CN109103979B - 光伏用电设备及其充电控制方法、装置和电路、存储介质 - Google Patents

光伏用电设备及其充电控制方法、装置和电路、存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种光伏用电设备及其充电控制方法、装置和电路、存储介质。该充电控制电路包括：双继电器电路和充电继电器电路，其中，双继电器电路设置在光伏用电设备的网侧电路和机侧电路之间；充电继电器电路，用于在双继电器电路未闭合的情况下，闭合以实现对母线电容的平缓充电。本发明通过在交流电源侧增加充电继电器电路，由此在双继电器未闭合时，可以通过闭合充电继电器实现对母线电容的平缓充电。

Description

光伏用电设备及其充电控制方法、装置和电路、存储介质
技术领域
本发明涉及光伏用电设备领域，特别涉及一种光伏用电设备及其充电控制方法、装置和电路、存储介质。
背景技术
对于光伏并网的AC-DC变换器，在光伏与交流电网之间，安规要求其间应有电气隔离，因此之间存在交流继电器，加之IEC62109-2(光伏发电系统用电力转换设备的安全：逆变器部分要求)对继电器冗余结构的要求，一般符合认证要求的光伏变换器都双继电器结构。
发明内容
申请人认为：在双继电器结构中，存在两个问题，一是无法解决直流母线电容充电，二是无法满足IEC认证对继电器单一故障的失效检测。
相关技术在光伏并网逆变器的应用中，提供了一种在精准地检测每一继电器是否失效的同时，同时对逆变器输出电容电压进行了处理，消除了逆变器并网瞬间电网对滤波电容造成电流冲击的可能。如图1所示，相关技术通过1点的电网电压检测和2点逆变电压检测，结合一定的继电器动作策略实现上述效果。需要注意的是，在光伏并网逆变器中，母线电容的充电是依靠光伏组件实现的。如果没有光伏，那么直流侧不带电，控制回路也没有得电，即便交流有电，继电器也不会动作。
区别于光伏逆变器这类纯发电设备，光伏空调作为发用电一体设备，不仅要实现光伏富足时的光伏并网逆变，更重要的是在交流正常供电情况下保证空调外机的正常运行。在这种用电优先的设计理念基础上，要求即便没有光伏的时候，空调外机也要正常运行，因此无法采用光伏逆变器的方式(由光伏组件)为直流母线电容充电。
鉴于相关技术光伏用电设备电路中交流电源侧电路无法实现对母线电路充电控制的技术问题，本发明提供了一种光伏用电设备及其充电控制方法、装置和电路、存储介质，在交流电源侧增加充电回路以实现对母线电容的充电控制。
根据本发明的一个方面，提供一种充电控制电路，包括双继电器电路和充电继电器电路，其中：
双继电器电路设置在光伏用电设备的网侧电路和机侧电路之间；
充电继电器电路，用于在双继电器电路未闭合的情况下，闭合以实现对母线电容的平缓充电。
在本发明的一些实施例中，所述充电继电器电路包括充电继电器和充电电阻。
在本发明的一些实施例中，所述充电继电器电路跨接在双继电器电路的两端。
在本发明的一些实施例中，所述充电继电器电路的一端与网侧电路与双继电器电路的连接点相连，所述充电继电器电路的另一端与直流母线连接。
在本发明的一些实施例中，所述双继电器电路包括第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器，其中：
第一继电器和第二继电器串联连接在零线上；
第三继电器和第四继电器串联连接在火线上。
在本发明的一些实施例中，所述第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器为四个单独的交流继电器。
在本发明的一些实施例中，所述双继电器电路包括两组双开关继电器，其中：
第一双开关继电器包括第一继电器和第三继电器；
第二双开关继电器包括第二继电器和第四继电器。
在本发明的一些实施例中，所述充电控制电路还包括第一电压检测装置、第二电压检测装置和充电控制装置，其中：
第一电压检测装置，用于检测光伏用电设备的网侧电路与双继电器电路连接处的网侧电压；
第二电压检测装置，用于检测光伏用电设备的机侧电路与双继电器电路连接处的机侧电压；
充电控制装置，用于根据网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
在本发明的一些实施例中，所述充电控制电路还包括第三电压检测装置，其中：
第三电压检测装置，用于检测直流母线电压；
充电控制装置，用于根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
根据本发明的另一方面，提供一种充电控制方法，包括：
判断如上述任一实施例所述的充电控制电路中的双继电器电路是否闭合；
在双继电器电路未闭合的情况下，闭合充电继电器电路，以实现对母线电容的平缓充电。
在本发明的一些实施例中，所述充电控制方法还包括：
获取网侧电压和机侧电压；
根据网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
在本发明的一些实施例中，根据网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据网侧电压和机侧电压确定电路故障类型包括：
获取直流母线电压；
根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
