CN113765147B - 一种离网到并网的切换装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电网技术领域，提供一种离网到并网的切换装置、系统和方法，装置包括至少一个交互电路，交互电路连接到发电装置；切换开关；故障制造电路，故障制造电路连接到发电装置与负载之间的电力线；控制器，控制器分别连接到交互电路、切换开关和故障制造电路，在发电装置离网运行并满足切换到并网运行的条件时，控制器通过交互电路向发电装置发送关机指令，在未成功通过交互电路接收到发电装置反馈的关机状态信息后，控制故障制造电路主动制造发电装置与负载之间的电力线故障，在发电装置检测到电力线故障并关机后，控制器通过发电装置与负载之间的电力线的参数识别到发电装置的关机状态，并通过控制切换开关动作，将发电装置切换为并网运行。

Description

一种离网到并网的切换装置、系统和方法

技术领域

本发明涉及电网技术领域，具体涉及一种离网到并网的切换装置、一种离网到并网的切换系统和一种离网到并网的切换方法。

背景技术

并离网自动切换装置是分布式发电系统中的一种常用装置，尤其是系统中存在多个能量源的情况下，通过该装置的切换可以实现对负载的不间断供电。目前整个系统中主要包含发电装置、自动切换装置、电网和负载，发电装置与自动切换装置之间有两种连接，一是以信息传输为主的交互通道，二是以功率传输为主的电力线。

当电网正常供电时，自动切换装置将发电装置和负载同时接入电网，发电装置工作在并网模式；在发电装置并网工作的过程中，如果发生电网故障，则自动切换装置需要通过交互通道告知发电装置，使得其可以切换到离网工作模式，即要先停止当前的并网工作模式，转而进入离网工作模式，或者自动切换装置在检测到电网故障后，将其与电网连接的继电器脱开，因为发电装置也能检测到电网故障并自动进入离网工作模式，负载不会失去电力供应。当电网停止供电时，自动切换装置将发电装置与电网脱开，发电装置工作在离网模式，单独给负载供电。在发电装置离网工作的过程中，如果电网恢复正常，则自动切换装置需要通过交互通道告知发电装置，使得其可以切换到并网工作模式，即要先停止当前离网工作模式，转而进入并网工作模式。由此可见，在离网切换到并网时，自动切换装置必须要与发电装置进行交互，而如果二者之间的交互通道出现故障，则无法实现从离网到并网的切换。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种离网到并网的切换装置、系统和方法，能够有效保证发电装置从离网运行到并网运行的切换，大大提高分布式发电系统的可靠性。

本发明采用的技术方案如下：

一种离网到并网的切换装置，包括：至少一个交互电路，所述交互电路连接到发电装置；切换开关，所述切换开关分别通过电力线连接到所述发电装置、负载和电网；故障制造电路，所述故障制造电路连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线；控制器，所述控制器分别连接到所述交互电路、所述切换开关和所述故障制造电路，在所述发电装置离网运行并满足切换到并网运行的条件时，所述控制器通过所述交互电路向所述发电装置发送关机指令，并在成功通过所述交互电路接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，通过控制所述切换开关动作，将所述发电装置切换为并网运行，所述控制器在未成功通过所述交互电路接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，控制所述故障制造电路主动制造所述发电装置与所述负载之间的电力线故障，在所述发电装置检测到所述电力线故障并关机后，所述控制器通过所述发电装置与所述负载之间的电力线的参数识别到所述发电装置的关机状态，并通过控制所述切换开关动作，将所述发电装置切换为并网运行。

所述的离网到并网的切换装置包括多个具有优先级顺序的所述交互电路，在所述发电装置离网运行并满足切换到并网运行的条件时，所述控制器依照优先级顺序通过各级所述交互电路向所述发电装置发送关机指令和接收所述发电装置反馈的关机状态信息，其中，在成功通过任一级所述交互电路接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，通过控制所述切换开关动作，将所述发电装置切换为并网运行，在未成功通过任一级所述交互电路接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，继续通过下一级所述交互电路向所述发电装置发送关机指令和接收所述发电装置反馈的关机状态信息，直至未成功通过最后一级所述交互电路接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，控制所述故障制造电路主动制造所述发电装置与所述负载之间的电力线故障。

