CN113315364B - 一种供电系统及控制方法 - Google Patents

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CN113315364B CN202110571534.XA CN202110571534A CN113315364B CN 113315364 B CN113315364 B CN 113315364B CN 202110571534 A CN202110571534 A CN 202110571534A CN 113315364 B CN113315364 B CN 113315364B
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Abstract

本申请提供了一种供电系统及控制方法，包括：供电单元、控制器、电压转换单元、逆变单元和缓启电路，供电单元用于产生直流电压，电压转换单元用于接收直流电压，并进行电压变换，逆变单元用于接收电压转换单元输出的电压，并在进行直流电转交流电之后，输出交流电；缓启电路用于向该电压转换单元或该逆变单元的接口电容预充电，缓启电路包括缓启电阻；控制器用于：获取缓启电路的第一电学参数信息；根据第一电学参数信息，获得缓启电路中的缓启电阻的第一低压侧电压值；根据第一低压侧电压值，确定缓启电路是否处于过压状态，从而保证缓启电路系统的正常运行。

Description

一种供电系统及控制方法
技术领域
本申请涉及电路技术领域，并且更具体地，涉及一种供电系统及控制方法。
背景技术
供电系统由于组成复杂，接口多变等因素，目前开发和维护成本均较高，因此对系统的可靠性和稳定性提出了更高的要求。为支撑系统稳态动态性能，各模块接口都会设计各类电容，而这类电容在初始电压较低时，等效阻抗很小，相当于瞬时短路，对支路设备构成隐患。目前统一的解决方案是加入缓启电阻，形成预充电回路，但对于供电系统来说，电压较高，电容容值较大，长时间或频繁充电会造成电阻发热严重，损坏风险极高，有一定发生起火概率。并且若低压侧发生短路故障，缓启电阻一直高负荷工作，风险也极大。此外电阻失效后无备用方案，会导致整个系统停摆，造成经济损失，因此就如何保证缓启电路系统的正常运行至关重要。
业内目前主要通过检测缓启电阻是否过压或者过温，来保证缓启电路系统的正常运行，然而，现有的检测方法都存在检测结果不稳定的缺点，比如，若缓启电路中低压侧出现短路的情况，那么在这种情况下，现有的检测是否过压的方法就无法检测到电压异常(即，无法检测到低压侧短路的情况)；或者，业内常用热敏电阻来检测是否过温，但是热敏电阻的失效率高，容易误判，那么后续使用失效的热敏电阻也无法识别到温度异常的情况。
因此，本申请旨在提出一种更加稳定地实时检测缓启电路的方法，从而保证缓启电路系统的正常运行。
发明内容
本申请提供一种供电系统及控制方法，使得控制器能够更加稳定地对缓启电路进行实时检测，从而保证缓启电路系统的正常运行。
第一方面，提供了一种供电系统，包括：供电单元、控制器、电压转换单元、逆变单元和缓启电路，该供电单元用于产生直流电压，该电压转换单元用于接收该直流电压，并进行电压变换，该逆变单元用于接收该电压转换单元输出的电压，并在进行直流电转交流电之后，输出交流电；该缓启电路用于向该电压转换单元或该逆变单元的接口电容预充电，该缓启电路包括缓启电阻，该缓启电阻的低压侧与该接口电容相连接，该缓启电阻的高压侧为该缓启电阻的另一侧；该控制器用于：获取该缓启电路的第一电学参数信息，该第一电学参数信息包括：该缓启电阻的高压侧电压值、该缓启电阻的阻值、该接口电容的容值、该缓启电阻的低压侧电压初始值，该低压侧电压初始值为该缓启电路开始预充电时的低压侧电压值；根据该第一电学参数信息，获得该缓启电路中的缓启电阻的第一低压侧电压值；根据该第一低压侧电压值，确定该缓启电路是否处于过压状态。
在本申请实施例中，控制器根据获得的缓启电路中缓启电阻的第一低压侧电压值，确定缓启电路是否处于过压状态，若控制器确定缓启电路处于过压状态，则进行相关告警保护。通过上述技术方案，能够更加稳定地实时检测出缓启电路是否处于过压状态，从而保证缓启电路系统的正常运行。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该第一低压侧电压值符合以下条件：
Figure BDA0003082738450000021
其中，t表示该缓启电路中的预充电开关S1导通时间，U(t)表示该第一低压侧电压值，U0表示该低压侧电压初始值，Uh表示该高压侧电压值，R表示该缓启电阻的阻值，C表示该接口电容的容值，α表示采样偏置修正系数。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该控制器还用于：通过检测获取该缓启电路的第二低压侧电压值；确定该第一低压侧电压值和该第二低压侧电压值的差值；该控制器具体用于：确定该差值是否超过第一阈值；在该差值超过所述第一阈值的情况下，确定所述缓启电路处于过压状态。通过上述技术方案，能够更加稳定地实时检测出缓启电路是否处于过压状态，从而保证缓启电路系统的正常运行。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该控制器具体用于：在该差值未超过该第一阈值的情况下，确定该缓启电路不处于过压状态。通过上述技术方案，能够更加稳定地实时检测出缓启电路是否处于过压状态，从而保证缓启电路系统的正常运行。
