电源转换装置、电源系统及控制方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电源转换装置、电源系统及控制方法。

背景技术

目前，为保证电力系统的能源充足，储能电池逐渐得到广泛应用，在电力系统的电力富余时对储能电池进行逆变输出参数，在电力匮乏时，利用储能电池进行放电。在大功率的电力系统中，负载用电多为交流电，而储能电池的充电电源通常为直流，因此需要为储能电池配置相应的充电设备和放电设备。由于现有的电力系统中，充电设备和放电设备为独立设备，不仅提高了系统成本，增大了设备占地面积，而且也增加了系统的故障点，降低了系统的易用性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电源转换装置、电源系统及控制方法，旨在解决现有技术中电力系统中的设备集成度较低技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种电源转换装置，电源转换装置包括：

第一电源端口和第二电源端口；

整流逆变单元，整流逆变单元的交流侧与第一电源端口连接，整流逆变单元的直流侧与第二电源端口连接；

控制单元，与整流逆变单元连接，配置为在第一电源端口接入第一电源时，控制整流逆变单元对第一电源进行整流，将整流后的电源传输至第二电源端口，或者在第二电源端口接入第二电源时，控制整流逆变单元对第二电源进行逆变，将逆变后的电源传输至第一电源端口。

可选的，电源转换装置还包括：

第一开关，设置于整流逆变单元的交流侧与第一电源端口之间；

第二开关，设置于整流逆变单元的直流侧与第二电源端口之间；

控制单元，还与第一开关和第二开关连接，配置为控制第一开关和第二开关的闭合或断开。

可选的，电源转换装置还包括：

第一预充电单元，设置于整流逆变单元的交流侧与第一电源端口之间，第一预充电单元与第一开关并联；

控制单元，还与第一预充电单元连接，配置为在第一电源端口接入第一电源时，控制第一预充电单元对整流逆变单元预充电，并在预充电完成后，控制第一开关闭合，使整流逆变单元对第一电源进行整流。

可选的，电源转换装置还包括：

第二预充电单元，设置于整流逆变单元的直流侧与第二电源端口之间，第二预充电单元与第二开关并联；

控制单元，还与第二预充电单元连接，配置为在第二电源端口接入第二电源时，控制第二预充电单元对整流逆变单元预充电，并在预充电完成后，控制第二开关闭合，使整流逆变单元对第二电源进行逆变。

可选的，电源转换装置与并网供电单元连接，并网供电单元具有至少一个输入端和输出端，输入端与第一电源端口连接，并网供电单元，配置为将输入端接入的供电电源进行整合，并向输出端提供输出电源；

电源转换装置还包括：

并网采样单元，与并网供电单元连接，配置为采集输出电源的并网输出参数；

控制单元，还与并网采样单元连接，配置为根据并网输出参数控制整流逆变单元对第二电源进行逆变。

可选的，并网输出参数包括电压、相位和频率；

控制单元，配置为在接收到并网指令时，控制整流逆变单元向并网供电单元提供供电电源，供电电源与输出电源具有相同的电压、相位和频率；

控制单元，配置为在整流逆变单元开始提供供电电源时，逐步提高供电电源的功率，直至供电电源的功率达到预设功率。

可选的，电源转换装置还包括：

通信单元，配置为接收逆变输出参数；

控制单元，还与通信单元连接，配置为控制整流逆变单元对第二电源进行逆变，使逆变后的电源参数为逆变输出参数。

为实现上述目的，本发明还提出一种电源系统，电源系统包括电池组和如上述电源转换装置，电池组与第二电源端口连接。

可选的，电源系统还包括配电板和至少一个供电装置，配电板分别与第一电源端口和供电装置连接。

可选的，电源系统还包括功率管理单元和电池管理单元，控制单元还与功率管理单元和电池管理单元连接；

控制单元，配置为根据功率管理单元传输的功率参数控制整流逆变单元，使逆变后的电源具有功率参数；

控制单元，配置为根据电池管理单元传输的电压或电流参数控制整流逆变单元，使整流后的电源具有电压或电流参数。

为实现上述目的，本发明还提出一种电源转换装置的控制方法，电源转换装置包括整流逆变单元、第一预充电单元、第一开关、第二开关、第一电源端口和第二电源端口，第一预充电单元和第一开关并联地设置于整流逆变单元的交流侧和第一电源端口之间，第二开关设置于整流逆变单元的直流侧和第二电源端口之间；

