功率变换电路及其控制方法和储能设备

技术领域

本申请属于电源技术领域，尤其涉及一种功率变换电路及其控制方法和储能设备。

背景技术

目前可并网的储能设备通常包括光伏接口、交流接口和负载接口，光伏接口接入用于接入光伏(Photovoltaic，PV)板，交流接口用于连接交流电，例如电网，负载接口则用于连接负载为负载供电。

储能设备的供电电路通常包括MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)电路、逆变电路和直流变换电路，且具有离网并网功能。在光伏接口有输入时，光伏输入经MPPT电路、直流变换电路后为储能设备充电，也可以经过MPPT电路、逆变电路为负载供电。在交流接口接入电网时，交流电可以直接为负载供电，或经过逆变电路、直流变换电路后为储能设备充电。在并网发电时，则是光伏输入经MPPT电路、逆变电路后馈电至电网，也可以同时为负载供电。

然后，在实际应用中，在一些紧急情况下可能需要快速充电，或者带较大功率负载，但上述拓扑并不能满足这些快速充放电和大功率需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种功率变换电路及其控制方法和储能设备，旨在解决传统的储能设备的供电电路不能满足快速充放电和大功率需求问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种功率变换电路，具有第一端、第二端和第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接负载和/或电网，第三端用于连接储能单元，所述功率变换电路包括第一电压变换模块、第二电压变换模块、第三电压变换模块和可操作通断的连接线路，所述第一电压变换模块通过直流母线与所述第二电压变换模块、所述第三电压变换模块连接，所述连接线路用于将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端或将所述第二端输入的电能耦接到所述第一端，其中：

所述第一电压变换模块用于基于所述第一端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线，或用于基于所述直流母线的电能进行功率变换并通过所述连接线路提供给所述第二端连接的所述负载和/或电网；

所述第二电压变换模块用于基于所述直流母线的电能进行功率变换并对所述储能单元进行充电，或基于所述储能单元的电能进行功率变换并输出到所述直流母线；

所述第三电压变换模块用于基于所述直流母线的电能进行功率变换并提供给所述第二端连接的所述负载和/或电网，或用于基于所述第二端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线。

在一些实施例中，所述连接线路包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关；

所述第一可控开关连接在所述第一端的正极和所述第二端的火线端之间；所述第二可控开关连接在所述第一端的正极和所述第二端的零线端之间，所述第三可控开关的第一端与所述直流母线耦接，所述第三可控开关的第二端连接所述第二端的零线端。

在一些实施例中，所述第一电压变换模块包括第一电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

所述第一电感的一端连接到所述第一端的正极，所述第一电感的另一端连接到所述第一开关管的第一导通端和所述第二开关管的第一导通端，所述第一开关管的第二导通端连接到所述第一端的负极以及所述直流母线的负极，所述第二开关管的第二导通端连接到所述直流母线的正极，所述第三开关管的第一导通端连接所述第三可控开关的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述直流母线的正极，所述第四开关管的第一导通端连接所述第三可控开关的第一端，所述第四开关管的第二导通连接所述直流母线的负极。

在一些实施例中，所述第三开关管为第一单向导通器件，所述第四开关管为第二单向导通器件，所述第一单向导通器件的输入端连接所述第三可控开关的第一端，所述第一单向导通器件的输出端连接所述直流母线的正极，所述第二单向导通器件的输出端连接所述第三可控开关的第一端，所述第二单向导通器件的输入端连接所述直流母线的负极。

在一些实施例中，在所述第二端的电能为通过所述连接线路从所述第一端耦接至第二端时，所述第三电压变换模块用于形成至少两路MPPT电路对所述第二端输入的电能进行功率变换并输出至所述直流母线。

在一些实施例中，所述第三电压变换模块包括双电感桥式逆变电路。

在一些实施例中，所述双电感桥式逆变电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第二电感以及第三电感；

所述第七开关管的第一导通端、所述第八开关管的第一导通端连接到所述直流母线的正极，所述第七开关管的第二导通端连接所述第五开关管的第一导通端和所述第三电感的一端，所述第八开关管的第二导通端连接所述第六开关管的第一导通端和所述第二电感的一端，所述第五开关管的第二导通端、所述第六开关管的第二导通端连接到所述直流母线的负极，所述第二电感的另一端连接到所述第二端的火线端，所述第三电感的另一端连接到所述第二端的零线端。