在本发明的一些实施例中，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型包括：
判断网侧电压的有效值和机侧电压的有效值是否满足第一条件，其中，第一条件为网侧电压的有效值处于预定范围内，且机侧电压的有效值小于预定值；
在网侧电压的有效值和机侧电压的有效值满足第一条件的情况下，闭合充电继电器；
在网侧电压的有效值和机侧电压的有效值不满足第一条件的情况下，判定继电器失效，向外报出继电器失效故障的消息，其中，所述继电器失效故障为第一至第四继电器全部短路。
在本发明的一些实施例中，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型还包括：
在闭合充电继电器第一预定时间间隔内，判断直流母线电压是否满足第二条件，其中所述第二条件为直流母线电压大于预定电压；
在闭合充电继电器第一预定时间间隔内，直流母线电压不满足第二条件的情况下，判定直流母线短路，向外报出直流母线短路的信息。
在本发明的一些实施例中，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型还包括：
在闭合充电继电器第一预定时间间隔内，直流母线电压满足第二条件的情况下，在闭合充电继电器第一预定时间间隔后，判断直流母线电压是否满足第三条件，其中，所述第三条件为直流母线电压大于预定直流母线阈值；
在第二预定时间间隔后，若直流母线电压仍然不满足第三条件，则判定充电回路故障，向外报出充电回路故障的信息。
在本发明的一些实施例中，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型还包括：
在闭合充电继电器第一预定时间间隔后，直流母线电压满足第三条件的情况下，延时第三预定时间间隔后，闭合双继电器电路的四个继电器中的任意三个；
延时第三预定时间间隔后，断开充电继电器；
延时第三预定时间间隔后，判断机侧电压的有效值是否满足第四条件，其中，所述第四条件为机侧电压的有效值小于预定值；
若延时第四预定时间间隔后，机侧电压的有效值仍不满足第四条件，则判定继电器失效，向外报出继电器失效故障的消息，其中，所述继电器失效故障为四个继电器中未选择的继电器短路。
在本发明的一些实施例中，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型还包括：
在机侧电压的有效值满足第四条件的情况下，延时第三预定时间间隔后，断开四个继电器，闭合充电继电器；
延时第三预定时间间隔后，判断直流母线电压是否满足第五条件，其中，所述第五条件为直流母线电压继续大于预定直流母线阈值；
在直流母线电压不满足第五条件的情况下，判定充电回路故障，向外报出充电回路故障的消息。
在本发明的一些实施例中，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型还包括：
在直流母线电压满足第五条件的情况下，闭合四个继电器，闭合充电继电器；
延时第三预定时间间隔后，判断机侧电压的有效值是否满足第六条件，其中，所述第六条件为机侧电压的有效值处于预定范围内；
在机侧电压的有效值满足第六条件的情况下，判定充电控制任务完成，向外报出充电控制任务完成的消息；
在机侧电压的有效值不满足第六条件的情况下，判定继电器失效，向外报出继电器失效的消息。
根据本发明的另一方面，提供一种充电控制装置，包括：
判断单元，判断如上述任一实施例所述的充电控制电路中的双继电器电路是否闭合；
控制单元，用于在双继电器电路未闭合的情况下，闭合充电继电器电路，以实现对母线电容的平缓充电。
在本发明的一些实施例中，所述充电控制装置用于执行实现如上述任一实施例所述的充电控制方法的操作。
在本发明的一些实施例中，所述充电控制装置为如上述任一实施例所述的充电控制电路中的充电控制装置。
根据本发明的另一方面，提供一种充电控制装置，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述充电控制装置执行实现如上述任一实施例所述的充电控制方法的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种光伏用电设备，包括如上述任一实施例所述的充电控制电路，和/或，包括如上述任一实施例所述的充电控制装置。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的充电控制方法。
本发明通过在交流电源侧增加充电继电器电路，由此在双继电器未闭合时，可以通过闭合充电继电器实现对母线电容的平缓充电。
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获得其他的附图。
图1为本发明相关技术光伏并网逆变器双继电器结构的示意图。
图2为本发明充电控制电路一些实施例的示意图。
图3为本发明充电控制电路另一些实施例的示意图。
图4为本发明充电控制电路又一些实施例的示意图。
图5为本发明充电控制方法一些实施例的示意图。
图6为本发明充电控制方法另一些实施例的示意图。
图7为本发明充电控制方法又一些实施例的示意图。
图8为本发明充电控制装置一些实施例的示意图。
