CN109301813B - 一种故障控制方法、控制器以及中高压能量变换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种故障控制方法、控制器以及中高压能量变换系统，该故障控制方法获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态，当待检测的中高压能量变换系统处于正常工作状态时，控制待检测的中高压能量变换系统处于第一直流电流源模式。当待检测的中高压能量变换系统处于直流电网电压跌落故障状态时，控制待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式。当待检测的中高压能量变换系统处于直流电网电压过压故障状态时，控制待检测的中高压能量变换系统处于第二直流电流源模式。可见，本方案中的中高压能量变换系统在正常工作状态时，作为电流源并入直流电网，当中高压能量变换系统发生降压故障时，作为电压源，能够实现对直流微网/电网的支撑。

Description

一种故障控制方法、控制器以及中高压能量变换系统
技术领域
本发明涉及电力电子变压器技术领域，特别涉及一种故障控制方法、控制器以及中高压能量变换系统。
背景技术
中高压能量变换系统(如电力电子变压器、固态变压器、能量路由器)是一种能够从低压直升到中高压的设备。通常，电力电子变压器如图1所示，其输入端与低压公共直流母线相连，控制低压公共直流母线输入端口电压恒定，即此时，电力电子变压器处于直流电压源模式。
其中，直流电压源模式要求电力电子变压器具有足够的功率容量以及动态响应速度来应对接入低压公共直流母线的负载、新能源装置、储能装置等低压侧设备。当电力电子变压器的功率容量不足或动态响应速度较慢时，会引起直流电压的波动。当直流电压波动较大时，会触发上述低压侧设备的欠压/过压保护机制，甚至会导致低压侧设备烧毁。
除此，电力电子变压器还可以如图2所示，处于直流电流源模式。然而，在该模式下，当直流微网/电网发生故障时(如电网电压跌落、暂降)，电力电子变压器无法有效支撑直流微网/电网。
因此，如何提供一种故障控制方法，能够在直流微网/电网发生故障时，电力电子变压器实现对直流微网/电网的支撑，是本领域技术人员亟待解决的一大技术问题。
发明内容
本发明提供了一种故障控制方法，能够在直流微网/电网发生故障时，电力电子变压器实现对直流微网/电网的支撑。
为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：
一种故障控制方法，应用于中高压能量变换系统，所述中高压能量变换系统包括DC/DC隔离电路以及并网电路，，所述DC/DC隔离电路的直流输入端口与直流电网相连，所述DC/DC隔离电路的直流输出端与所述并网电路相连，所述故障控制方法包括：
获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态以及故障状态，所述故障状态包括直流电网电压跌落故障状态以及直流电网电压过压故障状态；
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第一直流电流源模式；
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式；
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第二直流电流源模式，其中，所述第二直流电流源模式和所述第一直流电流源模式对应的所述DC/DC隔离电路的输出电压的预设值不同。
可选的，所述获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态，包括：
获取所述DC/DC隔离电路的直流输入端口的直流电压值；
当所述直流电压值小于第一预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态；
当所述直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态；
当所述直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态。
可选的，当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第一预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式；
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述直流输入端口的直流电压，以支撑所述直流电网的电压，并控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第二预设值，且控制所述并网电路的输入电压之和为第二预设值的3N倍，其中，N为每相所述并网电路中的级联模块的个数；
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为所述第三预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式。
可选的，在所述控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式之后，还包括：
获取直流输入端口的当前直流电压值；
当所述当前直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第二直流电流源模式；
当所述当前直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于所述第二预设电压阈值，且持续第一预设时间时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第一直流电流源模式；
当所述当前直流电压值小于所述第一预设电压阈值，且持续第二预设时间时，控制所述待检测的中高压能量变换系统停机。
一种控制器，应用于中高压能量变换系统，所述中高压能量变换系统包括DC/DC隔离电路以及并网电路，所述DC/DC隔离电路的直流输入端口与直流电网相连，所述DC/DC隔离电路的直流输出端与所述并网电路相连，所述控制器包括：
第一获取模块，用于获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态以及故障状态，所述故障状态包括直流电网电压跌落故障状态以及直流电网电压过压故障状态；
第一控制模块，用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第一直流电流源模式；
第二控制模块，用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式；
