一种直流耦合系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及光伏并网控制技术领域，特别涉及一种直流耦合系统及其控制方法。

背景技术

如图1所示，单系统的串联直流耦合系统通常包括：光伏发电支路、电池支路和逆变支路，三者共直流母线连接；多系统的串联直流耦合系统如图2所示，其中的光伏发电支路为多个。两种系统的各个支路中通常分别设置有相应的功率变换器，如图中所示的DCDC变换器和DCAC变换器，以分别实现对于相应支路的功率调节。

当前，对于各个支路的功率调节控制，主要是由系统的能量管理系统EMS或者主控系统进行能量调度来实现的；但由于此方式是通过通讯调度实现，因此在动态性能上面存在响应慢等问题，容易引起系统的故障保护，同时增加了EMS或者主控系统中控制算法的难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种直流耦合系统及其控制方法，以提高动态响应速度，并降低EMS或者主控系统中控制算法的难度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种直流耦合系统的控制方法，所述直流耦合系统包括电池系统、逆变支路和至少一个光伏发电支路，所述电池系统、设置于所述光伏发电支路中的DCDC变换器以及设置于所述逆变支路中的DCAC变换器，共直流母线连接；所述直流耦合系统的控制方法包括：

所述DCAC变换器以并网限功率值为上限，控制自身进行最大化功率输出；

所述DCDC变换器以输出功率最大化为目标，控制自身进行功率输出；

所述电池系统根据所述直流母线上的电压和功率需求，进行工作。

可选的，所述DCAC变换器以并网限功率值为上限，控制自身进行最大化功率输出，包括：

所述DCAC变换器以所述电池系统的下限电压为参考量，控制自身的直流侧电压；以及，

所述DCAC变换器以所述并网限功率值为上限，进行最大化功率输出。

可选的，所述DCAC变换器以所述电池系统的下限电压为参考量，控制自身的直流侧电压，包括：

所述DCAC变换器以所述下限电压作为自身的电压外环给定值，并以所述电池系统的电压作为自身的电压外环负反馈值，控制自身的直流侧电压。

可选的，所述DCAC变换器以所述并网限功率值为上限，进行最大化功率输出，包括：

所述DCAC变换器根据所述并网限功率值，调节自身的电流内环输入量限幅值，控制自身的交流侧电流。

可选的，所述DCDC变换器以输出功率最大化为目标，控制自身进行功率输出，包括：

所述DCDC变换器以所述电池系统的上限电压为参考量，控制自身的输出电压。

可选的，所述DCDC变换器以所述电池系统的上限电压为参考量，控制自身的输出电压，包括：

所述DCDC变换器以所述上限电压作为自身的电压外环给定值，并以所述电池系统的电压作为自身的电压外环负反馈值，控制自身的输出电压。

可选的，所述DCDC变换器以输出功率最大化为目标，控制自身进行功率输出，还包括：

若所述DCDC变换器的输入功率小于自身的预设功率阈值，则以降低自身的输出功率的方式，来确保输入电压大于自身的启动电压。

可选的，以降低自身的输出功率的方式，来确保输入电压大于自身的启动电压，包括：

根据自身的输入电压，调节自身的电流内环输入量限幅值，以使自身的输入电压大于自身的启动电压。

可选的，据自身的输入电压，调节自身的电流内环输入量限幅值，包括：

若自身的输入电压处于预设的降功率起始电压与最大功率电压下限之间，则根据自身的输入电压变化情况，以预设步长调节自身的输出电流进行同方向变化；所述最大功率电压下限小于所述降功率起始电压；

若自身的输入电压小于所述最大功率电压下限，则将自身的输出电流调节为零。

可选的，所述预设步长，与所述输入电压变化情况的大小存在对应关系。

可选的，所述电池系统根据所述直流母线上的电压和功率需求，进行充放电或停止运行，包括：

若所述电池系统的电压小于所述电池系统的下限电压，则所述电池系统的电压受控于所述DCAC变换器；并且，在全部所述DCDC变换器的输出功率之和大于所述并网限功率值时，所述电池系统进行充电；在全部所述DCDC变换器的输出功率之和小于等于所述并网限功率值时，所述电池系统停止运行；