图9为本发明充电控制装置另一些实施例的示意图。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图2为本发明充电控制电路一些实施例的示意图。如图2所示，所述充电控制电路可以包括双继电器电路和充电继电器电路，其中：
双继电器电路设置在光伏用电设备的网侧电路和机侧电路之间。
在本发明的一些实施例中，所述光伏用电设备可以为光伏空调。
在本发明的一些实施例中，所述网侧电路可以为交流电网侧的电路。
在本发明的一些实施例中，如图2所示，所述网侧电路可以包括滤波板和交流电源。
在本发明的一些实施例中，所述机侧电路可以为光伏用电设备侧和光伏侧电路。
在本发明的一些实施例中，如图2所示，所述机侧电路可以包括电抗器、AC/DC功率模块和光伏设备。
在本发明的一些实施例中，如图2所示，所述双继电器电路可以设置在网侧电路的滤波板和机侧电路的电抗器之间。
充电继电器电路，用于在双继电器电路未闭合的情况下，闭合以实现对母线电容的平缓充电。
在本发明的一些实施例中，如图2所示，所述充电继电器电路可以包括充电继电器RLY_C和充电电阻R。
在本发明的一些实施例中，如图2所示，所述充电继电器电路跨接在双继电器电路的两端。
图3为本发明充电控制电路另一些实施例的示意图。如图3所示，所述充电继电器电路的一端与网侧电路与双继电器电路的连接点相连，所述充电继电器电路的另一端通过整流桥与直流母线连接。
在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，所述双继电器电路可以包括第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第三继电器RLY3和第四继电器RLY4，其中：
第一继电器RLY1和第二继电器RLY2串联连接在零线N上。
第三继电器RLY3和第四继电器RLY4串联连接在火线L上。
在本发明的一些实施例中，所述第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第三继电器RLY3和第四继电器RLY4为四个单独的交流继电器。
在本发明的另一些实施例中，所述双继电器电路可以包括如图1所示的两组双开关继电器，其中：
第一双开关继电器包括第一继电器RLY1和第三继电器RLY3。
第二双开关继电器包括第二继电器RLY2和第四继电器RLY4。
本发明上述实施例的双开关继电器被认为是一个器件，双开关继电器可以通过一个信号，同时对两个继电器进行闭合和断开。例如RLY1和RLY3为一组，RLY2和RLY4为一组。本发明上述实施例可以用两个控制信号来控制两组继电器。
在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，所述充电控制电路还可以包括第一电压检测装置1和第二电压检测装置2，其中：
图4为本发明充电控制电路又一些实施例的示意图。如图4所示，图2和图3实施例的充电控制电路还可以包括充电控制装置4，其中：
第一电压检测装置1和第二电压检测装置2分别与充电控制装置4连接。
充电控制装置4还分别与充电继电器RLY_C、第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第三继电器RLY3和第四继电器RLY4连接。
第一电压检测装置1，用于检测光伏用电设备的网侧电路与双继电器电路连接处的网侧电压V1。
第二电压检测装置2，用于检测光伏用电设备的机侧电路与双继电器电路连接处的机侧电压V2。
充电控制装置4，用于根据网侧电压和机侧电压控制充电继电器RLY_C、第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第三继电器RLY3和第四继电器RLY4的通断；和/或，根据网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
在本发明的一些实施例中，充电控制装置4可以用于判断如上述任一实施例所述的充电控制电路中的双继电器电路是否闭合；并在双继电器电路未闭合的情况下，闭合充电继电器电路，以实现对母线电容的平缓充电。
在本发明的一些实施例中，如图2、图3和图4所示，所述充电控制电路还可以包括第三电压检测装置3，其中：
第三电压检测装置3，用于检测直流母线电压Vdc。
在本发明的一些实施例中，第三电压检测装置3设置DC/AC的直流侧，对含有光伏DC的系统，第三电压检测装置3与光伏电池之间还有DC-DC变换器、直流接触器和滤波板。即便不含光伏DC的系统，第三电压检测装置3与光伏电池之间也是有直流接触器和滤波板，只有当接触器闭合，第三电压检测装置3和光伏电池才是一个电位点。
充电控制装置4，用于根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器RLY_C、第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第三继电器RLY3和第四继电器RLY4的通断；和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
