CN109687399B - 逆变器过流保护控制方法、装置及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于风电技术领域，提供了逆变器过流保护控制方法、装置及终端设备，其中方法包括获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，其中，所述冲击电流信息包括是否存在冲击电流的信息；根据所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，其中，所述不间断电源工作在所述旁路经济运行模式时，所述逆变器为待机状态；在不间断电源工作在所述旁路经济运行模式下预设时间后，将不间断电源的工作模式切换至逆变输出模式。本发明提供的方法，能够实现在出现大电流冲击时采用UPS原有过流保护控制逻辑造成的切换时间长且易造成逆变器损坏的问题，也避免了采用大容量UPS的成本与空间的浪费。

Description

逆变器过流保护控制方法、装置及终端设备

技术领域

本发明属于风电技术领域，更具体地说，是涉及逆变器过流保护控制方法、装置及终端设备。

背景技术

在风电发电系统中，并网接触器非常重要，往往采用UPS(Uninterruptible PowerSystem，不间断电源)对其线圈供电。并网接触器的线圈维持电流不大，但是吸合时，会产生大冲击电流，所以若采用小容量UPS，则可能在接触器吸合时由于产生的大冲击电流使得逆变器进入过流保护状态，在切换过程中逆变器关闭，从冲击到逆变恢复时间漫长，而且逆变器多次承受大电流，会导致功率开关管受损，严重时甚至造成逆变器损坏。但是，若采用大功率UPS又会造成成本、空间的浪费。因此，急需一种既不造成成本空间浪费，且切换过程持续时间短的逆变器过流保护控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供逆变器过流保护控制方法，旨在解决现有技术中采用大容量UPS为接触器供电造成成本、空间的浪费，采用小容量UPS会导致UPS切换过程漫长，逆变器易受损的问题。

本发明实施例第一方面提供逆变器过流保护控制方法，适用于工作模式包括旁路经济运行模式和逆变输出模式的不间断电源，该方法包括：

获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，其中，所述冲击电流信息包括是否存在冲击电流的信息；

根据所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，其中，所述不间断电源工作在所述旁路经济运行模式时，所述逆变器为待机状态；

在不间断电源工作在所述旁路经济运行模式下预设时间后，将不间断电源的工作模式切换至逆变输出模式。

进一步地，在所述获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息之前，还包括：

获取所述不间断电源的电网输入电源；

判断所述电网输入电源是否正常，并生成检测结果；

相应的，所述根据所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，包括：

根据所述检测结果与所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式。

进一步地，所述不间断电源与风电发电系统中的接触器的线圈连接，用于为所述线圈供电，所述获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，包括：

获取所述接触器的开关量，并根据所述开关量生成所述冲击电流信息。

进一步地，所述接触器为交流接触器。

进一步地，所述获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，包括：

获取所述回路中电流的变化率；

将所述变化率与预设阈值进行比对，根据所述比对结果生成所述冲击电流信息。

本发明实施例第二方面提供逆变器过流保护控制装置，适用于不间断电源，所述不间断电源的工作模式包括旁路经济运行模式和逆变输出模式，该装置包括：

获取模块，用于获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，其中，所述冲击电流信息包括是否存在冲击电流的信息；

第一切换模块，用于根据所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，其中，所述不间断电源工作在所述旁路经济运行模式时，所述逆变器为待机状态；

第二切换模块，用于在不间断电源工作在所述旁路经济运行模式下预设时间后，将不间断电源的工作模式切换至逆变输出模式。

进一步地，所述不间断电源与风电发电系统中的接触器的线圈连接，用于为所述线圈供电，所述获取模块具体用于：

获取所述接触器的开关量，并根据所述开关量生成所述冲击电流信息。

进一步地，该装置中，所述接触器为交流接触器。

本发明实施例第三方面提供终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面提供的所述的逆变器过流保护控制方法的步骤。

本发明实施例第四方面提供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程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面提供的所述的逆变器过流保护控制方法的步骤。

本发明实施例提供的逆变器过流保护控制方法、装置及终端设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明逆变器过流保护控制方法，通过改进UPS中逆变器过流保护的控制逻辑，在线路中产生大冲击电流时将UPS快速转旁路，不让逆变器功率开关管承受大电流冲击，并且不必关闭逆变器，能够实现在出现大电流冲击时采用UPS原有过流保护控制逻辑造成的切换时间长且易造成逆变器损坏的问题，也避免了采用大容量UPS的成本与空间的浪费。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的逆变器过流保护控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的风电发电系统的结构框图；

