CN109167358B - 负载运行程序切换装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种负载运行程序切换装置与方法，涉及负载检测领域。该负载运行程序切换装置与方法通过利用控制器当接收到触发信号检测模块传输的触发信号，且U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值不在预设定的阈值范围内时，切换当前的负载运行程序，从而将负载运行程序和负载状态实时匹配，避免了电压、电流畸变，提高了电能质量，也不会出现损坏单相负载的情况，同时无需新增加单相功率模块，减少了产品成本，以及机柜的空间，提高了功率密度。

Description

负载运行程序切换装置与方法

技术领域

本发明涉及负载检测领域，具体而言，涉及一种负载运行程序切换装置与方法。

背景技术

储能技术(主要指电化学储能)伴随着新能源领域的快速、广泛发展也呈现强劲的发展态势。相关储能产品，如储能功率变换系统(Power Conversion System)产品连接蓄电池(或光伏电池板)、电网(或者负载用户)实现能量交互、独立供电等功能，成为储能技术广泛应用的成功案例。

当PCS产品做为负载用户供电应用方案时，因客户端的负载情况随时可变(如三相负载、单相负载)，故PCS需要针对不同的负载情况实现自动检测，自动切换程序以确保，PCS的运行状况与实际负载情况匹配；从而达到三相/单相负载等多种条件下可靠运行的能力，且性能指标需要满足相关标准，特别是与电能质量相关的指标。

当客户端从三相负载运行状态改变至单相负载运行时，如果控制功率模块运行程序不对应发生改变的话，即三相负载的程序来控制单相负载运行，此时单相负载回路中的电压、电流畸变严重，电能质量下降严重，甚至会出现损坏单相负载的情况。而传统产品解决此问题会采用三相四模块方案，即增加一个单相功率模块的方案解决，此时，该方案就会使得PCS产品成本增加，机柜的空间扩大，功率密度降低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种负载运行程序切换装置与方法，以改善上述的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种负载运行程序切换装置，所述负载运行程序切换装置包括控制器、电流采集模块、接线盒开/关控制机构以及触发信号检测模块，所述控制器分别与所述电流采集模块、所述触发信号检测模块电连接，在接线盒开/关控制机构发生位移以控制接线盒闭合时，所述触发信号检测模块与所述接线盒开/关控制机构电连接，

所述控制器获取分别流过U相导线、V相导线、W相导线的电流；

所述触发信号检测模块用于在所述接线盒开/关控制机构控制所述接线盒打开/闭合时将检测到的触发信号传输至所述控制器，

所述控制器用于当接收到所述触发信号检测模块传输的触发信号，且所述U相导线、所述V相导线、所述W相导线的电流的不平衡度值不在预设定的阈值范围内时，切换当前的负载运行程序。

第二方面，本发明实施例还提供一种负载运行程序切换方法，应用于于负载运行程序切换装置，所述负载运行程序切换装置包括控制器、电流采集模块、接线盒开/关控制机构以及触发信号检测模块，所述控制器分别与所述电流采集模块、所述触发信号检测模块电连接，在接线盒开/关控制机构发生位移以控制接线盒闭合时，所述触发信号检测模块与所述接线盒开/关控制机构电连接，所述负载运行程序切换方法包括：

利用所述电流采集模块采集储能功率变换器中分别流过U相导线、V相导线、W相导线的电流并传输至所述控制器；

利用所述触发信号检测模块在所述接线盒开/关控制机构控制所述接线盒打开/闭合时将检测到的触发信号传输至所述控制器，

利用所述控制器当接收到所述触发信号检测模块传输的触发信号，且所述U相导线、所述V相导线、所述W相导线的电流的不平衡度值不在预设定的阈值范围内时，切换当前的负载运行程序。