在一些实施例中，在所述连接线路将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端时，所述第二端的火线端连接至所述第一端的正极，所述第二端的零线端连接至所述第一端的负极；

所述两路MPPT电路中的一路MPPT电路包括所述第五开关管、所述第七开关管以及所述第三电感；

另一路MPPT电路包括所述第八开关管、所述第六开关管以及所述第二电感。

第二方面，本申请实施例还提供了一种储能设备，包括储能单元和如上所述的功率变换电路。

第三方面，本申请实施例还提供了一种功率变换电路的控制方法，所述功率变换电路具有第一端、第二端和第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接负载和/或电网，第三端用于连接储能单元，所述功率变换电路包括第一电压变换模块、第二电压变换模块、第三电压变换模块和可操作通断的连接线路，所述第一电压变换模块通过直流母线与所述第二电压变换模块、所述第三电压变换模块连接，所述连接线路用于将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端或将所述第二端输入的电能耦接到所述第一端，所述功率变换电路的控制方法包括：

在所述电网离网且连接所述发电设备给所述第三端连接的所述储能单元充电时：

控制所述第一电压变换模块基于所述第一端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线；和/或

控制所述连接线路将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端，并控制所述第三电压变换模块基于所述第二端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线；

控制所述第二电压变换模块基于所述直流母线的电能进行功率变化并对所述储能单元进行充电。

第四方面，本申请实施例还提供了所述功率变换电路具有第一端、第二端和第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接负载和/或电网，第三端用于连接储能单元，所述功率变换电路包括第一电压变换模块、第二电压变换模块、第三电压变换模块和可操作通断的连接线路，所述第一电压变换模块通过直流母线与所述第二电压变换模块、所述第三电压变换模块连接，所述连接线路用于将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端或将所述第二端输入的电能耦接到所述第一端，所述功率变换电路的控制方法包括：

在所述电网离网且连接所述储能单元给所述第二端连接的所述负载供电时：

控制所述第二电压变换模块基于所述储能单元的电能进行功率变换并输出到所述直流母线；

控制所述第三电压变换模块基于所述直流母线的电能进行功率变换并提供给所述负载，和/或

控制所述第一电压变换模块基于所述直流母线的电能进行功率变换并通过所述连接线路提供给所述第二端连接的所述负载。

第五方面，本申请实施例还提供了所述功率变换电路具有第一端、第二端和第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接负载和/或电网，第三端用于连接储能单元，所述功率变换电路包括第一电压变换模块、第二电压变换模块、第三电压变换模块和可操作通断的连接线路，所述第一电压变换模块通过直流母线与所述第二电压变换模块、所述第三电压变换模块连接，所述连接线路用于将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端或将所述第二端输入的电能耦接到所述第一端，所述功率变换电路的控制方法包括：

在所述电网并网给所述第三端连接的所述储能单元充电时：

控制所述第三电压变换模块基于所述第二端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线，和/或

通过所述连接线路将所述第二端输入的电能耦接到所述第一端，并控制所述第一电压变换模块用于基于所述第一端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线；

控制所述第二电压变换模块基于所述直流母线的电能进行功率变换并对所述储能单元进行充电。

上述的功率变换电路、储能设备以及功率变换电路的控制方法，通过设置可操作通断的连接线路，可以将第一端输入的电能耦接到第二端，或将第二端输入的电能耦接到第一端，在离网给储能单元充电时，除了第一电压变换模块可以基于第一端输入的电能提供充电的电能之外，第三电压变换模块也可以通过连接线路对第一端输入的电能进行功率转换，进而为储能单元提供充电的电能，从而提升充电功率。在并网给储能单元充电时，除了功率变换电路的第三电压变换模块可以基于第二端输入的电能提供充电的电能之外，第一电压变换模块也可以通过连接线路基于第二端输入的电能提供充电的电能，从而提升充电功率。在离网给负载供电时，除了第三电压变换模块可以基于直流母线的电能进行功率变换并提供给负载之外，第一电压变换模块也可以基于直流母线的电能进行功率变换并通过连接线路经第二端提供给负载，从而满足大功率需求。

