出电压为第二预设电压。

结合第二方面，在第八种可能的实施方式中，直流汇流箱还包括通信电路，通信电路用于接收逆变器发送的指令，并将指令发送至控制器。控制器在接收到指令的情况下，控制直流变换电路的输出电压为第三预设电压，其中，第三预设电压大于或者等于第二预设电压，并且，第三预设电压为直流变换电路的额定电压。

结合第二方面，在第九种可能的实施方式中，直流变换电路包括功率变换电路、电压调节电路和分断开关，功率变换电路的输出电压大于电压调节电路的输出电压，其中，功率变换电路的输入端通过分断开关与直流变换电路的输入端耦合，功率变换电路的输出端与直流变换电路的输出端耦合；电压调节电路的输入端与直流变换电路的输入端耦合，电压调节电路的输出端与直流变换电路的输出端耦合。直流汇流箱可通过控制分断开关断开，并且，控制电压调节电路的输出电压为第一预设电压，使得直流汇流箱的输出电压为第一预设电压。

结合第二方面，在第十种可能的实施方式中，直流汇流箱在输出端电压大于预设输出电压阈值的情况下，确定该直流汇流箱与其他直流汇流箱相连，并且，与该直流汇流箱相连的其他直流汇流箱已经开始启动，此时，直流汇流箱控制直流变换电路的输出电压跟随直流汇流箱的输出端电压进行输出。

结合第二方面，在第十一种可能的实施方式中，直流汇流箱在输出端电流大于预设输出电流阈值的情况下，确定该直流汇流箱与其他直流汇流箱相连，并且，与该直流汇流箱相连的其他直流汇流箱已经开始启动，此时，直流汇流箱控制直流变换电路的输出电压跟随直流汇流箱的输出端电压进行输出。

结合第二方面，在第十二种可能的实施方式中，逆变器包括第一逆变器和第二逆变器，至少一个直流汇流箱包括第一组直流汇流箱和第二组直流汇流箱，第一组直流汇流箱和第二组直流汇流箱均包括至少一个直流汇流箱，其中：第一组直流汇流箱中各个直流汇流箱的输出端并联，第二组直流汇流箱中各个直流汇流箱的输出端并联；第一组直流汇流箱中各个直流汇流箱的第一输出端耦合，构成第一节点；第一节点与第一逆变器的第一输入端通过第一导线连接；第一组直流汇流箱中各个直流汇流箱的第二输出端与第二组直流汇流箱中各个直流汇流箱的第一输出端耦合，构成第二节点；第二组直流汇流箱中各个直流汇流箱的第二输出端耦合，构成第三节点；第三节点与第二逆变器的第二输入端通过第二导线连接；第一逆变器的第二输入端与第二逆变器的第一输入端耦合，构成第四节点；第四节点与第二节点通过第三导线连接，其中，第一导线的通流能力和第二导线的通流能力均大于或者等于第三导线的通流能力。

结合第二方面，在第十三种可能的实施方式中，第一组直流汇流箱在维护模式下的输出电压与第二组直流汇流箱在维护模式下的输出电压不同，并且，第一组直流汇流箱中各个直流汇流箱在维护模式下的输出电压相同，第二组直流汇流箱中各个直流汇流箱在维护模式下的输出电压相同。

