CN109429542B - 功率转换装置和确定断路装置的操作状态的方法 - Google Patents

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Abstract

功率转换装置被设置在DC电源和AC电路径之间，该功率转换装置包括：断路装置，其被设置到功率转换装置中的输出电路径的至少一条线；第一电压传感器，其被配置成在断路装置的初级侧检测输出电路径的线之间的电压；第二电压传感器，其被配置成在断路装置的次级侧检测输出电路径的线之间的电压；以及确定单元，其被配置成基于来自第一电压传感器和第二电压传感器的检测输出，计算初级侧电压和次级侧电压、以及初级侧相位和次级侧相位，并且通过发生其中初级侧电压和次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且初级侧相位和次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件来确定断路装置被开路。

Description

功率转换装置和确定断路装置的操作状态的方法
技术领域
本发明涉及一种功率转换装置和用于断路装置的操作状态确定方法。
本申请要求于2016年6月9日提交的日本专利申请No.2016-115235的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
为了连接诸如光伏面板或蓄电池的DC电源和AC电路径，使用通过半导体开关的高频开关执行DC/AC功率转换的功率转换装置。例如，功率转换装置在输出电路径(AC侧)上具有用于过电流保护的断路装置。作为断路装置，能够使用断路器或熔断器。从成本性能的角度来看，优选使用熔断器，因为非常罕见断路装置实际地中断过电流，并且熔断器的成本低于断路器。
还存在能够在熔化时输出接触信号的高功能的熔断器。而且在此，从成本性能的角度来看，不具有这种功能的简单的熔断器是优选的。在使用这种熔断器的情况下，能够基于熔断器两侧的电压使用例如CPU(中央处理单元)通过情况确定来检测熔断器的熔化(例如，参见专利文献1)。情况确定指的是，关于熔断器的初级侧电压和次级侧电压中的每一个，执行与阈值的比较和关于是否存在周期性变化的确定。
引用列表
[专利文献]
专利文献1：日本专利公开No.2008-259295
发明内容
作为本发明的产品的一个表达是在DC电源和AC电路径之间设置的功率转换装置，该功率转换装置包括：断路装置，其被设置到功率转换装置中的输出电路径的至少一条线；第一电压传感器，其被配置成在断路装置的初级侧检测输出电路径的线之间的电压；第二电压传感器，其被配置成在断路装置的次级侧检测与输出电路径的线对应的线之间的电压；以及确定单元，其被配置成基于来自第一电压传感器和第二电压传感器的检测输出，计算初级侧电压和次级侧电压、以及初级侧相位和次级侧相位，并且通过发生其中初级侧电压和次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且初级侧相位和次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件来确定断路装置被开路。
作为产品的另一表达是设置在DC电源和AC电路径之间的功率转换装置，该功率转换装置包括：熔断器，其被设置到功率转换装置中的输出电路径的至少一条线；第一电压传感器，其被配置成在熔断器的初级侧检测输出电路径的线之间的电压；第二电压传感器，其被配置成在熔断器的次级侧检测与输出电路径的线对应的线之间的电压；确定单元，其被配置成基于来自第一电压传感器和第二电压传感器的检测输出，计算初级侧电压和次级侧电压，以及初级侧相位和次级侧相位，通过发生其中初级侧电压和次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且初级侧相位和次级侧相位的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件，确定熔断器被熔化，并且通过出现其中电压差的绝对值大于电压差阈值并且相位差的绝对值小于相位差阈值的事件来确定AC电路径的电压已经被降低。
