CN113678336A - 控制固态断路器的方法、装置和固态断路器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及控制固态断路器的方法、装置和固态断路器。控制固态断路器的方法包括：检测通过固态断路器的电流的方向，固态断路器位于直流电网中的电网总线的电源端；根据所检测的电流的方向获取固态断路器的分断电流值；获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值，分断电流值小于最大阈值电流值；获取在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；比较预测电流值与分断电流值；以及如果预测电流值大于分断电流值，使固态断路器等待，直至预测电流值大于最大阈值电流值时使固态断路器断开固态断路器所在的电路。采用本申请技术方案实现了在直流电网中选择性断开固态断路器。

Description

控制固态断路器的方法、装置和固态断路器

技术领域

本申请涉及电路控制领域。具体地，本申请涉及控制固态断路器的方法、装置和固态断路器。

背景技术

对于直流电源系统，期望通过采用断路器在检测到故障时将电路断开,从而进行设备的检修。电路中可能具有多个断路器，当在电路上的一个位置检测到故障时，如果检测到故障的多个断路器均执行断开电路的操作，则对于该故障来说断开了过多的设备，这会影响电路中其他设备的正常运行，并且为故障排除增加复杂度。

固态断路器被应用在直流电源系统中，具有对电路中的故障快速响应的优势。固态断路器具有分断电流的阈值，通过固态断路器的电流是受限的。如果故障电流超过了分断电流的阈值，固态断路器执行分断电路的操作。固态断路器在安全电流范围内操作，如果通过固态断路器的电流超过安全电流的范围，则会损坏固态断路器。

如果电路中的一处位置发生了故障，在考虑设备保护以及在断路器与转换器的自保护功能之间的协调时，难以正确地选择性断开接近故障位置的设备。例如，由于作为负载的电机等设备可能会产生从电网的负载端向电网的电源端流动的电流，电网的负载端的固态断路器可能错误地断开电路，使得难以选择性断开需要断开的设备，甚至可能损坏固态断路器。

发明内容

本申请实施例提供了在游戏中控制虚拟镜头的方法和装置，以至少解决现有技术中不能保证以不同朝向打开陀螺仪都能控制镜头正确旋转的问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了控制固态断路器的方法，包括：检测通过固态断路器的电流的方向，固态断路器位于直流电网中的电网总线的电源端；根据所检测的电流的方向获取固态断路器的分断电流值；获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值，分断电流值小于最大阈值电流值；获取在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；比较预测电流值与分断电流值；以及如果预测电流值大于分断电流值，使固态断路器等待，直至预测电流值大于最大阈值电流值时使固态断路器断开固态断路器所在的电路。

以这样的方式，为电源端的固态断路器设置等待时间，使固态断路器在检测到故障电流时不立即执行断开电路的操作，电路上的其他位置的断路器能够检测到故障，从而实现使接近故障的断路器断开电路的选择性电路保护。

根据本申请的示例性实施例，该方法还包括：获取在固态断路器的采样周期内检测的电流值；根据所检测的电流值确定在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值。

以这样的方式，根据固态断路器已经检测到的电流值预测即将到达的电流的电流值，使固态断路器能够提前判断是否执行断开电路的操作。

根据本申请的示例性实施例，所检测的电流的方向包括正向和反向，其中，正向表示从固态断路器的电源端向负载端的方向，反向表示从固态断路器的负载端向电源端的方向，并且，分断电流值包括与正向的电流对应的正向分断电流值和与反向的电流对应的反向分断电流值，其中，正向分断电流值表示当正向的电流通过固态断路器时固态断路器的分断电流的电流值，反向分断电流值表示当反向的电流通过固态断路器时固态断路器的分断电流的电流值。

以这样的方式，对于位于电网总线的电源端的固态断路器检测故障电流的方向，从而对于不同的故障位置情况采用不同的控制固态断路器的方法，使固态断路器的选择性电路保护正常运行。

根据本申请的示例性实施例，如果所检测的电流的方向为正向，则获取固态断路器的分断电流值包括获取固态断路器的正向分断电流值，比较预测电流值与分断电流值包括比较预测电流值与正向分断电流值。

以这样的方式，将从电路中的电源端流向负载端的电流的电流值与该方向对应的正向分断电流值进行比较，以判断对于该方向的电流是否操作固态断路器执行对电路的保护，在电流为正向流动的情况下执行电路的选择性保护。

根据本申请的示例性实施例，如果所检测的电流的方向为反向，则获取固态断路器的分断电流值包括获取固态断路器的反向分断电流值，比较预测电流值与分断电流值包括比较预测电流值与反向分断电流值。