若所述电池系统的电压大于所述电池系统的上限电压，则所述电池系统的电压受控于所述DCDC变换器；并且，在全部所述DCDC变换器的输出功率之和大于等于所述并网限功率值时，所述电池系统停止运行；在全部所述DCDC变换器的输出功率之和小于所述并网限功率值时，所述电池系统进行放电；

若所述电池系统的电压处于所述下限电压与所述上限电压之间，则在全部所述DCDC变换器的输出功率之和大于所述并网限功率值时，所述电池系统进行充电；在全部所述DCDC变换器的输出功率之和小于所述并网限功率值时，所述电池系统进行放电；在所述DCDC变换器的输出功率之和等于所述并网限功率值时，所述电池系统停止运行。

本发明第二方面提供了一种直流耦合系统，包括：电池系统、逆变支路和至少一个光伏发电支路；其中：

所述光伏发电支路中包括：串联连接的光伏子阵和DCDC变换器；

所述逆变支路中包括：DCAC变换器；

所述电池系统、所述DCDC变换器以及所述DCAC变换器，共直流母线连接；

所述电池系统、所述DCDC变换器和所述DCAC变换器，分别通过如上述任一段落所述的直流耦合系统的控制方法中的相应步骤，控制自身运行。

基于上述本发明提供的直流耦合系统的控制方法，其DCAC变换器以并网限功率值为上限，控制自身进行最大化功率输出，其DCDC变换器以输出功率最大化为目标，控制自身进行功率输出；由于两个变换器与电池系统共直流母线连接，所以两个变换器对于自身的相应电压控制，能够通过该直流母线实现对于电池系统的电压调节，进而使得电池系统能够根据该直流母线上的电压和功率需求，进行工作。也即，本方法通过两个变换器实现了对于系统运行的自动控制，无需EMS或者主控系统参与调度，提高了系统的动态响应速度，并降低了EMS或者主控系统中控制算法的难度。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的单系统的串联直流耦合系统的结构示意图；

图2为现有技术提供的多系统的串联直流耦合系统的结构示意图；

图3a为本发明实施例提供的单系统的直流耦合系统的结构示意图；

图3b为本发明实施例提供的多系统的直流耦合系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种直流耦合系统的控制方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种直流耦合系统的控制方法的具体流程图；

图6a为本发明实施例提供的DCAC变换器的部分逻辑框图；

图6b为本发明实施例提供的DCDC变换器的部分逻辑框图；

图7为本发明实施例提供的一种电池系统的电压分区示意图；

图8a和图8b分别为本发明实施例提供的两种功率流示意图；

图9为本发明实施例提供的一种光伏子阵的电压分区示意图；

图10为本发明实施例提供的一种直流耦合系统的控制方法的部分具体流程图。

具体实施方式

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做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。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明提供一种直流耦合系统的控制方法，以提高动态响应速度，并降低EMS或者主控系统中控制算法的难度。

参见图3a和图3b，该直流耦合系统包括：电池系统、逆变支路和至少一个光伏发电支路(图3a中以一个光伏发电支路为例进行展示，图3b中以多个光伏发电支路进行展示)；其中，该电池系统、设置于光伏发电支路中的DCDC变换器以及设置于逆变支路中的DCAC变换器，共直流母线连接；也即，区别于现有技术的是，该电池系统直接连接直流母线，两者之间不再设置相应的DCDC变换器。

如图4所示，该直流耦合系统的控制方法包括：

S101、DCAC变换器以并网限功率值为上限，控制自身进行最大化功率输出。

实际应用中，直流耦合系统会接收到调度指令，限制其并网功率不能超过一个限值，也即该并网限功率值。如果该DCAC变换器能够接收到的功率，也即全部DCDC变换器的功率加上电池系统放电能够达到的功率之和，不会超过该并网限功率值，则该DCAC变换器可以以自身接收到的最大功率进行输出，即进入全功率状态；如果其能够接收到的功率超过该并网限功率值，则将以该并网限功率值进行功率输出，即进入限功率状态。也即，该DCAC变换器以并网限功率值为上限，控制自身以全功率状态或限功率状态进行最大化功率输出。