第三控制模块，用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第二直流电流源模式，其中，所述第二直流电流源模式和所述第一直流电流源模式对应的所述DC/DC隔离电路的输出电压的预设值不同。
可选的，所述第一获取模块包括：
第一获取单元，用于获取所述DC/DC隔离电路的直流输入端口的直流电压值；
第一确定单元，用于当所述直流电压值小于第一预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态；
第二确定单元，用于当所述直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态；
第三确定单元，用于当所述直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态。
可选的，所述第一控制模块，还用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第一预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式；
所述第二控制模块，还用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述直流输入端口的直流电压，以支撑所述直流电网的电压，并控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第二预设值，且控制所述并网电路的输入电压之和为第二预设值的3N倍，其中，N为每相所述并网电路中的级联模块的个数；
所述第三控制模块，还用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为所述第三预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式。
可选的，还包括：
第二获取模块，用于获取直流输入端口的当前直流电压值；
第四控制模块，用于当所述当前直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第二直流电流源模式；
第五控制模块，用于当所述当前直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于所述第二预设电压阈值，且持续第一预设时间时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第一直流电流源模式；
第六控制模块，用于当所述当前直流电压值小于所述第一预设电压阈值，且持续第二预设时间时，控制所述待检测的中高压能量变换系统停机。
一种中高压能量变换系统，包括：DC/DC隔离电路、并网电路以及本发明第二方面任一项所述的控制器，所述DC/DC隔离电路包括多个DC/DC变换器，所述并网电路包括多个级联模块以及交流并网滤波器；
多个所述DC/DC变换器的输入端并联，且均与直流电网的输入端相连；
每个所述DC/DC变换器的输出端与所述级联模块的输入端并联，多个所述级联模块的交流输出端相串联，通过所述交流并网滤波器与交流电网的输入端相连；
所述控制器分别与所述DC/DC隔离电路以及所述并网电路相连。
可选的，所述DC/DC变换器为LC串联谐振变流器、LLC串联谐振变流器、双有源DC/DC变流器、全桥DC/DC变换器、功率双向LC串联谐振变流器或功率双向LLC串联谐振变流器；
所述级联模块为DC/AC变换器。
本发明提供了一种故障控制方法，应用于中高压能量变换系统，首先获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态，当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第一直流电流源模式。当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式。当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第二直流电流源模式。可见，本方案中的中高压能量变换系统在正常工作状态时，处于直流电流源模式并入直流电网，当中高压能量变换系统发生故障时，处于直流电压源模式，能够实现对直流微网/电网的支撑。
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为现有技术中一种电力电子变压器的应用示意图；
图2为现有技术中另一种电力电子变压器的应用示意图；
图3为本实施例提供的一种故障控制方法的流程示意图；
图4为本实施例提供的一种中高压能量变换系统的结构示意图；
图5为本实施例提供的一种中高压能量变换系统的又一结构示意图；
图6a-图6d为本实施例提供的DC/DC变换器的多种具体结构示意图；
图7为本实施例提供的一种多绕组单输入多输出结构的DC/DC变换器的结构示意图；
图8为本实施例提供的又一种多绕组单输入多输出结构的DC/DC变换器的结构示意图；
图9为本实施例提供的一种故障控制方法的又一流程示意图；
图10为本实施例提供的一种故障控制方法的又一流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
请参阅图3，本实施例提供了一种故障控制方法，应用于中高压能量变换系统，当中高压能量变换系统在正常工作状态时，处于直流电流源模式并入直流电网，当中高压能量变换系统发生故障时，处于直流电压源模式，能够实现对直流微网/电网的支撑。
具体的，本实施例中，中高压能量变换系统可以如图4所示，包括DC/DC隔离电路41以及并网电路42。其中，如图5所示，DC/DC隔离电路41包括多个DC/DC变换器501，所述并网电路42包括多个级联模块502以及交流并网滤波器503。
具体的，多个所述DC/DC变换器501的输入端并联，且均与直流电网的输入端Udc相连。每个所述DC/DC变换器501的输出端与所述级联模块502的输入端并联，多个所述级联模块502的交流输出端相连，通过所述交流并网滤波器503与交流电网的输入端相连。
需要说明的是，在本实施例中，多个所述级联模块的交流输出级联起来构成一相输出，三相输出通过并网滤波器以星型或角型方式并入交流电网。
在上述实施例的基础上，如图6a-6d，本实施例中的所述DC/DC变换器可以为LC串联谐振变流器、LLC串联谐振变流器、双有源DC/DC变流器、全桥DC/DC变换器、功率双向LC串联谐振变流器或功率双向LLC串联谐振变流器。并且，在本实施例中，如图7以及图8所示，DC/DC变换器还可以采用多绕组单输入多输出结构，其中多输出端口采用串联构成一个总的输出。
所述级联模块为DC/AC变换器，可以采用但不限于全桥、NPC全桥、飞跨电容全桥等拓扑。
基于上述中高压能量变换系统的结构，本实施例提供的故障控制方法包括：
S31、获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态。