结合第二方面，在第十四种可能的实施方式中，直流电源为光伏组串。

应理解的是，本申请上述多个方面的实现和有益效果可互相参考。

附图说明

图1a是现有技术提供的一种直流汇流箱的输出电压控制方法；

图1b是本申请提供的直流汇流箱的输出端并联的供电系统的一结构示意图；

图2a是本申请提供的直流变换电路的一结构示意图；

图2b是本申请提供的直流变换电路的另一结构示意图；

图3是本申请提供的直流汇流箱的输出端并联的供电系统的另一结构示意图；

图4是本申请提供的直流汇流箱的输出端并联的供电系统的又一结构示意图；

图5是本申请提供的直流汇流箱的输出端串联的供电系统的一结构示意图；

图6是本申请提供的直流汇流箱的输出端串联的供电系统的另一结构示意图；

图7是本申请提供的直流汇流箱的输出端串并联组合的供电系统的结构示意图。

具体实施方式

本申请提供的供电系统及直流汇流箱的输出电压控制方法可适用于以下场景：

在一可选实施例中，本申请的技术方案可以应用于光伏场景，则本申请提供的供电系统中的直流电源为光伏组串，每个光伏组串可以包括多个串联和/或并联的光伏组件。供电系统还包括至少一个直流汇流箱和逆变器，至少一个直流汇流箱的输出端串联和/或并联后与逆变器的输入端耦合，每个直流汇流箱的输入端与至少一个光伏组串相连，用于将与其相连的光伏组串产生的直流电经过升压后输出至逆变器，逆变器用于将直流汇流箱产生的经过升压后的直流电经过逆变转换成符合电网要求的交流电。供电系统可以将逆变后的交流电输向电网。在可选的实施场景中，供电系统还可以应用于不间断供电电源的场景中，即供电系统中可以设置有储能电池，例如镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池等。

直流汇流箱包括检测电路、直流变换电路和控制器。检测电路检测直流汇流箱的输出端参数，并将直流汇流箱的输出端参数发送至控制器，控制器根据直流汇流箱的输出端参数，确定该直流汇流箱与供电系统中其他直流汇流箱或者逆变器的连接关系，进而可根据该连接关系控制直流变换电路的输出电压，保证直流汇流箱在与逆变器难以通信的情况下依然可以正常启动和工作，提高了供电系统的稳定性，适用性强。

在另一可选实施例中，本申请的技术方案也可以应用于多机并联的光伏场景，则本申请提供的供电系统中的直流电源既可以为光伏组串，也可以为储能电池组串，每个储能电池组串可以包括多个串联和/或并联的储能电池。供电系统还包括至少一个直流汇流箱和逆变器，至少一个直流汇流箱的输出端串联和/或并联后与逆变器的输入端耦合，直流汇流箱的输入端可以与至少一个光伏组串相连，用于将与其相连的光伏组串产生的直流电经过升压后输出至逆变器；直流汇流箱的输入端也可以与至少一个储能电池组串相连，用于将与其相连的储能电池组串产生的直流电经过直流变换后输出至逆变器。示例性的，供电系统共包括第一直流汇流箱和第二直流汇流箱，其中，第一直流汇流箱与至少一个光伏组串相连，第二直流汇流箱与至少一个储能电池组串相连。逆变器用于将直流汇流箱产生的经过升压或者直流变换后的直流电经过逆变转换成符合电网要求的交流电。供电系统可以将逆变后的交流电输向电网。在可选的实施场景中，供电系统还可以应用于不间断供电电源的场景中，即供电系统中可以设置有储能电池，例如镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池等。

在又一可选实施例中，本申请的技术方案还可以应用于电池充/放电场景，则本申请提供的供电系统中的直流电源为储能电池组串，每个储能电池组串可以包括多个串联和/或并联的储能电池。供电系统还包括至少一个直流汇流箱和逆变器，至少一个直流汇流箱的输出端串联和/或并联后与逆变器的输入端耦合，直流汇流箱的输入端与至少一个储能电池组串相连，用于将与其相连的储能电池组串产生的直流电经过直流变换后输出至逆变器。逆变器用于将直流汇流箱产生的经过直流变换后的直流电经过逆变转换成符合电网要求的交流电。供电系统可以将逆变后的交流电输向电网。

上述只是对本申请提供的供电系统的应用场景进行示例，而非穷举，本申请不对应用场景进行限制。

参见图1b，图1b是本申请提供的直流汇流箱的输出端并联的供电系统的一结构示意图。如图1b所示，供电系统1包括直流汇流箱10、直流汇流箱11、…、直流汇流箱1n以及逆变器20，其中，直流汇流箱10的输入端与直流电源1001、直流电源1002、…、直流电源100a相连，直流汇流箱11的输入端与直流电源1101、直流电源1102、…、直流电源110b相连，…，直流汇流箱1n的输入端与直流电源1n01、直流电源1n02、…、直流电源1n0x相连，直流汇流箱10、直流汇流箱11、…、以及直流汇流箱1n的输出端并联后通过连接导线与逆变器20的输入端相连，逆变器20的输出端连接交流电网。

