CN110544934A - 提高响应速度的变流器控制方法、装置及变流器设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种提高响应速度的变流器控制方法、装置及变流器设备。其中，该方法包括：在变流器充电过程中实时采集电池电压以及低压侧电压；判断所述电池电压以及低压侧电压是否符合第一预设条件或第二预设条件；如果所述电池电压以及低压侧电压符合所述第一预设条件或第二预设条件中的至少之一，则控制变流器停机；否则，控制变流器继续运行。通过本发明，充电过程中断开电池模组侧断路器后，变流器能够立即停机，提高了变流器对停机信号的响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种提高响应速度的变流器控制方法、装置及变流器设备。
背景技术
能源作为全世界经济的血液，是经济发展和社会进步的重要基础。DC-DC变流器作为能源的变换设备在其中起到了重要的直流变换作用。DC-DC变流器在直流微网领域中应用广泛，可以作为光伏DC，用于MPPT寻优；可以作为储能DC，用于电池充放电；可以作为降压DC，用于高压直流母线降为低压直流母线。
其中储能DC-DC变流器，低压侧接电池模组，高压侧接直流母线，可进行并网充电、放电以及离网充电、放电。在充放电过程中，如果储能DC-DC变流器或者直流母线突发故障，将导致储能变流器异常停机，比如在充电过程中断开电池模组侧断路器，储能DC-DC有时候会继续工作一段时间，而此时正常情况下应该是关机状态。
针对现有技术中充电过程中断开电池侧断路器，变流器无法立即停机的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供一种提高响应速度的变流器控制方法、装置及变流器设备，以解决现有技术中充电过程中断开电池侧断路器，变流器无法立即关机的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高响应速度的变流器控制方法，其中，该方法包括：
在变流器充电过程中实时采集电池电压以及低压侧电压；
判断所述电池电压以及低压侧电压是否符合第一预设条件或第二预设条件；
如果所述电池电压以及低压侧电压符合所述第一预设条件或第二预设条件中的至少之一，则控制变流器停机；否则，控制变流器继续运行。
进一步地，所述第一预设条件为：
电压曲线上当前时间点的斜率值大于预设阈值，其中，所述电压曲线根据所述低压侧电压生成。
进一步地，判断所述电池电压和低压侧电压是否符合第一预设条件，包括：
根据采集的低压侧电压，更新电压曲线；
获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值；
判断所述电压曲线上当前时间点的斜率值大于预设阈值是否成立；
如果成立则判定为符合所述第一预设条件，否则判定为不符合所述第一预设条件。
进一步地，获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值，包括：
实时获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值；或者，
按照预设时间间隔，周期性获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值。
进一步地，所述第二预设条件为：所述低压侧电压与所述电池电压的差值大于预设差值。
进一步地，判断所述电池电压和低压侧电压是否符合第二预设条件，包括：
将实时采集的低压侧电压与电池电压作差，获得差值；
判断所述差值大于预设差值是否成立；
如果成立则判定符合所述第二预设条件，否则判定为不符合所述第二预设条件。
进一步地，采集电池电压以及低压侧电压，包括：
通过第一采样单元采集电池电压；
通过第二采样单元采集低压侧电压；
其中，所述第一采样单元并联连接在电池模组两端，所述第二采样单元并联连接在低压侧两端。
本发明还提供了一种提高响应速度的变流器控制装置，其中，该装置包括：
第一采样单元，并联接入电池模组两端，用于获取电池电压；
第二采样单元，并联接入低压侧两端，用于获取低压侧电压；
控制单元，输入端连接第一采样单元和第二采样单元，输出端连接变流器，用于根据电池电压以及低压侧电压控制变流器停机或继续运行。
进一步地，所述控制单元具体用于：
当所述电压曲线上当前时间点的斜率值大于预设阈值时，控制变流器停机；
当所述电压曲线上当前时间点的斜率值小于或等于预设阈值时，控制变流器继续运行。
进一步地，所述控制单元还用于：
当所述低压侧电压与所述电池电压的差值大于预设差值时，控制变流器停机；
当所述低压侧电压与所述电池电压的差值小于或等于预设差值时，控制变流器继续运行。
进一步地，所述控制单元还用于，计算电压曲线上当前时间点的斜率值以及电池电压与低压侧电压的差值。
本发明还提供一种变流器设备，包括权利要求上述变流器控制装置。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述方法。
