CN110736924A - 一种并网逆变器的继电器采样检测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并网逆变器的继电器采样检测电路及方法，可以简单准确判断出具体哪一个继电器故障。该继电器采样检测电路的第一副继电器和电网之间设置有U相电网电压采样点，第二副继电器和电网之间设置有V相电网电压采样点，第三副继电器和电网之间设置有W相电网电压采样点；第一主继电器和第一副继电器之间设置有U相逆变电压采样点，U相逆变电压采样点和电网的N相输入线之间连接有U相电阻；第二主继电器和第二副继电器之间设置有V相逆变电压采样点，V相逆变电压采样点和电网的N相输入线之间连接有V相电阻；第三主继电器和第三副继电器之间设置有W相逆变电压采样点，W相逆变电压采样点和电网的N相输入线之间连接有W相电阻。

Description

一种并网逆变器的继电器采样检测电路及方法

技术领域

本发明属于光伏并网逆变器领域，涉及一种并网逆变器的继电器采样检测电路及方法。

背景技术

在并网发电系统领域中，需要判断电网端继电器的好坏。特别是使用时间较长的并网逆变器，很容易造成继电器里面的金属触点粘连而不能及时断开，进而可能带来一系列的不可控因素。图1示出了传统的三相并网逆变器继电器的采样检测电路，图2示出了传统的三相并网逆变器继电器的采样检测步骤。如图1和图2所示，现有的传统解决方案是对主副RELAY的两侧进行采样，但是在进行RELAY检测的过程中，无法判断出具体哪个RELAY没有闭合。在第5个步骤中，可以看到只能检测出同一相两个RELAY不能闭合，但不能检测具体是主RELAY没有闭合，还是副RELAY没有闭合。在第3个步骤中，如果主RELAY无法闭合，也判断不出副RELAY是否粘死。在第4个步骤中，如果副RELAY无法闭合，也判断不出主RELAY是否粘死，存在判断的漏洞。同时检测逻辑比较复杂，需要进行到第3及第4个步骤才能检测出RELAY是否粘死。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目是提供一种并网逆变器的继电器采样检测电路及方法，可以简单准确判断出具体哪一个继电器粘死或没有闭合，且安全可靠。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种并网逆变器的继电器采样检测电路，包括依次连接在逆变侧和电网的U相输入线之间的第一主继电器和第一副继电器、依次连接在逆变侧和电网的V相输入线之间的第二主继电器和第二副继电器及依次连接在逆变侧和电网的W相输入线之间的第三主继电器和第三副继电器；

所述第一副继电器和电网之间设置有U相电网电压采样点，所述第二副继电器和电网之间设置有V相电网电压采样点，所述第三副继电器和电网之间设置有W相电网电压采样点；

所述第一主继电器和所述第一副继电器之间设置有U相逆变电压采样点，所述U相逆变电压采样点和电网的N相输入线之间连接有U相电阻；

所述第二主继电器和所述第二副继电器之间设置有V相逆变电压采样点，所述V相逆变电压采样点和电网的N相输入线之间连接有V相电阻；

所述第三主继电器和所述第三副继电器之间设置有W相逆变电压采样点，所述W相逆变电压采样点和电网的N相输入线之间连接有W相电阻。

优选地，所述U相电阻包括依次串接的第一电阻、第二电阻及第三电阻。

优选地，所述V相电阻包括依次串接的第四电阻、第五电阻及第六电阻。

优选地，所述W相电阻包括依次串接的第七电阻、第八电阻及第九电阻。

优选地，所述U相逆变电压采样点、V相逆变电压采样点、W相逆变电压采样点处分别连接有用于分别获取三相的逆变电压INV_U、INV_V、INV_W的电压采样装置，所述U相电网电压采样点、V相电网电压采样点、W相电网电压采样点处分别连接有用于分别获取三相的电网电压GRID_U、GRID_V、GRID_V的电压采样装置。

更优选地，各所述电压采样装置分别为差分采样电路。

本发明还采用如下技术方案：

一种如上所述的并网逆变器的继电器采样检测电路的继电器采样检测方法，包括如下步骤：

分别在所述U相电网电压采样点、V相电网电压采样点、W相电网电压采样点进行采样获取三相的电网电压GRID_U，GRID_V，GRID_V，分别在所述U相逆变电压采样点、V相逆变电压采样点、W相逆变电压采样点处采样获取三相的逆变电压INV_U、INV_V、INV_W；