基于本发明上述实施例提供的充电控制电路，通过在交流电源侧增加充电回路，由此可以实现对母线电容的充电控制。本发明上述实施例将交流侧充电继电器(RLY_C)和充电电阻跨接在双继电器两端，在双继电器未闭合的情况下，可以通过闭合充电继电器实现对母线电容的平缓充电。本发明上述实施例在此电路的基础上还实现了交流继电器的粘连和开路检测，以及对滤波电容冲击的抑制。
在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，所述充电控制电路还可以包括滤波电容C，其中：
滤波电容C设置在第二电压检测装置2和电抗器之间。
对图2实施例的充电控制电路而言，由于充电电阻的存在，滤波电容从没有电荷，到第一次充电(闭合充电继电器给母线电容充电)，由于此充电过程通过充电电阻和充电继电器连接到电网实现，充电电阻有限流左右，因此本发明上述实施例可以抑制滤波电容C的冲击。而图3的电路结构，无法到达此抑制效果。
本发明上述实施例中，充电控制装置4通过执行本发明充电控制方法可以实现交流继电器的粘连和开路检测等故障检测，以及对滤波电容冲击的抑制。
下面通过具体实施例对本发明充电控制方法进行描述。
图5为本发明充电控制方法一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明充电控制装置或本发明充电控制电路执行。该方法包括以下步骤：
步骤51，判断如上述任一实施例所述的充电控制电路中的双继电器电路是否闭合。
步骤52，在双继电器电路未闭合的情况下，闭合充电继电器电路，以实现对母线电容的平缓充电。
对图2实施例的充电控制电路而言，由于充电电阻的存在，滤波电容从没有电荷，到第一次充电(闭合充电继电器给母线电容充电)，由于此充电过程通过充电电阻和充电继电器连接到电网实现，充电电阻有限流左右，因此本发明上述实施例可以抑制滤波电容C的冲击。而图3的电路结构，无法到达此抑制效果。
基于本发明上述实施例提供的充电控制方法，通过在交流电源侧增加充电回路，由此可以实现对母线电容的充电控制。本发明上述实施例将交流侧充电继电器(RLY_C)和充电电阻跨接在双继电器两端，在双继电器未闭合的情况下，可以通过闭合充电继电器实现对母线电容的平缓充电。
图6为本发明充电控制方法另一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明充电控制装置或本发明充电控制电路执行。该方法包括以下步骤：
步骤61，获取网侧电压和机侧电压。
步骤62，根据网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
在本发明的一些实施例中，步骤62可以包括：
步骤621，获取直流母线电压Vdc。
步骤622，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型并向外播报。
在本发明的一些实施例中，上述电路故障类型可以包括交流继电器的粘连、开路、直流母线短路。
在本发明的一些实施例中，还可以实现对交流滤波电容的冲击抑制。
本发明上述实施例如果母线因某种外部原因出现短路，充电电阻在此短路情况持续接入的会导致充电电阻发热损坏，因此需要检查到直流母线短路，避免充电电阻长时间接入。
本发明上述实施例提供一种应用光伏用电设备的充电和双继电器电路，可实现交流继电器的粘连、开路、直流母线短路、交流滤波电容的冲击抑制等效果。
图7为本发明充电控制方法又一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明充电控制装置或本发明充电控制电路执行。
本发明上述实施例的充电回路控制实际上是通过电阻对直流母线电容进行充电，然后闭合第一继电器RLY1-第四继电器RLY4，最后旁路充电电阻的控制过程。其中需要对第一继电器RLY1-第四继电器RLY4的失效进行检测。
本发明上述实施例第一继电器RLY1-第四继电器RLY4的失效有两种：开路和短路(粘连)。
图7实施例的充电回路的控制及继电器失效检测方法可以包括以下步骤：
步骤1，进入充电回路控制和继电器失效检测任务。
步骤2，进入任务后判断网侧电压的有效值和机侧电压的有效值是否满足第一条件，其中，第一条件为网侧电压V1的有效值处于预定范围内，且机侧电压V2的有效值小于预定值。在网侧电压的有效值和机侧电压的有效值满足第一条件的情况下，执行步骤3；否则，在网侧电压的有效值和机侧电压的有效值不满足第一条件的情况下，不进行充电逻辑控制，执行步骤18，即，判定继电器失效，向外报出继电器失效故障的消息，其中，这种情况下继电器失效故障为第一继电器RLY1至第四继电器RLY4全部短路。
在本发明的一些实施例中，所述预定范围为10V-280V。
在本发明的一些实施例中，所述预定值为50V。
步骤3，闭合充电继电器RLY_C，开始给母线电容充电。
在本发明的一些实施例中，对图2实施例的充电控制电路而言，由于充电电阻的存在，滤波电容从没有电荷，到第一次充电(闭合充电继电器给母线电容充电)，由于此充电过程通过充电电阻和充电继电器连接到电网实现，充电电阻有限流左右，因此本发明上述实施例可以抑制滤波电容C的冲击。而图3的电路结构，无法到达此抑制效果。
步骤4，在闭合充电继电器第一预定时间间隔t1内，判断直流母线电压是否满足第二条件，其中所述第二条件为直流母线电压大于预定电压。在闭合充电继电器第一预定时间间隔t1内，直流母线电压不满足第二条件的情况下，执行步骤19，即，判定直流母线短路，向外报出直流母线短路的信息；否则，在闭合充电继电器第一预定时间间隔t1内，直流母线电压满足第二条件的情况下，执行步骤5。