控制方法包括：

在第一电源端口接入交流电源时，控制第一预充电单元利用交流电源对整流逆变单元进行预充电；

在预充电完成后，控制第一开关闭合，使整流逆变单元对交流电源进行整流；

在整流逆变单元的母线电压稳定后，控制第二开关闭合，为第二电源端口提供直流电源。

可选的，电源转换装置还包括第二预充电单元，第二预充电单元与第二开关并联；

控制方法还包括：

在第二电源端口接入直流电源时，控制第二预充电单元利用直流电源对整流逆变单元进行预充电；

在预充电完成后，控制第二开关闭合，使整流逆变单元对直流电源进行逆变；

在整流逆变单元的母线电压稳定后，控制第一开关闭合，为第一电源端口提供交流电源。

可选的，电源转换装置与并网单元连接，并网单元还连接有发电机组；

控制方法还包括：

在接收到并车指令时，获取发电机组的输出参数；

控制整流逆变单元处于放电模式，并控制整流逆变单元的输出参数与发电机组的输出参数相同；

控制第一开关闭合，并逐步提高整流逆变单元的输出频率至第一设定频率。

可选的，控制方法还包括：

在接收到解列指令时，控制整流逆变单元的输出频率降低至第二设定频率；

控制第一开关断开，并控制整流逆变单元停机；

控制第二开关断开。

本发明中，通过设置第一电源端口、第二电源端口、整流逆变单元30和控制单元构成电源转换装置，控制单元配置为在第一电源端口接入第一电源时，控制整流逆变单元对第一电源进行整流，将整流后的电源传输至第二电源端口，或者在第二电源端口接入第二电源时，控制整流逆变单元对第二电源进行逆变，将逆变后的电源传输至第一电源端口。本发明通过设置兼容整流和逆变的整流逆变单元，在控制单元的控制下，实现对电源的整流及逆变，不需要独立配置整流设备与逆变设备，提高了电力系统的集成度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电源转换装置第一实施例的结构框图；

图2为本发明电源转换装置第二实施例的结构框图；

图3为本发明电源转换装置第三实施例的结构框图；

图4为本发明电源系统第一实施例的结构框图；

图5为本发明电源转换装置第四实施例的结构框图；

图6为本发明电源转换装置的控制方法第一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不配置为限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅配置为解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅配置为描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1，图1为本发明电源转换装置第一实施例的结构框图。本发明提出电源转换装置的第一实施例。

如图1所示，在本实施例中，电源转换装置包括第一电源端口10、第二电源端口20、整流逆变单元30和控制单元40。其中，整流逆变单元30的交流侧与第一电源端口10连接，整流逆变单元30的直流侧与第二电源端口20连接，控制单元40与整流逆变单元30连接。控制单元40配置为在第一电源端10口接入第一电源时，控制整流逆变单元30对第一电源进行整流，将整流后的电源传输至第二电源端口20，或者在第二电源端口20接入第二电源时，控制整流逆变单元30对第二电源进行逆变，将逆变后的电源传输至第一电源端口10。

需要说明的是，第一电源为交流电，其通常为市电或者其他交流供电设备提供的电源；第二电源为直流电，其通常可以为蓄电池或者其他直流供电设备提供的电源。

整流逆变单元30的交流侧具有交流电连接端口，例如零线和火线，或者三相电接口等。整流逆变单元30的交流侧具有直流电连接端口，例如正极端口和负极端口等。整流逆变单元30可以同时实现整流及逆变。通常，整流过程是通过对交流电的正半周和负半周分别设置电流通道，两个电流通道的输出端相同，从而使正半周电流和负半周电流以相同的方向输出。逆变过程则相反。常规的整流单元有由多个二极管构成的整流桥电路，该整流桥的输入端和输出端交叉设置。然而，由于二极管的单向导通性，电流无法反向流动，故该整流桥无法实现逆变。