作为方法的一种表达是用于断路装置的操作状态确定方法，其中断路装置的操作状态由提供给设置在DC电源和AC电路径之间的功率转换装置的确定单元确定，断路装置被提供给功率转换装置中的输出电路径的至少一条线，该操作状态确定方法包括：在断路装置的初级侧检测输出电路径的线之间的电压，并且在断路装置的次级侧，检测与输出电路径的线对应的线之间的电压；基于在初级侧和次级侧检测到的电压，计算初级侧电压和次级侧电压，以及初级侧相位和次级侧相位；并且通过发生其中初级侧电压和次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且初级侧相位和次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件，确定断路装置被开路。
附图说明
图1是示出包括功率转换装置的分布式电源系统的电路配置的第一示例的图。
图2是示出由确定单元执行的熔断器的操作状态确定的处理过程的流程图。
图3是示出包括功率转换装置的分布式电源系统的电路配置的第二示例的图。
图4是示出包括功率转换装置的分布式电源系统的电路配置的第三示例的图。
图5是示出包括功率转换装置的分布式电源系统的电路配置的第四示例的图。
图6是示出包括功率转换装置的分布式电源系统的电路配置的第五示例的图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
在关于熔断器的初级侧电压和次级侧电压中的每一个执行与阈值的比较和关于是否存在周期性变化的确定的方法中，难以区分例如商业电网的AC电压暂时急剧下降的情况与熔断器熔化的情况。
例如，当检测到其中熔断器的初级侧的电压减小并且次级侧存在周期性变化的状态时，能够确定熔断器已熔化。然而，在熔断器正常但AC电压暂时降低的情况下，能够发生其中熔断器的初级侧的电压减小并且次级侧存在周期性变化的状态。也就是说，即使熔断器实际上没有熔化，可能错误地确定熔断器已熔化。
还能够确定当检测到其中熔断器的初级侧的电压等于或小于初级侧的阈值并且次级侧的电压等于或大于次级侧的阈值的状态时熔断器已熔化。然而，在输出电路径是单相三线型的情况下，取决于选择哪两条线来检测电压，变得难以进行确定。也就是说，在熔断器正常但AC电压暂时降低的情况下，其中熔断器的初级侧的电压等于或小于初级侧的阈值并且次级侧的电压等于或大于次级侧的阈值的状态能够发生。也就是说，即使熔断器实际上没有熔化，可能错误地确定熔断器已熔化。
鉴于上述问题，本公开的目的在于，在确定诸如功率转换装置的熔断器的断路装置是否开路时，防止错误确定并且可靠地检测仅断路装置被开路的情况。
[本公开的效果]
根据本公开，在确定功率转换装置的断路装置是否开路时，能够防止错误确定，并且能够可靠地检测仅断路装置被开路的情况。
[实施例的概述]
本发明的实施例的概述包括至少下述内容。
(1)这是设置在DC电源和AC电路径之间的功率转换装置，该功率转换装置包括：断路装置，被设置到功率转换装置中的输出电路径的至少一条线；第一电压传感器，被配置成在断路装置的初级侧检测输出电路径的线之间的电压；第二电压传感器，被配置成在断路装置的次级侧检测与输出电路径的线对应的线之间的电压；以及确定单元，被配置成基于来自第一电压传感器和第二电压传感器的检测输出，计算初级侧电压和次级侧电压，以及初级侧相位和次级侧相位，并且通过发生其中初级侧电压和次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且初级侧相位和次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件来确定断路装置被开路。
在上述功率转换装置中，当断路装置被开路时，电压差的绝对值变得大于电压差阈值并且相位差的绝对值变得大于相位差阈值，并且因此，通过发生此事件，能够检测到断路装置的开路。以这种方式，通过检测其中满足基于断路装置两侧之间的相对比较的电压差和相位差的两个要求的事件，能够可靠地检测断路装置的开路。结果，在确定功率转换装置的断路装置是否开路时，能够防止错误确定，并且能够可靠地检测仅断路装置被开路的情况。
(2)在(1)的功率转换装置中，例如，通过发生其中电压差的绝对值大于电压差阈值并且相位差的绝对值小于相位差阈值的事件，确定单元能够确定AC电路径的电压已经减小。