在本发明的一些实施例中，第一预定时间间隔t1可以等于两倍的预定间隔t。
在本发明的一些实施例中，预定间隔t的可选范围为tmin-tmax，其中，最小值tmin取决于继电器动作后稳定的时间，最大值tmax受充电电阻发热影响。
在本发明的一些实施例中，预定间隔t的可选范围为0.3-1s。
在本发明的一些实施例中，预定间隔t可以为0.5s。
在本发明的一些实施例中，所述预定电压可以为25V。
步骤5，在闭合充电继电器2个预定时间间隔第一预定时间间隔t1后，判断直流母线电压是否满足第三条件，其中，所述第三条件为直流母线电压大于预定直流母线阈值。在闭合充电继电器2个预定时间间隔第一预定时间间隔t1后，直流母线电压满足第三条件的情况下，执行步骤6；否则，在延时12个预定时间间隔第二预定时间间隔t2后，若直流母线电压仍然不满足第三条件，则执行步骤20，即，判定充电回路故障，向外报出充电回路故障的信息。
在本发明的一些实施例中，第二预定时间间隔t2可以等于12倍的预定间隔t。
在本发明的一些实施例中，所述预定直流母线阈值可以为Vph*1.414*0.8。
步骤6，延时第三预定时间间隔t3后，闭合双继电器电路的四个继电器中的任意三个(例如第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第二继电器RLY3)；再延时第三预定时间间隔t3后，断开充电继电器RLY_C。
在本发明的一些实施例中，第三预定时间间隔t3可以等于12倍的预定间隔t。
步骤7，延时第三预定时间间隔t3后，判断机侧电压的有效值V2是否满足第四条件，其中，所述第四条件为机侧电压V2的有效值小于预定值。
若延时第四预定时间间隔t4后，机侧电压的有效值仍不满足第四条件，则执行步骤18，即，判定继电器失效，向外报出继电器失效故障的消息，其中，这种情况下，继电器失效故障为四个继电器中未选择的第四继电器RLY4短路。
在本发明的一些实施例中，第四预定时间间隔t4可以等于5倍的预定间隔t。
否则，在机侧电压的有效值满足第四条件的情况下，执行步骤8。
步骤8，延时第二预定时间间隔t2后，断开第一继电器RLY1-第四继电器RLY4，闭合充电继电器RLY_C；延时第二预定时间间隔t2后，闭合第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第四继电器RLY4，再延时第二预定时间间隔t2后，断开充电继电器RLY_C。
步骤9，延时第二预定时间间隔t2后，判断机侧电压的有效值V2是否满足第四条件，其中，所述第四条件为机侧电压V2的有效值小于预定值。
若延时第四预定时间间隔t4后，机侧电压的有效值仍不满足第四条件，则执行步骤18，即，判定继电器失效，向外报出继电器失效故障的消息，其中，这种情况下，继电器失效故障为四个继电器中未选择的第三继电器RLY3短路。
否则，在机侧电压的有效值满足第四条件的情况下，执行步骤10。
步骤10，延时第二预定时间间隔t2后，断开第一继电器RLY1-第四继电器RLY4，闭合充电继电器RLY_C；延时第二预定时间间隔t2后，闭合第一继电器RLY1、第三继电器RLY3、第四继电器RLY4，再延时第二预定时间间隔t2后，断开充电继电器RLY_C。
步骤11，延时第二预定时间间隔t2后，判断机侧电压的有效值V2是否满足第四条件，其中，所述第四条件为机侧电压V2的有效值小于预定值。
若延时第四预定时间间隔t4后，机侧电压的有效值仍不满足第四条件，则执行步骤18，即，判定继电器失效，向外报出继电器失效故障的消息，其中，这种情况下，继电器失效故障为四个继电器中未选择的第二继电器RLY2短路。
否则，在机侧电压的有效值满足第四条件的情况下，执行步骤12。
步骤12，延时第二预定时间间隔t2后，断开第一继电器RLY1-第四继电器RLY4，闭合充电继电器RLY_C；延时第二预定时间间隔t2后，闭合第二继电器RLY2、第三继电器RLY3、第四继电器RLY4，再延时第二预定时间间隔t2后，断开充电继电器RLY_C。
步骤13，延时第二预定时间间隔t2后，判断机侧电压的有效值V2是否满足第四条件，其中，所述第四条件为机侧电压V2的有效值小于预定值。
若延时第四预定时间间隔t4后，机侧电压的有效值仍不满足第四条件，则执行步骤18，即，判定继电器失效，向外报出继电器失效故障的消息，其中，这种情况下，继电器失效故障为四个继电器中未选择的第一继电器RLY1短路。
否则，在机侧电压的有效值满足第四条件的情况下，执行步骤14。
本发明上述实施例由于滤波电容已经被充电，充电继电器闭合后又断开，第一继电器RLY1-第四继电器RLY4未全部闭合的情况下，机侧电压V2其实为一个直流量(随机的，根据断开使交流电压的相位)，作为判断的值是V2电压是减去此直流分量的有效值。
步骤14，延时第二预定时间间隔t2后，判断直流母线电压是否满足第五条件，其中，所述第五条件为直流母线电压继续大于预定直流母线阈值(Vph*1.414*0.7)。在直流母线电压不满足第五条件的情况下，执行步骤20，即，判定充电回路故障，向外报出充电回路故障的消息。否则，在直流母线电压满足第五条件的情况下，执行步骤15。