应用本发明的技术方案，通过实时采集电池电压以及低压侧电压，并判断所述电池电压以及低压侧电压是否符合第一预设条件或第二预设条件，根据判断结果控制变流器停机或继续运行，解决了现有技术中，充电过程中断开电池模组侧断路器后，变流器无法立即停机的问题，使变流器在需要停机时，快速地停机，提高了变流器对停机信号的响应速度。
附图说明
图1为根据本发明实施例的变流器控制方法的流程图；
图2为根据本发明实施例的变流器电压曲线图；
图3为根据本发明实施例的变流器控制装置的结构框图；
图4为根据本发明另一实施例的储能DC-DC变流器控制装置的结构框图；
图5为根据本发明另一实施例的储能DC-DC变流器电压曲线图；
图6为根据本发明另一实施例的储能DC-DC变流器控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述采样单元，但这些采样单元不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同采样单元区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一采样单元也可以被称为第二采样单元，类似地，第二采样单元也可以被称为第一采样单元。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，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商品或者装置不仅包括那些要素，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商品或者装置所固有的要素。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商品或者装置中还存在另外的相同要素。
下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
实施例1
图1为根据本发明实施例的变流器控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
S101，在变流器充电过程中实时采集电池电压以及低压侧电压；
具体地，采集电池电压以及低压侧电压包括：
S101-1，采集电池电压；
S101-2，采集低压侧电压；
具体实施过程中，采集电池电压或采集低压侧电压可以实时采集，也可以按照预设时间间隔，周期性获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值，采集电池电压和采集低压侧电压需同步进行，以保证采集到的电池电压和低压侧电压是同一时间点的电压值。
具体实施过程中，通过并联在电池模组的两端的第一采样单元实时采集电池电压；通过并联在变流器电路的低压侧的第二采样单元实时采集低压侧电压。
S102，判断所述电池电压以及低压侧电压是否符合第一预设条件或第二预设条件；
具体地，第一预设条件为：电压曲线上当前时间点的斜率值大于预设阈值，其中，所述电压曲线根据所述低压侧电压生成，具体地，获取当前时间点对应的电压值，以时间为横轴，低压侧电压值为纵轴生成所述电压曲线。
在具体实施过程中，判断所述电池电压和低压侧电压是否符合第一预设条件，包括：
根据采集的低压侧电压，更新电压曲线；
获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值；
判断所述电压曲线上当前时间点的斜率值大于预设阈值是否成立；
如果成立则判定为符合所述第一预设条件，否则判定为不符合所述第一预设条件。
在一些实施例中，实时获取电压曲线上当前时间点的斜率值；
在另一些实施例中，也可以按照预设时间间隔，周期性获取电压曲线上当前时间点的斜率值。
通过实时采集电池电压以及低压侧电压，并判断所述电池电压以及低压侧电压是否符合第一预设条件或第二预设条件，根据判断结果控制变流器停机或继续运行，解决了现有技术中，充电过程中断开电池模组侧断路器后，变流器无法立即停机的问题，使变流器在需要停机时，快速地停机，提高了变流器对停机信号的响应速度。
在本实施例中，当所述电压曲线为变流器低压侧电压随时间的变化曲线，曲线横坐标为时间，纵坐标为低压侧电压值，通过实时采集低压侧电压，所述电压曲线实时被更新，每一个时间对应一个电池电压值，即横轴时间坐标与纵轴的电池电压值共同确定一点，由一段时间内采集的所有点，连接成电压曲线，实时地计算出曲线上每个点的斜率，当某一时刻对应的点的斜率值大于预设值，说明此时，电池模组侧的断路器断开，应当控制变流器及时断开。
图2为为根据本发明实施例的变流器电压曲线图，正常状态下，预充回路工作，第一开关K1闭合，第二开关K2断开，变流器运行，充电过程中，断开断路器，电压曲线，如图2所示，t1时刻为所述电池侧断路器断开的时间节点，此时，对应的低压侧电压为V1，电池侧断路器断开后，由t1时刻开始直至到达t2时刻，电压曲线忽然增大，低压侧电压呈曲线上升，经过t2时刻后，直至到达t3时刻，低压侧电压一直保持平稳地高电压V2，t3时刻后，电压曲线呈下降趋势，直至趋于平稳低电压，表明此时变流器已经断开，由此可见，当电压曲线忽然增大，表明电池侧断路器已经断开，变流器此时应当断开，但是却无法断开，需继续运行一段时间，即变流器断开响应滞后，此时，需要设置一个外部控制部件，控制变流器及时迅速地断开。