以这样的方式，将从电路中的负载端流向电源端的电流的电流值与该方向对应的反向分断电流值进行比较，以判断对于该方向的电流是否操作固态断路器执行对电路的保护，在电流为反向流动的情况下执行电路的选择性保护。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了控制固态断路器的方法，包括：检测通过固态断路器的电流的方向，其中，固态断路器位于直流电网中的电网总线的负载端；获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值；获取在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；如果所检测的电流的方向为从固态断路器的负载端向电源端的方向，则比较预测电流值与最大阈值电流值；以及如果预测电流值大于最大阈值电流值，使固态断路器断开固态断路器所在的电路。

以这样的方式，当反向的故障电流通过位于直流电网中的电网总线的负载端的固态断路器时，该固态断路器等待而不立即断开电路，直至预测电流值大于最大阈值电流值才断开该固态断路器所在的电路，使靠近故障位置的固态断路器能够优先断开电路。

根据本申请的示例性实施例，还包括：获取固态断路器的分断电流值，其中，如果所检测的电流的方向为从固态断路器的电源端向负载端的方向，则比较预测电流值与分断电流值；以及如果预测电流值大于分断电流值，使固态断路器断开固态断路器所在的电路。

以这样的方式，当正向的故障电流通过位于直流电网中的电网总线的负载端的固态断路器时，该固态断路器作为靠近故障位置的固态断路器能够优先断开电路。

根据本申请的示例性实施例，该方法还包括：获取在固态断路器的采样周期内检测的电流值；根据所检测的电流值确定在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值。

以这样的方式，根据固态断路器已经检测到的电流值预测即将到达的电流的电流值，使固态断路器能够提前判断是否执行断开电路的操作。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了控制固态断路器的装置，包括：电流方向检测单元，被配置为检测通过固态断路器的电流的方向，其中，所述固态断路器位于直流电网中的电网总线的电源端；分断电流值获取单元，被配置为根据所检测的电流的方向获取固态断路器的分断电流值；最大阈值获取单元，被配置为获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值，分断电流值小于最大阈值电流值；预测电流值获取单元，被配置为获取在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；比较单元，被配置为比较预测电流值与分断电流值；以及分断单元，被配置为如果预测电流值大于分断电流值，使固态断路器等待，直至预测电流值大于最大阈值电流值时使固态断路器断开固态断路器所在的电路。

以这样的方式，设置控制固态断路器的装置，为电源端的固态断路器设置等待时间，使固态断路器在检测到故障电流时不立即执行断开电路的操作，电路上的其他位置的断路器能够检测到故障，从而实现使接近故障的断路器断开电路的选择性电路保护。

控制固态断路器的装置，包括：电流方向检测单元，被配置为检测通过固态断路器的电流的方向，其中，固态断路器位于直流电网中的电网总线的负载端；最大阈值获取单元，被配置为获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值；预测电流值获取单元，被配置为获取在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；比较单元，被配置为如果所检测的电流的方向为从固态断路器的负载端向电源端的方向，则比较预测电流值与最大阈值电流值；以及分断单元，被配置为如果预测电流值大于最大阈值电流值，使固态断路器断开固态断路器所在的电路。

以这样的方式，设置控制固态断路器的装置，为负载端的固态断路器设置等待时间，使固态断路器在检测到故障电流时不立即执行断开电路的操作，电路上的其他位置的断路器能够检测到故障，从而实现使接近故障的断路器断开电路的选择性电路保护。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了固态断路器，该固态断路器位于直流电网中的电网总线的电源端，包括控制固态断路器的装置，装置包括：电流方向检测单元，被配置为检测通过固态断路器的电流的方向；分断电流值获取单元，被配置为根据所检测的电流的方向获取固态断路器的分断电流值；最大阈值获取单元，被配置为获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值，分断电流值小于最大阈值电流值；预测电流值获取单元，被配置为获取在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；比较单元，被配置为比较预测电流值与分断电流值；以及分断单元，被配置为如果预测电流值大于分断电流值，使固态断路器等待，直至预测电流值大于最大阈值电流值时使固态断路器断开固态断路器所在的电路。

以这样的方式，在电源端的固态断路器中设置控制固态断路器的装置，为固态断路器设置等待时间，使固态断路器在检测到故障电流时不立即执行断开电路的操作，使电路上的其他位置的断路器能够检测到故障，从而实现使接近故障的断路器断开电路的选择性电路保护。

根据本申请的示例性实施例，固态断路器还包括：限流单元，被配置为限制通过固态断路器的电流提升速度。

以这样的方式，避免通过固态断路器的电流迅速增大以造成固态断路器损坏。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了固态断路器，该固态断路器位于直流电网中的电网总线的负载端，固态断路器包括控制固态断路器的装置，装置包括：电流方向检测单元，被配置为检测通过固态断路器的电流的方向；最大阈值获取单元，被配置为获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值；预测电流值获取单元，被配置为获取在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；比较单元，被配置为如果所检测的电流的方向为从固态断路器的负载端向电源端的方向，则比较预测电流值与最大阈值电流值；以及分断单元，被配置为如果预测电流值大于最大阈值电流值，使固态断路器断开固态断路器所在的电路。