与现有技术相比，本发明提供的一种负载运行程序切换装置与方法，通过利用所述控制器当接收到所述触发信号检测模块传输的触发信号，且所述U相导线、所述V相导线、所述W相导线的电流的不平衡度值不在预设定的阈值范围内时，切换当前的负载运行程序，从而将负载运行程序和负载状态实时匹配，避免了电压、电流畸变，提高了电能质量，也不会出现损坏单相负载的情况，同时无需新增加单相功率模块，减少了产品成本，以及机柜的空间，提高了功率密度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

图1为本发明实施例提供的负载运行程序切换方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的负载运行程序切换装置安装于储能变换器的电路图；

图3为本发明实施例提供的接线盒处于闭合状态时的内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的接线盒处于打开状态时的内部结构示意图；

图5为本发明实施例提供的触发信号检测模块的电路图(连接有接线盒开/关控制机构)；

图6为本发明实施例提供的负载运行程序切换装置安装于接线方式为三相负载的储能变换器的电路图；

图7为本发明实施例提供的负载运行程序切换装置安装于接线方式为单相负载的储能变换器的电路图。

图标：101-控制器；102-电流采集模块；103-接线盒开/关控制机构；104-触发信号检测模块；105-蓄电池；106-DC/AC模块；107-接线盒；108-支撑架；109-活动轴；110-金属接触片；111-可伸缩弹性结构；112-可拆卸的侧壁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参阅图1，本发明实施例提高了一种负载运行程序切换方法，应用于于负载运行程序切换装置。如图2所示，负载运行程序切换装置包括控制器101、电流采集模块102、接线盒开/关控制机构103以及触发信号检测模块104。控制器101分别与电流采集模块102、触发信号检测模块104电连接，在接线盒开/关控制机构103控制接线盒107闭合时，触发信号检测模块104与接线盒开/关控制机构103电连接。具体地，负载运行程序切换方法包括：

步骤S101：利用电流采集模块102采集储能功率变换器中分别流过U相导线、V相导线、W相导线的电流并传输至控制器101。

从而使得控制器获取到分别流过U相导线、V相导线、W相导线的电流。如图2所示，包含有三个电流采集模块102，三个电流采集模块102分别连接于储能功率变换器的U相导线、V相导线、W相导线。另外，储能功率变换器还包括蓄电池105、DC/AC模块106、三个第一电感，由三个第一电容以Y型连接形式连接而成的第一电容模块、三个第二电感、由三个第二电容以Delta型连接方式连接而成的第二电容模块以及插座装置。蓄电池105、DC/AC模块106以及三个第一电感依次串联。其中，第一电容模块的分别与U相导线、V相导线、W相导线电连接，三个第一电感分别串接于U相导线、V相导线、W相导线且位于三个电流采集模块102与第一电容模块之间。第二电容模块的一端分别与U相导线、V相导线、W相导线电连接，三个第二电感分别串接于U相导线、V相导线、W相导线且位于第二电容模块与插座装置之间。插座装置连接于第二电容模块的另一端，且连接于插座装置与DC/AC模块106之间的负极回路，且该负极回路接地。

步骤S102：利用触发信号检测模块104在接线盒开/关控制机构103控制接线盒107打开/闭合时将检测到的触发信号传输至控制器101。

具体地，如图3、图4所示，接线盒开/关控制机构103、触发信号检测模块104位于接线盒107内，即插座装置的接线盒107内。接线盒开/关控制机构103包括支撑架108、活动轴109、金属接触片110、可伸缩弹性结构111以及接线盒107的一个的可拆卸的侧壁112，触发信号检测模块104包括第一触点和第二触点，活动轴109穿过支撑架108，当接线盒开/关控制机构103控制接线盒107处于闭合状态时，接线盒107的一个的可拆卸的侧壁112与活动轴109的一端接触，活动轴109的另一端与金属接触片110连接，金属接触片110的两端分别与第一触点、第二触点对应，可伸缩弹性结构111套设于活动轴109外，可伸缩弹性结构111的一端与支撑架108连接，可伸缩弹性结构111的另一端与金属接触片110连接，如图3所示，当接线盒开/关控制机构103控制接线盒107处于闭合状态时，可伸缩弹性结构111处于拉伸状态。如图4所示，当可拆卸的侧壁112被打开的时，可伸缩弹性结构111压缩，金属接触片110被牵拉至与第一触点、第二触点接触，此时触发信号检测模块104、第一触点、第二触点及金属接触片110形成回路，从而触发信号检测模块104可以检测到触发信号。

