CN114389540B - 变换装置及其电流传感器失效检测方法、新能源发电系统 - Google Patents

变换装置及其电流传感器失效检测方法、新能源发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种变换装置及其电流传感器失效检测方法、新能源发电系统；该方法，包括：控制变换电路中的相应开关管闭合，以使直流电源与变换电路中的相应开关管形成第一电流回路；其中，第一电流回路经过第一电流传感器；依据第一电流传感器的输出值，确定第一电流传感器是否存在失效故障；从而可以在变换装置并网前，确定变换装置中的第一电流传感器是否已经失效，避免造成失效范围扩大，另外，在不增加任何电路的情况下，对第一电流传感器进行失效检测，算法简单，实现容易，无任何风险。

Description

变换装置及其电流传感器失效检测方法、新能源发电系统
技术领域
本发明属于变换装置技术领域，更具体的说，尤其涉及一种变换装置及其电流传感器失效检测方法、新能源发电系统。
背景技术
现有的光伏逆变器一般都会采集直流和交流电流用于功率控制，一般都用电流传感器即电流传感器的方案。其中，原边电流通过线圈感应出电流传递给副边，副边经过信号处理再将电流信号转换为电压信号，送到后级的采样电路进行处理。如图1所示，其示出了电流霍尔采样电路原理图。
目前，此方案为市场主流，IM为原边被测电流，经过电流传感器检测后输出VOUT，为了抗干扰，霍尔还会输出一个VREF信号，这2个信号形成差分采样送到后级的运放进行处理。当原边电流IM为0时，相当于送给运放的输入为0；当原边电流IM变化时，反映到后级的运放就会形成压差△V输入，进而被检测到电流信号。假设电流传感器原副边增益为G，则有电流采样关系式：VI＝RF/R1*G*IM。
图1所示的电路被广泛应用于光伏逆变器升压电流和逆变电流检测，以单相为例，其前级为boost升压电路；其后级为权标逆变电路；在该电路运行过程中需要检测boost电感电流和逆变电感电流，如下图2所示；三相同理。
为了安全可靠，光伏逆变器每次启动前都会对关键器件进行检测，如IGBT、继电器等，电流传感器也会进行自检。但目前的霍尔方案及采样电路形式，还无法检出霍尔失效的情况；如果等逆变器已经并网后再进行检测的话，由于控制环路较慢，DSP无法及时检测出电流，很有可能造成逆变器损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变换装置及其电流传感器失效检测方法、新能源发电系统，用于实现对变换装置中的电流传感器失效检测。
本申请第一方面公开了一种变换装置的电流传感器失效检测方法，所述变换装置中：变换单元的直流侧与直流电源相连，其第一电流传感器用于检测所述变换电路直流电感的直流电流；所述电流传感器失效检测方法包括：
控制所述变换电路中的相应开关管闭合，以使所述直流电源与所述变换电路中的相应开关管形成第一电流回路；其中，所述第一电流回路经过所述第一电流传感器；
依据所述第一电流传感器的输出值，确定所述第一电流传感器是否存在失效故障。
可选的，在上述变换装置的电流传感器失效检测方法中，所述变换装置中：其第二电流传感器用于检测所述变换电路交流电感的交流电流；其开关单元设置于所述变换电路的直流侧与交流侧之间；所述电流传感器失效检测方法还包括：
控制所述开关单元处于闭合状态，以及控制所述变换电路中的相应开关管闭合，以使所述直流电源与所述变换电路中的相应开关管以及所述开关单元形成第二电流回路；其中，所述第二电流回路至少经过所述第二电流传感器；
依据所述第二电流传感器的输出值，确定所述第二电流传感器是否存在失效故障。
可选的，在上述变换装置的电流传感器失效检测方法中，在所述变换装置为N相变换装置时，控制所述开关单元处于闭合状态，以及控制所述变换电路中的相应开关管闭合，以使所述直流电源与所述变换电路中的相应开关管以及所述开关单元形成第二电流回路，包括：
控制所述开关单元处于闭合状态，以及控制所述变换电路中的相应开关管闭合，以使所述直流电源与所述变换电路中的相应开关管以及所述开关单元形成N个第二电流回路；其中，N为整数。
可选的，在上述变换装置的电流传感器失效检测方法中，所述第二电流回路还经过所述第一电流传感器。
可选的，在上述变换装置的电流传感器失效检测方法中，在通过形成所述第一电流回路和/或所述第二电流回路，确定所述第一电流传感器是否存在失效故障。
本申请第二方面公开了一种变换装置，包括：控制器、变换电路和第一电流传感器；
所述变换电路的直流侧作为所述变换装置的直流侧、与直流电源相连；
所述变换电路的交流侧作为所述变换装置的交流侧；
所述第一电流传感器用于检测所述变换电路直流电感的直流电流；
所述变换电路受控于所述控制器；
所述控制器用于执行如本申请第一方面任一项所述的变换装置的电流传感器失效检测方法。
可选的，在上述变换装置中，所述变换电路包括：boost电路和逆变电路；
所述boost电路的第一侧作为所述变换电路的直流侧与直流电源相连；
所述boost电路的第二侧与所述逆变电路的直流侧相连；
所述逆变电路的交流侧作为所述变换电路的交流侧。
可选的，在上述变换装置中，所述逆变电路为三相逆变电路或单相逆变电路。
可选的，在上述变换装置中，所述boost电路的输出电容与所述逆变电路的输入电容共用。
可选的，在上述变换装置中，所述第一电流传感器设置于所述boost电路中的直流电感与所述boost电路的第一侧之间。
可选的，在上述变换装置中，还包括：第二电流传感器；
所述第二电流传感器用于检测所述变换电路交流电感的交流电流。
可选的，在上述变换装置中，还包括：开关单元；
所述开关单元的输入端设置于所述变换电路的直流侧；