第二方面，提供了一种供电系统，其特征在于，包括：供电单元、控制器、电压转换单元、逆变单元和缓启电路，该供电单元用于产生直流电压，该电压转换单元用于接收该直流电压，并进行电压变换，该逆变单元用于接收该电压转换单元输出的电压，并在进行直流电转交流电之后，输出交流电；该缓启电路用于向该电压转换单元或该逆变单元的接口电容预充电，该缓启电路包括缓启电阻，该缓启电阻的低压侧与该接口电容相连接，该缓启电阻的高压侧为该缓启电阻的另一侧；该控制器用于：获取该缓启电阻的第二电学参数信息，该第二电学参数信息包括：该缓启电阻的低压侧电压值、该缓启电阻的高压侧电压值、该缓启电阻的阻值、该缓启电阻的电阻比热容、该缓启电阻的等效质量、该缓启电阻的散热表面积、该缓启电阻的综合散热系数；根据该第二电学参数信息，获得该缓启电路中缓启电阻的温度值；根据该温度值，确定该缓启电路是否处于过温状态。
在本申请实施例中，控制器根据该第二电学参数信息，获得该缓启电路中缓启电阻的温度值，并根据该温度值确定该缓启电路是否处于过温状态。若控制器确定缓启电路处于过温状态，则进行相关告警保护。通过上述技术方案，能够更加稳定地实时检测出缓启电路是否处于过温状态，从而保证缓启电路系统的正常运行。
需要说明的是，该低压侧电压值可以是通过实时检测得到的，也可以是通过第一电学参数信息获得的，应理解，本申请实施例对此不作限制。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该温度值符合以下条件：
Figure BDA0003082738450000022
其中，t表示该缓启电路中的预充电开关S1导通时间，T(t)表示该温度值，U(t)表示该低压侧电压值，Uh表示该高压侧电压值，KT表示该缓启电阻的综合散热系数，A表示该缓启电阻的散热表面积，m表示该缓启电阻的等效质量，c表示该缓启电阻的比热容，R表示该缓启电阻的阻值。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该低压侧电压值为该控制器通过检测得到。通过上述技术方案，能够更加稳定地实时检测出缓启电路是否处于过温状态，从而保证缓启电路系统的正常运行。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该低压侧电压值为该控制器根据第一电学参数获得，该第一电学参数包括：该缓启电阻的高压侧电压、该缓启电阻的阻值、该接口电容容值、该缓启电阻的低压侧电压初始值，该低压侧电压初始值为该缓启电路开始预充电时的低压侧电压值。通过上述技术方案，能够更加稳定地实时检测出缓启电路是否处于过温状态，从而保证缓启电路系统的正常运行。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该低压侧电压值符合以下条件：
Figure BDA0003082738450000031
其中，t表示该缓启电路中的预充电开关S1导通时间，U(t)表示该低压侧电压值，U0表示该低压侧电压初始值，Uh表示该高压侧电压值，R表示该缓启电阻的阻值，C表示该接口电容的容值，α表示采样偏置修正系数。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该控制器具体用于：确定该温度值是否超过第二阈值；在该温度值超过该第二阈值的情况下，确定该缓启电路处于过温状态。通过上述技术方案，能够更加稳定地实时检测出缓启电路是否处于过温状态，从而保证缓启电路系统的正常运行。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该控制器具体用于：在该温度值未超过该第二阈值的情况下，确定该缓启电路不处于过温状态。通过上述技术方案，能够更加稳定地实时检测出缓启电路是否处于过温状态，从而保证缓启电路系统的正常运行。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该接口电容包括设置于该电压转换单元或该逆变单元内部的接口电容和/或设置于该电压转换单元或该逆变单元外部的接口电容。
第三方面，提供了一种供电系统的控制方法，包括：供电单元、控制器、电压转换单元、逆变单元和缓启电路，该供电单元用于产生直流电压，该电压转换单元用于接收该直流电压，并进行电压变换，该逆变单元用于接收该电压转换单元输出的电压，并在进行直流电转交流电之后，输出交流电；该缓启电路用于向该电压转换单元或该逆变单元的接口电容预充电，该缓启电路包括缓启电阻，该缓启电阻的低压侧与该接口电容相连接，该缓启电阻的高压侧为该缓启电阻的另一侧；该方法由该控制器执行，该方法包括：获取该缓启电路的第一电学参数信息，该第一电学参数信息包括：该缓启电阻的高压侧电压值、该缓启电阻的阻值、该接口电容的容值、该缓启电阻的低压侧电压初始值，该低压侧电压初始值为该缓启电路开始预充电时的低压侧电压值；根据该第一电学参数信息，获得该缓启电路中的缓启电阻的第一低压侧电压值；根据该第一低压侧电压值，确定该缓启电路是否处于过压状态。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，根据该第一电学参数信息，获得该缓启电路中的缓启电阻的第一低压侧电压值，包括：根据公式
Figure BDA0003082738450000032