但是，由于获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值时，是按照预设时间间隔，周期性地获取电压曲线上当前时间点的斜率值，所以，有可能在两次获取斜率值的间隙，低压侧电压已经上升到平稳地高电压V2，此时已经无法检测到电压曲线斜率的忽然增大，但是，此时，仍可以通过电池电压和低压侧电压的差值，来判断电池侧断路器是否已经断开：
在本实施例中，所述方法还包括判断第二预设条件，所述第二预设条件为：所述低压侧电压与所述电池电压的差值大于预设差值。
具体地，判断所述电池电压和低压侧电压是否符合第二预设条件，包括：
将实时采集的低压侧电压与电池电压作差，获得差值；
判断所述差值大于预设差值是否成立；
如果成立则判定符合所述第二预设条件，否则判定为不符合所述第二预设条件。
具体实施过程中，获取电池电压以及低压侧电压的具体方式为：通过第一采样单元获取电池电压；通过第二采样单元获取低压侧电压；其中，所述第一采样单元并联连接在电池模组两端，所述第二采样单元并联连接在低压侧两端。
通过第一采样单元采集电池电压，通过第二采样单元采集低压侧电压，采集电池电压和采集低压侧电压同时进行，可以避免在两次获取电压曲线斜率值的间隙，电池侧断路器，无法被检测到的问题，保证电池侧断路器的断开动作能够被精准捕捉到，避免控制误差。
S103，如果所述电池电压以及低压侧电压符合所述第一预设条件或第二预设条件中的至少之一，则控制变流器停机；否则，控制变流器继续运行；
具体地，在本实施例中，通过控制的单元控制变流器的停机或者继续运行，所述控制器连接变流器。
实施例2
图3为根据本发明实施例的变流器控制装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：
第一采样单元1，并联接入电池模组两端，用于获取电池电压；
第二采样单元2，并联接入低压侧两端，用于获取低压侧电压；
再具体实施时，所述第一采样单元和第二采样单元可以是电压检测装置，例如电压传感器，直接检测电压值，也可以是电阻与电流传感器串联的形式，通过电阻和电流值计算电压值。
控制单元3，输入端连接第一采样单元和第二采样单元，接收电池电压和低压侧电压，输出端连接变流器，用于根据电池电压以及低压侧电压控制变流器停机或继续运行；
在具体实施时，所述控制单元3可以包括DSP控制芯片，微处理器，
可编程逻辑控制器等，本发明中不作具体限定。
具体地，所述控制单元用于：
当所述电压曲线上当前时间点的斜率值大于预设阈值时，控制变流器停机；
当电压曲线上当前时间点的斜率值大于预设阈值时，表明电池侧断路器已经断开，此时应当及时控制变流器断开。
当所述电压曲线上当前时间点的斜率值小于或等于预设阈值时，控制变流器继续运行。
在本发明的另一些实施例中，所述控制单元还用于：
当所述低压侧电压与所述电池电压的差值大于预设差值时，控制变流器停机；
当所述低压侧电压与所述电池电压的差值大于预设差值时，表明电池侧断路器已经断开，此时应当及时控制变流器断开。
当所述低压侧电压与所述电池电压的差值小于或等于预设差值时，控制变流器继续运行。
具体实施过程中，控制单元3还用于，计算电压曲线上当前时间点的斜率值以及电池电压与低压侧电压的差值。
实施例3
下面以储能DC-DC变流器为例，详细介绍本发明的另一具体实施例。
图4为根据本发明另一实施例的变流器控制装置的结构框图；如图4所示，储能系统拓扑为：电池模组通过断路器，预充回路与储能DC-DC变流器连接，储能DC-DC变流器输出端与直流母线相接，该变流器控制装置包括：
第一采样电路10(即上述实施例中的第一采样单元1)，并联接入电池模组两端，用于获取电池电压；
第二采样电路20(即上述实施例中的第二采样单元2)，并联接入低压侧两端，用于获取低压侧电压。
控制器30(即上述实施例中的控制单元3)，输入端连接第一采样单元和第二采样单元，输出端连接变流器，用于根据电池电压以及低压侧电压控制变流器停机或继续运行。
本实施例通过在程序中添加自适应逻辑，在充电过程中实时采样记录电池电压和低压侧电压，每隔一定步长计算电压曲线的斜率k，当该斜率大于斜率设定值kref或者一段时间后低压侧电压Vbat2与电池侧电压Vbat1的差值大于压差设定值时，控制储能DC-DC变流器停机。
如图4所示，本实施例为储能DC-DC变流器在直流微网领域中的应用，储能DC-DC变流器拓扑可以是boost，buck或者boost-buck等，也可以是双向DC-DC拓扑，本发明最优实施方式中应用在boost拓扑。
参阅图4，正常启动过程为：闭合断路器，预充回路工作，K1闭合，K2断开，储能DC-DC运行。充电过程中，断开断路器，