在本实施方式中，整流逆变单元30中的各整流桥采用双向的可控开关，及电流可以开关的任一方向流入，如MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor，场效应管)等。此外，为了保证直流侧的输出温度，直流侧还可以设置有储能电容，以消除直流侧的电压波动。整流逆变单元30内的具体电路结构与所需处理的电源类型相关。若第一电源为单相交流电，则整流逆变单元30可以由4个MOS管首尾相连过程的整流桥。若第一电源为三相交流电，则整流逆变单元30可以由6个MOS管构成的三相整流单元，三相整流单元的具体电路结构已有成熟技术，本实施方式在此不再赘述。当然，整流逆变单元30还可以为其他类型的整流单元。

控制单元40可以与整流逆变单元30中各MOS管的栅极连接，通过生成PWM(Pulsewidth modulation，脉冲宽度调制)信号等控制各MOS管的导通和关断，控制整流逆变单元30的电源转换过程。在第一电源端口10接入有三相交流电时，控制单元40通过控制各MOS管交替导通，使整流桥对三相交流电进行整流，获得直流电。在第一电源端口10接入有直流电时，控制单元40通过控制各MOS管交替导通，使整流桥对直流电进行逆变，或者三相交流电。

在本实施方式中，通过设置第一电源端口10、第二电源端口20、整流逆变单元30和控制单元40构成电源转换装置，控制单元40配置为在第一电源端口10接入第一电源时，控制整流逆变单元30对第一电源进行整流，将整流后的电源传输至第二电源端口20，或者在第二电源端口20接入第二电源时，控制整流逆变单元30对第二电源进行逆变，将逆变后的电源传输至第一电源端口10。本实施方式通过设置兼容整流和逆变的整流逆变单元30，在控制单元40的控制下，实现对电源的整流及逆变，不需要独立配置整流设备与逆变设备，提高了电力系统的集成度。

参照图2，图2为本发明电源转换装置第二实施例的结构框图。基于上述第一实施例，本发明提出电源转换装置的第二实施例。

在本实施方式中为使电源转换装置的整流及逆变的更便于控制。电源转换装置还可以包括第一开关50和第二开关60。其中第一开关50设置于整流逆变单元30的交流侧与第一电源端口10之间；第二开关60设置于整流逆变单元30的直流侧与第二电源端口20之间；控制单元40还与第一开关50和第二开关60连接，配置为控制第一开关50和第二开关60的闭合或断开。

需要说明的是，为了整流或者逆变时的输出稳定，通过控制单元40通过第一开关50和第二开关60的闭合或断开，以对整流或者逆变中的各节点进行控制。在电源转换装置没有运行时，第一开关50和第二开关60处于断开状态。在第一电源端口10上施加有第一电源，或者第二电源端口20上施加有第二电源时，控制单元40根据设置，可以启动整流过程或者逆变过程。其中，对控制单元40的设置可以由上位机进行，或者由于用户通过人机交互单元100进行。人机交互单元100可以包括显示屏、输入设备等，其具体硬件结构已有成熟技术，本实施方式不再赘述。对于人机交互单元100与控制单元40之间的交互逻辑，可以根据用户需求进行设备，本实施方式对此也不加以限制。

例如，在整流过程中，在第一电源端口10上施加有第一电源时，控制单元40可以先控制第一开关50闭合。同时，控制单元40通过生成相应的PWM信号控制整流逆变单元30对第一电源进行整流。然后在整流逆变单元30的直流侧电压稳定后，控制单元40控制第二开关60闭合，整流后的电源传输至第二电源端口20。在逆变过程中，在第二电源端口20上施加有第二电源时，控制单元40先控制第二开关60闭合。同时，控制单元40通过生成相应的PWM信号控制整流逆变单元30对第二电源进行逆变。然后在整流逆变单元30的交流侧电压稳定后，控制单元40控制第一开关50闭合，逆变后的电源传输至第一电源端口10。

同时，第一开关50与整流逆变单元30的交流侧之间还可以设置滤波单元90。滤波单元90用于对交流电进行滤波，并为整流逆变单元30提供有源阻尼。滤波单元90可以采用电感、电容等器件，其具体结构也有成熟的技术，本实施方式在此不在赘述。