附图说明

图1为本申请实施例提供的功率变换电路的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的功率变换电路的示例电路原理图；

图3为本申请另一实施例提供的功率变换电路的示例电路原理图；

图4为本申请一实施例提供的储能设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1，所示为本申请实施例提供的功率变换电路100的模块示意图，功率变换电路100具有第一端101、第二端102和第三端103，第一端101用于连接发电设备200，第二端102用于连接负载300和/或电网400(图1以第二端102用于连接负载300和电网400为例进行说明)，第三端103用于连接储能单元500，功率变换电路100包括第一电压变换模块110、第二电压变换模块120、第三电压变换模块130和可操作通断的连接线路150，第一电压变换模块110通过直流母线105与第二电压变换模块120、第三电压变换模块130连接，连接线路150用于将第一端101输入的电能耦接到第二端102或将第二端102输入的电能耦接到第一端101。

其中，第一电压变换模块110用于基于第一端101输入的电能进行功率变换并输出到直流母线105，或用于基于直流母线105的电能进行功率变换并通过连接线路150提供给第二端102连接的负载300和/或电网400。第二电压变换模块120用于基于直流母线105的电能进行功率变换并对储能单元500进行充电，或基于储能单元500的电能进行功率变换并输出到直流母线105。第三电压变换模块130用于基于直流母线105的电能进行功率变换并提供给第二端102连接的负载300和/或电网400，或用于基于第二端102输入的电能进行功率变换并输出到直流母线105。

示例性的，第一电压变换模块110通常包括MPPT电路，MPPT电路一般基于Boost(Boost Chopper，升压斩波)电路搭建，用作对光伏板输入的直流电进行升压并保持最大功率输出。第二电压变换模块120例如是双向直流变换(DC-DC)电路，通常可以基于LLC变换电路或非隔离型的buck-boost(Buck-Boost Chopper，升降压斩波)变换电路搭建。第三电压变换模块130例如是双向逆变器，比如双向桥式逆变电路。发电设备200例如是光伏板，也可以是其他发电装置等。负载300可以为任意用电设备，比如电动机、微波炉等，储能单元500可以包括储能电池。

本实施例中，基于上述示例，在电网400离网，基于光伏板输入给储能单元500充电时，在充电速度和/功率需求较低时，可以仅以第一电压变换模块110基于第一端101输入的电能进行功率变换并输出到直流母线105，第二电压变换模块120用于基于直流母线105的电能进行功率变换并对储能单元500进行充电。在充电速度和/功率需求较高时，导通连接线路150将第一端101输入的电能耦接到第二端102并输出到直流母线105，则此时第三电压变换模块130还可以基于第一端101输入的电能进行功率转换并输出到直流母线105，第二电压变换模块120用于基于直流母线105的电能进行功率变换并对储能单元500进行充电，从而提升充电功率和速度。

在电网400并网给储能单元500充电时，在充电速度和/功率需求较低时，可以仅以第三电压变换模块130基于第二端102输入的电能并输出到直流母线105，第二电压变换模块120用于基于直流母线105的电能进行功率变换并对储能单元500进行充电。在充电速度和/功率需求较高时，导通连接线路150将第二端102输入的电能耦接到第一端101，第一电压变换模块110还可以基于第二端102输入的电能进行功率转换并输出到直流母线105提供充电的电能，第二电压变换模块120基于直流母线105的电能进行功率变换并对储能单元500进行充电，从而提升充电功率和速度。

在电网400离网给负载300供电时，第二电压变换模块120基于储能单元500的电能进行功率变换并输出到直流母线105，在负载300功率需求较低时，可以仅以第三电压变换模块130基于直流母线105的电能进行功率变换并提供给负载300。在负载300功率需求较高时，导通连接线路150，第一电压变换模块110也可以基于直流母线105的电能进行功率变换后输出电能经第一端101、连接线路150、第二端102提供给负载300，从而满足大功率需求。