当AC电路径的电压暂时急剧下降时，能够假设即使断路装置被闭合，电压差的绝对值也变得大于电压差阈值。然而，同样在这种情况下，在初级侧相位和次级侧相位之间不会发生比相位差阈值更大的相位差。因此，能够防止临时电压降低被错误地确定为断路装置的开路。
(3)在(1)或(2)的功率转换装置中，例如，电压差阈值等于或小于线之间的正常电压的10％。
在这种情况下，将电压差阈值设置为等于或小于10％的相对小的值，由此确保通过开路断路装置来满足此要求。相反，这能够导致错误确定的可能性增加，但是通过AND(逻辑与)也对相位差执行确定，能够防止错误确定。
(4)在(1)至(3)中的任意一项的功率转换装置中，例如，在功率转换装置执行电力互连的情况下，确定单元在停止状态或待机状态下执行确定，并且在功率转换装置执行独立操作的情况下，确定单元在独立操作状态下执行确定。
因此，能够选择性地执行电力互连或独立操作的功率转换装置能够在电力互连情况和独立操作情况两者中以相同的方式执行确定。
(5)在(1)至(4)中的任意一项的功率转换装置中，例如，输出电路径为单相三线型；当初级侧电压是作为电压线的两条线之间的电压时，次级侧电压也是作为电压线的两条线之间的电压；并且当初级侧电压是包括中性线的两条线之间的电压时，次级侧电压也是包括中性线的两条线之间的电压。
因此，同样在单相三线型的功率转换装置中，能够以相同的方式执行确定。
(6)从更具体的方面，这是在DC电源和AC电路径之间提供的功率转换装置，该功率转换装置包括：熔断器，被设置到功率转换装置中的输出电路径的至少一条线；第一电压传感器，被配置成在熔断器的初级侧检测输出电路径的线之间的电压；第二电压传感器，被配置成在熔断器的次级侧检测与输出电路径的线对应的线之间的电压；以及确定单元，被配置成基于来自第一电压传感器和第二电压传感器的检测输出，计算初级侧电压和次级侧电压，以及初级侧相位和次级侧相位，通过发生其中初级侧电压和次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且初级侧相位和次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件，确定熔断器已熔化，并且通过发生其中电压差的绝对值大于电压差阈值并且相位差的绝对值小于相位差阈值的事件，确定AC电路径的电压已经降低。
在上述功率转换装置中，当熔断器已熔化时，电压差的绝对值变得大于电压差阈值，并且相位差的绝对值变得大于相位差阈值，并且因此，通过发生此事件，能够检测熔断器的熔化。以这种方式，通过检测其中满足基于熔断器两侧之间的相对比较的电压差和相位差的两个要求的事件，能够可靠地检测熔断器的熔化。
另外，当AC电路径的电压暂时急剧下降时，能够假设即使熔断器正常，电压差的绝对值也变得大于电压差阈值。然而，同样在这种情况下，在初级侧相位和次级侧相位之间不会发生比相位差阈值更大的相位差。因此，能够防止临时电压降低被错误地确定为熔断器的熔化。结果，在确定功率转换装置的断路装置是否开路时，能够防止错误确定并且能够可靠地检测仅断路装置被开路的情况。
(7)从方法方面，这是用于断路装置的操作状态确定方法，其中断路装置的操作状态由提供给设置在DC电源和AC电路径之间的功率转换装置的确定单元确定，断路装置被设置到功率转换装置中的输出电路径的至少一条线，该操作状态确定方法包括：在断路装置的初级侧检测输出电路径的线之间的电压，并且在断路装置的次级侧检测与输出电路径的线相对应的线之间的电压；基于在初级侧和次级侧检测到的电压，计算初级侧电压和次级侧电压，以及初级侧相位和次级侧相位；以及通过发生其中初级侧电压和次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且初级侧相位和次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件，确定断路装置被开路。
在用于断路装置的上述操作状态确定方法中，当断路装置被开路时，电压差的绝对值变得大于电压差阈值并且相位差的绝对值变得大于相位差阈值，并且因此，通过发生此事件，能够检测到断路装置的开路。以这种方式，通过检测其中满足基于断路装置两侧之间的相对比较的电压差和相位差的两个要求的事件，能够可靠地检测断路装置的开路。结果，在确定功率转换装置的断路装置是否被开路时，能够防止错误确定，并且能够可靠地检测仅断路装置被开路的情况。