获得该第一低压侧电压值，其中，t表示该缓启电路中的预充电开关S1导通时间，U(t)表示该第一低压侧电压值，U0表示该低压侧电压初始值，Uh表示该高压侧电压值，R表示该缓启电阻的阻值，C表示该接口电容的容值，α表示采样偏置修正系数。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，该方法还包括：通过检测获取该缓启电路的第二低压侧电压值；确定该第一低压侧电压值和该第二低压侧电压值的差值；根据该第一低压侧电压值，确定该缓启电路是否处于过压状态，包括：确定该差值是否超过第一阈值；在该差值超过该第一阈值的情况下，确定该缓启电路处于过压状态。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，在该差值未超过该第一阈值的情况下，确定该缓启电路不处于过压状态。
第四方面，提供了一种供电系统的控制方法，包括：供电单元、控制器、电压转换单元、逆变单元和缓启电路，该供电单元用于产生直流电压，该电压转换单元用于接收该直流电压，并进行电压变换，该逆变单元用于接收该电压转换单元输出的电压，并在进行直流电转交流电之后，输出交流电；该缓启电路用于向该电压转换单元或该逆变单元的接口电容预充电，该缓启电路包括缓启电阻，该缓启电阻的低压侧与该接口电容相连接，该缓启电阻的高压侧为该缓启电阻的另一侧；该方法由该控制器执行，该方法包括：获取该缓启电阻的第二电学参数信息，该第二电学参数信息包括：该缓启电阻的低压侧电压值、该缓启电阻的高压侧电压值、该缓启电阻的阻值、该缓启电阻的电阻比热容、该缓启电阻的电阻等效质量、该缓启电阻的散热表面积、该缓启电阻的综合散热系数；根据该第二电学参数信息，获得该缓启电路中缓启电阻的温度值；根据该温度值，确定该缓启电路是否处于过温状态。
结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，根据该第二电学参数信息，获得该缓启电路中缓启电阻的温度值，包括：根据公式
Figure BDA0003082738450000041
获得该温度值，其中，t表示该缓启电路中的预充电开关S1导通时间，T(t)表示该温度值，U(t)表示该低压侧电压值，Uh表示该高压侧电压值，KT表示该缓启电阻的综合散热系数，A表示该缓启电阻的散热表面积，m表示该缓启电阻的等效质量，c表示该缓启电阻的比热容，R表示该缓启电阻的阻值。
结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，该低压侧电压值为该控制器通过检测得到。
结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，该低压侧电压值为该控制器根据第一电学参数获得，该第一电学参数包括：该缓启电阻的高压侧电压、该缓启电阻的阻值、该接口电容的容值、该缓启电阻的低压侧电压初始值，该低压侧电压初始值为该缓启电路开始预充电时的低压侧电压值。
结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，该方法包括：根据公式
Figure BDA0003082738450000042
获得该低压侧电压值，其中，t表示该缓启电路中的预充电开关S1导通时间，U(t)表示该低压侧电压值，U0表示该低压侧电压初始值，Uh表示该高压侧电压值，R表示该缓启电阻的阻值，C表示该接口电容的容值，α表示采样偏置修正系数。
结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，根据该温度值，确定该缓启电路是否处于过温状态，包括：确定该温度值是否超过第二阈值；在该温度值超过该第二阈值的情况下，确定该缓启电路处于过温状态。
结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，在该温度值未超过该第二阈值的情况下，确定该缓启电路不处于过温状态。结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，该接口电容包括设置于该电压转换单元或该逆变单元内部的接口电容和/或设置于该电压转换单元或该逆变单元外部的接口电容。
附图说明
图1是适用于本申请实施例的应用场景的结构示意图。
图2是适用于本申请实施例的缓启电路的结构示意图。
图3是本申请一个实施例的控制方法的示意性流程图。
图4是本申请又一个实施例的控制方法的示意性流程图。
图5是本申请又一个实施例的控制方法的示意性流程图。
图6是本申请又一实施例的电压异常识别的示意性流程图。
图7是本申请又一实施例的温度异常识别的示意性流程图。
图8是本申请实施例的控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
为便于理解本申请实施例，首先结合图1说明本申请的应用场景。图1是适用于本申请实施例的应用场景的结构示意图。如图1所示，供电单元110可以将产生的电能输出至电压转换单元107。电压转换单元107在进行直流电压转换之后，可以通过直流母线向逆变单元103供电。逆变单元103在进行直流至交流电压转换之后，输出交流电向电网供电。在整个供电系统中，控制器111通过控制缓启电路中的开关闭合，使得缓启电路用于向电压转换单元107和逆变单元103的接口电容进行预充电。例如，控制器111控制缓启电路109向接口电容108或接口电容106进行预充电，控制器112控制缓启电路105或缓启电路102向接口电容104进行预充电。在一些示例中，控制器111可以设置于逆变单元103中，控制器112可以设置于电压转换单元107中。在另一些示例中，控制器111和控制112也可以是独立的控制模块。