请参阅图2，在一些实施例中，连接线路150包括第一可控开关S1、第二可控开关S2和第三可控开关S3。第一可控开关S1连接在第一端101的正极PV+和第二端102的火线端L之间；第二可控开关S2连接在第一端101的正极PV+和第二端102的零线端N之间，第三可控开关S3的第一端与直流母线105耦接，第三可控开关S3的第二端连接第二端102的零线端N。

可以理解的是，第一可控开关S1、第二可控开关S2分别用于将第一端101的正极PV+耦接第二端102的火线端L，第二可控开关S2用于将第一端101的负极PV-，亦是直流母线105的负极BUS-耦接到第二端102的零线端N，从而实现将第一端101输入的电能耦接到第二端102或将第二端102输入的电能耦接到第一端101。

示例性的，第一可控开关S1、第二可控开关S2和第三可控开关S3可以是晶闸管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、场效应管、继电器等电子开关，可以配置控制电路对这些电子开关进行自动控制。比如，控制电路可以先检测负载300或储能单元500的功率需求，并根据功率需求控制这些电子开关的导通或关断。可以理解的是，第一可控开关S1、第二可控开关S2和第三可控开关S3也可以是手动开关，比如是按钮开关或触摸开关等，由用户根据负载300或储能单元500对这些手动开关进行手动操作，以满足功率需求。

上述实施例提供的方案仅仅在功率变换电路上添加几个可控开关，并通过其通断控制，便能提升功率变换电路的充电或放电功率，从而在硬件改进上以低成本的方式满足大功率需求。

请继续参阅图2，在一些实施例中，第一电压变换模块110包括第一电感L1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4。

第一电感L1的一端连接到第一端101的正极PV+，第一电感L1的另一端连接到第一开关管Q1的第一导通端和第二开关管Q2的第一导通端，第一开关管Q1的第二导通端连接到第一端101的负极PV-以及直流母线105的负极BUS-，第二开关管Q2的第二导通端连接到直流母线105的正极BUS+。第三开关管Q3的第一导通端连接第三可控开关S3的第一端101，第三开关管Q3的第二端102连接直流母线105的正极BUS+，第四开关管Q4的第一导通端连接第三可控开关S3的第一端101，第四开关管Q4的第二导通连接直流母线105的负极BUS-。

示例性的，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4可以是场效应管、IGBT。在一些示例中，第一电压变换模块110中的第一电感L1、第一开关管Q1和第二开关管Q2构成一个Boost电路，从而基于这个Boost电路配置控制器搭建一个MPPT电路，可以对第一端101由发电设备200输入的电能进行最大功率追踪输出直流电到直流母线105上。在另外一些示例中，第一电压变换模块110中的第一电感L1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4可以构成一个PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)电路，并配置控制器对第一端101通过连接线路150从第二端102接入电网400的交流电执行PFC算法进行整流，以输出直流电到直流母线105上。从而使得，第一电压变换模块110可以实现基于第一端101输入的电能进行功率变换并输出到直流母线105。另外，还可以在另一些实施例中，上述PFC电路还可以是一个逆变电路，配置控制器可以对直流母线105的电能控制功率因数并进行逆变放电到第一端101，并通过连接线路150耦接到第二端102，从而可以提供给负载300和/或电网400，从而使得，第一电压变换模块110可以实现基于直流母线105的电能进行功率变换并通过连接线路150提供给第二端102连接的负载300和/或电网400。

请参阅图3，在一些可选的实施例中，第三开关管Q3、第四开关管Q4还可以是单向导通器件。具体地，第三开关管Q3为第一单向导通器件，第四开关管Q4为第二单向导通器件，第一单向导通器件的输入端连接第三可控开关S3的第一端，第一单向导通器件的输出端连接直流母线105的正极BUS+，第二单向导通器件的输出端连接第三可控开关S3的第一端，第二单向导通器件的输入端连接直流母线105的负极BUS-。单向导通器件一般采用二极管实现，输入端为二极管的阳极，输出端为二极管的负极。在上述PFC电路作为逆变放电电路时，由于第三开关管Q3、第四开关管Q4采用二极管，因此PFC电路输出为有功功率，其功率因数保持为1。在负载300为非纯阻性负载时候，无功功率由第三电压变换模块130组成的逆变器输出，通过调整第三电压变换模块130的功率因数实现无功功率的输出。