多个所述交互电路包括干接点信号传输电路、有线通信电路和无线通信电路中的至少两个。

所述故障制造电路包括：第一电容，所述第一电容的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的火线；第二电容，所述第二电容的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第二电容的另一端和所述第一电容的另一端连接于第一节点；第一电阻，所述第一电阻的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的火线；第二电阻，所述第二电阻的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第二电阻的另一端和所述第一电阻的另一端连接于第二节点，所述第二节点与所述第一节点之间的连接线作为中点电位线；第三电阻，所述第三电阻的一端连接到所述第一节点；第一开关管，所述第一开关管的第一极连接到所述第三电阻的另一端，所述第一开关管的控制极连接到所述控制器；第二开关管，所述第二开关管的第一极连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第二开关管的第二极连接到所述第一开关管的第二极，所述第二开关管的控制极连接到所述控制器。

所述控制器通过控制所述第一开关管和所述第二开关管导通，以控制所述故障制造电路主动制造所述电力线故障，所述发电装置通过检测所述中点电位线的电压值以检测所述电力线故障。

所述故障制造电路包括：第三电容，所述第三电容的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的火线；第四电容，所述第四电容的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第四电容的另一端和所述第三电容的另一端连接于第三节点；第四电阻，所述第四电阻的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的火线；第五电阻，所述第五电阻的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第五电阻的另一端和所述第四电阻的另一端连接于第四节点，所述第四节点与所述第三节点之间的连接线作为中点电位线；第六电阻，所述第六电阻的一端连接到所述第三节点；第三开关管，所述第三开关管的第一极连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第三开关管的第二极连接到所述第六电阻的另一端，所述第三开关管的控制极连接到所述控制器。

所述控制器通过控制所述第三开关管导通，以控制所述故障制造电路主动制造所述电力线故障，所述发电装置通过检测所述中点电位线的电压平衡情况以检测所述电力线故障。

一种离网到并网的切换系统，包括发电装置、负载、电网和上述离网到并网的切换装置，其中，所述发电装置在检测到所述电力线故障后关机。

一种离网到并网的切换方法，包括以下步骤：在发电装置离网运行并满足切换到并网运行的条件时，向所述发电装置发送关机指令；在成功接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，将所述发电装置切换为并网运行；在未成功接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，主动制造所述发电装置与负载之间的电力线故障；在所述发电装置检测到所述电力线故障并关机后，通过所述发电装置与所述负载之间的电力线的参数识别到所述发电装置的关机状态，并将所述发电装置切换为并网运行。

本发明的有益效果：

本发明通过设置故障制造电路，在发电装置与控制器间的常规交互通道失效时，仍能够实现发电装置从离网运行到并网运行的切换，从而能够有效保证发电装置从离网运行到并网运行的切换，大大提高分布式发电系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的离网到并网的切换装置的方框示意图；

图2为本发明实施例的离网到并网的切换系统的方框示意图；

图3为本发明一个实施例的故障制造电路的示意图；

图4为本发明另一个实施例的故障制造电路的示意图；

图5为本发明一个实施例的三级控制流程的示意图；

图6为本发明一个实施例的通过第一级控制流程实现离网到并网切换的时序示意图；

图7为本发明一个实施例的通过第二级控制流程实现离网到并网切换的时序示意图；

图8为本发明一个实施例的通过第三级控制流程实现离网到并网切换的时序示意图；

图9为本发明实施例的离网到并网的切换方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明实施例的离网到并网的切换装置100包括至少一个交互电路10、切换开关20、故障制造电路30和控制器40，其中，交互电路10连接到发电装置200；切换开关20分别通过电力线连接到发电装置200、负载300和电网400；故障制造电路30连接到发电装置200与负载300之间的电力线，发电装置200与负载300之间的电力线包括发电装置200与切换开关20之间的电力线、切换开关20与负载300之间的电力线；控制器40分别连接到交互电路10、切换开关20和故障制造电路30，在发电装置200离网运行并满足切换到并网运行的条件时，控制器40通过交互电路10向发电装置200发送关机指令，并在成功通过交互电路10接收到发电装置200反馈的关机状态信息后，通过控制切换开关20动作，将发电装置200切换为并网运行，控制器40在未成功通过交互电路10接收到发电装置200反馈的关机状态信息后，控制故障制造电路30主动制造发电装置200与负载300之间的电力线故障，在发电装置200检测到电力线故障并关机后，控制器40通过发电装置200与负载300之间的电力线的参数识别到发电装置200的关机状态，并通过控制切换开关20动作，将发电装置200切换为并网运行。