以这样的方式，在负载端的固态断路器中设置控制固态断路器的装置，为固态断路器设置等待时间，使固态断路器在检测到故障电流时不立即执行断开电路的操作，使电路上的其他位置的断路器能够检测到故障，从而实现使接近故障的断路器断开电路的选择性电路保护。

在本申请实施例中，提供了为固态断路器设置等待时间的技术方案，检测通过固态断路器的电流的方向，对于从电网的电源端流向负载端的电流，如果电源端的固态断路器检测到即将到来的电流的预测值超过其预设的正向分断电流，固态断路器不立即断开电路，而是等待一段时间，直至通过估计电流的预测值，判断即将到来的电流超过固态断路器的最大阈值电流值或者将损坏固态断路器时，使固态断路器执行断开电路的操作；或者对于从电网的负载端流向电源端的电流，如果负载端的固态断路器检测到即将到来的电流的预测值超过固态断路器的最大阈值电流值或者将损坏固态断路器时，使固态断路器执行断开电路的操作，以至少解决直流电网中难以安全实现选择性正确断开接近故障位置的设备的技术问题，实现了保护固态断路器并且在故障时断开需要断开的电路的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是采用固态断路器执行电路保护方案的电路系统的示意图；

图2是根据本申请的一个实施例的控制固态断路器的方法的流程图；

图3是根据本申请的另一个实施例的控制固态断路器的方法的流程图；

图4是根据本申请的一个实施例的控制固态断路器的装置的示意图；

图5是根据本申请的另一个实施例的控制固态断路器的装置的示意图；

图6是根据本申请的一个实施例的固态断路器的示意图；

图7是根据本申请的示例性实施例的固态断路器的示意图；

图8是根据本申请的另一个实施例的固态断路器的示意图；

图9是根据本申请的示例性实施例的固态断路器的示意图。

附图文字说明：

100，交流电源；

110、120，交流/直流转换器；

130，电池电源；

140，光伏电源；

150，直流总线；

PD-S1.1、PD-S1.2、PD-S2.1、PD-S2.2、PD-S3.1、PD-S3.2、PD-S4.1、PD-S4.2、PD-L1、PD-L2、PD-L3、PD-L4，固态断路器；

111、113、115、117，负载；

F1～F3，可能发生故障的位置；

S201～S211、S301～S309,步骤；

4，控制固态断路器的装置

401，电流方向检测单元；

403，分断电流值获取单元；

405，最大阈值获取单元；

407，预测电流值获取单元；

409，比较单元；

411，分断单元；

5，控制固态断路器的装置；

501，电流方向检测单元；

503，最大阈值获取单元；

505，预测电流值获取单元；

507，比较单元；

509，分断单元；

6、7，固态断路器；

61、71，限流元件。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块或单元。

图1是采用固态断路器执行电路保护方案的电路系统的示意图。如图1所示，电路10包括交流电源100、交流/直流转换器110和交流/直流转换器120、电池电源130、光伏电源140、负载111、负载113、负载115和负载117。交流/直流转换器110和交流/直流转换器120、电池电源130、光伏电源140与负载111、负载113、负载115和负载117通过直流电网总线150相连。在交流/直流转换器110与直流电网总线150之间的电网的电源端串联有固态断路器PD-S1.1和固态断路器PD-S1.2，在交流/直流转换器120与直流电网总线150之间的电网的电源端串联有固态断路器PD-S2.1和固态断路器PD-S2.2，在电池电源130与直流电网总线150之间的电网的电源端串联有固态断路器PD-S3.1和固态断路器PD-S3.2,在光伏电源140与直流电网总线150之间的电网的电源端串联有固态断路器PD-S4.1和固态断路器PD-S4.2。在负载111、负载113、负载115和负载117与直流电网总线150之间的电网的负载端分别串联有固态断路器PD-L1、固态断路器PD-L2、固态断路器PD-L3和固态断路器PD-L4。F1、F2和F3分别表示可能发生故障的位置。

对于期望的电路的选择性保护来说，希望只有靠近故障位置的电路被断开，这样可以使其他设备不受故障的影响继续运行。如果在F1处发生故障，希望只有靠近该故障位置的固态断路器PD-S1.1和PD-S1.2断开电路。换句话说，如果在F1处发生故障，希望固态断路器PD-S1.1和PD-S1.2在其他固态断路器断开电路前就执行断开电路的操作，并且不损坏电路中的元件。如果在F2处发生故障，希望所有电源端的固态断路器，即固态断路器PD-S1.1、固态断路器PD-S1.2、固态断路器PD-S2.1、固态断路器PD-S2.2、固态断路器PD-S3.1、固态断路器PD-S3.2、固态断路器PD-S4.1和固态断路器PD-S4.2执行断开电路的操作，而不损坏电源。如果在F3处发生故障，则希望仅负载端的固态断路器PD-L1执行断开电路的操作，而不影响其他固态断路器或者电源。这样，通过选择性保护，只有靠近发生故障的位置处的固态断路器执行断开电路的操作，正确将受故障影响的设备从电路中断开。