请继续参照图2或图3，在一些实施例中，在第二端102的电能为通过连接线路150从第一端101耦接至第二端102时，第三电压变换模块130用于形成至少两路MPPT电路对第二端102输入的电能进行功率变换并输出至直流母线105。可以理解的是，该第三电压变换模块130的两路MPPT电路的输入分别受第一可控开关S1、第二可控开关S2控制。

如此，能够使得第三电压变换模块130不仅具有可以对直流母线105上的直流电进行逆变成交流电提供给负载300和/或电网400的功能，还具有可以对从第一端101输入的直流电进行直流电压变换的功能，能实现硬件复用的同时，在需要提升对储能单元500的充电功率的时候，能够提供多两路MPPT电路。假设上述三路MPPT的充电功率为1kW，在第一端101输入功率足够高时，在第一可控开关S1、第二可控开关S2都闭合的时候，充电功率可以是常规情况下的3倍。

在一些场景中，电网400离网时，可以根据第一端101输入功率(指的是发电设备200的输出功率)自主决定是否闭合第一可控开关S1、第二可控开关S2，以决定采用几路MPPT电路配合第二电压变换模块120同时对储能单元500进行充电。例如，可以根据每路MPPT的充电功率确定不同区间。在第一端101输入功率介于0-1kW之间时，可以不必闭合第一可控开关S1、第二可控开关S2，在第一端101输入功率介于1kW-2kW时，可以闭合第一可控开关S1或第二可控开关S2中的其中一个，在第一端101输入功率大于2kW以上时，则同时闭合第一可控开关S1、第二可控开关S2。

在一些实施例中，第三电压变换模块130包括双电感桥式逆变电路。可以理解的是，双电感桥式逆变电路可以作为逆变器使用，将直流母线105上的直流电逆变成交流电提供给负载300和/或电网400。另外，双电感桥式逆变电路一般包括H电桥和双电感，H电桥中的两个半桥分别配合一个电感器则可以构成一个Boost电路，从而基于两个Boost电路配置控制器搭建两个MPPT电路，可以满足需要提升充电功率时使用。在可选的实施例中，若负载300、电网400为使用三相电时，第三电压变换模块130可以采用三电感全桥式逆变电路，则可以每个半桥分别配合一个电感器则共可以构成个三个MPPT电路，从而可以满足更大的功率需求。

请继续参照图2或图3，在一些实施例中，双电感桥式逆变电路包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第二电感L2以及第三电感L3。第七开关管Q7的第一导通端、第八开关管Q8的第一导通端连接到直流母线105的正极BUS+，第七开关管Q7的第二导通端连接第五开关管Q5的第一导通端和第三电感L3的一端，第八开关管Q8的第二导通端连接第六开关管Q6的第一导通端和第二电感L2的一端，第五开关管Q5的第二导通端、第六开关管Q6的第二导通端连接到直流母线105的负极BUS-，第二电感L2的另一端连接到第二端102的火线端L，第三电感L3的另一端连接到第二端102的零线端N。

示例性的，第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8的选型可以参考第一开关管Q1，这里不再赘述。另外，需要说明的时，双电感桥式逆变电路在电能从直流母线105到第二端102方向传输时，其将工作在逆变模式；在电能从第二端102到直流母线105方向传输时，其将工作在PFC电路为PFC整流模式，或者直流升压模式(MPPT模式)。

在一些实施例中，在连接线路150将第一端101输入的电能耦接到第二端102时，第二端102的火线端L连接至第一端101的正极PV+，第二端102的零线端N连接至第一端101的负极PV-；两路MPPT电路中的一路MPPT电路包括第五开关管Q5、第七开关管Q7以及第三电感L3，构成该路MPPT电路的Boost电路的拓扑；另一路MPPT电路包括第六开关管Q6、第八开关管Q8以及第二电感L2，构成该路MPPT电路的Boost电路的拓扑。双电感桥式逆变电路工作在MPPT模式时，第一端101的正极PV+的直流电通过第二可控开关S2，第二端102的零线端N、第三电感L3的另一端进入，进行直流升压；第一端101的正极PV+的直流电通过第一可控开关S1，第二端102的火线端L、第二电感L2的另一端进入，进行直流升压。