S102、DCDC变换器以输出功率最大化为目标，控制自身进行功率输出。

该DCDC变换器接收光伏发电支路中光伏子阵的功率，对其进行相应变换后进行输出。

实际应用中，该DCDC变换器以输出功率最大化为目标，控制自身以最大功率状态或限功率状态进行功率输出。具体的：

如果直流母线上允许DCDC变换器以其最大功率进行输出，比如DCDC变换器的输出功率小于该DCAC变换器的并网限功率值时，或者，虽然DCDC变换器的输出功率大于等于该并网限功率值、但电池系统能够接收充电电能时，则DCDC变换器将以最大功率状态进行功率输出，按照自身接收到的光伏子阵的最大功率运行。

如果直流母线上不允许DCDC变换器以其最大功率进行输出，比如DCDC变换器的输出功率大于等于该并网限功率值，且电池系统已充满、不能够接收充电电能时，则DCDC变换器将以限功率状态进行功率输出。

可以得到，该DCDC变换器在大部分情况下会运行于最大功率状态，只有电池系统充满且光照较强、使DCDC变换器的输出功率大于并网限功率值的少数情况下，才会运行于限功率状态。因此，只要DCAC变换器的输出功率不超过其并网限功率值，则让DCDC变换器尽量工作在最大功率状态下，只有少数情况才会工作于限功率状态，也即该DCDC变换器是一直以输出功率最大化为目标来运行的，能够实现对于其前级光伏子阵功率的最大化利用。

S103、电池系统根据直流母线上的电压和功率需求，进行工作。

根据直流母线上的电压和功率需求，电池系统的状态具体有以下几种情况：

(1)若DCDC变换器接收的输入功率较大、DCAC变换器需要限功率且电池系统的电压较低，此时直流母线上的电压需要升高，直流母线上对于并网功率需求不大、但对于充电功率存在较大需求，则该DCDC变换器可以以最大功率状态进行功率输出，其供DCAC变换器限功率并网后的剩余功率，由电池系统进行充电。

(2)若DCDC变换器接收的输入功率较大、DCAC变换器未到限功率状态且电池系统的电压较低，此时直流母线上的电压需要升高，但直流母线上对于并网功率和充电功率均存在较大需求，则该DCDC变换器可以以最大功率状态进行功率输出，其供DCAC变换器全功率并网，直流母线上无剩余功率能够供电池系统进行充电，且电池系统因电压较低也不会放电。

(3)若DCDC变换器接收的输入功率较大、DCAC变换器需要限功率且电池系统的电压较高，此时直流母线上的电压需要降低，但直流母线上对于并网功率和充电功率的需求均不大，则该DCDC变换器需要以限功率状态进行功率输出，保证DCAC变换器的功率不超过该并网限功率值，而电池系统不充不放。

(4)若DCDC变换器接收的输入功率较大、DCAC变换器未到限功率状态且电池系统的电压较高，此时直流母线上的电压需要降低，直流母线上对于充电功率需求不大、但对于并网功率存在较大需求，则该DCDC变换器可以以最大功率状态进行功率输出，电池系统放电，两者共同供DCAC变换器全功率并网。

(5)若存在某个或某几个DCDC变换器接收的输入功率较小、而DCAC变换器需要限功率且电池系统的电压较低，此时直流母线上的电压需要升高，直流母线上对于并网功率需求不大、但对于充电功率存在较大需求，则全部DCDC变换器可以以最大功率状态进行功率输出，其供DCAC变换器限功率并网后的剩余功率，可以由电池系统进行充电。