分别判断每一相的电网电压与逆变电压的差值是否小于第一阈值，若结果为是，则判定该相的副继电器粘死，退出检测；若三相的结果为否，则进入下一步骤；

逆变侧输出开环电压，分别检测每一相的电网电压与逆变电压的差值，并分别判断每一相的所述差值是否小于第二阈值，若结果为是，则判定该相的主继电器粘死，退出检测；若三相的结果为否，则进入下一步骤；

闭合三相的主继电器，分别检测每一相的电网电压与逆变电压的差值，并分别判断每一相的所述差值是否大于或等于第三阈值，若结果为是，则判定该相的主继电器无法闭合，退出检测；若三相的结果为否，则进入下一步骤；

关闭所述开环电压，断开三相的主继电器，闭合三相的副继电器，分别检测每一相的电网电压与逆变电压的差值，并分别判断每一相的所述差值是否大于或等于第四阈值，若结果为是，则判定该相的副继电器无法闭合，退出检测；若三相的结果为否，则检测完毕。

优选地，所述第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值分别为60V。

本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

本发明将RELAY检测的采样点由电感输出端改为各相的主副两个继电器检测的中点，同时每相对N增加电阻，这种采样检测可以明确检测出具体哪个继电器粘死，也能检测出主副继电器具体是哪一个没有闭合，同时可以在检测前期步骤中继电器没有动作就可以检测出继电器是否粘死，避免判断错误，而且逻辑非常简单，便于定位分析问题，便于售后服务，同时也便于客户沟通。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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为传统的三相并网逆变器继电器的采样检测电路图；

图2为传统的三相并网逆变器继电器的采样检测步骤示意图；

图3为根据本发明实施例的一种三相并网逆变器的继电器采样检测电路图；

图4为根据本发明实施例的一种三相并网逆变器的继电器采样检测流程图。

其中：

1、逆变器；

2、继电器组；

211、第一主继电器；212、第一副继电器；213、U相逆变电压采样点；214、U相电网电压采样点；

221、第二主继电器；222、第二副继电器；223、V相逆变电压采样点；224、V相电网电压采样点；

231、第三主继电器；232、第三副继电器；233、W相逆变电压采样点；234、W相电网电压采样点；

3、电网；

4、电压采样装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

图3示出了本实施例的一种并网逆变器的继电器采样检测电路。参照图3所示，该继电器采样检测电路包括继电器组2，该继电器组2设置在逆变器1和电网3之间，具体位于逆变器1的电感之后。该继电器组2由三相主继电器和三相副继电器共六个继电器组成，具体包括包括依次连接在逆变侧和电网的U相输入线之间的第一主继电器211和第一副继电器212、依次连接在逆变侧和电网的V相输入线之间的第二主继电器221和第二副继电器222及依次连接在逆变侧和电网的W相输入线之间的第三主继电器231和第三副继电器232。

其中，所述第一主继电器211和所述第一副继电器212之间设置有U相逆变电压采样点213，该U相逆变电压采样点213处连接有电压采样装置4，用于对U相的第一主继电器211和第一副继电器212的中点进行电压采样，获取U相的逆变电压INV_U。所述第二主继电器221和所述第二副继电器222之间设置有V相逆变电压采样点223，该V相逆变电压采样点223处连接有电压采样装置4，用于对V相的第二主继电器221和第二副继电器222的中点进行电压采样，获取V相的逆变电压INV_V。所述第三主继电器231和所述第三副继电器232之间设置有W相逆变电压采样点233，该W相逆变电压采样点233处连接有电压采样装置4，用于对W相的第三主继电器231和第三副继电器232的中点进行电压采样，获取W相的逆变电压INV_W。INV_U、INV_V、INV_W是各相中主副两个继电器中点的电压采样，本文称为逆变电压，参考点为N。

所述第一副继电器212和电网之间设置有U相电网电压采样点214，该U相电网电压采样点214处连接有电压采样装置4，用于对U相的电网电压进行采样，获取U相电网电压GRID_U。所述第二副继电器222和电网之间设置有V相电网电压采样点224，该V相电网电压采样点224处连接有电压采样装置4，用于对V相的电网电压进行采样，获得V相电网电压GRID_V。所述第三副继电器232和电网之间设置有W相电网电压采样点234，该W相电网电压采样点234处连接有电压采样装置4，用于对W相电网电压进行采样，获得W相电网电压GRID_W。本实施例中，GRID_U、GRID_V、GRID_V是市电电压采样，参考点为N。