由于供电系统1中每个直流汇流箱的结构以及其输出电压控制方式均相同，下面以直流汇流箱10为例进行说明。直流汇流箱10包括直流变换电路101、检测电路102和控制器103，其中，直流变换电路101的输入端与直流汇流箱10的输入端耦合，直流变换电路101的输出端经过检测电路102与直流汇流箱10的输出端耦合。

控制器103可根据直流汇流箱10的输出端参数，确定直流汇流箱10与供电系统1中其他直流汇流箱(对应直流汇流箱11、…、直流汇流箱1n)或者逆变器20的连接关系，并根据该连接关系控制直流变换电路101的输出电压。

在一可选实施例中，当直流汇流箱10输入端供电时，控制器103开始工作，同时控制直流变换电路101的输出电压为第一预设电压，其中，第一预设电压包括直流电压、交流电压或者直流电压叠加交流电压。第一预设电压可以为小于或者等于人体的安全电压，例如36V。

在一可选实施方式中，参见图2a，图2a是本申请提供的直流变换电路的一结构示意图。如图2a所示，直流变换电路101包括主功率电路1011(如Buck-Boost变换电路)，主功率电路1011中的可控开关管与控制器相连。

在第一预设电压为直流电压的情况下，控制器103可以通过向主功率电路1011中的可控开关管输出相应的占空比固定的脉宽调制波，以使直流变换电路101的输出电压为第一预设电压。

在第一预设电压为交流电压的情况下，控制器103可以通过向主功率电路1011中的可控开关管输出相应的占空比不断变化的脉宽调制波，并且，控制占空比的变化频率低于可控开关管的开关频率，以使直流变换电路101的输出电压为第一预设电压。

在第一预设电压为直流电压叠加交流电压的情况下，控制器103可以通过向主功率电路1011中的可控开关管输出相应的占空比在固定值附近不断变化的脉宽调制波，并且，控制占空比的变化频率低于可控开关管的开关频率，以使直流变换电路101的输出电压为第一预设电压。

在另一可选实施方式中，参见图2b，图2b是本申请提供的直流变换电路的另一结构示意图。如图2b所示，直流变换电路101包括分断开关1012、功率变换电路1013和电压调节电路1014，其中，功率变换电路1013不具有降压功能，并且，功率变换电路1013的输出电压大于电压调节电路1014的输出电压。功率变换电路1013的输入端通过分断开关1012与直流变换电路101的输入端耦合，输出端与直流变换电路101的输出端耦合；电压调节电路1014的输入端与直流变换电路101的输入端耦合，输出端与直流变换电路101的输出端耦合。由于功率变换电路1013(如Boost变换电路)自身无法输出较低的电压，并且在直流变换电路101输入电压较高时，功率变换电路1013的输出电压还有可能会跟随直流变换电路101的输入电压从而达到较高值，因此，需要在直流变换电路101输入端和功率变换电路1013输入端之间增加分断开关1012以断开，并且增加耦合在直流变换电路101输入端和输出端之间的电压调节电路1014。具体的，控制器103通过控制分断开关1012断开，使功率变换电路1013不工作，同时，控制电压调节电路1014输出电压为第一预设电压，以使直流变换电路101的输出电压为第一预设电压。该电压调节电路1014可以是额外增加的电路，也可以与直流变换电路101中的预充电电路、软启动电路、电势诱导衰减电路等共用。这里，控制器103控制直流变换电路101输出的第一预设电压为直流电压、交流电压或者直流电压叠加交流电压的具体实现方式可参照图2a所示实施例中控制器103控制直流变换电路101输出的第一预设电压为直流电压、交流电压或者直流电压叠加交流电压的具体实现方式，此处不再赘述。

之后，控制器103在直流变换电路101的输出电压为第一预设电压的情况下，向检测电路102发送输出电流采样信号。检测电路102根据输出电流采样信号采集直流汇流箱10的输出端电流，并将直流汇流箱10的输出端电流返回至控制器103。控制器103将第一预设电压与直流汇流箱10的输出端电流之间的比值确定为直流汇流箱10的输出阻抗值，并比较直流汇流箱10的输出阻抗值与预设输出阻抗阈值的大小，在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，确定直流汇流箱10与逆变器20相连，并控制直流变换电路101的输出电压从第一预设电压调整为第二预设电压，其中，第二预设电压大于第一预设电压。这里，控制器103控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压的具体实现方式可参照本申请实施例中控制器103控制直流变换电路101的输出电压为第一预设电压的具体实现方式，此处不再赘述。