步骤15，闭合第一继电器RLY1-第四继电器RLY4，闭合充电继电器RLY_C。
在本发明的一些实施例中，在步骤15中，虽然令第一继电器RLY1-第四继电器RLY4闭合，充电继电器断开；但若其中一个继电器开路，必然导致V1和V2完全连通，即测量V2的电压的有效值不在正常范围内(理论上V2电压减去平均值的有效值应为0)。本发明上述实施例通过上述方式可以检测出第一继电器RLY1和第四继电器RLY4存在开路失效。
步骤16，延时第二预定时间间隔t2后，判断机侧电压的有效值是否满足第六条件，其中，所述第六条件为机侧电压的有效值处于预定范围(例如160-280V)内。在机侧电压的有效值满足第六条件的情况下，执行步骤17；否则，在机侧电压的有效值不满足第六条件的情况下，执行步骤18，即，判定继电器失效，向外报出继电器失效的消息。
在本发明的一些实施例中，第二继电器RLY2和第四继电器RLY4是从芯片控制，在检测V2电压是否处于预定范围(例如160-280V)之前，会检查从芯片反馈的继电器状态(SPI)判断第二继电器RLY2和第四继电器RLY4是按要求闭合和断开，如果不符合要求，则报出充电回路故障。
步骤17，在机侧电压的有效值满足第六条件的情况下，判定充电控制任务完成，向外报出充电控制任务完成的消息。
步骤18，判定继电器失效，向外报出继电器失效的消息。
步骤19，判定直流母线短路，向外报出直流母线短路的故障信息。
步骤20，判定充电回路故障，向外报出充电回路故障的信息。
在本发明的一些实施例中，充电回路故障是通过步骤5和步骤14报出的，主要判定的依据是判断母线电压是否到达预定直流母线阈值(Vph*1.414*0.7)，因为母线短路、母线负载过大、多个继电器开路失效等原因会造成充电失败。
在本发明上述实施例中，只要继电器动作后，需要对电压和状态进行判断，优选进行一个延时t后，再进行下一步操作。
本发明上述实施例提供了一种单相光伏用电设备的充电控制和继电器失效检测电路及方法，可以实现交流继电器的粘连、开路、直流母线短路、交流滤波电容的冲击抑制(在充电继电器闭合后，交流滤波的电容充电是经由充电电阻限流实现的)。
本发明上述实施例(例如图5-图6任一实施例)的充电控制方法均可由图2实施例的充电控制电路实现。
本发明上述实施例(例如图5-图6任一实施例)的充电控制方法除去对滤波电容的冲击抑制的步骤外，均可由图3实施例的充电控制电路实现。此外，相比图2实施例，图3实施例的充电控制电路还简化了V2电压有效值的计算(V2不用减平均值)。
本发明上述实施例可以实现一种应用于光伏用电设备(发用电一体设备)的充电和继电器检测电路，在此电路基础上实现认证对继电器单一检测的要求。
本发明上述实施例可以满足相关光伏标准的继电器失效检测要求，避免对滤波电容的冲击。
本发明上述实施例的充电回路控制实际上是通过电阻对直流母线电容进行充电，然后闭合第一继电器RLY1-第四继电器RLY4，最后旁路充电电阻的控制过程。其中需要对第一继电器RLY1-第四继电器RLY4的失效进行检测。
图8为本发明充电控制装置一些实施例的示意图。如图8所示，本发明上述实施例的充电控制装置(例如图4实施例的充电控制装置4)可以包括判断单元41和控制单元42，其中：
判断单元41，判断如上述任一实施例所述的充电控制电路中的双继电器电路是否闭合。
控制单元42，用于在双继电器电路未闭合的情况下，闭合充电继电器电路，以实现对母线电容的平缓充电。
在本发明的一些实施例中，所述充电控制装置4用于执行实现如上述任一实施例(例如图5-图7任一实施例)所述的充电控制方法的操作。
基于本发明上述实施例提供的充电控制装置，通过在交流电源侧增加充电回路，由此可以实现对母线电容的充电控制。本发明上述实施例将交流侧充电继电器(RLY_C)和充电电阻跨接在双继电器两端，在双继电器未闭合的情况下，可以通过闭合充电继电器实现对母线电容的平缓充电。
图9为本发明充电控制装置另一些实施例的示意图。如图9所示，本发明上述实施例的充电控制装置(例如图4实施例的充电控制装置4)可以包括存储器48和处理器49，其中：
存储器48，用于存储指令。
处理器49，用于执行所述指令，使得所述充电控制装置4执行实现如上述任一实施例(例如图5-图7任一实施例)所述的充电控制方法的操作。
本发明上述实施例可实现交流继电器的粘连、开路、直流母线短路、交流滤波电容的冲击抑制等效果。
本发明上述实施例可以实现一种应用于光伏用电设备(发用电一体设备)的充电和继电器检测电路，在此电路基础上实现认证对继电器单一检测的要求。
本发明上述实施例的充电回路控制实际上是通过电阻对直流母线电容进行充电，然后闭合第一继电器RLY1-第四继电器RLY4，最后旁路充电电阻的控制过程。其中需要对第一继电器RLY1-第四继电器RLY4的失效进行检测。
根据本发明的另一方面，提供一种光伏用电设备，包括如上述任一实施例所述的充电控制电路，和/或，包括如上述任一实施例所述的充电控制装置4。
在本发明的一些实施例中，所述光伏用电设备可以为光伏空调。
基于本发明上述实施例提供的光伏用电设备，通过在交流电源侧增加充电回路，在双继电器未闭合的情况下，可以通过闭合充电继电器实现对母线电容的平缓充电。
本发明上述实施例可实现交流继电器的粘连、开路、直流母线短路、交流滤波电容的冲击抑制等效果。