在本发明的一些实施例中，交互电路10可以为一个，例如可以为干接点信号传输电路、有线通信电路或无线通信电路中的任意一个。

在本发明的另一些实施例中，交互电路10可以为多个，具体地，切换装置100可包括多个具有优先级顺序的交互电路10，在发电装置200离网运行并满足切换到并网运行的条件时，控制器40依照优先级顺序通过各级交互电路10向发电装置200发送关机指令和接收发电装置200反馈的关机状态信息，其中，在成功通过任一级交互电路10接收到发电装置200反馈的关机状态信息后，通过控制切换开关20动作，将发电装置200切换为并网运行，在未成功通过任一级交互电路10接收到发电装置200反馈的关机状态信息后，继续通过下一级交互电路10向发电装置200发送关机指令和接收发电装置200反馈的关机状态信息，直至未成功通过最后一级交互电路10接收到发电装置200反馈的关机状态信息后，控制故障制造电路30主动制造发电装置200与负载300之间的电力线故障。其中，多个交互电路10包括干接点信号传输电路、有线通信电路和无线通信电路中的至少两个。

也就是说，当切换装置100中有一个交互电路10时，首先尝试以该交互电路10提供的发电装置200与控制器40间的交互通道来实现离网到并网的切换控制，如果该交互电路10提供的交互通道有效，则成功实现发电装置200从离网运行到并网运行的切换，如果该交互电路10提供的交互通道无效，则通过故障制造电路30主动制造电力线故障来实现离网到并网的切换控制。通过设置故障制造电路，在发电装置与控制器间的常规交互通道失效时，仍能够实现发电装置从离网运行到并网运行的切换，由此，能够有效保证发电装置从离网运行到并网运行的切换，大大提高分布式发电系统的可靠性。

当切换装置100中有多个交互电路10时，多个交互电路10具有优先级顺序，首先尝试以第一级交互电路10提供的发电装置200与控制器40间的交互通道来实现离网到并网的切换控制，如果该级交互电路10提供的交互通道有效，则成功实现发电装置200从离网运行到并网运行的切换，如果该级交互电路10提供的交互通道无效，则尝试以下一级交互电路10提供的发电装置200与控制器40间的交互通道来实现离网到并网的切换控制，…，如此逐级尝试，直至有交互电路10提供的交互通道有效时，便可成功实现发电装置200从离网运行到并网运行的切换，或者所有交互电路10提供的交互通道均无效时，可通过故障制造电路30主动制造电力线故障来实现离网到并网的切换控制。通过设置多级交互电路，能够进一步保证发电装置从离网运行到并网运行的切换，进一步提高分布式发电系统的可靠性。

在本发明的一个实施例中，干接点信号传输电路提供双向通信通道，其至少包含两个干接点，一个为控制干接点，另一个为反馈干接点。其中，控制干接点用于控制器40向发电装置200发送控制指令，例如关机指令，反馈干接点用于发电装置200向控制器40反馈发电装置200的状态信息，例如关机状态信息。切换装置100的控制器40利用自身发出的控制指令结合发电装置200反馈的状态信息，可实现对干接点通道是否有效的判定。

在本发明的一个实施例中，有线通信电路可以为RS485或CAN通信电路等，无线通信电路可以为Bluetooth、WiFi或ZigBee通信电路等，有线通信电路和无线通信电路均提供双向通信通道。在控制器40与发电装置200之间建立起有线通信或无线通信连接后，控制器40可以以报文的形式向发电装置200发送控制指令，例如关机指令，并实时读取发电装置200返回的报文形式的状态信息，例如关机状态信息。切换装置100的控制器40通过分析发出和接收的报文，实现对有线通信通道或无线通信通道是否有效的判定。