电网400并网对储能单元500充电时，若需要快速充电，闭合第一可控开关S1和第三可控开关S3，此时，存在两路PFC整流(一路为第一电压变换模块110提供，一路为第三电压变换模块130提供)可以同时对储能单元500充电，上述每路PFC电路均由控制器控制执行PFC算法进行整流，以控制功率因数。假设每路PFC电路的充电功率为1kW，两路PFC电路充电功率总共可以达到2kW，快速充电时充电功率可以达到常规充电的2倍功率。

在一些场景中，也可以根据电网400的电价决定第一可控开关S1和第三可控开关S3是否闭合。例如，在用电高峰时段电价较贵时，不闭合第一可控开关S1和第三可控开关S3，此时单路PFC(即第三电压变换模块130)为储能单元500充电，在用电低谷时段或平价时段，闭合第一可控开关S1和第三可控开关S3，采用两路PFC电路为进行储能单元500充电。

在电网400离网，需要储能单元500给负载300供电时，若负载300功率较大，第一可控开关S1和第三可控开关S3闭合，此时储能单元500经第二电压变换电路120提供给直流母线105的直流电经两路逆变电路(一路为第一电压变换模块110提供，一路为第三电压变换模块130提供)给负载300供电。两路逆变电路同时工作，可以将供给给负载300的功率提升至常规放电的2倍。此时，上述两路逆变电路由控制器控制执行PFC算法，以控制功率因数并进行逆变放电。

在一些实施例中，第二端102的火线端L可以通过第四可控开关S4连接到电网400的火线端子，第二端102的火线端L可以通过第五可控开关S5连接到负载300的火线端子，第二端102的零线端N直接连接电网400、负载300的零线端子，从而可以通过第四可控开关S4、第五可控开关S5可以控制负载300和/或电网400是否与第二端102连接。另外，电网400的火线端子还通过第六可控开关S6连接负载300的火线端子，第六可控开关S6可以控制电网400是否直接供电给负载300。第四可控开关S4、第五可控开关S5和第六可控开关S6的器件选型可以参考第一可控开关S1，这里不再赘述。

在一些实施例中，第一端101的正极PV+和负极PV-之间连接有滤波电容C1，直流母线105的正极BUS+和负极BUS-之间连接有母线电容C2，第二端的火线端L和零线端连接有滤波电容C3。

第二方面，本申请实施例还提供了一种储能设备，储能设备包括储能单元500和如上的功率变换电路100。储能设备基于上述功率变换电路100可以提高充放电功率。

第三方面，本申请实施例还提供了一种基于上述功率变换电路100的控制方法，功率变换电路100的控制方法包括：

在电网400离网且连接发电设备200给第三端103连接的储能单元500充电时：

控制第一电压变换模块110基于第一端101输入的电能进行功率变换并输出到直流母线105；和/或

控制连接线路150将第一端101输入的电能耦接到第二端102，并控制第三电压变换模块130基于第二端102输入的电能进行功率变换并输出到直流母线105；

控制第二电压变换模块120基于直流母线105的电能进行功率变化并对储能单元500进行充电。

在一个详细的示例中，基于上述功率变换电路100的实施例说明，第一电压变换模块110包括一路MPPT电路，第三电压变换模块130包括至少两路MPPT电路，因此，可以根据发电设备200的输出功率自主决定是否闭合连接线路150的第一可控开关S1和第二可控开关S2，以决定采用几路MPPT电路配合第二电压变换模块120同时对储能单元500进行充电。例如，可以每路MPPT的充电功率确定不同区间。在发电设备200的输出功率介于0-1kW之间时，可以不必闭合第一可控开关S1、第二可控开关S2，以启用一路MPPT电路工作，在发电设备200的输出功率介于1kW-2kW时，可以闭合第一可控开关S1或第二可控开关S2中的其中一个，以启用两路MPPT电路工作，在发电设备200的输出功率大于2kW以上时，则同时闭合第一可控开关S1、第二可控开关S2，以启用三路MPPT电路工作。从而满足对储能单元500不同充电功率/速度的需求。