(6)若存在某个或某几个DCDC变换器接收的输入功率较小、而DCAC变换器未到限功率状态且电池系统的电压较低，此时直流母线上的电压需要升高，且直流母线上对于并网功率和充电功率均存在较大需求，则全部DCDC变换器需要以最大功率状态进行功率输出，其供DCAC变换器全功率并网，但直流母线上无剩余功率能够供电池系统进行充电，且电池系统因电压较低也不会放电。

(7)若存在某个或某几个DCDC变换器接收的输入功率较小、而DCAC变换器需要限功率且电池系统的电压较高，此时直流母线上的电压需要降低，但直流母线上对于并网功率和充电功率的需求均不大，则这些DCDC变换器可以以最大功率状态进行功率输出，而其他输入功率较大的DCDC变换器需要以限功率状态进行功率输出，保证DCAC变换器的功率不超过该并网限功率值，且电池系统不充不放。

(8)若存在某个或某几个DCDC变换器接收的输入功率较小、而DCAC变换器未到限功率状态且电池系统的电压较高，此时直流母线上的电压需要降低，直流母线上对于并网功率存在较大需求、但对于充电功率需求不大，则该DCDC变换器可以以最大功率状态进行功率输出，电池系统放电，两者共同供DCAC变换器全功率并网。

由上述分析可知，本实施例提供的直流耦合系统的控制方法，由于两个变换器与电池系统共直流母线连接，所以两个变换器对于自身的相应电压控制，能够通过该直流母线实现对于电池系统的电压调节，使得电池系统能够根据该直流母线上的电压和功率需求，进行充放电或停止运行。也即，本方法通过两个变换器实现了对于系统运行的自动控制，使系统内部实现了快速均衡控制，无需EMS或者主控系统参与调度，提高了系统的动态响应速度，并降低了EMS或者主控系统中控制算法的开发难度和成本。

实际应用中，步骤S101和S102的执行顺序并不限定于图4中所示，根据各自控制环的周期来分别实现即可，图4中仅为一种展示示例。

基于上一实施例，本实施例对该直流耦合系统的控制方法，提供了部分具体的执行过程，参见图5，其步骤S101，包括：

S201、DCAC变换器以电池系统的下限电压为参考量，控制自身的直流侧电压。

实际应用中，可以为电池系统设置一个上限电压和一个下限电压，该上限电压指的是电池系统充满电时所对应的电压值，下限电压指的是电池系统放完电时所对应的电压值；上限电压大于下限电压。

实际应用中，无论处于何种位置处的变换器，其均有自身的电压电流控制环，比如电压外环+电流内环的双闭环，其各环均有相应的设定参数、采集反馈参数等；本步骤中可以通过将相应参考量设置为对应变换器的电压外环给定值，来实现其对于相应侧的电压控制。

此时，该步骤S201的具体过程可以为：DCAC变换器以下限电压作为自身的电压外环给定值，并以电池系统的电压作为自身的电压外环负反馈值，控制自身的直流侧电压。

该DCAC变换器的电压外环给定值Vpcs_ref设定为电池系统的下限电压Vbat_low，即Vpcs_ref＝Vbat_low。其以电池系统的电压Vbat作为电压外环负反馈值，如图6a所示的部分逻辑框图，其电压外环给定值Vpcs_ref与负反馈的电池系统电压Vbat做差，得到一个实时的差值，该差值err2＝Vpcs_ref-Vbat_low>0。从控制理论的角度来说，后续设置有积分环节，比如图中所示的PID调节，则给定值与负反馈值之间只要有差就会累计，就会输出最大值，设置到最大的目的是，没有到达控制的目标最大值电压的情况下，设备都按照最大功率运行。

S202、DCAC变换器以并网限功率值为上限，进行最大化功率输出。该步骤S202的具体过程可以为：DCAC变换器根据并网限功率值，调节自身的电流内环输入量iref2限幅值I_limit2，控制自身的交流侧电流；进而在其交流侧电压保持不变的情况下，使其交流侧的输出功率不会超过该并网限功率值。