图3为本发明又一实施例提供的逆变器过流保护控制方法的流程示意图；

图4为图1中步骤101的具体实现流程图；

图5为本发明一个实施例提供的逆变器过流保护控制装置的结构框图；

图6为本发明实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参考图1，图1为本发明一个实施例提供的逆变器过流保护控制方法的流程示意图。本实施例中的方法，可以包括：

步骤101、获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，其中，所述冲击电流信息包括是否存在冲击电流的信息。

参考图2，图2为本发明实施例提供的风电发电系统的结构框图，所述风电发电系统包括同步发电机、并网接触器10、逆变电路、并网变压器与风能控制器，以及为所述并网接触器10供电的不间断电源20。

并网接触器10闭合时，在回路中将会产生瞬时大电流即冲击电流。

冲击电流是指在电流回路中，给负载通电的一瞬间，所产生的大电流。持续时间短，但是电流值较大。

可选地，可以通过监控回路中开关元件的开合动作，或者通过对电流值进行实时测量，观察得到不间断电源的逆变器所在回路中是否存在冲击电流，和/或冲击电流的大小。或者，通过监控控制器的控制指令，获取回路中是否存在加入负载的情况。以判断不间断电源的逆变器所在回路中是否存在冲击电流。

步骤102、根据所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，其中，所述不间断电源工作在所述旁路经济运行模式时，所述逆变器为待机状态。

在回路中存在冲击电流时或之前，将不间断电源的工作模式从逆变输出模式切换至旁路经济运行模式，所述旁路经济运行模式，即应用旁路进行供电输出，能够降低能耗，经济运行模式时逆变器和整流器一直处于待机状态即热备份状态。

步骤103、在不间断电源工作在所述旁路经济运行模式下预设时间后，将不间断电源的工作模式切换至逆变输出模式。

所述预设时间可以根据冲击电流的持续时间的经验值或测量值来确定。可选的可设定所述预设时间为0.5秒至2秒之间任意值。

由于在旁路经济运行模式下逆变器和整流器均处于待机状态，所以在切换至逆变输出模式时，耗费时间短。UPS能够快速进入稳定工作状态。

本实施例提供的逆变器过流保护控制方法，通过通过改进UPS中逆变器过流保护的控制逻辑，在线路中产生大冲击电流时将UPS快速转旁路，不让逆变器功率开关管承受大电流冲击，并且不必关闭逆变器，能够实现在出现可预期的大电流冲击时采用UPS原有过流保护控制逻辑造成的切换时间长且易造成逆变器损坏的问题，也避免了采用大容量UPS的成本与空间的浪费。

以施耐德接触LC1F1700为例，其吸合功率达到2200VA，而线圈维持功率却不到100VA；UPS负载带该款接触器，若按吸合功率计算，则需要选型2KVA的UPS；而本提案，仅需要考虑线圈的维持功率，可以选型500VA的UPS。选型的功率减小，成本也相应的降低了，给投资带来了更多经济效益。

另外，考虑到风电变频器柜体的空间有限，可谓“寸土寸金”，选择小容量的UPS，其体积也小，方便系统的应用配置。

参考图3，图3为本发明又一实施例提供的逆变器过流保护控制方法的流程示意图。本实施例中的方法，可以包括：

步骤201、获取所述不间断电源的电网输入电源；

可以通过电流互感器或电压互感器，获取电网输入电源的电压与电流信息；或者，通过与电网输入电源的检测模块连接，直接获取电源是否正常的检测结果。

步骤202、判断所述电网输入电源是否正常，并生成检测结果。

根据获取的电压信息与电流信息，判断所述电网输入电源是否正常，是否存在掉电故障。

步骤203、获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，其中，所述冲击电流信息包括是否存在冲击电流的信息。

该步骤的说明可参考步骤101，此处不再赘述。

步骤204、根据所述检测结果与所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式。

在电网输入电源正常时且回路中存在冲击电流时，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式。

步骤205、在不间断电源工作在所述旁路经济运行模式下预设时间后，将不间断电源的工作模式切换至逆变输出模式。

该步骤的说明可参考步骤103，此处不再赘述。

本实施例提供的逆变器过流保护控制方法，通过对电网输入电源进行检测，以保证在电源正常时，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，保证不间断电源在旁路经济运行模式下的正常运行。