需要说明，之所以对接口电容进行预充电，是因为在电路导通的瞬间，接口电容相当于短路，接口电容中的充电电流会非常大，会引起过流现象，因此通常是通过缓启电阻来给电容进行预充电，以防止过大的电流烧坏电路中的电学元件。
应理解，提供电能的供电单元110可以是电池，比如锂电池，也可以是光伏阵列，本申请在此不作限制。在本申请中，当供电单元110是电池时，此时，供电单元110和电压转换单元107共同组成电力储能系统，其产生的电能通过直流母线输送至逆变单元103，经过逆变单元103处理之后，得到交流电，并提供给电网。需要说明的是，图1的系统仅仅是为了说明本申请实施例的应用场景，并不作为对本申请的限制。
应理解，本申请实施例对电路的连接关系不做限定，在实际应用中，图1中的各个部件之间可能还连接有其他的设备，例如，缓启电路102的输出端可以直接接入电网，也可以通过变压器接入电网，本申请对此不作限制。
应理解，本申请中，电压转换单元107的拓扑可以为降压式(buck)变换器、升压式(boost)变换器、降升压(buck-boost)变换器或升降压(boost-buck)变换器，可以是隔离式，也可以是非隔离式。在本申请中，电压转换单元107可以包括直流转直流(directcurrent to direct current，DC/DC)变换器，逆变单元103也可以包括直流转交流(directcurrent to alternating current，DC/AC)变换器，本申请实施例对此不作限制。
供电系统包括DC/DC变换器、DC/AC变换器和多个缓启电路，应理解，本申请对缓启电路的数量和部署位置不作限制。系统运行过程中缓启电路通过DC/DC或DC/AC变换器中反并联二极管实现对电容的单向或双向预充电，以此减小电路启动时的冲击电流。
还需说明，图1中接口电容可以是设置于逆变单元103或电压转换电路107内部的电容，也可以是设置于逆变单元103或电压转换电路107外部的接口电容，本申请实施例对此不作限制。
下面结合图2对缓启电路的电路结构进行简单介绍，图2是缓启电路的示意性结构图，缓启电路包括预充电开关S1(201)，旁路开关S2(202)，缓启电阻R(203)。如图2所示，缓启电阻R和预充电开关S1在电路中串联，然后预充电开关S1和缓启电阻R整体与旁路开关S2在电路中并联。在整个缓启电路预充电过程中，控制器通过控制缓启电路中的预充电开关S1闭合，以实现对电容的预充电，即此时缓启电路进入缓启状态。控制器通过控制缓启电路中预充电开关S1断开，从而控制缓启电路退出缓启状态。若控制器判断缓启电路缓启完成，控制器则在控制预充电开关S1断开的同时，控制旁路开关S2闭合。
需要说明的是，为方便理解，图2将多个缓启电阻等效成一个缓启电阻R，应理解，本申请对于缓启电阻的数量不作限制。
在本申请中，缓启电路也可以设置于图1中的其它需要预充电的位置中。即，缓启电路不限于图1中所示的位置，本申请对于缓启电路的部署位置在此不作限制。
还需说明，供电系统启动时，供电系统的内部或对外的接口电容电压基本为零，控制器发出启动指令后，供电系统开始自检，自检的目的在于判断供电系统电路中是否存在故障。
下面结合图3至图5，对本申请的供电系统的控制方法进行详细描述。
图3是本申请实施例提供的一种供电系统的控制方法的示意性流程图，如图3所示。
S310，控制器获取缓启电路中缓启电阻的第一电学参数信息，该第一电学参数信息包括缓启电阻的高压侧电压值、缓启电阻的阻值、接口电容的容值以及缓启电阻的低压侧电压初始值。应理解，本申请中，缓启电路中的多个电阻均等效为一个缓启电阻。
需要说明的是，缓启电阻的低压侧与接口电容相连接，高压侧为缓启电阻的另一侧。其中，缓启电阻的低压侧电压初始值为控制器在开始计时的时候(即，控制器控制预充电开关S1导通时，或者理解为缓启电路刚开始预充电时)，控制器通过对缓启电阻的低压侧电压进行实时检测得到的低压侧电压初始值。
具体的，缓启电阻的高压侧电压值和低压侧电压初始值的读取可以是电压转换单元或逆变单元中具有采样功能的电路实现的，即电压转换单元或逆变单元可以通过通信线向控制器发送电压采样值。高压侧电压值和低压侧电压初始值的读取也可以是控制器中的采样单元完成的，实现采样功能的电路或单元可以与电网具有通信接口，从而实现电网电压信息的采集。
S320，控制器根据第一电学参数信息，获得缓启电路中缓启电阻的第一低压侧电压值。
具体的，控制器根据公式(1)对第一低压侧电压进行理论计算。
Figure BDA0003082738450000071
其中，t为预充电开关S1导通时间，U(t)为第一低压侧电压值，U0为低压侧电压初始值，Uh为高压侧电压值，R为缓启电阻的阻值，C为接口电容的容值，α为采样偏置修正系数。
应理解，上述低压侧电压初始值U0、高压侧电压值Uh、缓启电阻阻值R和低压侧电容容值R以及接口电容容值C均为已知的固定值，α为采样偏置修正系数，举例，α数值可以为15，也可以是其他数值，本申请实施例对此不作限制。
应理解，预充电开关S1在缓启电路中的部署位置如图2所示，控制器通过控制开关S1的闭合从而形成预充电回路。因此，在本申请中，预充电开关S1导通可以理解为控制器控制S1闭合从而形成预充电回路。