其中，在本实施例中，待检测的中高压能量变换系统的工作状态是指中高压能量变换系统检测到的直流电网的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态以及故障状态，所述故障状态包括直流电网电压跌落故障状态以及直流电网电压过压故障状态。
具体的，在本实施例中，正常情况下，直流电网电压也就是系统控制器检测到的总直流输入端口直流电压Udc同第一电压阈值Uth1和第二电压阈值Uth2之间的关系应为Uth1≤Udc≤Uth2。当发生直流电网电压跌落故障时，Udc<Uth1；当发生直流电网电压高压过压故障时，Uth2<Udc。
在本实例中，假定正常直流电网额定电压400V，电网电压允许-10％～+10％之间波动，此时，可设置Uth1＝360V、Uth2＝440V。当系统控制器检测到的总直流输入端口直流电压Udc<360V，系统可判定直流电网发生电压跌落故障。当系统控制器检测到的总直流输入端口直流电压Udc>440V，系统可判定直流电网发生高压过压故障。
S32、当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第一直流电流源模式；
S33、当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式；
S34、当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第二直流电流源模式。
可见，本方案中的中高压能量变换系统在正常工作状态时，作为直流电流源并入直流电网，当中高压能量变换系统发生降压故障时，作为直流电压源，能够实现对直流微网/电网的支撑。
在上述实施例的基础上，如图9所示，本实施例还提供了一种所述获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态的具体实现方法，如下：
S91、获取直流输入端口的直流电压值；
S92、当所述直流电压值小于第一预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态；
S93、当所述直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态；
S94、当所述直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态。
具体的，当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第一预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式。
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述直流输入端口的直流电压值，并控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第二预设值，且控制所述并网电路的输入电压之和为第二预设值的3N倍，其中，N为每相所述并网电路中的级联模块的个数。
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为所述第三预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式。
在上述实施例的基础上，如图10所示，本实施例还在所述控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式之后，还包括：
S101、获取直流输入端口的当前直流电压值；
S102、当所述当前直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第二直流电流源模式；
S103、当所述当前直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于所述第二预设电压阈值，且持续第一预设时间时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第一直流电流源模式；
S104、当所述当前直流电压值小于所述第一预设电压阈值，且持续第二预设时间时，控制所述待检测的中高压能量变换系统停机。
示意性的，本实施例首先获取中高压能量变换系统的系统控制器检测总直流输入端口直流电压Udc，根据Udc同第一电压阈值Uth1、第二电压阈值Uth2之间的关系(其中Uth1<Uth2)，选择下一步操作。
当Uth1≤Udc≤Uth2时，判定直流电网电压无故障，系统控制器控制所述中高压能量变换系统工作于第一直流电流源模式为直流电网供电(其中，“供电”指电能从交流电网流向直流电网，也可以是直流电网流向交流电网，或者两者之间无能量流通)，所述第一直流电流源模式在本系统中特征为：
a)中高压能量变换系统不控制总直流输入端口直流电压值；
b)各DC/DC变换器可采用开环控制，或者采用闭环控制，控制DC/DC输出电压为预设值Vdc1；
c)高压并网级以恒流或者恒功率的形式并交流电网，具体为设定电流指令I1*作为高压并网级的有功电流环指令值，或设定功率指令P1*，利用功率指令P1*和电网电压作除法就可以得到实际的电流指令；
需要说明的是，在本实施例中，可以设定能量或功率从交流电网流向直流电网为正方向，反之为负方向，或者高压并网级交流电流从交流电网流向高压并网级变换器为正方向，反之为负方向。
d)继续比较总直流输入端口直流电压Udc与第一电压阈值Uth1、第二电压阈值Uth2之间的关系。
当Udc<Uth1时，判定直流电网发生电网电压跌落故障，切换成直流电压源模式为直流电网供电，所述直流电压源模式在本系统中特征为：
a)中高压能量变换系统控制总直流输入端口直流电压值；
b)各DC/DC变换器可采用开环控制，或者采用闭环控制，控制DC/DC输出电压为预设值Vdc2，其中预设值Vdc2可为固定值，也可以是总输入端口电压值或其数值乘以比例系数k；
c)高压并网级控制所有级联模块直流输入电压之和为3N×Vdc2或平均值为预设值Vdc2，其中N为一相级联模块个数，上述3N×Vdc2和Vdc2为电压环指令值，具体的上述指令值同反馈值之差作为电压环调节器输入，电压环调节器输出作为有功电流环输入。
当Udc>Uth2时，判定直流电网发生高压过压故障，系统控制器控制所述中高压能量变换系统工作于第二直流电流源模式为直流电网供电，相对于Uth1≤Udc≤Uth2时要减小从交流电网流向直流电网的电能，所述第二直流电流源模式在本系统中特征为：
a)中高压能量变换系统不控制总直流输入端口直流电压值；
b)各DC/DC变换器可采用开环控制，或者采用闭环控制，控制DC/DC输出电压为预设值Vdc3；