本发明上述实施例可以实现一种应用于光伏用电设备(发用电一体设备)的充电和继电器检测电路，在此电路基础上实现认证对继电器单一检测的要求。
本发明上述实施例的充电回路控制实际上是通过电阻对直流母线电容进行充电，然后闭合第一继电器RLY1-第四继电器RLY4，最后旁路充电电阻的控制过程。其中需要对第一继电器RLY1-第四继电器RLY4的失效进行检测。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的充电控制方法。
基于本发明上述实施例提供的计算机可读存储介质，通过在交流电源侧增加充电回路，在双继电器未闭合的情况下，可以通过闭合充电继电器实现对母线电容的平缓充电。
本发明上述实施例可实现交流继电器的粘连、开路、直流母线短路、交流滤波电容的冲击抑制等效果。
本发明上述实施例可以实现一种应用于光伏用电设备(发用电一体设备)的充电和继电器检测电路，在此电路基础上实现认证对继电器单一检测的要求。
本发明上述实施例的充电回路控制实际上是通过电阻对直流母线电容进行充电，然后闭合第一继电器RLY1-第四继电器RLY4，最后旁路充电电阻的控制过程。其中需要对第一继电器RLY1-第四继电器RLY4的失效进行检测。
在上面所描述的充电控制装置可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (22)

1.一种充电控制电路，其特征在于，包括双继电器电路、充电继电器电路、第一电压检测装置、第二电压检测装置和充电控制装置，其中：
双继电器电路设置在光伏用电设备的网侧电路和机侧电路之间，其中，所述双继电器电路包括第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器，第一继电器和第二继电器串联连接在零线上，第三继电器和第四继电器串联连接在火线上；
充电继电器电路，用于在双继电器电路未闭合的情况下，闭合以实现对母线电容的平缓充电，其中，所述充电继电器电路包括串联连接的第一充电继电器和第一充电电阻、以及串联连接的第二充电继电器和第二充电电阻，第一充电继电器和第一充电电阻跨接在第一继电器和第二继电器的两端，第二充电继电器和第二充电电阻跨接在第三继电器和第四继电器的两端；充电继电器电路，用于在第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器均断开的情况下，闭合第一充电继电器和第二充电继电器以实现对母线电容的平缓充电；
第一电压检测装置，用于检测光伏用电设备的网侧电路与双继电器电路连接处的网侧电压；
第二电压检测装置，用于检测光伏用电设备的机侧电路与双继电器电路连接处的机侧电压；
充电控制装置，用于判断网侧电压的有效值和机侧电压的有效值是否满足第一条件，其中，第一条件为网侧电压的有效值处于预定范围内，且机侧电压的有效值小于预定值；在网侧电压的有效值和机侧电压的有效值满足第一条件的情况下，闭合第一充电继电器和第二充电继电器；在网侧电压的有效值和机侧电压的有效值不满足第一条件的情况下，判定继电器失效，向外报出继电器失效故障的消息，其中，所述继电器失效故障为第一至第四继电器全部短路。
2.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述充电继电器电路包括充电继电器和充电电阻。
3.根据权利要求1或2所述的充电控制电路，其特征在于，所述充电继电器电路跨接在双继电器电路的两端。
4.根据权利要求1或2所述的充电控制电路，其特征在于，所述充电继电器电路的一端与网侧电路与双继电器电路的连接点相连，所述充电继电器电路的另一端与直流母线连接。
5.根据权利要求1或2所述的充电控制电路，其特征在于，
所述第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器为四个单独的交流继电器。
6.根据权利要求1或2所述的充电控制电路，其特征在于，所述双继电器电路包括两组双开关继电器，其中：
第一双开关继电器包括第一继电器和第三继电器；
第二双开关继电器包括第二继电器和第四继电器。
7.根据权利要求5所述的充电控制电路，其特征在于：
充电控制装置，用于根据网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
8.根据权利要求7所述的充电控制电路，其特征在于，还包括第三电压检测装置，其中：
第三电压检测装置，用于检测直流母线电压；
充电控制装置，用于根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
9.一种充电控制方法，其特征在于，包括：
判断如权利要求1-8中任一项所述的充电控制电路中的双继电器电路是否闭合；
在双继电器电路未闭合的情况下，闭合充电继电器电路，以实现对母线电容的平缓充电；
获取网侧电压和机侧电压；
判断网侧电压的有效值和机侧电压的有效值是否满足第一条件，其中，第一条件为网侧电压的有效值处于预定范围内，且机侧电压的有效值小于预定值；
在网侧电压的有效值和机侧电压的有效值满足第一条件的情况下，闭合第一充电继电器和第二充电继电器；
在网侧电压的有效值和机侧电压的有效值不满足第一条件的情况下，判定继电器失效，向外报出继电器失效故障的消息，其中，所述继电器失效故障为第一至第四继电器全部短路。