还应理解，第一低压侧电压值为控制器通过上述公式(1)计算得出的一个理论电压值，控制器也可以通过对公式(1)进行简单变换或者通过其他公式计算得到第一低压侧电压值，本申请实施例对此不作限定。
S330，控制器根据获得的第一低压侧电压值，确定缓启电路是否处于过压状态。
在一种可能的实现方式中，控制器可以直接通过第一低压侧电压值是否超过一定阈值，确定缓启电路是否处于过压状态。具体的，若第一低压侧电压值超过设定的一定阈值，那么控制器确定缓启电路处于过压状态，相反，若第一低压侧电压值未超过设定的一定阈值，那么控制器确定缓启电路不处于过压状态。
在一种可能的实现方式中，控制器还可以通过检测来获取缓启电路的第二低压侧电压值，并确定第一低压侧电压值和第二低压侧电压值的差值，控制器可以通过上述差值是否超过一定阈值，确定缓启电路是否处于过压状态。其中，第二低压侧电压值为控制器通过实时检测获得的缓启电阻的低压侧电压的实际电压值。
具体的，若第一低压侧电压值和第二低压侧电压值的差值超过一定阈值，则判断缓启电路处于电压异常(过压)状态，否则，如果第一低压侧电压值和第二低压侧电压值的差值未超过一定阈值，则判断缓启电路处于电压正常状态。
应理解，缓启电路的第二低压侧电压值的读取可以是电压转换单元或逆变单元中具有采样功能的电路实现的，即电压转换单元或逆变单元可以通过通信线向控制器发送电压采样值。第二低压侧电压值的读取也可以是控制器中的采样单元完成的。实现采样功能的电路或单元可以与电网具有通信接口，从而实现电网电压信息的采集。
还应理解，本申请实施例对设定阈值的具体数值不作限制。
图4是本申请又一实施例提供的一种供电系统的控制方法的示意性流程图，如图4所示。
S410，控制器获取缓启电阻的第二电学参数信息。
具体的，第二电学参数信息包括：缓启电阻的低压侧电压值、缓启电阻的高压侧电压值、缓启电阻的阻值、缓启电阻的电阻比热容、缓启电阻的电阻等效质量、缓启电阻的散热表面积、缓启电阻的综合散热系数。应理解，本申请中，缓启电阻的电阻等效质量可以理解为电阻的重量。
S420，控制器根据第二电学参数信息，获得缓启电阻的温度值。
具体的，控制器根据下述公式(2)对缓启电阻的温度值进行理论计算。
Figure BDA0003082738450000081
其中，t为该缓启电路中的预充电开关S1导通时间，T(t)为温度值，U(t)为低压侧电压值，Uh为高压侧电压值，KT为综合散热系数，A为电阻散热表面积，m为电阻等效质量，c为电阻比热容，R为缓启电阻阻值。
需要说明的是，S410和S420中的缓启电路的低压侧电压值可以是控制器通过实时检测得到，也可以是控制器通过上述公式(1)计算得到，应理解，本申请实施例对此不作限制。
应理解，对于通过公式(1)计算得到的低压侧电压值来说，其计算方式等同于第一低压侧电压值的计算方式，因此具体计算过程可参照第一低压侧电压值的计算方法，本申请在此不再赘述。
还应理解，上述公式(2)中的KTA和mc可通过测试拟合曲线后反推得到，即可以通过多次测试试验的数值结果反推得到，本申请实施例对此不作限制。
S430，控制器根据缓启电阻的温度值，确定缓启电路是否处于过温状态。
在一种可能的实现方式中，如果控制器判断温度值大于一定温度保护值(阈值)，那么则判断缓启电阻过温(温度异常)。
在一种可能的实现方式中，如果控制器判断温度值小于一定温度保护值(阈值)，那么则判断缓启电阻温度正常。
应理解，上述第三低压侧电压值和获得的温度值均为瞬时值，温度保护值(阈值)为提前设置好的恒定值，本申请对温度保护值(阈值)的数值在此不作限制。
图5是本申请又一实施例的控制方法的示意性流程图。
S510，控制器读取缓启电阻的低压侧电压和高压侧电压。
具体的，缓启电阻的低压侧电压和高压侧电压的读取可以是电压转换单元或逆变单元中具有采样功能的电路实现的，即电压转换单元或逆变单元可以通过通信线向控制器发送电压采样值。低压侧电压和高压侧电压的读取也可以是控制器中的采样单元完成的。实现采样功能的电路或单元可以与电网具有通信接口，从而实现电网电压信息的采集。
其中，缓启电阻的低压侧与接口电容相连接，高压侧为缓启电阻的另一侧。在本申请中，缓启电路中的多个缓启电阻等效成一个缓启电阻。
应理解，该低压侧电压和高压侧电压还可以用来识别充电方向，即充电方向由高压侧向低压侧充电。
S520，控制器可以根据读取的缓启电路的高压侧电压和低压侧电压，进而判断缓启电路中电压是否异常。
具体的，控制器读取缓启电路中缓启电阻的高压侧电压和低压侧电压，若控制器发现读取的缓启电阻的高压侧电压未发生异常，那么控制器控制缓启电路中的预充电开关S1导通，则控制器可以执行步骤S540。若控制器发现读取的缓启电阻的高压侧电压发生异常，比如过压，则控制器可以执行步骤S530。
S530，根据检测电压异常值告警，控制器控制缓启电路中的预充电开关S1断开，从而控制缓启电路退出缓启状态。
S540，控制器对缓启电路中缓启电阻进行充电电压异常识别。
具体的，控制器在判断缓启电路中缓启电阻的高压侧电压未发生异常之后，那么控制器控制缓启电路中的预充电开关S1导通，控制器通过上述公式(1)获得缓启电阻的第一低压侧电压值。
在一种可能的实现方式中，控制器可以直接通过比较第一低压侧电压值是否超过一定阈值，判断缓启电路是否处于过压状态。具体的，若第一低压侧电压值超过设定的阈值，那么判断缓启电路处于过压状态，相反，若第一低压侧电压值未超过一定阈值，从而判断缓启电路不处于过压状态。