之后，控制器103在直流变换电路101的输出电流为第一预设电流的情况下，向检测电路102发送输出电压采样信号。检测电路102根据输出电压采样信号采集直流汇流箱10的输出端电压，并将直流汇流箱10的输出端电压返回至控制器103。控制器103将直流汇流箱10的输出端电压与第一预设电流之间的比值确定为直流汇流箱10的输出阻抗值，并比较直流汇流箱10的输出阻抗值与预设输出阻抗阈值的大小，在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，确定直流汇流箱10与逆变器20相连，并控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压。这里，控制器103控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压的具体实现方式可参照本申请实施例中控制器103控制直流变换电路101的输出电压为第一预设电压的具体实现方式，此处不再赘述。

需要说明的是，控制器103可以通过改变预设输出阻抗阈值大小的方式，进一步确定直流汇流箱10与直流汇流箱11、…、以及直流汇流箱1n的连接关系。此外，为了使逆变器20能够获得足够的电能并正常启动，控制器103通常是在确定直流汇流箱10与逆变器20相连，并且，与直流汇流箱10相连的其他直流汇流箱的数量大于预设数量阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压。

进一步地，控制器103可通过控制直流变换电路101输出直流电压叠加交流电压的第一预设电压，并且通过检测电路102检测得到直流变换电路101的输出电压为第一预设电压的情况下直流汇流箱10的输出端电流，有效检测出直流汇流箱10输出端的阻性阻抗、容性阻抗、感性阻抗的大小情况。控制器103也可通过控制直流变换电路101输出直流电流叠加交流电流的第一预设电流，并且通过检测电路102检测得到直流变换电路101的输出电流为第一预设电流的情况下直流汇流箱10的输出端电压，有效检测出直流汇流箱10输出端的阻性阻抗、容性阻抗、感性阻抗的大小情况。在已知单个直流汇流箱的输出阻抗值以及逆变器20的输入阻抗值的情况下，控制器103可以根据计算得到的直流汇流箱10的输出阻抗值，判断出直流汇流箱10输出端是否连接有其它直流汇流箱以及逆变器20，也可以判断出直流汇流箱10所处供电系统1的各个直流汇流箱以及各个逆变器20之间的连接关系。

举例来说，假设每个直流汇流箱的输出阻抗均为阻性并联容性，并且，阻值为1MΩ,容值为100μF；逆变器输入阻抗为感性串联容性，并且，感值为100μH，容值为500μF。控制器计算得到的直流汇流箱的输出阻抗值为0.2MΩ电阻并联500μF电容，再并联100μH电感与500μF电容的串联，则控制器可以判断出该直流汇流箱输出端连接有4个其他直流汇流箱，并且连接有逆变器；同时直流汇流箱之间为并联关系，各个直流汇流箱输出端并联后再与逆变器输入端并联。

在本申请实施例中，控制器103可以根据计算得到的直流汇流箱10的输出阻抗值确定直流汇流箱10与直流汇流箱11、…、直流汇流箱1n以及逆变器20的连接关系，并根据该连接关系控制直流变换电路101的输出电压，保证直流汇流箱10在与逆变器20难以通信的情况下依然可以正常启动和工作，提高了供电系统1的稳定性，适用性强。

基于图1b所示的供电系统1，本申请还提供了一种直流汇流箱的输出电压控制方法，包括：

控制器103控制直流变换电路101的输出电压为第一预设电压，并根据第一预设电压以及直流汇流箱10的输出端电流确定直流汇流箱10的输出阻抗值，在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压，其中，直流汇流箱10的输出端电流由检测电路102在直流变换电路101的输出电压为第一预设电压的情况下检测得到。

或者，控制器103控制直流变换电路101的输出电流为第一预设电流，并根据第一预设电流以及直流汇流箱10的输出端电压确定直流汇流箱10的输出阻抗值，在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压，其中，直流汇流箱10的输出端电压由检测电路102在直流变换电路101的输出电流为第一预设电流的情况下检测得到。