为了实现有效的选择性电路保护，根据本申请实施例，提供了控制固态断路器的方法。在根据本申请的实施例中，在例如图1所示的直流电网系统中采用固态断路器用于将设备从具有故障的电路断开。固态断路器被设置在直流电网总线的电源端和负载端，在面对直流故障时，固态断路器具有与变流器或者逆变器相比更快的响应速度。例如，变流器或者逆变器的自保护响应周期通常大于40μs，而固态断路器的响应周期通常约为10μs。这样，如果采用固态断路器将设备从故障电路中断开能够更迅速，从而保护设备，同时能够保证固态断路器在变流器或者逆变器自保护前进行响应从而正确协作。

在本申请的实施例中，除了固态断路器本身具备的传统的分断电路的电流阈值外，对于设置在电源端和负载端的固态断路器，还为其设置安全电流阈值，如果通过固态断路器的电流的电流值超过该安全电流阈值，则表示过大的电流可能会损坏固态断路器。固态断路器的安全电流阈值(最大阈值电流值)应当大于该固态断路器的分断电路的电流阈值(分断电流值)，否则，如果在通过该固态断路器的电流大于该固态断路器的分断电路的电流阈值且该固态断路器没有执行断开电路的操作，固态断路器会因电路中的电流超过安全电流阈值而损坏。固态断路器的安全电流阈值大于分断电路的电流阈值使得即使当固态断路器没有在电流大于分断电路的电流阈值的同时立即断开电路，固态断路器也不会损坏。这样的固态断路器能够实现在检测到电流大于分断电路的电流阈值时执行等待操作，为其他可能更接近故障位置的固态断路器保留做出响应的时机。即，当某一固态断路器检测到故障电流时，先等待一段时间，直至靠近故障位置的另一固态断路器执行断开的操作，从而实现电路的选择性保护。如果在固态断路器的等待过程中检测到即将到来的电流将要超过其安全电流阈值，则该固态断路器执行断开电路的操作以保护自身不被损坏。

图2是根据本申请实施例的控制固态断路器的方法的流程图。如图2所示，根据本申请实施例的控制固态断路器的方法包括：步骤S201，检测通过固态断路器的电流的方向。在本实施例中，固态断路器位于直流电网中的电网总线的电源端，例如图1中的PD-S1.1、PD-S1.2等。例如，对于设置在电源端的固态断路器PD-S1.2来说，如果故障位置在F1处，则通过固态断路器PD-S1.2的故障电流的方向是从负载端流向电源端。如果故障位置在F2或者F3处，则通过固态断路器PD-S1.2的故障电流的方向是从电源端流向负载端。故障发生位置的不同将造成通过固态断路器的故障电流的方向不同。在步骤S203，根据所检测的电流的方向获取固态断路器的分断电流值。如果检测到故障电流大于对应方向的分断电流值，传统的固态断路器将执行分断电路的操作。在步骤S205，获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值，分断电流值小于最大阈值电流值。最大阈值电流值是固态断路器的最大安全电流值，如果通过固态断路器的电流超过该最大阈值电流值，固态断路器可能损坏。在步骤S207，获取在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值。根据本申请的固态断路器将在超过最大阈值电流值的电流到达固态断路器之前做出响应，即将到来的下一个采样周期的电流值的计算是通过预测实现的，这样可以防止在一个采样周期内电流值提升速度超过最大阈值电流值而损坏固态断路器。在步骤S209，比较预测电流值与分断电流值。在步骤S211，如果预测电流值大于分断电流值，使固态断路器等待，直至预测电流值大于最大阈值电流值时使固态断路器断开固态断路器所在的电路。预测电流值大于分断电流值说明有故障电流通过该固态断路器，如果固态断路器立即断开电路，那么其保护的设备会从电路中断开。可以预见，如果所有检测到故障电流的固态断路器全部立即执行断开电路的操作的话，那么电路中除了最接近故障位置的设备外，会有很多正常运行的设备也被固态断路器从电路中断开，这是电路的选择性保护不期望的。在本申请实施例中，固态断路器在检测到故障电流时不立即执行断开电路的操作，而是执行等待的操作，直至预测的下一个采样周期的预测电流值超过最大阈值电流值或者即将到来的电流可能损坏固态断路器才执行断开电路的操作。在该电源端固态断路器的等待期间，若其他故障位置处的固态断路器断开电路(例如靠近故障位置处的固态断路器断开电路)，故障电流消失，则该固态断路器无需再断开电路，使该固态断路器保护的设备和电路正常运行，而受到故障影响的设备或者电路已经被执行断开电路操作的其他故障位置处的固态断路器从电路中断开，从而实现电路的选择性保护。