在一种可能的实现方式中，控制器还可以通过实时检测获得缓启电阻的第二低压侧电压值，控制器确定第一低压侧电压值和第二低压侧电压值的差值，根据其差值是否超过一定阈值，从而判断缓启电路是否处于过压状态。具体的，若上述差值超过设定的阈值，那么判断缓启电路处于过压状态，相反，若上述差值未超过一定阈值，从而判断缓启电路不处于过压状态。
需要说明的是，如果控制器判断缓启电路处于过压状态，那么控制器控制缓启电路中的预充电开关S1断开，从而控制缓启电路退出缓启状态。如果控制器判断缓启电路不处于过压状态，那么控制器可以执行步骤S550。
S550，控制器对缓启电路中缓启电阻进行温度异常识别。控制器通过上述公式(2)获得缓启电路中缓启电阻的温度值，通过确定温度值是否超过一定温度保护值(阈值)，判断缓启电路是否处于过温状态。
在一种可能的实现方式中，若控制器确定缓启电阻的温度值大于一定温度保护值(阈值)，那么控制器可以控制缓启电路中的预充电开关S1断开，从而控制缓启电路退出缓启状态。
在一种可能的实现方式中，若控制器判断缓启电阻的温度值小于一定温度保护值(阈值)，那么控制器可以执行步骤S560。
需要说明的是，在本申请实施例中，也可以先执行步骤S550，再执行S540，即先对缓启电阻的温度进行识别，再对缓启电阻进行充电电压异常识别。还可以同时执行步骤S540和步骤S550。应理解，本申请对步骤S540和步骤S550的执行顺序不作限定。
S560，控制器判断缓启电路是否完成缓启。具体的，控制器判断缓启电路的高压侧电压值和低压侧电压值的差值是否在一定阈值内，如果差值在一定阈值内，那么控制器判断缓启完成，控制器执行步骤S570。如果差值不在一定阈值内，那么控制器判断缓启没有完成，控制器可以再次执行S540。
S570，控制器控制缓启电路中的预充电开关S1断开，旁路开关S2闭合。
上面结合图5对于缓启电路预充电过程的具体步骤及流程的进行了详细介绍，下面结合图6和图7分别对充电电压异常识别过程(步骤S540)和温度异常识别过程(步骤S550)进行介绍。
图6是本申请实施例中充电电压异常识别的过程的示意性流程图。
S610，控制器控制预充电开关S1闭合后，控制器中的计时单元开始计时为t。
S620，控制器获得缓启电阻的第一低压侧电压值。
需要说明的是，控制器获得缓启电阻的第一低压侧电压值的方法如S320中所述，本申请实施例在此不再赘述。
S630，控制器根据第一低压侧电压值与第二低压侧电压值的差值是否大于一定阈值，判断缓启电路是否处于电压异常状态。
需要说明的是，第一低压侧电压值为控制器通过上述公式(1)获得的缓启电阻的低压侧电压的理论值，而第二低压侧电压值为控制器通过实时检测获得的缓启电阻的低压侧电压的实际值。也就是说，控制器根据低压侧电压的理论值和低压侧电压的实际值的差值是否大于一定阈值，判断缓启电路是否处于电压异常状态。
在一种可能的实现方式中，如果上述差值超过一定阈值，则判断缓启电路处于电压异常(过压)状态，那么此时，控制器可以执行S640。
在一种可能的实现方式中，如果上述差值未超过一定阈值，则判断缓启电路不处于电压异常状态，那么就意味着缓启电路充电电压正常。与此同时，控制器则重新开始执行S620，即，再一次开始新一轮的充电电压异常识别。
S640，控制器发现异常值告警，则控制器控制缓启电路中的预充电开关S1断开，从而使得缓启电路退出缓启状态。
图7是本申请缓启电阻温度异常识别的过程的示意性流程图。
S710，控制器控制预充电开关S1导通后，控制器中的计时单元开始计时为t。
S720，控制器根据第二电学参数信息，获得缓启电路中缓启电阻的温度值。
需要说明的是，控制器根据第二电学参数信息获得缓启电阻的温度值的方法如S420中所述，本申请实施例在此不再赘述。
S730，控制器判断获得的温度值是否大于保护温度值，从而判断缓启电阻温度是否异常(即，缓启电阻是否过温)。
在一种可能的实现方式中，如果控制器判断温度值大于一定温度保护值，那么则判断缓启电阻过温(温度异常)，那么控制器可以执行S740。
在一种可能的实现方式中，如果控制器判断温度值小于一定温度保护值，那么则判断缓启电阻温度正常，控制器可以执行步骤S720，即，可以重新获得缓启电阻的温度值，再次开始新一轮的缓启电阻温度异常识别。
应理解，获得的温度值为瞬时值，温度保护值为提前设置好的恒定值，本申请对温度保护值的数值大小不作限制。
S740，控制器发现异常值告警，控制缓启电路中的预充电开关S1断开，从而使得缓启电路退出缓启状态。
图8是本申请实施例的控制器的结构示意图。如图6所示，该控制器包括处理器810、通信接口820。可选地，该控制器还可以包括存储器830。可选地，存储器830可以包括于处理器810中。其中，处理器810、通信接口820和存储器830通过内部连接通路互相通信，存储器830用于存储指令，处理器810用于执行存储器830存储的指令，以实现本申请实施例提供的控制方法。
应理解，该控制器可以用于执行图3至图7中的控制器111或控制器112的功能。
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申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，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，在本申请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。