注意，上面(1)和(2)中描述的功率转换装置也能够被如下地表达。即，这是设置在DC电源和AC电路径之间的功率转换装置，该功率转换装置包括：断路装置，被设置到功率转换装置中的输出电路径的至少一条线；第一电压传感器，被配置成在断路装置的初级侧检测输出电路径的线之间的电压；第二电压传感器，被配置成在断路装置的次级侧检测与输出电路径的线对应的线之间的电压；以及确定单元，被配置成基于来自第一电压传感器和第二电压传感器的检测输出来计算初级侧电压和次级侧电压，以及初级侧相位和次级侧相位。在确定相位差之前，确定单元执行关于初级侧电压和次级侧电压之间的电压差的确定。在初级侧电压和次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值的情况下，并且然后，(a)如果初级侧相位和次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值，则确定单元确定断路装置被开路，并且(b)如果初级侧相位和次级侧相位之间的相位差的绝对值小于相位差阈值，则确定单元确定AC电路径的电压已经减小。
在上述功率转换装置中，当断路装置被开路时，电压差的绝对值变得大于电压差阈值并且相位差的绝对值变得大于相位差阈值，并且因此，通过发生此事件，能够检测到断路装置的开路。以这种方式，通过检测其中满足基于断路装置两侧之间的相对比较的电压差和相位差的两个要求的事件，能够可靠地检测断路装置的开路。结果，在确定功率转换装置的断路装置是否被开路时，能够防止错误确定并且能够可靠地检测仅断路装置被开路的情况。
另外，通过预先执行关于电压差的确定，能够至少可靠地捕获断路装置的开路。接下来，执行关于相位差的确定。如果AC电路径的电压暂时急剧下降，则能够假设即使断路装置被闭合，电压差的绝对值也变得大于电压差阈值。然而，同样在这种情况下，在初级侧相位和次级侧相位之间不会出现比相位差阈值更大的相位差。因此，能够防止临时电压降低被错误地确定为断路装置的开路。
[实施例的细节]
在下文中，将参考附图描述根据本发明的一个实施例的用于断路装置的功率转换装置和操作状态确定方法。
<<第一示例中的电路配置>>
图1是示出包括功率转换装置的分布式电源系统的电路配置的第一示例的图。在图1中，功率转换装置1被设置在DC电源2和AC电路径3之间，并执行DC/AC功率转换。DC电源2是例如光伏面板。AC电路径3包括到功率转换装置1被设置的消费者的负载3L的电路径，以及商用电网3P。
功率转换装置1包括：转换器10，用于执行DC/AC功率转换；熔断器11，作为断路装置，被设置在来自转换器10的输出电路径u、v中的一个(u)上；电力互连继电器12；控制单元13；确定单元14；电压传感器15；以及电压传感器16。转换器10被配置成单个逆变器，或者具有在逆变器(未示出)之前设置的DC/DC转换器的逆变器。电压传感器15检测熔断器11的初级侧的u-v电压。电压传感器16检测熔断器11的次级侧的u-v电压。
控制单元13和确定单元14中的每一个包括CPU，并且通过CPU执行软件(计算机程序)实现必要的控制功能和确定功能。软件存储在控制单元13和确定单元14的存储装置(未示出)中。应注意，控制单元13和确定单元14也能够被配置有仅由不包括CPU的硬件形成的电路。控制单元13控制转换器10的开关操作，并且还对电力互连继电器12执行开路(open)/闭合(close)控制。通常，电力互连继电器12被闭合，并且在商用电网3P停电时，根据来自控制单元13的命令其被开路。来自电压传感器15和电压传感器16的检测输出被给予确定单元14。控制单元13和确定单元14能够相互通过并且从彼此接收信号。
<<作为功率转换装置的基本操作>>
如上所述配置的功率转换装置1通过转换器10将从DC电源2输出的功率转换成AC功率。AC电压/电流经过熔断器11和闭合的电力互连继电器12并且被供应给AC电路径3。负载3L消耗AC功率，并且能够通过反向电力流来销售剩余电力。
<<断路装置的操作状态确定>>