在另一可选实施例中，当直流汇流箱10输入端供电时，此时直流汇流箱10的输入电压或者输入电流不为0，控制器103开始工作，同时向检测电路102发送输出电压电流采样信号。检测电路102根据输出电压电流采样信号采集直流汇流箱10的输出端电压和输出端电流，并将直流汇流箱10的输出端电压和输出端电流返回至控制器103。

具体的，控制器103判断直流汇流箱10的输出端电压是否满足预设输出电压范围(即大于0并且小于或者等于第一预设电压)，在直流汇流箱10的输出端电压满足预设输出电压范围的情况下，说明直流汇流箱10与供电系统1中其他直流汇流箱相连，并且，与直流汇流箱10相连的其他直流汇流箱已经开始输出第一预设电压，直流汇流箱10无需再自行输出第一预设电压，则控制器103将直流汇流箱10的输出端电压与输出端电流之间的比值确定为直流汇流箱10的输出阻抗值，并在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压调整为第二预设电压。

可选的，控制器103判断直流汇流箱10的输出端电流是否满足预设输出电流范围(即大于0并且小于或者等于第一预设电流)，在直流汇流箱10的输出端电流满足预设输出电流范围的情况下，说明直流汇流箱10与供电系统1中其他直流汇流箱相连，并且，与直流汇流箱10相连的其他直流汇流箱已经开始输出第一预设电流，直流汇流箱10无需再自行输出第一预设电流，则控制器103将直流汇流箱10的输出端电压与输出端电流之间的比值确定为直流汇流箱10的输出阻抗值，并在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压调整为第二预设电压。

在本申请实施例中，控制器103在直流汇流箱10的输出端电压满足预设输出电压范围的情况下，无需再输出第一预设电压，或者，在直流汇流箱10的输出端电流满足预设输出电流范围的情况下，无需再输出第一预设电流。之后可直接根据直流汇流箱10的输出端电压和输出端电流确定直流汇流箱10与直流汇流箱11、…、直流汇流箱1n以及逆变器20的连接关系，并根据该连接关系控制直流变换电路101的输出电压，进而应对了已有其他直流汇流箱开始输出电压或者电流的情况，避免了直流汇流箱10再次输出电压或者电流而与已有其他直流汇流箱的输出电压或者电流产生冲突的问题，并保证直流汇流箱10在与逆变器20以及其他相连直流汇流箱难以通信的情况下依然可以正常启动和工作，提高了供电系统1的稳定性，适用性强。

基于图1b所示的供电系统1，本申请还提供了一种直流汇流箱的输出电压控制方法，包括：

在直流汇流箱10的输出端电压满足预设输出电压范围或者直流汇流箱10的输出端电流满足预设输出电流范围的情况下，根据直流汇流箱10的输出端电压和输出端电流确定直流汇流箱10的输出阻抗值，在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压，其中，直流汇流箱10的输出端电压和输出端电流由检测电路102在直流汇流箱10的输入参数不为预设输入参数值的情况下检测得到。

在另一可选实施例中，当直流汇流箱10输入端供电时，此时直流汇流箱10的输入电压或者输入电流不为0，控制器103开始工作，同时向检测电路102发送输出残余电流采样信号。检测电路102根据输出残余电流采样信号采集直流汇流箱10的输出残余电流，并将直流汇流箱10的输出残余电流返回至控制器103。控制器103比较直流汇流箱10的输出残余电流与预设残余电流阈值的大小，在直流汇流箱10的输出残余电流大于预设残余电流阈值(例如100mA)的情况下，确定直流汇流箱10与逆变器20相连，并控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压。示例性的，检测电路102为残余电流装置(Residual CurrentDevice，RCD)。

在本申请实施例中，控制器103可以根据直流汇流箱10的输出残余电流确定直流汇流箱10与逆变器20的连接关系，并根据该连接关系控制直流变换电路101的输出电压，保证直流汇流箱10在与逆变器20难以通信的情况下依然可以正常启动和工作，提高了供电系统1的稳定性，适用性强。

基于图1b所示的供电系统1，本申请还提供了一种直流汇流箱的输出电压控制方法，包括：

控制器103在直流汇流箱10的输出残余电流大于预设残余电流阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压，其中，直流汇流箱10的输出残余电流由检测电路102在直流汇流箱10的输入参数不为预设输入参数值的情况下检测得到。