在本实施方式中，为降低电源转换装置内置电源的消耗，电源转换装置还设置有电源变换单元110，用于为控制单元40进行供电。电源变换单元110可以具有直流降压功能，其输入端与第二电源端口20连接，将直流侧的电源转换成适用于控制单元40的所需电源。此外，为了保护整流逆变单元30，电源转换装置还可以包括第一预充电单元70和第二预充电单元80。其中，第一预充电单元70设置于整流逆变单元30的交流侧与第一电源端口10之间，第一预充电单元70与第一开关50并联。第二预充电单元80设置于整流逆变单元30的直流侧与第二电源端口20之间，第二预充电单元80与第二开关60并联。控制单元40分别与第一预充电单元70和第二预充电单元80相连。

需要说明的是，第一预充电单元70和第二预充电单元80具有限流开关结构，第一预充电单元70和第二预充电单元80中的开关闭合时，能够利用阻抗单元对流经的电流进行限制。由于整流逆变单元30中电容器件在上电时容易受到较大的冲击，通过在上电初期为整流逆变单元30提供较小的电流，对各电容器件进行充电，从而降低各电容器件受到的冲击。

在具体实现时，控制单元40在第一电源端口10接入第一电源时，控制第一预充电单元70对整流逆变单元30预充电，并在预充电完成后，控制第一开关50闭合，使整流逆变单元30对第一电源进行整流。第一预充电单元70在控制单元40的控制下闭合，对输入的第一电源进行限流，再将小电流的三相电提供给整流逆变单元30；整流逆变单元30在控制单元40的控制下基于该小电流的三相电进行整流，获得小电流的整流电源，该过程可以看做为第一预充电单元70对整流逆变单元30的预充电过程。并且，在直流侧的小电流的整流电源的电压稳定后，可以视为预充电完成，此时控制单元40可以控制第一预充电单元70断开，使第一开关50闭合。

控制单元40在第二电源端口20接入第二电源时，控制第二预充电单元80对整流逆变单元预充电，并在预充电完成后，控制第二开关60闭合，使整流逆变单元30对第二电源进行逆变。第二预充电单元80在控制单元40的控制下闭合，对输入的第二电源进行限流，再将小电流的直流电提供给整流逆变单元30；整流逆变单元30在控制单元40的控制下基于该小电流的直流电进行逆变，获得小电流的交流电源，该过程可以看做为第二预充电单元80对整流逆变单元30的预充电过程。并且，在直流侧的小电流的直流电的电压稳定后，可以视为预充电完成，此时控制单元40可以控制第二预充电单元80断开，使第二开关60闭合。

本实施方式通过在整流逆变单元30的直流侧和交流侧设置开关电路，从而便于对整流逆变单元30的整流或逆变过程进行控制，从而使整流后的电源或逆变后的电源输出更稳定，保证了电力系统的平稳性。

参照图3，图3为本发明电源转换装置第三实施例的结构框图。基于上述第一实施例和第二实施例，本发明提出电源转换装置的第三实施例。

在本实施方式中，电源转换装置与并网供电单元120连接，并网供电单元120具有至少一个输入端和输出端，输入端与第一电源端口10连接，并网供电单元120，配置为将输入端接入的供电电源进行整合，并向输出端提供输出电源。电源转换装置还包括并网采样单元130，并网采样单元130与并网供电单元120连接，配置为采集输出电源的并网输出参数；控制单元40还与并网采样单元120连接，配置为根据并网输出参数控制整流逆变单元30对第二电源进行逆变。

对于大部分电力系统而言，供电设备通过具有多个，如孤岛电网或者微电网等。在这类电力系统中，需要对各供电设备的并车和解列进行控制。其中并车是在将供电设备接入电网内，解列是指将供电设备从电网中分离。本实施方式中的电源转换装置的第二电源端口20可以连接电池组(如锂电池等)，构成一供电设备。电力系统中的其他供电设备也同样可以为电源转换装置与电池组形成的设备，或者如柴油发电机、风力发电机等。