所述功能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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种供电系统，其特征在于，包括：供电单元、控制器、电压转换单元、逆变单元和缓启电路，所述供电单元用于产生直流电压，所述电压转换单元用于接收所述直流电压，并进行电压变换，所述逆变单元用于接收所述电压转换单元输出的电压，并进行直流电转交流电之后，输出交流电；
所述缓启电路用于向所述电压转换单元或所述逆变单元的接口电容预充电，所述缓启电路包括缓启电阻，所述缓启电阻的低压侧与所述接口电容相连接，所述缓启电阻的高压侧为所述缓启电阻的另一侧；
所述控制器用于：
获取所述缓启电路中的所述缓启电阻的第一电学参数信息，所述第一电学参数信息包括：所述缓启电阻的高压侧电压值、所述缓启电阻的阻值、所述接口电容的容值、所述缓启电阻的低压侧电压初始值，所述低压侧电压初始值为所述缓启电路开始预充电时的低压侧电压值；
根据所述第一电学参数信息，获得所述缓启电路中的缓启电阻的第一低压侧电压值，所述第一低压侧电压值符合以下条件：
Figure FDA0003779137440000011
其中，t表示所述缓启电路中的预充电开关S1导通时间，U(t)表示所述第一低压侧电压值，U0表示所述低压侧电压初始值，Uh表示所述高压侧电压值，R表示所述缓启电阻的阻值，C表示所述接口电容的容值，α表示采样偏置修正系数；
根据所述第一低压侧电压值，确定所述缓启电路是否处于过压状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于：
通过检测获取所述缓启电路的第二低压侧电压值；
确定所述第一低压侧电压值和所述第二低压侧电压值的差值；
所述控制器具体用于：
确定所述差值是否超过第一阈值；
在所述差值超过所述第一阈值的情况下，确定所述缓启电路处于过压状态。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器具体用于：
在所述差值未超过所述第一阈值的情况下，确定所述缓启电路不处于过压状态。
4.一种供电系统，其特征在于，包括：供电单元、控制器、电压转换单元、逆变单元和缓启电路，所述供电单元用于产生直流电压，所述电压转换单元用于接收所述直流电压，并进行电压变换，所述逆变单元用于接收所述电压转换单元输出的电压，并进行直流电转交流电之后，输出交流电；
所述缓启电路用于向所述电压转换单元或所述逆变单元的接口电容预充电，所述缓启电路包括缓启电阻，所述缓启电阻的低压侧与所述接口电容相连接，所述缓启电阻的高压侧为所述缓启电阻的另一侧；
所述控制器用于：
获取所述缓启电阻的第二电学参数信息，所述第二电学参数信息包括：所述缓启电阻的低压侧电压值、所述缓启电阻的高压侧电压值、所述缓启电阻的阻值、所述缓启电阻的比热容、所述缓启电阻的等效质量、所述缓启电阻的散热表面积、所述缓启电阻的综合散热系数；
根据所述第二电学参数信息，获得所述缓启电路中缓启电阻的温度值，所述温度值符合以下条件：
Figure FDA0003779137440000021
其中，t表示所述缓启电路中的预充电开关S1导通时间，T(t)表示所述温度值，T0表示初始温度值，U(t)表示所述低压侧电压值，Uh表示所述高压侧电压值，KT表示所述缓启电阻的综合散热系数，A表示所述缓启电阻的电阻散热表面积，m表示所述缓启电阻的等效质量，c表示所述缓启电阻的比热容，R表示所述缓启电阻的阻值；
根据所述温度值，确定所述缓启电路是否处于过温状态。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述低压侧电压值为所述控制器通过检测得到。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述低压侧电压值为所述控制器根据第一电学参数信息获得，所述第一电学参数包括：所述缓启电阻的高压侧电压、所述缓启电阻的阻值、所述接口电容的容值、所述缓启电阻的低压侧电压初始值，所述低压侧电压初始值为所述缓启电路开始预充电时的低压侧电压值，所述低压侧电压值符合以下条件：
Figure FDA0003779137440000022
其中，t表示所述缓启电路中的预开关S1导通时间，U(t)表示所述低压侧电压值，U0表示所述低压侧电压初始值，Uh表示所述高压侧电压值，R表示所述缓启电阻的阻值，C表示所述接口电容的容值，α表示采样偏置修正系数。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器具体用于：
确定所述温度值是否超过第二阈值；
在所述温度值超过所述第二阈值的情况下，确定所述缓启电路处于过温状态。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制器具体用于：
在所述温度值未超过所述第二阈值的情况下，确定所述缓启电路不处于过温状态。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接口电容包括设置于所述电压转换单元或所述逆变单元内部的接口电容和/或设置于所述电压转换单元或所述逆变单元外部的接口电容。