在又一可选实施例中，当直流汇流箱10输入端供电时，此时直流汇流箱10的输入电压或者输入电流不为0，控制器103开始工作，同时向检测电路102发送输出电压采样信号。检测电路102根据输出电压采样信号采集直流汇流箱10的输出端电压，并将直流汇流箱10的输出端电压返回至控制器103。

控制器103判断直流汇流箱10的输出端电压是否大于预设输出电压阈值，其中，预设输出电压阈值大于第一预设电压。在直流汇流箱10的输出端电压大于预设输出电压阈值的情况下，说明直流汇流箱10与供电系统1中其他直流汇流箱相连，并且，与直流汇流箱10相连的其他直流汇流箱已经开始启动，则控制器103控制直流变换电路101的输出电压调整为直流汇流箱10的输出端电压，即控制直流变换电路101的输出电压跟随直流汇流箱10的输出端电压。

在本申请实施例中，控制器103在直流汇流箱10的输出端电压大于预设输出电压阈值的情况下，可确定与直流汇流箱10相连的其他直流汇流箱已经开始启动，则控制直流变换电路101的输出电压跟随直流汇流箱10的输出端电压，进而避免了直流汇流箱10未启动时输出端电压已经过高带来的电流冲击问题，并保证直流汇流箱10在与逆变器20以及其他相连直流汇流箱难以通信的情况下依然可以正常启动和工作，提高了供电系统1的稳定性，适用性强。

基于图1b所示的供电系统1，本申请还提供了一种直流汇流箱的输出电压控制方法，包括：

直流汇流箱10的输出端参数包括直流汇流箱10的输出端电压；

控制器103在直流汇流箱10的输出端电压大于预设输出电压阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压为直流汇流箱10的输出端电压，其中，直流汇流箱10的输出端电压由检测电路102在直流汇流箱10的输入参数不为预设输入参数值的情况下检测得到。

进一步地，图1b所示的供电系统1中的各个直流汇流箱还可以包括通信电路，具体请参见图3所示的供电系统的另一结构示意图。如图3所示，直流汇流箱10还包括通信电路104，用于接收逆变器20发送的指令，并将指令发送至控制器103。其中，通信电路104与逆变器20之间的通信方式可以为功率线缆通信，专用有线通信，或者无线通信。

在一可选实施例中，当直流汇流箱10输入端供电时，控制器103开始工作，同时控制直流变换电路101的输出电压为第一预设电压，并在直流变换电路101的输出电压为第一预设电压的情况下，向检测电路102发送输出电流采样信号。检测电路102根据输出电流采样信号采集直流汇流箱10的输出端电流，并将直流汇流箱10的输出端电流发送至控制器103。控制器103根据第一预设电压和直流汇流箱10的输出端电流确定直流汇流箱10的输出阻抗值，在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压从第一预设电压升高为第二预设电压。

可选的，当直流汇流箱10输入端供电时，控制器103开始工作，同时控制直流变换电路101的输出电流为第一预设电流，并在直流变换电路101的输出电流为第一预设电流的情况下，向检测电路102发送输出电压采样信号。检测电路102根据输出电压采样信号采集直流汇流箱10的输出端电压，并将直流汇流箱10的输出端电压发送至控制器103。控制器103根据第一预设电流和直流汇流箱10的输出端电压确定直流汇流箱10的输出阻抗值，在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，控制直流变换电路101输出电压从第一预设电压调整为第二预设电压。

可选的，当直流汇流箱10输入端供电时，此时直流汇流箱10的输入电压或者输入电流不为0，控制器103开始工作，同时向检测电路102发送输出电压电流采样信号。检测电路102根据输出电压电流采样信号采集直流汇流箱10的输出端电压和输出端电流，并将直流汇流箱10的输出端电压和输出端电流返回至控制器103。控制器103在直流汇流箱10的输出端电压满足预设输出电压范围或者直流汇流箱10的输出端电流满足预设输出电流范围的情况下，根据直流汇流箱10的输出端电压和输出端电流确定直流汇流箱10的输出阻抗值，在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压。