在本发明的一个实施例中，切换开关20可为继电器组，控制器40通过控制继电器组，将电网400与发电装置200、负载300断开连接，以切换至离网，将电网400接入以切换至并网。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，故障制造电路30包括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一开关管Q1和第二开关管Q2。其中，第一电容C1的一端连接到发电装置200与负载300之间的电力线的火线；第二电容C2的一端连接到发电装置200与负载300之间的电力线的零线，第二电容C2的另一端和第一电容C1的另一端连接于第一节点；第一电阻R1的一端连接到发电装置200与负载300之间的电力线的火线；第二电阻R2的一端连接到发电装置200与负载300之间的电力线的零线，第二电阻R2的另一端和第一电阻R1的另一端连接于第二节点，第二节点与第一节点之间的连接线作为中点电位线；第三电阻R3的一端连接到第一节点；第一开关管Q1的第一极连接到第三电阻R3的另一端，第一开关管Q1的控制极连接到控制器40；第二开关管Q2的第一极连接到发电装置200与负载300之间的电力线的零线，第二开关管Q2的第二极连接到第一开关管Q1的第二极，第二开关管Q2的控制极连接到控制器40。控制器40通过控制第一开关管Q1和第二开关管Q2导通，以控制故障制造电路30主动制造电力线故障，发电装置200与中点电位线相连，发电装置200通过检测中点电位线的电压值以检测电力线故障。

具体地，发电装置200包括电压采样处理电路，电压采样处理电路可采集火线和中点电位线的电压值，以电网频率为50Hz，R1和R2的阻值相等、C1和C2电容值相等，且R1和R2的阻值远大于R3的阻值为例，正常情况下，第一开关管Q1和第二开关管Q2均处于关断状态，中点电位线上的电压为火线电压V_L的一半，即正常的中点电位线上的电压V_normal = 0.5 *V_L。当需要主动制造电力线故障以通知发电装置200关机时，控制器40可控制第一开关管Q1和第二开关管Q2导通，并维持一段时间，此时中点电位线上的电压将明显低于正常值，是非正常的。通过设定电压阈值V_th和时间窗T1，计算非正常的中点电位线上的电压V_abnormal =[314*R₃*C₁ / (628*R₃*C₁ + 1)] * V_L，其中，R₃为第三电阻R3的阻值，C₁为第一电容C1的电容值。当V_abnormal小于V_th并且维持时间窗T1后，判定电力线故障。

在本发明的另一个实施例中，如图4所示，故障制造电路30包括第三电容C3、第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第三开关管Q3。其中，第三电容C3的一端连接到发电装置200与负载300之间的电力线的火线；第四电容C4的一端连接到发电装置200与负载300之间的电力线的零线，第四电容C4的另一端和第三电容C3的另一端连接于第三节点；第四电阻R4的一端连接到发电装置200与负载300之间的电力线的火线；第五电阻R5的一端连接到发电装置200与负载300之间的电力线的零线，第五电阻R5的另一端和第四电阻R4的另一端连接于第四节点，第四节点与第三节点之间的连接线作为中点电位线；第六电阻R6的一端连接到第三节点；第三开关管Q3的第一极连接到发电装置200与负载300之间的电力线的零线，第三开关管Q3的第二极连接到第六电阻R6的另一端，第三开关管Q3的控制极连接到控制器40。控制器40通过控制第三开关管Q3导通，以控制故障制造电路30主动制造电力线故障，发电装置200与中点电位线相连，发电装置200通过检测中点电位线的电压平衡情况以检测电力线故障。

具体地，发电装置200包括电压采样处理电路，电压采样处理电路可采集火线和中点电位线的电压值，以电网频率为50Hz，R4和R5的阻值相等、C3和C4电容值相等为例，正常情况下，第三开关管Q3处于关断状态，火线电压正半波时，中点电位线电压为火线电压的一半，而在电压负半波时，由于第三开关管Q3的反并二极管导通，因此中点电位线电压将低于火线电压值的一半。因此，正常情况下，中点电位线电压的正、负半波是不对称的，此时的中点电位线正负电压的电压不平衡度可以利用中点电位线正负电压的差值来计算，例如可以为中点电位线正负电压的差值的绝对值与任一半波电压的绝对值的百分比。当需要主动制造电力线故障以通知发电装置200关机时，控制器40可控制第三开关管Q3导通，并维持一段时间，此时无论火线电压处于正半波还是负半波，中点电位线上的电压将保持对称，并且都低于火线电压的一半，此时，电压不平衡度将接近于零，是非正常的。通过设定电压不平衡度阈值D_th和时间窗T2，计算非正常的电压不平衡度D_abnormal。当D_abnormal小于D_th并且维持时间窗T2后，判定电力线故障。