10.一种供电系统的控制方法，其特征在于，包括：供电单元、控制器、电压转换单元、逆变单元和缓启电路，所述供电单元用于产生直流电压，所述电压转换单元用于接收所述直流电压，并进行电压变换，所述逆变单元用于接收所述电压转换单元输出的电压，并进行直流电转交流电之后，输出交流电；
所述缓启电路用于向所述电压转换单元或所述逆变单元的接口电容预充电，所述缓启电路包括缓启电阻，所述缓启电阻的低压侧与所述接口电容相连接，所述缓启电阻的高压侧为所述缓启电阻的另一侧；
所述方法由所述控制器执行，所述方法包括：
获取所述缓启电路中的所述缓启电阻的第一电学参数信息，所述第一电学参数信息包括：所述缓启电阻的高压侧电压值、所述缓启电阻的阻值、所述接口电容的容值、所述缓启电阻的低压侧电压初始值，所述低压侧电压初始值为所述缓启电路开始预充电时的低压侧电压值；
根据所述第一电学参数信息，获得所述缓启电路中的缓启电阻的第一低压侧电压值；
根据所述第一低压侧电压值，确定所述缓启电路是否处于过压状态；
其中，所述根据所述第一电学参数信息，获得所述缓启电路中的缓启电阻的第一低压侧电压值，包括：
根据公式
Figure FDA0003779137440000031
获得所述第一低压侧电压值，其中，t表示所述缓启电路中的预开关S1导通时间，U(t)表示所述第一低压侧电压值，U0表示所述低压侧电压初始值，Uh表示所述高压侧电压值，R表示所述缓启电阻的阻值，C表示所述接口电容的容值，α表示采样偏置修正系数。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过检测获取所述缓启电路的第二低压侧电压值；
确定所述第一低压侧电压值和所述第二低压侧电压值的差值；
所述根据所述第一低压侧电压值，确定所述缓启电路是否处于过压状态，包括：
确定所述差值是否超过第一阈值；
在所述差值超过所述第一阈值的情况下，确定所述缓启电路处于过压状态。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
在所述差值未超过所述第一阈值的情况下，确定所述缓启电路不处于过压状态。
13.一种供电系统的控制方法，其特征在于，包括：供电单元、控制器、电压转换单元、逆变单元和缓启电路，所述供电单元用于产生直流电压，所述电压转换单元用于接收所述直流电压，并进行电压变换，所述逆变单元用于接收所述电压转换单元输出的电压，并进行直流电转交流电之后，输出交流电；
所述缓启电路用于向所述电压转换单元或所述逆变单元的接口电容预充电，所述缓启电路包括缓启电阻，所述缓启电阻的低压侧与所述接口电容相连接，所述缓启电阻的高压侧为所述缓启电阻的另一侧；
所述方法由所述控制器执行，所述方法包括：
获取所述缓启电阻的第二电学参数信息，所述第二电学参数信息包括：所述缓启电路的低压侧电压值、所述缓启电阻的高压侧电压值、所述缓启电阻的阻值、所述缓启电阻的电阻比热容、所述缓启电阻的等效质量、所述缓启电阻的散热表面积、所述缓启电阻的综合散热系数；
根据所述第二电学参数信息，获得所述缓启电路中缓启电阻的温度值；
根据所述温度值，确定所述缓启电路是否处于过温状态；
其中，所述根据所述第二电学参数信息，获得所述缓启电路中缓启电阻的温度值，包括：
根据公式
Figure FDA0003779137440000032
获得所述温度值，其中，t表示所述缓启电路中的预充电开关S1导通时间，T(t)表示所述温度值，T0表示初始温度值，U(t)表示所述低压侧电压值，Uh表示所述高压侧电压值，KT表示所述缓启电阻的综合散热系数，A表示所述缓启电阻的散热表面积，m表示所述缓启电阻的等效质量，c表示所述缓启电阻的比热容，R表示所述缓启电阻的阻值。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述低压侧电压值为所述控制器通过检测得到。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述低压侧电压值为所述控制器根据第一电学参数获得，所述第一电学参数包括：所述缓启电阻的高压侧电压、所述缓启电阻的阻值、所述接口电容的容值、所述缓启电阻的低压侧电压初始值，所述低压侧电压初始值为所述缓启电路开始预充电时的低压侧电压值，其中，根据公式
Figure FDA0003779137440000041
获得所述低压侧电压值，其中，t表示所述缓启电路中的预开关S1导通时间，U(t)表示所述低压侧电压值，U0表示所述低压侧电压初始值，Uh表示所述高压侧电压值，R表示所述缓启电阻的阻值，C表示所述接口电容的容值，α表示采样偏置修正系数。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度值，确定所述缓启电路是否处于过温状态，包括：
确定所述温度值是否超过第二阈值；
在所述温度值超过所述第二阈值的情况下，确定所述缓启电路处于过温状态。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，
在所述温度值未超过所述第二阈值的情况下，确定所述缓启电路不处于过温状态。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述接口电容包括设置于所述电压转换单元或所述逆变单元内部的接口电容和/或设置于所述电压转换单元或所述逆变单元外部的接口电容。
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