参考图4，一个实施例中，步骤101可以包括：

步骤301、获取所述回路中电流的变化率。

实时监控电流信息，并获取电流的变化率。

步骤302、将所述变化率与预设阈值进行比对，并根据所述比对结果生成所述冲击电流信息。

若电流变化率大于预设阈值，则判定为存在冲击电流。

本实施例提供的逆变器过流保护控制方法，通过监控电流变化率，判定回路中是否存在冲击电流，能够减少误判，提高检测的准确性。

作为另一实施方式，步骤101可以包括：

获取风电发电系统中的接触器的开关量，并根据所述开关量生成所述冲击电流信息。其中，所述接触器为交流接触器。

如图2所示，并网接触器20闭合时，即回路中存在冲击电流，因此获取并网接触器20的开关量，即能够获知回路中的冲击电流信息。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

参考图5，图5为本发明一个实施例提供的逆变器过流保护控制装置的示意图。本实施例中的逆变器过流保护控制装置，可以包括：

获取模块401，用于获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，其中，所述冲击电流信息包括是否存在冲击电流的信息；

第一切换模块402，用于根据所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，其中，所述不间断电源工作在所述旁路经济运行模式时，所述逆变器为待机状态；

第二切换模块403，用于在不间断电源工作在所述旁路经济运行模式下预设时间后，将不间断电源的工作模式切换至逆变输出模式。

本实施例提供的逆变器过流保护控制装置，通过改进UPS中逆变器过流保护的控制逻辑，在线路中产生大冲击电流时将UPS快速转旁路，不让逆变器功率开关管承受大电流冲击，并且不必关闭逆变器，能够实现在出现可预期的大电流冲击时采用UPS原有过流保护控制逻辑造成的切换时间长且易造成逆变器损坏的问题，也避免了采用大容量UPS的成本与空间的浪费。

在一个具体实施例中，所述获取模块具体用于：

获取所述接触器的开关量，并根据所述开关量生成所述冲击电流信息。

其中，所述接触器为交流接触器。

参考图6，图6为本发明一个实施例提供的终端设备的示意图。如图6所示，该实施例的终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述以终端设备为执行主体的实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块401至403的功能。

示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在终端设备5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成获取模块、第一切换模块与第二切换模块，各模块具体功能如下：

获取模块，用于获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，其中，所述冲击电流信息包括是否存在冲击电流的信息；

第一切换模块，用于根据所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，其中，所述不间断电源工作在所述旁路经济运行模式时，所述逆变器为待机状态；

第二切换模块，用于在不间断电源工作在所述旁路经济运行模式下预设时间后，将不间断电源的工作模式切换至逆变输出模式。

所述终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述服务器可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备5的示例，并不构成对终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述服务器还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器51可以是所述终端设备5的内部存储单元，例如终端设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端设备5的外部存储设备，例如所述终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端设备5所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.逆变器过流保护控制方法，适用于工作模式包括旁路经济运行模式和逆变输出模式的不间断电源，所述不间断电源与风电发电系统中的接触器的线圈连接，用于为所述线圈供电，其特征在于，该方法包括：

获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，其中，所述冲击电流信息包括是否存在冲击电流的信息；

根据所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，其中，所述不间断电源工作在所述旁路经济运行模式时，所述逆变器为待机状态；

在不间断电源工作在所述旁路经济运行模式下预设时间后，将不间断电源的工作模式切换至逆变输出模式；

所述获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，包括：

获取所述接触器的开关量，并根据所述开关量生成所述冲击电流信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息之前，还包括：

获取所述不间断电源的电网输入电源；

判断所述电网输入电源是否正常，并生成检测结果；

所述根据所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，包括：

根据所述检测结果与所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接触器为交流接触器。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，包括：

获取所述回路中电流的变化率；

将所述变化率与预设阈值进行比对，并根据比对结果生成所述冲击电流信息。

5.逆变器过流保护控制装置，适用于不间断电源，所述不间断电源的工作模式包括旁路经济运行模式和逆变输出模式，所述不间断电源与风电发电系统中的接触器的线圈连接，用于为所述线圈供电，其特征在于，该装置包括：

获取模块，用于获取不间断电源的逆变器所在回路的冲击电流信息，其中，所述冲击电流信息包括是否存在冲击电流的信息；

第一切换模块，用于根据所述冲击电流信息，将不间断电源的工作模式切换至旁路经济运行模式，其中，所述不间断电源工作在所述旁路经济运行模式时，所述逆变器为待机状态；

第二切换模块，用于在不间断电源工作在所述旁路经济运行模式下预设时间后，将不间断电源的工作模式切换至逆变输出模式；

所述获取模块具体用于：

获取所述接触器的开关量，并根据所述开关量生成所述冲击电流信息。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述接触器为交流接触器。

7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的逆变器过流保护控制方法的步骤。

8.一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程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的逆变器过流保护控制方法的步骤。

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