在本发明的一个具体实施例中，上述的第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3均为NMOS管，开关管的第一极为NMOS管的源极、第二极为NMOS管的漏极、控制极为NMOS管的栅极。

在本发明的一个实施例中，控制器40包含能够实现上述控制器40相关功能的任一处理器、继电器组的驱动电路、开关管的驱动电路和电网状态采样电路。控制器40可通过电网状态采样电路获取电网400的状态，当电网400恢复正常后，判定发电装置200满足切换到并网运行的条件，并执行后续的离网到并网切换流程。

下面以离网到并网的切换装置包括一个干接点信号传输电路、一个有线或无线通信电路，即包括两级交互电路10为例，详细说明本发明实施例的切换装置的切换流程。

上述的两级交互电路，以干接点信号传输电路为第一级、有线或无线通信电路为第二级，加上故障制造电路的单向信息传输作为第三级，共形成三级控制流程。

如图5所示，在发电装置200离网运行并满足切换到并网运行的条件时启动切换流程，进入第一级控制流程，然后判断第一级控制是否有效，如果有效，则执行第一级控制流程，即根据干接点交互的关机指令、关机状态信息，实现离网到并网的切换；如果无效，则执行第二级控制流程。然后判断第二级控制是否有效，如果有效，则执行第二级控制流程，即根据有线或无线通信交互的关机指令、关机状态信息，实现离网到并网的切换；如果无效，则执行第三级控制流程，即通过主动制造电力线故障，实现离网到并网的切换。

具体地，通过第一级控制流程实现离网到并网的切换可参见图6，发电装置200离网运行，当切换装置100的控制器40检测到电网恢复后，启动切换，进入第一级控制流程。首先，切换装置100的控制器40调节控制干接点为关机指令状态，例如通过电气开关闭合，生成高电平信号，作为关机指令。然后，发电装置200执行关机指令，转入并网工作模式，等待预同步，本发明实施例中的预同步是指预备使发电装置200提供的电源电压与电网400的电压同步，这里同步的定义是同频、同相位、且幅值相近。进而，发电装置200调节反馈干接点为关机运行状态，例如通过电气开关闭合，生成高电平信号，作为关机状态信息，传送到切换装置100的控制器40。切换装置100的控制器40根据发电装置200反馈的关机状态信息，判定发电装置200已关机，通过控制继电器组将电网400接入。发电装置200在检测到电网400后，开始并网开机预同步，包括对自身的电源电压进行自检，待其与电网400的电压同步时开机，最后进入正常运行。通过上述操作，发电装置200切换至并网运行，也即整个系统恢复并网运行。

通过第二级控制流程实现离网到并网的切换可参见图7，发电装置200离网运行，当切换装置100的控制器40检测到电网恢复后，启动切换，进入第一级控制流程。首先，切换装置100的控制器40调节控制干接点为关机指令状态，然而切换装置100的控制器40无法接收到发电装置200反馈的运行状态，即等待状态反馈超时，未能检测到关机状态，此时判定第一级控制失效，进入第二级控制。在第二级控制流程中，切换装置100的控制器40向发电装置200发送关机报文，然后，发电装置200解析报文并执行关机操作，转入并网工作模式，等待预同步。进而，切换装置100的控制器40向发电装置200发送读取状态报文，读取发电装置200的运行状态，发电装置200返回当前状态报文，即返回关机状态信息。切换装置100的控制器40根据发电装置200返回的当前状态报文检测到发电装置200已关机，通过控制继电器组将电网400接入。发电装置200在检测到电网400后，开始并网开机预同步，并进入正常运行。通过上述操作，发电装置200切换至并网运行。