具体地，如图5所示，触发信号检测模块104包括比较器、光耦模块、第一电阻、第二电阻、第一触点、第二触点，金属接触片110的两端分别与第一触点、第二触点对应，当接线盒开/关控制机构103控制接线盒107处于打开状态时，第一电阻、第一触点、金属接触片110、第二触点、光耦依次串联，光耦还分别与比较器的正极、第一电阻电连接。

步骤S103：利用控制器101判断是否接收到触发信号检测模块104传输的触发信号；如果是，则执行步骤S104。

步骤S104：利用控制器101判断U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值是否在预设定的阈值范围内，如果否，则步骤S105。

其中，步骤S103、步骤S104也可以同时执行。可以理解地，当工作人员改变负载状态时，需要将接线盒107的一个的可拆卸的侧壁112拆卸在接线盒107内重新接线并且刚刚接线运行的储能功率变换器的电流是非常不稳定的，因此可以通过接线盒107的一个的可拆卸的侧壁112是否被拆卸(即控制器101判断是否接收到触发信号检测模块104传输的触发信号)以及U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值来判定负载状态是否被切换，可靠性高。

步骤S105：切换当前的负载运行程序。

具体地，切换当前的负载运行程序的方式包括但不限于以下两种：

第一种：如图6所示，当接收到触发信号检测模块104传输的触发信号，且U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值小于预设定的阈值时，将当前的单相负载运行程序切换为三相负载运行程序。

通常情况下，当储能功率变换器的负载为三相负载时，如果稳定运行，U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值在5％以内，因此预设定的阈值可以为5％。

第二种：如图7所示，当接收到触发信号检测模块104传输的触发信号，且U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值大于预设定的阈值时，将当前的三相负载运行程序切换为单相负载运行程序。

通常情况下，当储能功率变换器的负载为单相负载时，如果稳定运行，U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值在大于5％。

请参阅图6、图7，本发明实施例还提供了一种负载运行程序切换装置，需要说明的是，本实施例所提供的负载运行程序切换装置，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。负载运行程序切换装置包括控制器101、电流采集模块102、接线盒开/关控制机构103以及触发信号检测模块104，控制器101分别与电流采集模块102、触发信号检测模块104电连接，在接线盒开/关控制机构103控制接线盒107闭合时，触发信号检测模块104与接线盒开/关控制机构103电连接。

电流采集模块102用于采集储能功率变换器中分别流过U相导线、V相导线、W相导线的电流并传输至控制器101。

触发信号检测模块104用于在接线盒开/关控制机构103控制接线盒107打开/闭合时将检测到的触发信号传输至控制器101。

具体地，接线盒开/关控制机构103位于接线盒107内，接线盒开/关控制机构103包括支撑架108、活动轴109、金属接触片110、可伸缩弹性结构111以及接线盒107的一个的可拆卸的侧壁112，触发信号检测模块104包括第一触点和第二触点，活动轴109穿过支撑架108，当接线盒开/关控制机构103控制接线盒107处于闭合状态时，接线盒107的一个的可拆卸的侧壁112与活动轴109的一端接触，活动轴109的另一端与金属接触片110连接，金属接触片110的两端分别与第一触点、第二触点对应，可伸缩弹性结构111套设于活动轴109外，可伸缩弹性结构111的一端与支撑架108连接，可伸缩弹性结构111的另一端与金属接触片110连接，且当接线盒开/关控制机构103控制接线盒107处于闭合状态时，可伸缩弹性结构111处于拉伸状态。