根据本申请的示例性实施例，该方法还包括：获取在固态断路器的采样周期内检测的电流值；根据所检测的电流值确定在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值。在根据本申请实施例的控制固态断路器的方法中，为了使通过固态断路器的电流不超过其安全电流阈值，获取固态断路器在其每个检测电流的采样周期内检测的电流值，根据检测到的电流值和在当前采样周期的下一个采样周期的时间长度估计在下一个采样周期即将到来的电流的预测电流值，或者根据电路系统中的参数，预测即将到来的电流的电流峰值。在当前采样周期的时间内，如果计算得出即将到来的电流的预测电流值或者电流峰值超过固态断路器的分断电流值，说明即将出现故障电流，电路中可能出现故障。在当前采样周期的时间内，如果计算得出即将到来的电流的预测电流值或者电流峰值超过固态断路器的安全电流阈值，则使固态断路器执行断开电路的操作，以在可能造成固态断路器损坏的电流到达固态断路器前将电路断开，保证设备安全。在根据本申请实施例的控制固态断路器的方法中，根据固态断路器已经检测到的电流值确定即将到达的电流的预测电流值，使固态断路器能够提前判断是否将出现故障电流以及是否执行断开电路的操作。对即将到达的电的预测电流值的确定还可以基于不同的采样周期，例如，对在当前采样周期后的预定的一段时间内的电流的电流值进行预测。

根据本申请的示例性实施例，所检测的电流的方向包括正向和反向，其中，正向表示从固态断路器的电源端向负载端的方向，反向表示从固态断路器的负载端向电源端的方向，并且，分断电流值包括与正向的电流对应的正向分断电流值和与反向的电流对应的反向分断电流值，其中，正向分断电流值表示当正向的电流通过固态断路器时固态断路器的分断电流的电流值，反向分断电流值表示当反向的电流通过固态断路器时固态断路器的分断电流的电流值。

根据本申请的示例性实施例，如果所检测的电流的方向为正向，则获取固态断路器的分断电流值包括获取固态断路器的正向分断电流值，比较预测电流值与分断电流值包括比较预测电流值与正向分断电流值。将从电路中的电源端流向负载端的电流的电流值与该方向对应的正向分断电流值进行比较，以判断对于该方向的电流是否操作固态断路器执行对电路的保护，在电流为正向流动的情况下执行电路的选择性保护。

根据本申请的示例性实施例，如果所检测的电流的方向为反向，则获取固态断路器的分断电流值包括获取固态断路器的反向分断电流值，比较预测电流值与分断电流值包括比较预测电流值与反向分断电流值。将从电路中的负载端流向电源端的电流的电流值与该方向对应的反向分断电流值进行比较，以判断对于该方向的电流是否操作固态断路器执行对电路的保护，在电流为反向流动的情况下执行电路的选择性保护。

如图1所示，对于设置在直流电网总线150的电源端的固态断路器，例如固态断路器PD-S1.2，如果故障位置在F2或F3处，故障电流为正向电流，即电流为从电源端流向负载端，为了判断是否检测到故障电流，将故障电流值(例如，前文所述的即将到来的电流的预测值)与该固态断路器PD-S1.2的正向分断电流进行比较，如果故障电流值大于正向分断电流，说明固态断路器PD-S1.2的负载端电路中出现故障。如果故障位置在F1处，对于固态断路器PD-S1.2来说，故障电流(例如作为负载的电机向电路输送的反向电流)会从固态断路器PD-S1.2的负载端经过固态断路器PD-S1.2流向固态断路器PD-S1.2的电源端。为了判断是否检测到故障电流，将故障电流值与该固态断路器PD-S1.2的反向分断电流进行比较，如果故障电流值大于反向分断电流，说明固态断路器PD-S1.2的电源端电路中出现故障。也就是说，对于设置在直流电网总线150的电源端的固态断路器，除了对于正向电流的正向分断电流值外，还设置反向分断电流值，使故障位置在其电源端或是在负载端时均能够触发分断电路的操作。检测到的故障电流的方向表示了故障位置可能发生在固态断路器的电源端或者负载端。对于位于电网总线的电源端的固态断路器检测故障电流的方向，从而对于不同的故障位置情况采用不同的控制固态断路器的方法，使固态断路器的选择性电路保护正常运行。