并网供电单元120用于实现电力的分配，其可以为交流配电板。并网供电单元120中的输入端和输出端在某些情况下可以调换。例如，电源转换装置可以工作在放电模式，此时并网供电单元120与第一电源端口10连接的端口作为输入端，以接入电源转换装置提供的电源。或者电源转换装置可以工作在充电模式，并网供电单元120向电源转换装置提供电源，其与第一电源端口10连接的端口作为输出端。

在本实施方式中，为使电源转换装置的放电电源符合电力系统的供电要求，通过设置并网采样单元130对并网供电单元120的并网输出参数进行采集，再通过控制单元40控制整流逆变单元30输出与并网输出参数相同的电源。

在具体实现时，并网输出参数可以包括电压、相位和频率。控制单元40，配置为在接收到并网指令时，控制整流逆变单元30向并网供电单元120提供供电电源，供电电源与输出电源具有相同的电压、相位和频率。控制单元40，配置为在整流逆变单元30开始提供供电电源时，逐步提高供电电源的功率，直至供电电源的功率达到预设功率。

并网指令可以由上位机发出，控制单元40在接收到并网指令后，控制整流逆变单元30进行放电模式，放电模式的具体控制过程可以参照前述。控制单元40通过生成相应的PWM信号使整流逆变单元30对电池组提供的电源进行逆变，然后在交流侧的电源参数达到与并网供电单元120的电压、相位和频率时，控制第一开关50闭合，使交流侧的电源传输至并网供电单元120。

需要说明的是，整流逆变单元30接入电力系统后，功率较低。为使电力系统的负载均衡，控制单元40控制整流逆变单元30输出的电源功率逐渐上升，以分担负载。具体的功率参数可以根据需求设置，例如在电力系统的仅包括一台发电机时，可以使整流逆变单元30输出的电源功率与该发电机的功率相等。或者，控制单元40还可以接收上位机的传输的功率参数，控制整流逆变单元30按照该功率参数输出。

此外，控制单元40还可以在接收到解离指令后，控制整流逆变单元30输出的电源功率逐渐下降，将自身负载转移。然后断开第一开关50，使整流逆变单元30停止运行；最后断开第二开关60。

此外，为使控制单元40更准确地对整流逆变单元30的整流及逆变过程进行控制，电源转换装置还可以包括交流侧采样单元140和直流侧采样单元150。交流侧采样单元104用于采集整流逆变单元30交流侧的电源参数，直流侧采样单元150用于采集整流逆变单元30直流侧的电源参数，该电源参数可以包括电压、电流、相位、频率等。对于各采样单元的具体结构已有成熟技术，如霍尔传感器等，本实施方式在此不再赘述。

在本实施方式中，为使电源转换装置更便于调整功率电源转换装置还可以包括通信单元160。通信单元160配置为接收逆变输出参数；控制单元40，还与通信单元160连接，配置为控制整流逆变单元30对第二电源进行逆变，使逆变后的电源参数为逆变输出参数。

可以理解的是，在电力系统中的其他供电设备不具备通信能力时(如柴油发电机等)，电源转换装置需要主动跟随这类供电设备输出。而在电力系统中的其他供电设备具备通信能力时，电源转换装置可以与这类供电设备进行通信，通过计算确定各自的输出参数。例如，电力系统包括多个电源转换装置，各电源转换装置中的控制单元40可以通过通信单元160建立连接，将各自的输出电压、频率、相位调整一致。然后控制整流逆变单元30向并网供电单元120输出相应的电源。

在本实施方式中，电源转换装置与并网供电单元120连接，电源转换装置通过采集并网供电单元120输出电源的并网输出参数，控制整流逆变单元30提高相应的电源，从而保证电力系统的供电稳定。

参照图4，图4为本发明电源系统第一实施例的结构框图。为实现上述目的，本发明还提出一种电源系统，电源系统包括电池组170和如上述电源转换装置180，电源转换装置180具有第二电源端口20和整流逆变单元30，第二电源端口与整流逆变单元30的直流侧连接，电池组与第二电源端口20连接。