本实施例中，上述提及的六个电压采样装置4均为差分采样电路。

进一步地，所述U相逆变电压采样点213和电网的N相输入线之间连接有U相电阻；所述V相逆变电压采样点223和电网的N相输入线之间连接有V相电阻；所述W相逆变电压采样点233和电网的N相输入线之间连接有W相电阻。本实施例中，所述U相电阻包括依次串接的第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3。所述V相电阻包括依次串接的第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6。所述W相电阻包括依次串接的第七电阻R7、第八电阻R8及第九电阻R9。若无电阻，当主副RELAY都断开时，中点采样点为悬浮状态；本实施例中，设置电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9，增加电阻后该点电压不再悬浮，同时该电阻对差分采样电路没有任何影响。

本实施例还提供一种并网逆变器的继电器采样检测方法，其应用于如图3所示的并网逆变器的继电器采样检测电路中。在该继电器采样检测方法中，采样点为每相的主副继电器的中点以及电网的每相输入线上。即，分别在所述U相电网电压采样点214、V相电网电压采样点224、W相电网电压采样点234进行采样获取三相的电网电压GRID_U，GRID_V，GRID_V，分别在所述U相逆变电压采样点213、V相逆变电压采样点223、W相逆变电压采样点233处采样获取三相的逆变电压INV_U、INV_V、INV_W。本实施例修改了RELAY采样检测点为两个RELAY的中点，通过采样点的变更可以检测出主副RELAY哪一个粘死，以及主副RELAY哪一个没有闭合成功。在RELAY动作前就可以检测出主副RELAY是否粘死，可以避免出现因RELAY动作异常造成的判断错误。第一步检测副RELAY是否粘死，第二步检测主RELAY是否粘死，第三步检测主RELAY是否闭合OK,第四步检测副RELAY是否闭合OK。

参照图4所示，该继电器采样检测方法包括如下步骤：

A、分别判断每一相的电网电压与逆变电压的差值是否小于第一阈值，若结果为是，则判定该相的副继电器粘死，退出检测；若三相的结果均为否，则进入下一步骤；

B、逆变侧输出开环电压，分别检测每一相的电网电压与逆变电压的差值，并分别判断每一相的所述差值是否小于第二阈值，若结果为是，则判定该相的主继电器粘死，退出检测；若三相的结果均为否，则进入下一步骤；

C、闭合三相的主继电器，分别检测每一相的电网电压与逆变电压的差值，并分别判断每一相的所述差值是否大于或等于第三阈值，若结果为是，则判定该相的主继电器无法闭合，退出检测；若三相的结果均为否，则进入下一步骤；

D、关闭所述开环电压，断开三相的主继电器，闭合三相的副继电器，分别检测每一相的电网电压与逆变电压的差值，并分别判断每一相的所述差值是否大于或等于第四阈值，若结果为是，则判定该相的副继电器无法闭合，退出检测；若三相的结果均为否，则检测完毕。

上述的第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值分别为60V。

还需要说明的是，在上述各步骤中，分别将U相、V相、W相的电网电压与逆变电压的差值与相应的阈值进行比对，如任一相的判定结果为是，则均退出检测。仅当U相、V相、W相的三相判定结果均为否时，才进入下一步骤。以上述步骤B为例，具体包括如下过程：

B1、逆变器输出开环电压；

B2、分别在所述U相电网电压采样点214、V相电网电压采样点224、W相电网电压采样点234进行实时采样获取三相的电网电压GRID_U，GRID_V，GRID_V，分别在所述U相逆变电压采样点213、V相逆变电压采样点223、W相逆变电压采样点233处实时采样获取三相的逆变电压INV_U、INV_V、INV_W；

B3、对U相进行判断，即计算GRID_U-INV_U，并判定该计算结果是否小于60V，

若小于60V，则判定U相的第一主继电器211粘死，退出检测；

若大于或等于60V，则进入下一步骤；

B4、对V相进行判断，即计算GRID_V-INV_V，并判定该计算结果是否小于60V，

若小于60V，则判定V相的第二主继电器221粘死，退出检测；

若大于或等于60V，则进入下一步骤；

B5、对W相进行判断，即计算GRIDW-INV_W，并判定该计算结果是否小于60V，

若小于60V，则判定W相的第三主继电器231粘死，退出检测；

若大于或等于60V，则进入步骤C。

其中，上述步骤B3、B4、B5的执行顺序可相互调换。

上述提及的提到的开环电压即电感输出端的电压，开环电压是软件通过控制三电平的IGBT在电感输出端产生一个与市电电压同频同相的电压。

本发明将RELAY(继电器)检测的采样点由电感输出端改为两个RELAY检测的中点，同时每相对N增加电阻，这种采样检测可以明确检测出具体哪个RELAY粘死，也能检测出主副RELAY具体是哪一个没有闭合，同时可以在第1步和第2步RELAY没有动作就可以检测出RELAY是否粘死，避免判断错误，而且逻辑非常简单，便于定位分析问题，便于售后服务，同时也便于客户沟通。