如图1所示，例如在位置F3处发生了故障，通过固态断路器PD-S1.2的故障电流为正向电流，固态断路器PD-S1.2在检测到故障电流(即，电流的预测值大于正向分断电流)时，不立即执行分断电路的操作，而是执行等待，则靠近F3处的固态断路器(例如，负载端的固态断路器PD-L1)执行断开电路的操作，使故障位置从电网中隔离，故障电流消失，固态断路器PD-S1.2不必断开，固态断路器PD-S1.2所在的电源支路不受故障影响，实现了电路的选择性保护。或者，例如在固态断路器PD-S1.2的等待时间内，电流的预测值超过了固态断路器PD-S1.2的最大阈值电流值，则固态断路器PD-S1.2为了保护设备安全执行断开电路的操作。

根据本申请实施例的另一实施例，还提供了控制固态断路器的方法。图3是根据本申请的另一个实施例的控制固态断路器的方法的流程图。如图3所示，根据本申请的另一个实施例的控制固态断路器的方法包括：步骤S301，检测通过固态断路器的电流的方向。在根据本申请的另一个实施例的控制固态断路器的方法中，固态断路器位于直流电网中的电网总线的负载端。步骤S303，获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值。步骤S305，获取在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值。步骤S307，如果所检测的电流的方向为从固态断路器的负载端向电源端的方向，则比较预测电流值与最大阈值电流值。以及步骤S309，如果预测电流值大于最大阈值电流值，使固态断路器断开固态断路器所在的电路。

如图1所示，例如固态断路器PD-L1的位于直流电网中的电网总线的负载端的固态断路器与负载111连接。如果检测到通过固态断路器PD-L1的电流的方向是从负载111到固态断路器PD-L1的电源端，换言之故障电流的方向是反向的，那么说明故障位置在固态断路器PD-L1的电源端。因此，F3位置和负载111所在的这条负载支路不必从电网中断开，原则上应当由除了固态断路器PD-L1之外的其他靠近故障位置的固态断路器执行断开电路的操作，而固态断路器PD-L1只有在故障电流可能对自身造成损坏时才断开电路。

如图1所示，例如，如果F1位置处发生了故障，固态断路器PD-L1检测到反向的电流，固态断路器PD-L1只有在即将到来的电流的预测值超过其自身的安全阈值电流值才将其支路从电网断开。在此之前，固态断路器PD-S1.1和固态断路器PD-S1.2检测到故障电流并执行断开电路的操作，从而将故障位置F1从电网中隔离。这样，当反向的故障电流通过位于直流电网中的电网总线的负载端的固态断路器时，该固态断路器等待而不立即断开电路，直至预测电流值大于最大阈值电流值才断开该固态断路器所在的电路，使靠近故障位置的固态断路器能够优先断开电路，而该负载端的固态断路器所在的支路不受影响。

根据本申请的示例性实施例，还包括：获取固态断路器的分断电流值，其中，如果所检测的电流的方向为从固态断路器的电源端向负载端的方向，则比较预测电流值与分断电流值；以及如果预测电流值大于分断电流值，使固态断路器断开固态断路器所在的电路。

如图1所示，例如检测到通过负载端的固态断路器PD-L1的电流的方向为从固态断路器PD-L1的电源端向负载端的方向，即正向方向，且预测电流值大于固态断路器PD-L1的分断电流值，说明固态断路器PD-L1的负载端出现故障，例如F3处发生了故障。那么该故障所在的负载支路应当从电网中断开，因此固态断路器PD-L1执行断开电路的操作，使电网中的其他设备不受影响。这样，当正向的故障电流通过位于直流电网中的电网总线的负载端的固态断路器时，该固态断路器作为靠近故障位置的固态断路器能够优先断开电路。

根据本申请的示例性实施例，对即将到达的下一个采样周期的预测电流值的确定方法与上文向同，包括获取在固态断路器的采样周期内检测的电流值、根据所检测的电流值确定在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值。根据固态断路器已经检测到的电流值预测即将到达的电流的电流值，使固态断路器能够提前判断是否执行断开电路的操作。

通过以上根据本申请的控制固态断路器的方式，能够通过为固态断路器设置等待时间，使靠近故障位置的固态断路器断开，故障位置从电网中隔离之后其他电路不受故障或者电路断开的影响，实现了电路的选择性保护，并且避免了固态断路器本身损坏，降低了实现选择性保护的电路系统的复杂度和电缆成本。