电源转换装置180的具体结构参照上述实施例，电源转换装置180可以利用交流电给电池组170进行充电，以及将电池组170的放电转换为直流电。由于本电源系统可以采用上述所有实施例的技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。

此外，在本实施方式中，电源系统还包括配电板190和至少一个供电装置200，电源转换装置180还具有第一电源端口10，第一电源端口10与整流逆变单元30的交流侧连接，配电板190分别与第一电源端口10和供电装置200连接。

电源转换装置180与供电装置200共同组成多电源的电力系统，其中电装置200同样可以为电源转换装置与电池组形成的设备，或者如柴油发电机、风力发电机等。配电板190用于对电源转换装置180及供电装置200的输出电源进行分配，或者将供电装置200的电源传输至电源转换装置180，以对电池组170进行充电。

参照图5，图5为本发明电源转换装置第四实施例的结构框图。电源转换装置180还具有控制单元40，电源系统还包括功率管理单元210和电池管理单元220，控制单元40还与功率管理单元210和电池管理单元220连接。

功率管理单元210用于对电源系统中的各供电设备的输出功率进行设置，电池管理单元220用于对电池组170的状态进行检测。控制单元40可以据功率管理单元210传输的功率参数控制整流逆变单元30，使逆变后的电源具有功率参数。控制单元40可以根据电池管理单元220传输的电压或电流参数控制整流逆变单元，使整流后的电源具有电压或电流参数。

功率管理单元210根据电源系统中的负载状态分配各供电设备的功率。例如，可以使各供电设备的功率相同，再将相应的功率参数传输至供电设备。控制单元40可以与功率管理单元210通信，接收功率参数，从而控制整流逆变单元30输出相应功率的电源。

电池管理单元220可以根据电池组170的状态确定相应的充电电压或电流，将该充电电压传输至控制单元40，控制单元40在控制整流逆变单元30输出相应电压或电流的电源，以提高电池组170的充电效率。电池管理单元220还可以在电池组170出现故障时，向控制单元40传输故障信号。控制单元40接收到故障信号后，控制整流逆变单元30停止工作。

本实施方式中的电源系统可以适用于各类孤岛电网，如船舶电力系统(纯电池船、柴电混合动力船)，电源系统的设备集成度高，成本较低，且减少了系统的故障点，使电源系统的可靠性更高。

参照图6，图6为本发明电源转换装置的控制方法第一实施例的流程示意图。为实现上述目的，本发明还提出电源转换装置的控制方法的第一实施例。

在本实施例中，电源转换装置包括整流逆变单元、第一预充电单元、第一开关、第二开关、第一电源端口和第二电源端口，第一预充电单元和第一开关并联地设置于整流逆变单元的交流侧和第一电源端口之间，第二开关设置于整流逆变单元的直流侧和第二电源端口之间，具体结构可以参照上述。

在本实施方式中，控制方法包括：

步骤S10：在第一电源端口接入交流电源时，控制第一预充电单元利用交流电源对整流逆变单元进行预充电。

需要说明的是，电源转换装置中还包括控制单元，该控制单元分别与整流逆变单元、第一预充电单元、第一开关和第二开关连接。本实施方式的执行主体可以为该控制单元。

第一电源端口可以通过开关(如电闸)等与外部电源(市电或者其他交流供电设备提供的电源)连接。在需要进行整流时，控制单元可以与外部控制系统进行通信，以使外部控制系统控制开关闭合，或者控制单元直接控制开关闭合，使第一电源端口接入交流电源。

需要说明的是，第一预充电单元具有限流开关结构，在其中的开关闭合时，能够利用阻抗单元对流经的电流进行限制。由于整流逆变单元中电容器件在上电时容易受到较大的冲击，通过在上电初期为整流逆变单元提供较小的电流，对各电容器件进行充电，从而降低各电容器件受到的冲击。

步骤S20：在预充电完成后，控制第一开关闭合，使整流逆变单元对交流电源进行整流。

需要说明的是，可以预先对第一预充电单元的预充电时间进行设置，在预充电时间达到设置的时间后，判断预充电完成，控制第一预充电单元，断开，第一开关闭合。或者，检测整流逆变单元的直流侧的电压，在直流侧的电压稳定后，判定预充电完成。