c)高压并网级以恒流或者恒功率的形式并交流电网，具体为设定一个电流指令I2*作为高压并网级的有功电流环指令值，或设定一个功率指令P2*，利用功率指令P2*和电网电压作除法就可以得到实际的电流指令；所述减小从交流电网流向直流电网的电能，具体的，既可以减小交流电流指令(I2*-I1*<0)或功率指令(P2*-P1*<0)，也可以直接停止向直流电网供电(电流指令I2*或功率指令P2*设置为0)，或者反向从直流电网向交流电网输送电能(电流指令或功率指令设置为负值)；
d)继续比较总直流输入端口直流电压Udc与第一电压阈值Uth1、第二电压阈值Uth2之间的关系。
在所述控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式之后，系统控制器检测总直流输入端口直流电压：
a)检测到Udc>Uth2时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第二直流电流源模式。
b)检测到Uth1≤Udc≤Uth2，且持续维持第一预设时间T1：尝试判断直流电网是否恢复，系统控制器控制所述中高压能量变换系统切换成工作于第一直流电流源模式，并确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第一直流电流源模式。
c)检测到Udc<Uth1，且持续维持第二预设时间T2：系统控制器判断认为系统无法提供现有电网供电，系统控制器命令系统停机。
d)其他：维持系统工作于直流电压源模式，并检测总直流输入端口直流电压。
可见，本方案中的中高压能量变换系统在正常工作状态时，作为电流源并入直流电网，当中高压能量变换系统发生降压故障时，作为电压源，能够实现对直流微网/电网的支撑。
在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种中高压能量变换系统的控制器，与上述控制方法对应，包括：
第一获取模块，用于获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态以及故障状态，所述故障状态包括直流电网电压跌落故障状态以及直流电网电压过压故障状态；
第一控制模块，用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第一直流电流源模式；
第二控制模块，用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式；
第三控制模块，用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第二直流电流源模式。
其中，所述第一获取模块包括：
第一获取单元，用于获取直流输入端口的直流电压值；
第一确定单元，用于当所述直流电压值小于第一预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态；
第二确定单元，用于当所述直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态；
第三确定单元，用于当所述直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态。
其中，所述第一控制模块，还用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第一预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式；
所述第二控制模块，还用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述直流输入端口的直流电压值，并控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第二预设值，且控制所述并网电路的输入电压之和为第二预设值的3N倍，其中，N为每相所述并网电路中的级联模块的个数；
所述第三控制模块，还用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为所述第三预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式。
除此，还包括：
第二获取模块，用于获取直流输入端口的当前直流电压值；
第四控制模块，用于当所述当前直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第二直流电流源模式；
第五控制模块，用于当所述当前直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于所述第二预设电压阈值，且持续第一预设时间时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第一直流电流源模式；
第六控制模块，用于当所述当前直流电压值小于所述第一预设电压阈值，且持续第二预设时间时，控制所述待检测的中高压能量变换系统停机。
该控制装置的工作原理请参见上述方法实施例，在此不重复叙述。
综上，本发明提供了一种故障控制方法，应用于中高压能量变换系统，首先获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态，当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第一直流电流源模式。当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式。当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第二直流电流源模式。可见，本方案中的中高压能量变换系统在正常工作状态时，处于直流电流源模式并入直流电网，当中高压能量变换系统发生故障时，处于直流电压源模式，能够实现对直流微网/电网的支撑。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种故障控制方法，其特征在于，应用于中高压能量变换系统，所述中高压能量变换系统包括DC/DC隔离电路以及并网电路，所述DC/DC隔离电路的直流输入端口与直流电网相连，所述DC/DC隔离电路的直流输出端与所述并网电路相连，所述故障控制方法包括：
获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态以及故障状态，所述故障状态包括直流电网电压跌落故障状态以及直流电网电压过压故障状态；
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第一直流电流源模式，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第一预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式；
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式，控制所述DC/DC隔离电路的直流输入端口的直流电压，以支撑所述直流电网的电压；