接下来，将描述作为断路装置的熔断器11的操作状态确定。首先，基本概念如下：不是确定熔断器11的初级侧和次级侧的每个电压的要求，而是基于初级侧的电压(有效值或者波峰值)与次级侧的电压(有效值或波峰值)之间的相对电压差(换言之，熔断器11的两端之间的电势差)变成大于阈值的事实检测熔断器的熔化。这里，为了更可靠的熔化检测的目的，期望阈值低(例如，等于或小于正常电压的10％)。然而，如果阈值降低，则可以想到，当发生急剧的电压降低时，由于计算定时引起的差异发生在应原本彼此相等的初级侧的电压和次级侧的电压之间，或者由于噪音的影响而发生差异。因此，存在错误确定的风险。
因此，考虑另外一个加权要求。此要求是熔断器11的初级侧的电压和次级侧的电压之间的相位差大于阈值。如果相位差大于阈值，则考虑熔断器11已熔化，并且如果相位差不大于阈值，则认为熔断器11还未熔化。然而，在使用反馈型锁相环(PLL)的相位检测的情况下，在发生相位差的状态下，相位逐渐被位移，并且因此，随着阈值增加，熔化的检测被延迟，并且另一方面，随着阈值被减小，更可能由于噪声的影响而导致错误的确定。
因此，认为优选地，两个阈值，即，电压差阈值和相位差阈值都被设置成在一定程度上小，并且当具有由AND(逻辑与)组合的两个要求的事件被满足时，则确定熔断器11已熔化。也就是说，通过用AND组合这两个要求，减少错误确定的可能性。
图2是示出由确定单元14执行的熔断器11的操作状态确定的处理过程的流程图。在其中功率转换装置1被“停止”或“待机”的状态下执行确定。在此状态下，转换器10不输出AC电压，但是AC电压从商用电网3P输入到功率转换装置1中。
在图2中，当确定过程被开始时，确定单元14获取由熔断器11的初级侧的电压传感器15检测的电压和由熔断器11的次级侧的电压传感器16检测的电压。这些电压在至少一个AC周期上被获取，并且根据所获取的电压，计算初级侧电压V1和次级侧电压V2作为有效值(或波峰值)(步骤S1)。另外，基于所获取的电压，还计算初级侧相位θ1和次级侧相位θ2。
接下来，确定单元14计算初级侧电压V1和次级侧电压V2之间的电压差，并确定电压差的绝对值是否大于电压差阈值ΔVth(步骤S2)。即，确定是否满足以下表达式(1)。
|V1-V2|>ΔVth...(1)
注意，电压差阈值ΔVth的特定值是，例如，等于或小于V1和V2被测量的线之间的正常电压的10％。
这里，在其中熔断器11正常并且AC电路径3上不存在电压降低的正常状态下，满足V1＝V2，并且因此不满足表达式(1)并且步骤S2中的确定结果是“否”。通常，重复步骤S1和S2中的处理。
另一方面，在熔断器11已经熔化的情况下，满足表达式(1)。如果满足表达式(1)，则接下来，确定单元14基于初级侧相位θ1和次级侧相位θ2计算相位差。然后，确定单元14确定相位差的绝对值是否大于相位差阈值Δθth(步骤S3)。即，确定是否满足下述表达式(2)。
|θ1-θ2|>Δθth...(2)
如果不满足表达式(2)，则确定单元14确定发生电压降低(步骤S5)，并返回步骤S1。如果满足表达式(2)，则确定单元14确定熔断器已熔化(步骤S4)，并且向控制单元13发出例如关断命令(步骤S6)。在这种情况下，在更换熔断器之后，重新启动功率转换装置1，从而再次执行图2中的流程图的过程。
在表达式(1)和表达式(2)中，不包括左手侧和右手侧彼此相等的情况，但是可以包括。也就是说，“>”可以用“≥”代替。
<<概述>>
如上所述，确定单元14基于来自第一电压传感器15和第二电压传感器16的检测输出计算初级侧电压和次级侧电压以及初级侧相位和次级侧相位，并且通过发生其中初级侧电压和次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且在初级侧相位和次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件的发生，确定熔断器11已经熔化。当熔断器11熔化并被开路时，电压差的绝对值变得大于电压差阈值，并且相位差的绝对值变得大于相位差阈值，并且因此，通过发生此事件，能够检测熔断器11的熔化。以这种方式，通过检测其中满足基于熔断器11的两侧之间的相对比较的电压差和相位差的两个要求的事件，能够可靠地检测熔断器11的熔化。
另外，通过发生其中电压差的绝对值大于电压差阈值并且相位差的绝对值小于相位差阈值的事件，确定单元14能够确定AC电路径3的电压已经减小。当AC电路径3的电压暂时急剧下降时，能够假设即使熔断器11正常，电压差的绝对值也变得大于电压差阈值。然而，同样在这种情况下，在初级侧相位和次级侧相位之间不会出现比相位差阈值更大的相位差。因此，能够防止临时电压降低被错误地确定为熔断器的熔化。