进一步地，触发信号检测模块104包括比较器、光耦模块、第一电阻、第二电阻、第一触点、第二触点，金属接触片110的两端分别与第一触点、第二触点对应，当接线盒开/关控制机构103控制接线盒107处于打开状态时，第一电阻、第一触点、金属接触片110、第二触点、光耦依次串联，光耦还分别与比较器的正极、第一电阻电连接。

控制器101用于当接收到触发信号检测模块104传输的触发信号，且U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值不在预设定的阈值范围内时，切换当前的负载运行程序。

控制器101切换当前的负载运行程序的功能包括但不限于以下两种：

第一种：控制器101具体用于当接收到触发信号检测模块104传输的触发信号，且U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值小于预设定的阈值时，将当前的单相负载运行程序切换为三相负载运行程序。

第二种：控制器101具体用于当接收到触发信号检测模块104传输的触发信号，且U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值大于预设定的阈值时，将当前的三相负载运行程序切换为单相负载运行程序其中，第二区间的最大值小于第一区间内的最小值。

综上，本发明提供的负载运行程序切换装置与方法，通过利用控制器当接收到触发信号检测模块传输的触发信号，且U相导线、V相导线、W相导线的电流的不平衡度值不在预设定的阈值范围内时，切换当前的负载运行程序，从而将负载运行程序和负载状态实时匹配，避免了电压、电流畸变，提高了电能质量，也不会出现损坏单相负载的情况，同时无需新增加单相功率模块，减少了产品成本，以及机柜的空间，提高了功率密度。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。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定义和解释。

Claims (6)

1.一种负载运行程序切换装置，其特征在于，所述负载运行程序切换装置包括控制器、接线盒开/关控制机构以及触发信号检测模块，所述控制器与所述触发信号检测模块电连接，在接线盒开/关控制机构发生位移以控制接线盒闭合时，所述触发信号检测模块与所述接线盒开/关控制机构电连接，

所述控制器获取分别流过U相导线、V相导线、W相导线的电流；

所述触发信号检测模块用于在所述接线盒开/关控制机构控制所述接线盒打开/闭合时将检测到的触发信号传输至所述控制器；

所述控制器用于当接收到所述触发信号检测模块传输的触发信号，且所述U相导线、所述V相导线、所述W相导线的电流的不平衡度值不在预设定的阈值范围内时，切换当前的负载运行程序；

其中，当所述控制器具体用于当接收到所述触发信号检测模块传输的触发信号，且所述U相导线、所述V相导线、所述W相导线的电流的不平衡度值小于预设定的阈值时，所述切换当前的负载运行程序包括：将当前的单相负载运行程序切换为三相负载运行程序；

当所述控制器具体用于当接收到所述触发信号检测模块传输的触发信号，且所述U相导线、所述V相导线、所述W相导线的电流的不平衡度值大于预设定的阈值时，所述切换当前的负载运行程序包括：将当前的三相负载运行程序切换为单相负载运行程序。

2.根据权利要求1所述的负载运行程序切换装置，其特征在于，所述接线盒开/关控制机构位于所述接线盒内，所述接线盒开/关控制机构包括支撑架、活动轴、金属接触片、可伸缩弹性结构以及所述接线盒的一个的可拆卸的侧壁，所述触发信号检测模块包括第一触点和第二触点，所述活动轴穿过所述支撑架，当所述接线盒开/关控制机构控制所述接线盒处于闭合状态时，所述接线盒的一个的可拆卸的侧壁与所述活动轴的一端接触，所述活动轴的另一端与所述金属接触片连接，所述金属接触片的两端分别与所述第一触点、所述第二触点对应，所述可伸缩弹性结构套设于所述活动轴外，所述可伸缩弹性结构的一端与所述支撑架连接，所述可伸缩弹性结构的另一端与所述金属接触片连接，且当所述接线盒开/关控制机构控制所述接线盒处于闭合状态时，所述可伸缩弹性结构处于拉伸状态。