通过第三级控制流程实现离网到并网的切换可参见图8，发电装置200离网运行，当切换装置100的控制器40检测到电网恢复后，启动切换，进入第一级控制流程。首先，切换装置100的控制器40调节控制干接点为关机指令状态，然而切换装置100的控制器40无法接收到发电装置200反馈的运行状态，即等待状态反馈超时，未能检测到关机状态，此时判定第一级控制失效，进入第二级控制。在第二级控制流程中，切换装置100的控制器40向发电装置200发送关机报文，并向发电装置200发送读取状态报文，然而切换装置100的控制器40无法接收到发电装置200反馈的报文，即等待关机状态报文超时，未能接收到关机状态报文，此时判定第二级控制失效，进入第三级控制。在第三级控制流程中，切换装置100的故障制造电路30主动制造故障，发电装置200可检测到该故障并关机，转入并网工作模式，等待预同步。切换装置100的控制器40通过发电装置200与负载300之间的电力线的电压检测到发电装置200已关机，例如电压明显降低，判定发电装置200关机，通过控制继电器组将电网400接入。发电装置200在检测到电网400后，开始并网开机预同步，并进入正常运行。通过上述操作，发电装置200切换至并网运行。

在上述三级控制流程中，当发电装置200成功关机时，负载300会失去供电，在电网400接入后，负载300可恢复供电。

综上所述，根据本发明实施例的离网到并网的切换装置，通过设置故障制造电路，并通过控制器在未成功通过交互电路接收到发电装置反馈的关机状态信息后，控制故障制造电路主动制造发电装置与负载之间的电力线故障，使得发电装置检测到电力线故障并关机后，控制器通过发电装置与负载之间的电力线的参数识别到发电装置的关机状态，并通过控制切换开关动作，将发电装置切换为并网运行，由此，在发电装置与控制器间的常规交互通道失效时，仍能够实现发电装置从离网运行到并网运行的切换，从而能够有效保证发电装置从离网运行到并网运行的切换，大大提高分布式发电系统的可靠性。

基于上述实施例的离网到并网的切换装置，本发明还提出一种离网到并网的切换系统。

参照图2，本发明实施例的离网到并网的切换系统包括发电装置200、负载300、电网400和上述任一实施例的切换装置100，其中，发电装置200可在检测到电力线故障后关机。

离网到并网的切换系统更具体的实施方式可参照上述实施例，在此不再赘述。

根据本发明实施例的离网到并网的切换系统，能够有效保证发电装置从离网运行到并网运行的切换，大大提高分布式发电系统的可靠性。

对应上述实施例的离网到并网的切换装置，本发明还提出一种离网到并网的切换方法。

如图9所示，本发明实施例的离网到并网的切换方法包括以下步骤：

S1，在发电装置离网运行并满足切换到并网运行的条件时，向发电装置发送关机指令。

S2，在成功接收到发电装置反馈的关机状态信息后，将发电装置切换为并网运行。

S3，在未成功接收到发电装置反馈的关机状态信息后，主动制造发电装置与负载之间的电力线故障。

S4，在发电装置检测到电力线故障并关机后，通过发电装置与负载之间的电力线的参数识别到发电装置的关机状态，并将发电装置切换为并网运行。

本发明实施例的离网到并网的切换方法，可由上述实施例中的控制器执行，具体的实施方式可参照上述离网到并网的切换装置的实施例，在此不再赘述。

根据本发明实施例的离网到并网的切换方法，能够有效保证发电装置从离网运行到并网运行的切换，大大提高分布式发电系统的可靠性。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种离网到并网的切换装置，其特征在于，包括：

至少一个交互电路，所述交互电路连接到发电装置；

切换开关，所述切换开关分别通过电力线连接到所述发电装置、负载和电网；

故障制造电路，所述故障制造电路连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线；

控制器，所述控制器分别连接到所述交互电路、所述切换开关和所述故障制造电路，在所述发电装置离网运行并满足切换到并网运行的条件时，所述控制器通过所述交互电路向所述发电装置发送关机指令，并在成功通过所述交互电路接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，通过控制所述切换开关动作，将所述发电装置切换为并网运行，所述控制器在未成功通过所述交互电路接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，控制所述故障制造电路主动制造所述发电装置与所述负载之间的电力线故障，在所述发电装置检测到所述电力线故障并关机后，所述控制器通过所述发电装置与所述负载之间的电力线的参数识别到所述发电装置的关机状态，并通过控制所述切换开关动作，将所述发电装置切换为并网运行。