图5为根据本发明另一是实施例的变流器电压曲线图，如图5所示，t1时刻后储能DC-DC变流器还在继续工作，而正常情况下应该是停机状态。
图6为根据本发明另一实施例的储能DC-DC变流器控制方法的流程图，如图6所示，所述流程包括：
通过在程序中添加自适应逻辑，在充电过程中实时采样并记录电池电压Vbat1和低压侧电压Vbat2；
每隔一定步长计算电压曲线的斜率k；
当该斜率大于斜率设定值4V/ms或者一段时间后低压侧电压Vbat2与电池电压Vbat1的差大于压差设定值100V时，控制储能DC-DC变流器停机；
否则，控制储能DC-DC变流器继续运行。
实施例4
本实施例提供一种变流器设备，包括权利要求上述变流器控制装置，用于提高变流器设备对停机信号的响应速度。
实施例5
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述实施例中所述的方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上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。
Claims (13)
1.一种变流器控制方法，其特征在于，所述方法包括：
在变流器充电过程中采集电池电压以及低压侧电压；
判断所述电池电压以及低压侧电压是否符合第一预设条件或第二预设条件；
如果所述电池电压以及低压侧电压符合所述第一预设条件或第二预设条件中的至少之一，则控制变流器停机；否则，控制变流器继续运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设条件为：
电压曲线上当前时间点的斜率值大于预设阈值，其中，所述电压曲线根据所述低压侧电压生成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，判断所述电池电压和低压侧电压是否符合第一预设条件，包括：
根据采集的低压侧电压，更新电压曲线；
获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值；
判断所述电压曲线上当前时间点的斜率值大于预设阈值是否成立；
如果成立则判定为符合所述第一预设条件，否则判定为不符合所述第一预设条件。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值，包括：
实时获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值；或者，
按照预设时间间隔，周期性获取所述电压曲线上当前时间点的斜率值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设条件为：所述低压侧电压与所述电池电压的差值大于预设差值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，判断所述电池电压和低压侧电压是否符合第二预设条件，包括：
将实时采集的低压侧电压与电池电压作差，获得差值；
判断所述差值大于预设差值是否成立；
如果成立则判定符合所述第二预设条件，否则判定为不符合所述第二预设条件。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集电池电压以及低压侧电压，包括：
通过第一采样单元采集电池电压；
通过第二采样单元采集低压侧电压；
其中，所述第一采样单元并联连接在电池模组两端，所述第二采样单元并联连接在低压侧两端。
8.一种变流器控制装置，其特征在于，包括：
第一采样单元，并联接入电池模组两端，用于获取电池电压；
第二采样单元，并联接入低压侧两端，用于获取低压侧电压；
控制单元，输入端连接第一采样单元和第二采样单元，输出端连接变流器，用于根据电池电压以及低压侧电压控制变流器停机或继续运行。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制单元具体用于：
当所述电压曲线上当前时间点的斜率值大于预设阈值时，控制变流器停机；
当所述电压曲线上当前时间点的斜率值小于或等于预设阈值时，控制变流器继续运行。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制单元还用于：
当所述低压侧电压与所述电池电压的差值大于预设差值时，控制变流器停机；
当所述低压侧电压与所述电池电压的差值小于或等于预设差值时，控制变流器继续运行。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制单元还用于，计算电压曲线上当前时间点的斜率值以及电池电压与低压侧电压的差值。
12.一种变流器设备，其特征在于，包括权利要求8至11所述的变流器控制装置。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
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