类似的，参见图5，步骤S102，包括：

S301、DCDC变换器以电池系统的上限电压为参考量，控制自身的输出电压。

该步骤的具体过程可以为：DCDC变换器以上限电压作为自身的电压外环给定值，并以电池系统的电压作为自身的电压外环负反馈值，控制自身的输出电压。

该DCDC变换器的电压外环给定值Vdcdc_ref设定为电池系统的上限电压Vbat_high，即Vdcdc_ref＝Vbat_high。其以电池系统的电压Vbat作为电压外环负反馈值，如图6b所示的部分逻辑框图，其电压外环给定值Vdcdc_ref与负反馈的电池系统电压Vbat做差，得到一个实时的差值，该差值err1＝Vdcdc_ref-Vbat_high<0。其后续环节与图6a一样，可以通过PID调节或者PI调节来实现电流内环输入量iref1，由于积分环节的存在，当给定值与负反馈值之间有差时就会累计，积分就会饱和，就会输出最大值，进而使其按照最大功率运行。

也就是说，对于两个变换器而言，只要其外环饱和，就会按照限制的最大功率运行。DCDC变换器的电压外环给定值设置为电池系统充满电的上限电压，是为了使DCDC变换器的出力按照最大功率来实现，因为DCDC变换器的输出电压大于电池系统的电压，光伏子阵就会通过DCDC变换器输出功率。DCAC变换器的电压外环给定值设置为电池系统放完电的下限电压，是为了在电池系统没有放到截止电压时，也即没有放到其下限电压时，使DCAC变换器始终按照最大功率放电；直至电池系统的电压小于下限电压时，DCAC停止其对于直流侧电压的下调工作，电池系统就不再放电。

由于电池系统是并联在DCDC变换器和DCAC变换器之间的直流母线上的，因此公共直流耦合点的电压是相等的；本控制方法在执行步骤S101之前，先视其具体应用环境定义一个电池系统的下限电压Vbat_low和一个上限电压Vbat_high，以适应相应的应用环境，两者的取值不做具体限定，只要Vbat_low

电池系统的电压大于上限电压时，也即对应图7所示的所对应的电池高压区，Vbat>Vbat_high时，DCAC变换器的电压外环处于饱和状态，DCDC变换器的电压外环退饱和，电池系统的电压由DCDC变换器的输出电压改变；此时，通过限制DCDC变换器的输出功率，来保证电池系统不过充电。

电池系统的电压小于下限电压时，也即对应图7所示的所对应的电池低压区，Vbat

电池系统的电压处于下限电压与上限电压之间时，也即图7所示的所对应的双外环饱和区，Vbat_low_rec

因此，将DCDC变换器的输出端电压参考量设置为电池系统的上限电压，不仅能够使其实现最大化功率输出，还能够使电池系统的电压不会过高，也即能够保证电池系统不会过充；而将DCAC变换器的直流侧电压参考量设置为电池系统的下限电压，不仅能够使其实现最大化功率输出，还能够使电池系统的电压不会过低，也即能够保证电池系统不会过放。

其余过程及原理与上一实施例相同，此处不再一一赘述。

基于上述实施例，本实施例对该直流耦合系统的控制方法，提供了部分具体的执行过程，其步骤S103具体包括：

(1)若电池系统的电压小于电池系统的下限电压，则电池系统的电压受控于DCAC变换器；并且，在全部DCDC变换器的输出功率之和大于并网限功率值时，电池系统进行充电；在全部DCDC变换器的输出功率之和小于等于并网限功率值时，电池系统停止运行。

(2)若电池系统的电压大于电池系统的上限电压，则电池系统的电压受控于DCDC变换器；并且，在全部DCDC变换器的输出功率之和大于等于并网限功率值时，电池系统停止运行；在全部DCDC变换器的输出功率之和小于并网限功率值时，电池系统进行放电。

(3)若电池系统的电压处于下限电压与上限电压之间，则在全部DCDC变换器的输出功率之和大于并网限功率值时，电池系统进行充电；在全部DCDC变换器的输出功率之和小于并网限功率值时，电池系统进行放电；在全部DCDC变换器的输出功率之和等于并网限功率值时，电池系统停止运行。