2.根据权利要求1所述的离网到并网的切换装置，其特征在于，包括多个具有优先级顺序的所述交互电路，在所述发电装置离网运行并满足切换到并网运行的条件时，所述控制器依照优先级顺序通过各级所述交互电路向所述发电装置发送关机指令和接收所述发电装置反馈的关机状态信息，其中，在成功通过任一级所述交互电路接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，通过控制所述切换开关动作，将所述发电装置切换为并网运行，在未成功通过任一级所述交互电路接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，继续通过下一级所述交互电路向所述发电装置发送关机指令和接收所述发电装置反馈的关机状态信息，直至未成功通过最后一级所述交互电路接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，控制所述故障制造电路主动制造所述发电装置与所述负载之间的电力线故障。

3.根据权利要求2所述的离网到并网的切换装置，其特征在于，多个所述交互电路包括干接点信号传输电路、有线通信电路和无线通信电路中的至少两个。

4.根据权利要求1所述的离网到并网的切换装置，其特征在于，所述故障制造电路包括：

第一电容，所述第一电容的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的火线；

第二电容，所述第二电容的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第二电容的另一端和所述第一电容的另一端连接于第一节点；

第一电阻，所述第一电阻的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的火线；

第二电阻，所述第二电阻的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第二电阻的另一端和所述第一电阻的另一端连接于第二节点，所述第二节点与所述第一节点之间的连接线作为中点电位线；

第三电阻，所述第三电阻的一端连接到所述第一节点；

第一开关管，所述第一开关管的第一极连接到所述第三电阻的另一端，所述第一开关管的控制极连接到所述控制器；

第二开关管，所述第二开关管的第一极连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第二开关管的第二极连接到所述第一开关管的第二极，所述第二开关管的控制极连接到所述控制器。

5.根据权利要求4所述的离网到并网的切换装置，其特征在于，所述控制器通过控制所述第一开关管和所述第二开关管导通，以控制所述故障制造电路主动制造所述电力线故障，所述发电装置通过检测所述中点电位线的电压值以检测所述电力线故障。

6.根据权利要求1所述的离网到并网的切换装置，其特征在于，所述故障制造电路包括：

第三电容，所述第三电容的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的火线；

第四电容，所述第四电容的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第四电容的另一端和所述第三电容的另一端连接于第三节点；

第四电阻，所述第四电阻的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的火线；

第五电阻，所述第五电阻的一端连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第五电阻的另一端和所述第四电阻的另一端连接于第四节点，所述第四节点与所述第三节点之间的连接线作为中点电位线；

第六电阻，所述第六电阻的一端连接到所述第三节点；

第三开关管，所述第三开关管的第一极连接到所述发电装置与所述负载之间的电力线的零线，所述第三开关管的第二极连接到所述第六电阻的另一端，所述第三开关管的控制极连接到所述控制器。

7.根据权利要求6所述的离网到并网的切换装置，其特征在于，所述控制器通过控制所述第三开关管导通，以控制所述故障制造电路主动制造所述电力线故障，所述发电装置通过检测所述中点电位线的电压平衡情况以检测所述电力线故障。

8.一种离网到并网的切换系统，其特征在于，包括发电装置、负载、电网和根据权利要求1-7中任一项所述的离网到并网的切换装置，其中，所述发电装置在检测到所述电力线故障后关机。

9.一种基于权利要求1-7中任一项所述的离网到并网的切换装置的离网到并网的切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

在发电装置离网运行并满足切换到并网运行的条件时，向所述发电装置发送关机指令；

在成功接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，将所述发电装置切换为并网运行；

在未成功接收到所述发电装置反馈的关机状态信息后，主动制造所述发电装置与负载之间的电力线故障；

在所述发电装置检测到所述电力线故障并关机后，通过所述发电装置与所述负载之间的电力线的参数识别到所述发电装置的关机状态，并将所述发电装置切换为并网运行。

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