可选的，当直流汇流箱10输入端供电时，此时直流汇流箱10的输入电压或者输入电流不为0，控制器103开始工作，同时向检测电路102发送输出残余电流采样信号。检测电路102根据输出残余电流采样信号采集直流汇流箱10的输出残余电流，并将直流汇流箱10的输出残余电流发送至控制器103。控制器103在直流汇流箱10的输出残余电流大于预设输出残余电流阈值的情况下，控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压。

直流变换电路101输出第二预设电压时，逆变器20输入端得到与之相等的电压，该电压设定在能够使逆变器20的辅助电源、控制单元以及通信单元开始工作的数值。之后，逆变器20向直流汇流箱10的通信电路104发送指令，通信电路104将该指令发送至控制器103，控制器103接收到该指令后，控制直流变换电路101的输出电压从第二预设电压调整为第三预设电压，从而使直流汇流箱10完成启动。其中，第三预设电压通常为直流变换电路101的额定电压，并且，大于或者等于第二预设电压。

在本申请实施例中，控制器103可根据直流汇流箱10的输出阻抗值或者输出残余电流确定直流汇流箱10与逆变器20的连接关系，并根据该连接关系控制直流变换电路101输出第二预设电压，保证直流汇流箱10在与逆变器20难以通信的情况下依然可以正常开始启动，提高了供电系统1的稳定性，适用性强。此外，在直流变换电路101的输出电压为第二预设电压时，控制器103不再控制直流变换电路101的输出电压继续升高，而是在接收到逆变器20发送的指令的情况下才继续控制直流变换电路101完成启动，可有效减少供电系统1的损耗，降低供电系统1误操作的几率。

基于图1b所示的供电系统1，本申请还提供了一种直流汇流箱的输出电压控制方法，包括：

直流汇流箱10还包括通信电路104，通信电路104用于接收逆变器20发送的指令，并将指令发送至控制器103；

控制器103在确定直流汇流箱10与逆变器20相连的情况下，控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压，并在接收到指令的情况下，控制直流变换电路101的输出电压从第二预设电压调整为第三预设电压，其中，第三预设电压大于或者等于第二预设电压，并且，第三预设电压为直流变换电路101的额定电压。

在另一可选实施例中，当直流汇流箱10输入端供电时，控制器103开始工作，在控制器103通过通信电路104接收到逆变器20发送的指令的情况下，控制器103控制直流变换电路101的输出电压为第三预设电压，其中，第三预设电压为直流变换电路101的额定电压。

在本申请实施例中，逆变器20已由其他直流汇流箱提供电压，或者由电网等额外方式提供电压，并向直流汇流箱10的通信电路104发送指令。因此，控制器103接收到指令后，可以直接控制直流变换电路101的输出电压为第三预设电压，从而使直流汇流箱10完成启动。

参见图4，图4是本申请提供的直流汇流箱的输出端并联的供电系统的又一结构示意图。如图4所示，供电系统1包括第一组直流汇流箱11和第二组直流汇流箱21，第一逆变器30和第二逆变器32。其中，第一组直流汇流箱11包括直流汇流箱11-1、直流汇流箱11-2、…、直流汇流箱11-n，第二组直流汇流箱21包括直流汇流箱21-1、直流汇流箱21-2、…、直流汇流箱21-m。

直流汇流箱11-1、直流汇流箱11-2、…、以及直流汇流箱11-n的输出端并联，并且，直流汇流箱11-1、直流汇流箱11-2、…、以及直流汇流箱11-n的正输出端耦合，构成第一节点41，第一节点41通过第一导线与第一逆变器31的正输入端连接。直流汇流箱11-1、直流汇流箱11-2、…、以及直流汇流箱11-n的负输出端耦合，构成第二节点42。

直流汇流箱21-1、直流汇流箱21-2、…、直流汇流箱21-m的输出端并联，并且，直流汇流箱21-1、直流汇流箱21-2、…、以及直流汇流箱21-m的负输出端耦合，构成第三节点43，第三节点43通过第二导线与第二逆变器32的负输入端连接。

第一逆变器31的负输入端与第二逆变器32的正输入端耦合，构成第四节点44，第四节点44与第二节点42通过第三导线连接。其中，第一导线的通流能力和第二导线的通流能力均大于或者等于第三导线的通流能力。