根据本申请实施例的实施例，还提供了控制固态断路器的装置。图4是根据本申请的一个实施例的控制固态断路器的装置的示意图。如图4所示，根据本申请的一个实施例的控制固态断路器的装置4包括：电流方向检测单元401，被配置为检测通过固态断路器的电流的方向。在根据本申请的实施例中，该固态断路器位于直流电网中的电网总线的电源端。分断电流值获取单元403，被配置为根据所检测的电流的方向获取固态断路器的分断电流值。最大阈值获取单元405，被配置为获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值，分断电流值小于最大阈值电流值。预测电流值获取单元407，被配置为获取在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值。比较单元409，被配置为比较预测电流值与分断电流值。以及分断单元411，被配置为如果预测电流值大于分断电流值，使固态断路器等待，直至预测电流值大于最大阈值电流值时使固态断路器断开固态断路器所在的电路。根据本申请的实施例的控制固态断路器的装置4执行如图2所示的控制电源端的固态断路器的方法，在此不再赘述。根据本申请的实施例，设置控制固态断路器的装置，为电源端的固态断路器设置等待时间，使固态断路器在检测到故障电流时不立即执行断开电路的操作，电路上的其他位置的断路器能够检测到故障，从而实现使接近故障的断路器断开电路的选择性电路保护。

根据本申请实施例的另一个实施例，还提供了控制固态断路器的装置。图5是根据本申请的另一个实施例的控制固态断路器的装置的示意图。如图5所示，根据本申请的另一个实施例的控制固态断路器的装置5包括：电流方向检测单元501，被配置为检测通过固态断路器的电流的方向。在根据本申请的另一个实施例中，固态断路器位于直流电网中的电网总线的负载端。最大阈值获取单元503，被配置为获取允许通过固态断路器的最大阈值电流值。预测电流值获取单元505，被配置为获取在固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值。比较单元507，被配置为如果所检测的电流的方向为从固态断路器的负载端向电源端的方向，则比较预测电流值与最大阈值电流值。以及分断单元509，被配置为如果预测电流值大于最大阈值电流值，使固态断路器断开固态断路器所在的电路。根据本申请的实施例的控制固态断路器的装置5执行如图3所示的控制负载的固态断路器的方法，在此不再赘述。根据本申请的实施例，设置控制固态断路器的装置，为负载端的固态断路器设置等待时间，使固态断路器在检测到故障电流时不立即执行断开电路的操作，电路上的其他位置的断路器能够检测到故障，从而实现使接近故障的断路器断开电路的选择性电路保护。

根据本申请实施例的一个实施例，还提供了固态断路器。图6是根据本申请的一个实施例的固态断路器的示意图。如图6所示，根据本申请的一个实施例的固态断路器6位于直流电网中的电网总线的电源端，包括如图4所示的控制固态断路器的装置4。

图7是根据本申请的示例性实施例的固态断路器的示意图。根据本申请的示例性实施例，固态断路器6还包括限流单元61，被配置为限制通过固态断路器6的电流提升速度。限流单元61可以是一个或者多个电感或者缠绕在铁芯上的一个或者多个电感，在固态断路器中起到限流的作用，避免电流瞬间增大导致的设备损坏。

根据本申请实施例的另一个实施例，还提供了固态断路器。图8是根据本申请的另一个实施例的固态断路器的示意图。如图8所示，根据本申请的另一个实施例的固态断路器7位于直流电网中的电网总线的负载端，包括如图5所示的控制固态断路器的装置5。

图9是根据本申请的示例性实施例的固态断路器的示意图。根据本申请的示例性实施例，固态断路器7还包括限流单元71，被配置为限制通过固态断路器7的电流提升速度。限流单元71可以是一个或者多个电感或者缠绕在铁芯上的一个或者多个电感，在固态断路器中起到限流的作用，避免电流瞬间增大导致的设备损坏。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

通过本申请技术方案的基于电源端固态断路器和负载端固态断路器的正向保护和反向保护，靠近故障位置的电路保护设备断开电路，并且保护固态断路器不被过电流损坏，对于选择性电路保护降低了布线需求，降低了电路复杂度。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元或模块的划分，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，例如多个单元或模块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，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元或模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元或模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元或模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元或模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元或模块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或模块可以集成在一个处理单元或模块中，也可以是各个单元或模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元或模块集成在一个单元或模块中。上述集成的单元或模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元或模块的形式实现。

所述集成的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全部或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(可为个人计算机、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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (13)

1.控制固态断路器的方法，其特征在于，包括：

检测通过固态断路器的电流的方向，其中，所述固态断路器位于直流电网中的电网总线的电源端；

根据所检测的电流的方向获取固态断路器的分断电流值；

获取允许通过所述固态断路器的最大阈值电流值，所述分断电流值小于所述最大阈值电流值；

获取在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；

比较所述预测电流值与所述分断电流值；以及

如果所述预测电流值大于所述分断电流值，使所述固态断路器等待，直至所述预测电流值大于所述最大阈值电流值时使所述固态断路器断开所述固态断路器所在的电路。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

获取在固态断路器的采样周期内检测的电流值；

根据所检测的电流值确定在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

所检测的电流的方向包括正向和反向，其中，正向表示从所述固态断路器的电源端向负载端的方向，反向表示从所述固态断路器的负载端向电源端的方向，并且，

所述分断电流值包括与正向的电流对应的正向分断电流值和与反向的电流对应的反向分断电流值，其中，所述正向分断电流值表示当正向的电流通过所述固态断路器时所述固态断路器的分断电流的电流值，所述反向分断电流值表示当反向的电流通过所述固态断路器时所述固态断路器的分断电流的电流值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