本发明可以避免RELAY动作异常导致的RELAY是否粘死判断失效。

本发明先分别判断主副RELAY是否粘死，再分别判断主副RELAY是否闭合，在确认RELAY都OK后再同时闭合RELAY进入并网模式，安全可靠。

本发明通过RELAY检测采样点的变更，可以准确判断出主副RELAY具体哪一个没有闭合本发明可以准确判断哪一个RELAY粘死，与RELAY是否闭合成功没有关系，不会误判，相对更安全可靠。

本发明检测逻辑简单，第一步就先开始RELAY粘死与否的安全检测，更可靠。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种并网逆变器的继电器采样检测电路，包括依次连接在逆变侧和电网的U相输入线之间的第一主继电器和第一副继电器、依次连接在逆变侧和电网的V相输入线之间的第二主继电器和第二副继电器及依次连接在逆变侧和电网的W相输入线之间的第三主继电器和第三副继电器；

所述第一副继电器和电网之间设置有U相电网电压采样点，所述第二副继电器和电网之间设置有V相电网电压采样点，所述第三副继电器和电网之间设置有W相电网电压采样点；

其特征在于：

所述第一主继电器和所述第一副继电器之间设置有U相逆变电压采样点，所述U相逆变电压采样点和电网的N相输入线之间连接有U相电阻；

所述第二主继电器和所述第二副继电器之间设置有V相逆变电压采样点，所述V相逆变电压采样点和电网的N相输入线之间连接有V相电阻；

所述第三主继电器和所述第三副继电器之间设置有W相逆变电压采样点，所述W相逆变电压采样点和电网的N相输入线之间连接有W相电阻。

2.根据权利要求1所述的继电器采样检测电路，其特征在于：所述U相电阻包括依次串接的第一电阻、第二电阻及第三电阻。

3.根据权利要求1所述的继电器采样检测电路，其特征在于：所述V相电阻包括依次串接的第四电阻、第五电阻及第六电阻。

4.根据权利要求1所述的继电器采样检测电路，其特征在于：所述W相电阻包括依次串接的第七电阻、第八电阻及第九电阻。

5.根据权利要求1所述的继电器采样检测电路，其特征在于：所述U相逆变电压采样点、V相逆变电压采样点、W相逆变电压采样点处分别连接有用于分别获取三相的逆变电压INV_U、INV_V、INV_W的电压采样装置，所述U相电网电压采样点、V相电网电压采样点、W相电网电压采样点处分别连接有用于分别获取三相的电网电压GRID_U、GRID_V、GRID_V的电压采样装置。

6.根据权利要求5所述的继电器采样电路，其特征在于：各所述电压采样装置分别为差分采样电路。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的并网逆变器的继电器采样检测电路的继电器采样检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

分别在所述U相电网电压采样点、V相电网电压采样点、W相电网电压采样点进行采样获取三相的电网电压GRID_U，GRID_V，GRID_V，分别在所述U相逆变电压采样点、V相逆变电压采样点、W相逆变电压采样点处采样获取三相的逆变电压INV_U、INV_V、INV_W；

分别判断每一相的电网电压与逆变电压的差值是否小于第一阈值，若结果为是，则判定该相的副继电器粘死，退出检测；若三相的结果为否，则进入下一步骤；

逆变侧输出开环电压，分别检测每一相的电网电压与逆变电压的差值，并分别判断每一相的所述差值是否小于第二阈值，若结果为是，则判定该相的主继电器粘死，退出检测；若三相的结果为否，则进入下一步骤；

闭合三相的主继电器，分别检测每一相的电网电压与逆变电压的差值，并分别判断每一相的所述差值是否大于或等于第三阈值，若结果为是，则判定该相的主继电器无法闭合，退出检测；若三相的结果为否，则进入下一步骤；

关闭所述开环电压，断开三相的主继电器，闭合三相的副继电器，分别检测每一相的电网电压与逆变电压的差值，并分别判断每一相的所述差值是否大于或等于第四阈值，若结果为是，则判定该相的副继电器无法闭合，退出检测；若三相的结果为否，则检测完毕。

8.根据权利要求7所述的继电器采样检测方法，其特征在于，所述第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值分别为60V。

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