10.根据权利要求9所述的充电控制方法，其特征在于，还包括：
根据网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
11.根据权利要求10所述的充电控制方法，其特征在于，根据网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据网侧电压和机侧电压确定电路故障类型包括：
获取直流母线电压；
根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型。
12.根据权利要求11所述的充电控制方法，其特征在于，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型还包括：
在闭合第一充电继电器和第二充电继电器第一预定时间间隔内，判断直流母线电压是否满足第二条件，其中所述第二条件为直流母线电压大于预定电压；
在闭合第一充电继电器和第二充电继电器第一预定时间间隔内，直流母线电压不满足第二条件的情况下，判定直流母线短路，向外报出直流母线短路的信息。
13.根据权利要求12所述的充电控制方法，其特征在于，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型还包括：
在闭合第一充电继电器和第二充电继电器第一预定时间间隔内，直流母线电压满足第二条件的情况下，在闭合第一充电继电器和第二充电继电器第一预定时间间隔后，判断直流母线电压是否满足第三条件，其中，所述第三条件为直流母线电压大于预定直流母线阈值；
在第二预定时间间隔后，若直流母线电压仍然不满足第三条件，则判定充电回路故障，向外报出充电回路故障的信息。
14.根据权利要求13所述的充电控制方法，其特征在于，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型还包括：
在闭合第一充电继电器和第二充电继电器第一预定时间间隔后，直流母线电压满足第三条件的情况下，延时第三预定时间间隔后，闭合双继电器电路的四个继电器中的任意三个；
延时第三预定时间间隔后，断开第一充电继电器和第二充电继电器；
延时第三预定时间间隔后，判断机侧电压的有效值是否满足第四条件，其中，所述第四条件为机侧电压的有效值小于预定值；
若延时第四预定时间间隔后，机侧电压的有效值仍不满足第四条件，则判定继电器失效，向外报出继电器失效故障的消息，其中，所述继电器失效故障为四个继电器中未选择的继电器短路。
15.根据权利要求14所述的充电控制方法，其特征在于，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型还包括：
在机侧电压的有效值满足第四条件的情况下，延时第三预定时间间隔后，断开四个继电器，闭合第一充电继电器和第二充电继电器；
延时第三预定时间间隔后，判断直流母线电压是否满足第五条件，其中，所述第五条件为直流母线电压继续大于预定直流母线阈值；
在直流母线电压不满足第五条件的情况下，判定充电回路故障，向外报出充电回路故障的消息。
16.根据权利要求15所述的充电控制方法，其特征在于，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压控制充电继电器电路和双继电器电路的通断，和/或，根据直流母线电压、网侧电压和机侧电压确定电路故障类型还包括：
在直流母线电压满足第五条件的情况下，闭合四个继电器，闭合第一充电继电器和第二充电继电器；
延时第三预定时间间隔后，判断机侧电压的有效值是否满足第六条件，其中，所述第六条件为机侧电压的有效值处于预定范围内；
在机侧电压的有效值满足第六条件的情况下，判定充电控制任务完成，向外报出充电控制任务完成的消息；
在机侧电压的有效值不满足第六条件的情况下，判定继电器失效，向外报出继电器失效的消息。
17.一种充电控制装置，其特征在于，包括：
判断单元，判断如权利要求1-8中任一项所述的充电控制电路中的双继电器电路是否闭合；
控制单元，用于在双继电器电路未闭合的情况下，闭合充电继电器电路，以实现对母线电容的平缓充电。
18.根据权利要求17所述的充电控制装置，其特征在于，所述充电控制装置用于执行实现如权利要求9-16中任一项所述的充电控制方法的操作。
19.根据权利要求17或18所述的充电控制装置，其特征在于，所述充电控制装置为如权利要求1-8中任一项所述的充电控制电路中的充电控制装置。
20.一种充电控制装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述充电控制装置执行实现如权利要求9-16中任一项所述的充电控制方法的操作。
21.一种光伏用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的充电控制电路，和/或，包括如权利要求17-20中任一项所述的充电控制装置。
22.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求9-16中任一项所述的充电控制方法。
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