另外，将电压差阈值设置成等于或小于正常线间电压的10％的相对小的值，由此确保通过熔断器11的熔化来满足此要求。相反，这能够导致错误确定的可能性增加，但是通过AND(逻辑与)也对相位差执行确定，能够防止错误确定。
<<第二示例中的电路配置>>
图3是示出包括功率转换装置的分布式电源系统的电路配置的第二示例的图。与图1的不同之处在于，提供独立操作电路，并且其他配置与图1中的那些相同。在图3中，从功率转换装置1的转换器10延伸的输出电路径u、v如附图中所示分支，以形成具有熔断器17、独立操作继电器18和电压传感器19的独立操作电路。电压传感器19检测熔断器17的次级侧的线间电压，并将检测输出发送到确定单元14。通过独立操作被供应电力的负载3Le被连接到输出端子1u、1v，用于独立操作。
<<断路装置的操作状态确定>>
作为独立操作电路中的断路装置的熔断器17的操作状态确定与上述的图1中的熔断器11的操作状态确定(图2)相同。
然而，在其中功率转换装置1正在执行独立操作的状态下执行确定。在这种状态下，独立操作继电器18被闭合，并且电力互连继电器12被开路。也就是说，确定单元14基于从转换器10输出的AC电压执行确定。同样，在独立操作的情况下，能够发生由于过电流导致的熔断器17的熔化。另外，例如，如果负载3Le中的功耗急剧增加，则也能够发生临时电压降低。
以这种方式，在能够选择性地执行电力互连或独立操作的功率转换装置1中，在电力互连的情况下能够在“停止”或“待机”状态下执行确定。另外，在独立操作的情况下，能够在独立操作状态下执行确定。即，能够在电力互连情况和独立操作情况两者中执行确定。
确定单元14的确定算法能够被用于电力互连和独立操作两者。因此，能够减少确定单元14所需的存储器容量。
为了实现电力互连和独立操作两种模式，安装到控制单元13的软件的规模被增加，从而对控制单元13的CPU施加相当大的负载。如果进一步使控制单元13也执行断路装置(熔断器11、17)的操作状态确定，则控制单元13上的负载增加。然而，通过设置与控制单元13分离的确定单元14并使确定单元14承担断路装置的操作状态确定的作业，能够防止控制单元13上的负荷增加。这种角色共享具有促进系统设计的优点。注意，在控制单元13的处理能力非常高并且具有一定余量的情况下，确定单元14能够被合并作为控制单元13的功能之一。
<<第三示例中的电路配置>>
图4是示出包括功率转换装置的分布式电源系统的电路配置的第三示例的图。在图4中，功率转换装置1被设置在DC电源2和单相三线型的AC电路径3之间，并执行DC/AC功率转换。单相三线由作为电压线的输出电路径u、v和作为中性线的输出电路径“o”组成。DC电源2是，例如，光伏面板。AC电路径3包括到设置有功率转换装置1的消费者的负载3L、3Lu、3Lv的电路径，和单相三线型的商用电网3Pu、3Pv。负载3L是u和v之间的负载，负载3Lu是u和o之间的负载，并且负载3Lv是v和o之间的负载。
功率转换装置1包括：转换器10，用于执行DC/AC功率转换；熔断器11，作为断路装置被设置在来自转换器10的输出电路径u、o、v的路径u上；电力互连继电器12；控制单元13；确定单元14；电压传感器15；以及电压传感器16。这些功能与图1中的那些相同。注意，电压传感器15检测熔断器11的初级侧的u-v电压(202V)。电压传感器16检测熔断器11的次级侧的u-v电压(202V)。
<<断路装置的操作状态确定>>
图4中的熔断器11的操作状态确定与在上面描述的图1中的熔断器11的操作状态确定(图2)相同。
因此，同样在单相三线型的功率转换装置1中，能够以相同的方式执行熔断器11的操作状态确定。
<<第四示例中的电路配置>>