3.根据权利要求1所述的负载运行程序切换装置，其特征在于，所述接线盒开/关控制机构、所述触发信号检测模块均位于所述接线盒内，所述接线盒开/关控制机构包括金属接触片，所述触发信号检测模块包括比较器、光耦模块、第一电阻、第二电阻、第一触点、第二触点，所述金属接触片的两端分别与所述第一触点、所述第二触点对应，当所述接线盒开/关控制机构控制所述接线盒处于打开状态时，所述第一电阻、所述第一触点、所述金属接触片、所述第二触点、所述光耦依次串联，所述光耦还分别与所述比较器的正极、所述第一电阻电连接。

4.一种负载运行程序切换方法，其特征在于，应用于负载运行程序切换装置，所述负载运行程序切换装置包括控制器、电流采集模块、接线盒开/关控制机构以及触发信号检测模块，所述控制器分别与所述电流采集模块、所述触发信号检测模块电连接，在接线盒开/关控制机构发生位移以控制接线盒闭合时，所述触发信号检测模块与所述接线盒开/关控制机构电连接，所述负载运行程序切换方法包括：

利用所述电流采集模块采集储能功率变换器中分别流过U相导线、V相导线、W相导线的电流并传输至所述控制器；

利用所述触发信号检测模块在所述接线盒开/关控制机构控制所述接线盒打开/闭合时将检测到的触发信号传输至所述控制器，

利用所述控制器当接收到所述触发信号检测模块传输的触发信号，且所述U相导线、所述V相导线、所述W相导线的电流的不平衡度值不在预设定的阈值范围内时，切换当前的负载运行程序；

其中，所述利用所述控制器当接收到所述触发信号检测模块传输的触发信号，且所述U相导线、所述V相导线、所述W相导线的电流的不平衡度值不在预设定的阈值范围内时，切换当前的负载运行程序的步骤包括：

当接收到所述触发信号检测模块传输的触发信号，且所述U相导线、所述V相导线、所述W相导线的电流的不平衡度值小于预设定的阈值时，将当前的单相负载运行程序切换为三相负载运行程序；

当接收到所述触发信号检测模块传输的触发信号，且所述U相导线、所述V相导线、所述W相导线的电流的不平衡度值大于预设定的阈值时，将当前的三相负载运行程序切换为单相负载运行程序。

5.根据权利要求4所述的负载运行程序切换方法，其特征在于，所述接线盒开/关控制机构位于所述接线盒内，所述接线盒开/关控制机构包括支撑架、活动轴、金属接触片、可伸缩弹性结构以及所述接线盒的一个的可拆卸的侧壁，所述触发信号检测模块包括第一触点和第二触点，所述活动轴穿过所述支撑架，当所述接线盒开/关控制机构控制所述接线盒处于闭合状态时，所述接线盒的一个的可拆卸的侧壁与所述活动轴的一端接触，所述活动轴的另一端与所述金属接触片连接，所述金属接触片的两端分别与所述第一触点、所述第二触点对应，所述可伸缩弹性结构套设于所述活动轴外，所述可伸缩弹性结构的一端与所述支撑架连接，所述可伸缩弹性结构的另一端与所述金属接触片连接，且当所述接线盒开/关控制机构控制所述接线盒处于闭合状态时，所述可伸缩弹性结构处于拉伸状态。

6.根据权利要求4所述的负载运行程序切换方法，其特征在于，所述接线盒开/关控制机构、所述触发信号检测模块均位于所述接线盒内，所述接线盒开/关控制机构包括金属接触片，所述触发信号检测模块包括比较器、光耦模块、第一电阻、第二电阻、第一触点、第二触点，所述金属接触片的两端分别与所述第一触点、所述第二触点对应，当所述接线盒开/关控制机构控制所述接线盒处于打开状态时，所述第一电阻、所述第一触点、所述金属接触片、所述第二触点、所述光耦依次串联，所述光耦还分别与所述比较器的正极、所述第一电阻电连接。

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