如果所检测的电流的方向为正向，则获取固态断路器的分断电流值包括获取固态断路器的所述正向分断电流值，比较所述预测电流值与所述分断电流值包括比较所述预测电流值与所述正向分断电流值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

如果所检测的电流的方向为反向，则获取固态断路器的分断电流值包括获取固态断路器的所述反向分断电流值，比较所述预测电流值与所述分断电流值包括比较所述预测电流值与所述反向分断电流值。

6.控制固态断路器的方法，其特征在于，包括：

检测通过固态断路器的电流的方向，其中，所述固态断路器位于直流电网中的电网总线的负载端；

获取允许通过所述固态断路器的最大阈值电流值；

获取在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；

如果所检测的电流的方向为从所述固态断路器的负载端向电源端的方向，则比较所述预测电流值与所述最大阈值电流值；以及

如果所述预测电流值大于所述最大阈值电流值，使所述固态断路器断开所述固态断路器所在的电路。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

获取所述固态断路器的分断电流值，其中，

如果所检测的电流的方向为从所述固态断路器的电源端向负载端的方向，则比较所述预测电流值与所述分断电流值；以及

如果所述预测电流值大于所述分断电流值，使所述固态断路器断开所述固态断路器所在的电路。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，还包括：

获取在所述固态断路器的采样周期内检测的电流值；

根据所检测的电流值确定在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值。

9.控制固态断路器的装置，其特征在于，包括：

电流方向检测单元，被配置为检测通过固态断路器的电流的方向，其中，所述固态断路器位于直流电网中的电网总线的电源端；

分断电流值获取单元，被配置为根据所检测的电流的方向获取固态断路器的分断电流值；

最大阈值获取单元，被配置为获取允许通过所述固态断路器的最大阈值电流值，所述分断电流值小于所述最大阈值电流值；

预测电流值获取单元，被配置为获取在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；

比较单元，被配置为比较所述预测电流值与所述分断电流值；以及

分断单元，被配置为如果所述预测电流值大于所述分断电流值，使所述固态断路器等待，直至所述预测电流值大于所述最大阈值电流值时使所述固态断路器断开所述固态断路器所在的电路。

10.控制固态断路器的装置，其特征在于，包括：

电流方向检测单元，被配置为检测通过固态断路器的电流的方向，其中，所述固态断路器位于直流电网中的电网总线的负载端；

最大阈值获取单元，被配置为获取允许通过所述固态断路器的最大阈值电流值；

预测电流值获取单元，被配置为获取在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；

比较单元，被配置为如果所检测的电流的方向为从所述固态断路器的负载端向电源端的方向，则比较所述预测电流值与所述最大阈值电流值；以及

分断单元，被配置为如果所述预测电流值大于所述最大阈值电流值，使所述固态断路器断开所述固态断路器所在的电路。

11.固态断路器，其特征在于，所述固态断路器位于直流电网中的电网总线的电源端，所述固态断路器包括控制固态断路器的装置，所述装置包括：

电流方向检测单元，被配置为检测通过所述固态断路器的电流的方向；

分断电流值获取单元，被配置为根据所检测的电流的方向获取固态断路器的分断电流值；

最大阈值获取单元，被配置为获取允许通过所述固态断路器的最大阈值电流值，所述分断电流值小于所述最大阈值电流值；

预测电流值获取单元，被配置为获取在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；

比较单元，被配置为比较所述预测电流值与所述分断电流值；以及

分断单元，被配置为如果所述预测电流值大于所述分断电流值，使所述固态断路器等待，直至所述预测电流值大于所述最大阈值电流值时使所述固态断路器断开所述固态断路器所在的电路。

12.根据权利要求11所述的固态断路器，其特征在于，所述固态断路器还包括：

限流单元，被配置为限制通过所述固态断路器的电流提升速度。

13.固态断路器，其特征在于，所述固态断路器位于直流电网中的电网总线的负载端，所述固态断路器包括控制固态断路器的装置，所述装置包括：

电流方向检测单元，被配置为检测通过所述固态断路器的电流的方向；

最大阈值获取单元，被配置为获取允许通过所述固态断路器的最大阈值电流值；

预测电流值获取单元，被配置为获取在所述固态断路器的当前采样周期的下一采样周期内将到达的电流的预测电流值；

比较单元，被配置为如果所检测的电流的方向为从所述固态断路器的负载端向电源端的方向，则比较所述预测电流值与所述最大阈值电流值；以及

分断单元，被配置为如果所述预测电流值大于所述最大阈值电流值，使所述固态断路器断开所述固态断路器所在的电路。

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