第四方面，本申请实施例还提供了另一种基于上述功率变换电路100的控制方法包括：

在电网400离网且连接储能单元500给第二端102连接的负载300供电时：

控制第二电压变换模块120基于储能单元500的电能进行功率变换并输出到直流母线105；

控制第三电压变换模块130基于直流母线105的电能进行功率变换并提供给负载300，和/或

控制第一电压变换模块110基于直流母线105的电能进行功率变换并通过连接线路150提供给第二端102连接的负载300。

在一个详细的示例中，基于上述功率变换电路100的实施例说明，若负载300功率较小时，可以控制连接线路150中的第一可控开关S1和第三可控开关S3断开，储能单元500经第二电压变换电路120提供给直流母线105的直流电经第三电压变换模块130逆变成交流电给负载300供电，满足功率需求。

若负载300功率较大，可以控制连接线路150中的第一可控开关S1和第三可控开关S3闭合，此时储能单元500经第二电压变换电路120提供给直流母线105的直流电经两路逆变电路(一路为第一电压变换模块110提供，一路为第三电压变换模块130提供)给负载300供电。两路逆变电路并机，可以将供给给负载300的功率提升常规放电的2倍。此时，上述两路逆变电路由控制器控制执行PFC算法，以控制功率因数并进行逆变放电，从而满足电网400离网大功率供电需求。

第五方面，本申请实施例还提供了另一种基于上述功率变换电路100的控制方法包括：

在电网400并网给第三端103连接的储能单元500充电时：

控制第三电压变换模块130基于第二端102输入的电能进行功率变换并输出到直流母线105，和/或

通过连接线路150将第二端102输入的电能耦接到第一端101，并控制第一电压变换模块110用于基于第一端101输入的电能进行功率变换并输出到直流母线105；

控制第二电压变换模块120基于直流母线105的电能进行功率变换并对储能单元500进行充电。

在一个详细的示例中，电网400并网对储能单元500充电时，若需要快速充电，闭合连接线路150的第一可控开关S1和第三可控开关S3，此时，存在两路PFC整流(一路为第一电压变换模块110提供，一路为第三电压变换模块130提供)可以同时对储能单元500充电，每路PFC电路均由控制器控制执行PFC算法进行整流，以控制功率因数。假设每路PFC电路的充电功率为1kW，总共可以PFC电路充电2kW，快速充电时充电功率可以达到常规充电的2倍功率。

在一些场景中，也可以根据电网400的电价决定第一可控开关S1和第三可控开关S3是否闭合。例如，在用电高峰时段电价较贵时，不闭合第一可控开关S1和第三可控开关S3，此时单路PFC(即第三电压变换模块130)为储能单元500充电，在用电低谷时段或平价时段，闭合第一可控开关S1和第三可控开关S3，采用两路PFC电路为进行储能单元500充电，从而对储能单元500不同充电功率/速度的需求。

图4为本申请一实施例提供的储能设备的结构示意图。如图4所示，该实施例的储能设备40包括：至少一个处理器401(图4中仅示出一个)、存储器403以及存储在存储器403中并可在所述至少一个处理器401上运行的计算机程序402，处理器401执行计算机程序402时实现上述实施例中的步骤。

储能设备40可包括，但不仅限于，处理器401、存储器403。

本领域技术人员可以理解，图4仅仅是储能设备的举例，并不构成对储能设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。

所称处理器401可以是上述的控制器，比如是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，该处理器401还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器403在一些实施例中可以是所述储能设备的内部存储单元，例如储能设备的硬盘或内存。存储器403在另一些实施例中也可以是储能设备40的外部存储设备，例如储能设备40上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Car，SMC)、安全数字卡(SecureDigital，SD)、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器403还可以既包括储能设备40的内部存储单元，又包括外部存储设备。存储器403用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。存储器403还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程时，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，该计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到充电装置/电子设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质，例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不可以是电载波信号和电信信号。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各个方法实施例中的步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元、组件可以结合或者可以集成到另一个系统中，一些特征可以忽略不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的间接耦合、直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合、直接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其进行限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。