图5是示出包括功率转换装置的分布式电源系统的电路配置的第四示例的图。与图4的不同之处在于，电压传感器15和电压传感器16检测u-o电压(101V)，并且其他配置与图4中的那些相同。注意，电压传感器16可以设置在线v和o之间，而不是线u和o之间。因为在前述表达式(1)的左手侧计算电压差，所以需要使熔断器11的初级侧电压V1和次级侧电压V2在相同的电压电平下被均衡。也就是说，如果初级侧电压V1是200V系统(202V)的电压，则次级侧电压V2也被设置为200V系统的电压，或者如果初级侧电压V1是100V系统(101V)的电压，次级侧电压V2也设置为100V系统的电压。然而，初级侧的电压传感器15和次级侧的电压传感器16中的一个可以设置为200V系统，并且另一个可以设置为100V系统。在这种情况下，可以转换检测到的电压之一(乘以2或0.5)。
在熔断器11设置在输出电路径v上的情况下，也相应地设置电压传感器15、16。
<<断路装置的操作状态确定>>
图5中的熔断器11的操作状态确定与在上面描述的图1和图4中的熔断器11的操作状态确定(图2)相同。
<<第五示例中的电路配置>>
图6是示出包括功率转换装置的分布式电源系统的电路配置的第五示例的图。与图4的不同之处在于，提供独立操作电路，并且其他配置与图4中的那些相同。在图6中，从功率转换装置1中的转换器10延伸的输出电路径u、o、v如附图中所示地分支，以形成具有熔断器17、独立操作继电器18以及电压传感器19的独立操作电路。电压传感器19检测熔断器17的次级侧的u-v电压，并将检测输出发送到确定单元14。例如，通过独立操作要被供应有电力的负载3Le、3Lue、3Lve被连接到输出端子1u、1o、1v，用于独立操作。注意，如先前也在第四示例中所述，在没有对图6的限制(在u和v之间)的情况下电压传感器15、16、19可以以各种方式提供，即，可以提供使得能够从其获得相同的电压电平。
<<断路装置的操作状态确定>>
作为图6中的独立操作电路中的断路装置的熔断器17的操作状态确定与在上面描述的图1中的熔断器11的操作状态确定(图2)相同。
这是电路配置示例的描述的结尾。
<<其他>>
在以上描述中，已经描述断路装置是熔断器11的情况。然而，代替熔断器11，可以使用断路器，并且在这种情况下，能够以相同的方式执行确定单元14的确定。也就是说，能够使用不具有用于给出跳闸通知的辅助触点的断路器来执行操作状态确定。
在以上描述中，已经描述DC电源2是光伏面板的情况。然而，DC电源2可以是蓄电池。例如，在蓄电池的情况下，在图3中，转换器10执行双向功率转换。然后，从商用电网3P供应电力以对蓄电池充电，并且在商用电网3P断电时，存储在蓄电池2中的电力能够通过独立操作供应给负载3Le。
例如，图1中的DC电源2可以包括蓄电池。在这种情况下，例如，商用电网3P的夜间电力存储在蓄电池2中，并且能够在白天期间将所存储的电力供应给负载3L。注意，在这种情况下，不允许通过反向电力流动的电力销售，并且因此仅能够执行负载3L中的消耗。
注意，这里公开的实施例在所有方面仅仅是说明性的，不应该被认为是限制性的。本发明的范围由权利要求的范围限定，并且旨在包括与权利要求的范围等同的含义以及在该范围内的所有修改。
参考符号列表
1 功率转换装置
1u、1o、1v 输出端子
2 DC电源
3 AC电路径
3P、3Pu、3Pv 商用电网
3L、3Lu、3Lv、3Le、3Lue、3Lve 负载
10 转换器
11 熔断器
12 电力互连继电器
13 控制单元
14 确定单元
15 电压传感器
16 电压传感器
17 熔断器
18 独立操作继电器
19 电压传感器

Claims (8)

1.一种功率转换装置，所述功率转换装置被设置在DC电源和AC电路径之间，所述功率转换装置包括：
断路装置，所述断路装置被设置到所述功率转换装置中的输出电路径的至少一条线；
第一电压传感器，所述第一电压传感器被配置成在所述断路装置的初级侧检测所述输出电路径的线之间的电压；
第二电压传感器，所述第二电压传感器被配置成在所述断路装置的次级侧检测与所述输出电路径的所述线对应的线之间的电压；以及
确定单元，所述确定单元被配置成基于来自所述第一电压传感器和所述第二电压传感器的检测输出，计算初级侧电压和次级侧电压、以及初级侧相位和次级侧相位，并且通过所述初级侧电压和所述次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且所述初级侧相位和所述次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件的发生，确定所述断路装置被开路。