由于第三导线上同时流过第一组直流汇流箱的输出电流和第二组直流汇流箱的输出电流，并且方向相反，存在抵消的现象，因此在正常的工作模式下，第三导线的电流值小于或等于第一导线或者第二导线的电流值，可以选取通流能力较低的导线，从而节省线缆，降低供电系统的成本。

当直流汇流箱输出端并联后分为多组时，不同组的直流汇流箱在维护模式下的输出电压(即第一预设电压)可以相同，也可以不同；不同组的直流汇流箱在维护模式下的输出电流(即第一预设电流)可以相同，也可以不同。

本申请实施例中，供电系统1中各个直流汇流箱的结构以及控制各个直流汇流箱的输出电压的具体实现方式请参见图1b和图3所示实施例中的直流汇流箱的结构以及控制各个直流汇流箱的输出电压的具体实现方式，此处不再赘述。

可以理解，本申请实施例可根据直流汇流箱的输出端参数，实现对直流汇流箱输出电压的控制，保证直流汇流箱在与逆变器难以通信的情况下依然可以正常启动和工作，提高了供电系统1的稳定性，适用性强。此外，通过设置不同组的直流汇流箱在维护模式下的输出电压不同，可以在对直流汇流箱进行测试时，进一步判断出直流汇流箱是否连接至正确的分组，从而简化了供电系统1的检测方式，降低了供电系统1的维护成本。

参见图5，图5是本申请提供的直流汇流箱的输出端串联的供电系统的一结构示意图。如图5所示，供电系统1包括直流汇流箱10、直流汇流箱11、…、直流汇流箱1n以及逆变器20，其中，直流汇流箱10的输入端与直流电源1001、直流电源1002、…、直流电源100a相连，直流汇流箱11的输入端与直流电源1101、直流电源1102、…、直流电源110b相连，…，直流汇流箱1n的输入端与直流电源1n01、直流电源1n02、…、直流电源1n0x相连。直流汇流箱10的负输出端与直流汇流箱11的正输出端相连，…，直流汇流箱1(n-1)的负输出端与直流汇流箱1n的正输出端相连，直流汇流箱10的正输出端与逆变器20的正输入端相连，直流汇流箱1n的负输出端与逆变器20的负输出端相连，逆变器20的输出端连接交流电网。

在一可选实施例中，当直流汇流箱10输入端供电时，控制器103开始工作，同时控制直流变换电路101的输出电压为第一预设电压，其中，第一预设电压包括直流电压、交流电压或者直流电压叠加交流电压。第一预设电压可以为小于或者等于人体的安全电压，例如36V。之后，控制器103在直流变换电路101的输出电压为第一预设电压的情况下，向检测电路102发送输出电流采样信号。检测电路102根据输出电流采样信号采集直流汇流箱10的输出端电流，并将直流汇流箱10的输出端电流返回至控制器103。控制器103将第一预设电压与直流汇流箱10的输出端电流之间的比值确定为直流汇流箱10的输出阻抗值，并比较直流汇流箱10的输出阻抗值与预设输出阻抗阈值的大小，在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，确定直流汇流箱10与逆变器20相连，并控制直流变换电路101的输出电压从第一预设电压调整为第二预设电压，其中，第二预设电压大于第一预设电压。

在另一可选实施例中，当直流汇流箱10输入端供电时，控制器103开始工作，同时控制直流变换电路101的输出电流为第一预设电流，其中，第一预设电流包括直流电流、交流电流或者直流电流叠加交流电流。第一预设电流可以为小于或者等于人体的安全电流，或者，当直流变换电路101的输出电流为第一预设电流时，直流变换电路101的输入电压为小于或者等于人体的安全电压。之后，控制器103在直流变换电路101的输出电流为第一预设电流的情况下，向检测电路102发送输出电压采样信号。检测电路102根据输出电压采样信号采集直流汇流箱10的输出端电压，并将直流汇流箱10的输出端电压返回至控制器103。控制器103将直流汇流箱10的输出端电压与第一预设电流之间的比值确定为直流汇流箱10的输出阻抗值，并比较直流汇流箱10的输出阻抗值与预设输出阻抗阈值的大小，在直流汇流箱10的输出阻抗值大于预设输出阻抗阈值的情况下，确定直流汇流箱10与逆变器20相连，并控制直流变换电路101的输出电压为第二预设电压。