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第二直流电流源模式，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第三预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式。
2.根据权利要求1所述的故障控制方法，其特征在于，所述获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态，包括：
获取所述DC/DC隔离电路的直流输入端口的直流电压值；
当所述直流电压值小于第一预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态；
当所述直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态；
当所述直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态。
3.根据权利要求2所述故障控制方法，其特征在于，
当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第二预设值，且控制所述并网电路的输入电压之和为第二预设值的3N倍，其中，N为每相所述并网电路中的级联模块的个数。
4.根据权利要求3所述的故障控制方法，其特征在于，在所述控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式之后，还包括：
获取直流输入端口的当前直流电压值；
当所述当前直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第二直流电流源模式；
当所述当前直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于所述第二预设电压阈值，且持续第一预设时间时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第一直流电流源模式；
当所述当前直流电压值小于所述第一预设电压阈值，且持续第二预设时间时，控制所述待检测的中高压能量变换系统停机。
5.一种控制器，其特征在于，应用于中高压能量变换系统，所述中高压能量变换系统包括DC/DC隔离电路以及并网电路，所述DC/DC隔离电路的直流输入端口与直流电网相连，所述DC/DC隔离电路的直流输出端与所述并网电路相连，所述控制器包括：
第一获取模块，用于获取待检测的中高压能量变换系统的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态以及故障状态，所述故障状态包括直流电网电压跌落故障状态以及直流电网电压过压故障状态；
第一控制模块，用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第一直流电流源模式，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第一预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式；
第二控制模块，用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于直流电压源模式，控制所述DC/DC隔离电路的直流输入端口的直流电压，以支撑所述直流电网的电压；
第三控制模块，用于当所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态时，控制所述待检测的中高压能量变换系统处于第二直流电流源模式，控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第三预设值，并控制所述并网电路处于恒流或恒功率模式。
6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述第一获取模块包括：
第一获取单元，用于获取所述DC/DC隔离电路的直流输入端口的直流电压值；
第一确定单元，用于当所述直流电压值小于第一预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压跌落故障状态；
第二确定单元，用于当所述直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述正常工作状态；
第三确定单元，用于当所述直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，确定所述待检测的中高压能量变换系统处于所述直流电网电压过压故障状态。
7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，
所述第二控制模块，还用于控制每个所述DC/DC隔离电路的输出电压为第二预设值，且控制所述并网电路的输入电压之和为第二预设值的3N倍，其中，N为每相所述并网电路中的级联模块的个数。
8.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，还包括：
第二获取模块，用于获取直流输入端口的当前直流电压值；
第四控制模块，用于当所述当前直流电压值大于所述第二预设电压阈值时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第二直流电流源模式；
第五控制模块，用于当所述当前直流电压值大于等于所述第一预设电压阈值且小于等于所述第二预设电压阈值，且持续第一预设时间时，切换所述待检测的中高压能量变换系统处于所述第一直流电流源模式；
第六控制模块，用于当所述当前直流电压值小于所述第一预设电压阈值，且持续第二预设时间时，控制所述待检测的中高压能量变换系统停机。
9.一种中高压能量变换系统，其特征在于，包括：DC/DC隔离电路、并网电路以及权利要求5-8任一项所述的控制器，所述DC/DC隔离电路包括多个DC/DC变换器，所述并网电路包括多个级联模块以及交流并网滤波器；
多个所述DC/DC变换器的输入端并联，且均与直流电网的输入端相连；
每个所述DC/DC变换器的输出端与所述级联模块的输入端并联，多个所述级联模块的交流输出端相串联，通过所述交流并网滤波器与交流电网的输入端相连；
所述控制器分别与所述DC/DC隔离电路以及所述并网电路相连。
10.根据权利要求9所述的中高压能量变换系统，其特征在于，所述DC/DC变换器为LC串联谐振变流器、LLC串联谐振变流器、双有源DC/DC变流器、全桥DC/DC变换器、功率双向LC串联谐振变流器或功率双向LLC串联谐振变流器；
所述级联模块为DC/AC变换器。
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