2.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中
通过所述电压差的绝对值大于所述电压差阈值并且所述相位差的绝对值小于所述相位差阈值的事件的发生，所述确定单元确定所述AC电路径的电压已经减小。
3.根据权利要求1或2所述的功率转换装置，其中
所述电压差阈值等于或小于所述线之间的正常电压的10％。
4.根据权利要求1或2所述的功率转换装置，其中
在所述功率转换装置执行电力互连的情况下，所述确定单元在停止状态或待机状态下执行所述确定，并且
在所述功率转换装置执行独立操作的情况下，所述确定单元在独立操作状态下执行所述确定。
5.根据权利要求1或2所述的功率转换装置，其中
所述输出电路径是单相三线型，
当所述初级侧电压是作为电压线的两条线之间的电压时，所述次级侧电压也是作为电压线的两条线之间的电压，并且
当所述初级侧电压是包括中性线的两条线之间的电压时，所述次级侧电压也是包括所述中性线的两条线之间的电压。
6.一种功率转换装置，所述功率转换装置被设置在DC电源和AC电路径之间，所述功率转换装置包括：
熔断器，所述熔断器被设置到所述功率转换装置中的输出电路径的至少一条线；
第一电压传感器，所述第一电压传感器被配置成在所述熔断器的初级侧检测所述输出电路径的线之间的电压；
第二电压传感器，所述第二电压传感器被配置成在所述熔断器的次级侧检测与所述输出电路径的所述线对应的线之间的电压；以及
确定单元，所述确定单元被配置成
基于来自所述第一电压传感器和所述第二电压传感器的检测输出，计算初级侧电压和次级侧电压、以及初级侧相位和次级侧相位，通过所述初级侧电压和所述次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且所述初级侧相位和所述次级侧相位的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件的发生，确定所述熔断器已熔化，并且
通过所述电压差的绝对值大于所述电压差阈值并且所述相位差的绝对值小于所述相位差阈值的事件的发生，确定所述AC电路径的电压已经减小。
7.一种用于断路装置的操作状态确定方法，其中所述断路装置的操作状态由被设置到功率转换装置的确定单元确定，所述功率转换装置被设置在DC电源和AC电路径之间，所述断路装置被设置到所述功率转换装置中的输出电路径的至少一条线，所述操作状态确定方法包括：
在所述断路装置的初级侧检测所述输出电路径的线之间的电压，并且在所述断路装置的次级侧检测与所述输出电路径的所述线对应的线之间的电压；
基于在所述初级侧和所述次级侧检测到的电压，计算初级侧电压和次级侧电压、以及初级侧相位和次级侧相位；并且
通过所述初级侧电压和所述次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值并且所述初级侧相位和所述次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值的事件的发生，确定所述断路装置被开路。
8.一种功率转换装置，所述功率转换装置被设置在DC电源和AC电路径之间，所述功率转换装置包括：
断路装置，所述断路装置被设置到所述功率转换装置中的输出电路径的至少一条线；
第一电压传感器，所述第一电压传感器被配置成在所述断路装置的初级侧检测所述输出电路径的线之间的电压；
第二电压传感器，所述第二电压传感器被配置成在所述断路装置的次级侧检测与所述输出电路径的所述线对应的线之间的电压；以及
确定单元，所述确定单元被配置成基于来自所述第一电压传感器和所述第二电压传感器的检测输出，计算初级侧电压和次级侧电压、以及初级侧相位和次级侧相位，其中
所述确定单元在关于相位差的确定之前，执行关于所述初级侧电压和所述次级侧电压之间的电压差的确定，并且
在所述初级侧电压和所述次级侧电压之间的电压差的绝对值大于电压差阈值的情况下，那么，
(a)如果所述初级侧相位和所述次级侧相位之间的相位差的绝对值大于相位差阈值，则所述确定单元确定所述断路装置被开路，并且
(b)如果所述初级侧相位和所述次级侧相位之间的相位差的绝对值小于相位差阈值，则所述确定单元确定所述AC电路径的电压已经减小。
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