具体的，记该光伏子阵的功率为Ppv，其DCDC变换器的功率可以记为Pdcdc，DCAC变换器的并网限功率值可以记为Ppcs，假设光照较强、Ppv>＝Pdcdc，即光伏子阵功率可输出功率大于DCDC变换器的功率时，具体有以下几种情况：

1、电池系统的电压Vbat处于电池低压区时，即Vbat<＝Vbat_low时，电池系统的电压由DCAC变换器控制，此时，DCDC变换器的电压外环处于饱和状态，按照DCDC变换器的最大电流(功率)输出，最大电流(功率)为DCDC的限流值(限功率值)。

(1)当Pdcdc>Ppcs时，光伏子阵的电能通过DCDC变换器输出，多余的电给电池系统充电。其功率流向如图8a所示。

(2)当Pdcdc

2、电池系统的电压Vbat处于电池高压区时，即Vbat>＝Vbat_high时，电池系统的电压由DCDC变换器控制，此时，DCAC变换器的电压外环处于饱和状态，按照DCAC变换器的最大电流/功率输出，最大电流/功率为DCAC的限流值/并网限功率值Ppcs。

(1)当Pdcdc>Ppcs时，光伏子阵的电能通过DCDC变换器，按照DCAC变换器的限制最大功率(并网限功率值Ppcs)输出，多余的电能由DCDC变换器进行限制。

(2)当Pdcdc

3、电池系统的电压Vbat处于双外环饱和区时，Vbat_low

(1)当出现Pdcdc>Ppcs时，DCDC变换器多余的电能，通过电池系统充电吸收，功率流向图如图8a所示。

(2)当出现Pdcdc

由此，整个系统实现了自动控制，不需要外部进行控制和调度。

其余过程及原理与上一实施例相同，此处不再一一赘述。

值得说明的是，实际的光伏子阵由于光照等其他原因，不可能一直处于大功率状态运行，当出现云遮挡等其他引起功率波动时，则会出现Ppv

S302、若DCDC变换器的输入功率小于自身的预设功率阈值，则以降低自身的输出功率的方式，来确保输入电压大于自身的启动电压。

也即，若DCDC变换器当前处于最大功率状态，并且出现其输入功率小于自身的预设功率阈值的情况，则此时需要退出最大功率状态、降低自身的输出功率，进而确保输入电压大于自身的启动电压，保证该DCDC变换器尽量能够运行。

具体的，可以根据自身的输入电压，调节自身的电流内环输入量限幅iref1值I_limit1，即调整输出电流限幅，以使自身的输入电压大于自身的启动电压。

而根据自身的输入电压，调节自身的电流内环输入量限幅值的过程，具体包括：

(1)若自身的输入电压处于预设的降功率起始电压与最大功率电压下限之间，则根据自身的输入电压变化情况，以预设步长调节自身的输出电流进行同方向变化；最大功率电压下限小于降功率起始电压。

(2)若自身的输入电压小于最大功率电压下限，则将自身的输出电流调节为零。

实际应用中，提前定义光伏子阵的最大功率电压下限电压为Vmppt_low，降功率起始电压为Vmppt_low_1；如图9所示，Vmppt_low

当光伏子阵电压，也即DCDC变换器的输入电压，小于Vmppt_low_1时，开始降功率。

对于光伏子阵低压区，即当光伏子阵电压小于Vmppt_low时，DCDC变换器将自身功率降至零功率；对于电流(功率)扰动区，即当光伏子阵电压在Vmppt_low与Vmppt_low_1之间时，根据当前电压与上采样周期的电压做差，如果差值大于零，则增加DCDC变换器的输出电流(功率)，直到最大值I_limit_max；如果差值小于零，则减小DCDC变换器的输出电流(功率)，直到最小值0。电流(功率)的变化，通过改变电压环的输出，电流环的给定限幅实现，即改变图6b中限幅环节的限幅值I_limit1(图10中均简写为I_limit)。若光伏子阵电压大于Vmppt_low_1，即进入光伏子阵最大功率电压区，则可以恢复最大功率状态。