步骤S30：在整流逆变单元的母线电压稳定后，控制第二开关闭合，为第二电源端口提供直流电源。

为保证输出的直流电压稳定，可以在整流逆变单元的母线电压稳定后，控制第二开关闭合。第二电源端口可以与电池组连接，该直流电源可以用于为该直流电源进行充电。因此，控制单元还可以检测电池组的电量，在电量不足时，执行上述整流过程。

在本实施方式中，电源转换装置还包括第二预充电单元，第二预充电单元与第二开关并联；控制方法还可以包括：在第二电源端口接入直流电源时，控制第二预充电单元利用直流电源对整流逆变单元进行预充电；在预充电完成后，控制第二开关闭合，使整流逆变单元对直流电源进行逆变；在整流逆变单元的母线电压稳定后，控制第一开关闭合，为第一电源端口提供交流电源。

其中，第二预充电单元具有限流开关结构，在其中的开关闭合时，能够利用阻抗单元对流经的电流进行限制。预充电的设置可以参照前述。在第二电源端口与电池组连接时，电源转换装置可以利用该电池组向外部提供交流电源。具体的，控制单元在接收到放电指令时，可以执行上述流程，将电池组的直流电源转换为交流电源，进行放电。

在本实施方式中，电源转换装置与并网单元连接，并网单元还连接有发电机组；控制方法还包括：在接收到并车指令时，获取发电机组的输出参数；控制整流逆变单元处于放电模式，并控制整流逆变单元的输出参数与发电机组的输出参数相同；控制第一开关闭合，并逐步提高整流逆变单元的输出频率至第一设定频率。

对于大部分电力系统而言，供电设备通过具有多个，如孤岛电网或者微电网等。在这类电力系统中，需要对各供电设备的并车和解列进行控制。其中并车是在将供电设备接入电网内，解列是指将供电设备从电网中分离。电源转换装置的第二电源端口可以连接电池组，构成一供电设备。电力系统中的其他供电设备也同样可以为电源转换装置与电池组形成的设备，或者如柴油发电机、风力发电机等。

并网供电单元用于实现电力的分配，其可以为交流配电板。并网供电单元中的输入端和输出端在某些情况下可以调换。例如，电源转换装置可以工作在放电模式，此时并网供电单元与第一电源端口连接的端口作为输入端，以接入电源转换装置提供的电源。或者电源转换装置可以工作在充电模式，并网供电单元向电源转换装置提供电源，其与第一电源端口连接的端口作为输出端。

需要说明的是，输出参数可以包括电压、相位和频率。并网指令可以由上位机发出，控制单元在接收到并网指令后，控制整流逆变单元进入放电模式，放电模式的具体控制过程可以参照前述。控制单元可以通过生成相应的PWM信号使整流逆变单元对电池组提供的电源进行逆变，然后在交流侧的电源参数达到与发电机组的电压、相位和频率时，控制第一开关闭合，使交流侧的电源传输至并网供电单元。

需要说明的是，整流逆变单元接入电力系统后，功率较低。为使电力系统的负载均衡，控制单元控制整流逆变单元输出的电源功率逐渐上升，以分担负载。具体的功率参数可以根据需求设置，例如在电力系统的仅包括一台发电机时，可以使整流逆变单元输出的电源功率与该发电机的功率相等。或者，控制单元还可以接收上位机的传输的功率参数，控制整流逆变单元按照该功率参数输出。

在本实施方式中，控制方法还包括：在接收到解列指令时，控制整流逆变单元的输出频率降低至第二设定频率；控制第一开关断开，并控制整流逆变单元停机；控制第二开关断开。

控制单元还可以在接收到解离指令后，控制整流逆变单元输出的电源功率逐渐下降，将自身负载转移。然后断开第一开关，使整流逆变单元停止运行；最后断开第二开关。

在本实施方式中，整流逆变单元兼容整流和逆变的，在控制单元的控制下，实现对电源的整流及逆变，不需要独立配置整流设备与逆变设备，提高了电力系统的集成度。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。