参见图10，假设当前采样的光伏子阵电压为Vpv(k)，上一个采样周期采样的光伏子阵电压为Vpv(k-1)，其中k为整数，则△Vpv(k)＝Vpv(k)-Vpv(k-1)。为了平滑过渡，快速找到平滑点，可根据△Vpv(k)的大小来改变扰动量△i的大小。例如分为三个档位，当△Vpv(k)在±△V1之间时，扰动步长为△i1；当△Vpv(k)在±△V2之间时，扰动步长为△i2；当△Vpv(k)在±△V3之间时，扰动步长为△i3。且△V1<△V2<△V3，△i1<△i2<△i3。也即，当光伏子阵电压在Vmppt_low与Vmppt_low_1之间时，可以设置其进行调节的预设步长与输入电压变化情况的大小存在对应关系，并不仅限于上述三个档位，实际应用中可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

本实施例提供的该直流耦合系统的控制方法，在光照较强时，DCDC变换器可按照其最大功率运行，而当光照较弱时，DCDC变换器在保证光伏子阵电压下限的前提下，按照最大功率运行，也即按照光伏子阵的最大功率运行。

其余过程及原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

本发明另一实施例还提供了一种直流耦合系统，如图3a和图3b所示，包括：电池系统、逆变支路和至少一个光伏发电支路；图3a所示为单系统的直流耦合系统，光伏发电支路的个数仅为一个；图3b所示为多系统的直流耦合系统，光伏发电支路的个数为多个。其中：

光伏发电支路中包括：串联连接的光伏子阵和DCDC变换器。逆变支路中包括：DCAC变换器，其交流侧用于连接电网。电池系统、DCDC变换器的输出端以及DCAC变换器的直流侧，共直流母线连接。也即电池系统直接接在直流母线上，不经过任何功率变换器，仅通过DCDC变换器与DCAC变换器之间的能量关系，即可实现对电池的充放电控制。

电池系统、DCDC变换器和DCAC变换器，分别通过如上述任一实施例所述的直流耦合系统的控制方法中的相应步骤，控制自身运行。对于DCDC变换器而言，当其输出功率较大时，若电池系统可充电，则DCDC变换器可以在通过DCAC变换器进行并网的同时，向电池系统充电；若电池系统不能充电，则DCDC变换器只能通过DCAC变换器进行并网。而在DCDC变换器输出功率较小时，不论电池系统如何动作，都希望DCDC变换器可以运行于其最大功率点。对于DCAC变换器而言，如果有限功率指令，则不超过该并网限功率值进行限功率运行；如果无限功率指令，则以其能够输出的最大值进行功率输出。而电池系统则根据直流母线上的情况，来进行充放电或停止运行。整个直流耦合系统都是自动运行的。

该直流耦合系统通过该控制方法，解决了串联直流耦合系统的能量快速控制调度问题，实时的最大化利用光伏子阵的功率，同时，交流侧又可以按照调度的最大功率并网运行。而且，解决了系统运行过程中的动态响应问题，系统内部实现了快速均衡控制，并降低了EMS或者系统主控的开发难度和成本。既适用于单系统拓扑，也适用于对系统并联、共用一套电池系统的拓扑。

另外，该直流耦合系统通过该控制方法，根据电池系统的上限电压和下限电压值，使DCDC变换器电压环的电压指令为上限电压，当电池系统充满时，主动限流；而且，DCAC变换器电压环的电压指令为下限电压，当电池系统放空时，能够主动限制电池过放；确保了电池系统不会出现过充过放问题。

值得说明的是，该控制方法实际是MPPT的另一种实现方式，通过控制DCDC变换器的公共直流母线侧的功率，间接实现了光伏子阵的MPPT，当光伏子阵功率大于DCDC变换器的功率时，可按照DCDC变换器的最大功率运行，当光伏子阵的功率不足时，通过限制DCDC变换器的输出功率来保证光伏子阵的电压大于DCDC变换器运行的最低电压。

其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，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、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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来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发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。