所述开关单元的输出端设置于所述变换电路的交流侧。
可选的，在上述变换装置中，所述开关单元包括至少一个可控开关。
可选的，在上述变换装置中，所述开关单元中可控开关的数量与所述变换装置的相数相同。
可选的，在上述变换装置中，在所述变换装置为单相变换装置时，所述开关单元包括第一可控开关；
所述第一可控开关的一端与所述boost电路中的输入电容与直流电感之间的连接点相连；所述第一可控开关的另一端与所述逆变电路中的交流电感与输出电容之间的连接点相连；或者，
所述第一开关的一端与所述boost电路中的开关管与直流电感之间的连接点相连；所述第一开关的另一端与所述逆变电路中的交流电感与输出电容之间的连接点相连。
可选的，在上述变换装置中，在所述变换装置为三相变换装置时，所述开关单元包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关；
所述第一可控开关的一端、所述第二可控开关的一端和所述第三可控开关的一端相连；连接点作为所述开关单元的输入端；
所述开关单元的输入端与所述boost电路中的输入电容与直流电感之间的连接点相连；所述第一可控开关的另一端与所述逆变电路中的第一交流电感与输出电容之间的连接点相连；所述第二可控开关的另一端与所述逆变电路中的第二交流电感与输出电容之间的连接点相连；所述第三可控开关的另一端与所述逆变电路中的第三交流电感与输出电容之间的连接点相连；或者，
所述开关单元的输入端与所述boost电路中的开关管与直流电感之间的连接点相连；所述第一可控开关的另一端与所述逆变电路中的第一交流电感与输出电容之间的连接点相连；所述第二可控开关的另一端与所述逆变电路中的第二交流电感与输出电容之间的连接点相连；所述第三可控开关的另一端与所述逆变电路中的第三交流电感与输出电容之间的连接点相连。
本申请第三方面公开了一种新能源发电系统，其特征在于，包括：至少一个直流电源和至少一个如本申请第二方面任一项所述的变换装置；
相应的直流电源与相应的变换装置的直流侧相连；
所述变换装置的交流侧作为所述新能源发电系统的输出端。
可选的，在上述新能源发电系统中，所述直流电源为光伏组件或者储能电池。
从上述技术方案可知，本发明提供的一种变换装置的电流传感器失效检测方法，包括：控制变换电路中的相应开关管闭合，以使直流电源与变换电路中的相应开关管形成第一电流回路；其中，第一电流回路经过第一电流传感器；依据第一电流传感器的输出值，确定第一电流传感器是否存在失效故障；从而可以在变换装置并网前，确定变换装置中的第一电流传感器是否已经失效，避免造成失效范围扩大，另外，在不增加任何电路的情况下，对第一电流传感器进行失效检测，算法简单，实现容易，无任何风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是现有技术提供的电流霍尔采样电路原理图；
图2是现有技术提供给的逆变器的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种变换装置的电流传感器失效检测方法是流程图；
图4是本发明实施例提供的另一种变换装置的电流传感器失效检测方法是流程图；
图5是本发明实施例提供的一种变换装置的示意图；
图6是本发明实施例提供的另一种变换装置的示意图；
图7是本发明实施例提供的另一种变换装置的示意图；
图8是本发明实施例提供的另一种变换装置的示意图；
图9是本发明实施例提供的另一种变换装置的示意图；
图10是本发明实施例提供的另一种变换装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
在本申请中，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请实施例提供了一种变换装置的电流传感器失效检测方法，用于解决现有技术中霍尔方案及采样电路形式，还无法检出霍尔失效的情况；如果等变换装置已经并网后再进行检测的话，由于控制环路较慢，DSP无法及时检测出电流，很有可能造成变换装置损坏的问题。
在该变换装置中：变换单元的直流侧与直流电源相连，其第一电流传感器用于检测变换电路直流电感的直流电流。其第二电流传感器用于检测变换电路交流电感的交流电流；其开关单元设置于变换电路的直流侧与交流侧之间。
参见图3，该电流传感器失效检测方法，包括：
S101、控制变换电路中的相应开关管闭合，以使直流电源与变换电路中的相应开关管形成第一电流回路。
其中，第一电流回路经过第一电流传感器。
也就是说，第一电流回路中的电流穿过该第一电流传感器；也即，在该第一电流传感器正常的情况下，该第一电流传感器将会输出相应值，以反映该第一电流传感器检测到的电流值、也即第一电流回路的电流。而在该第一电流传感器失效的情况下，该第一电流传感器输出值为0或者为一个异常值，无法正常反馈自身检测到的电流值，也即第一电流回路的电流。
S102、依据第一电流传感器的输出值，确定第一电流传感器是否存在失效故障。
也即，根据直流电源恒流源特性，检测该第一电流传感器是否存在失效故障。
需要说明的是，由于直流电源的参数差异以及配置，此第一电流回路的电流一般为单串10～20A；在早上变换装置启动的时候，此电流会小一些，但也足以引起第一电流传感器输出电压的变化，进而检测出霍尔是否失效。
也即，不需要引入任何额外电路，只需要上述控制动作加简单的判断即可。且短时间通过第一电流回路的电流也不会造成变换装置中相应开关管过热或冲击失效。
在本实施例中，控制变换电路中的相应开关管闭合，以使直流电源与变换电路中的相应开关管形成第一电流回路；其中，第一电流回路经过第一电流传感器；依据第一电流传感器的输出值，确定第一电流传感器是否存在失效故障；从而可以在变换装置并网前，确定变换装置中的第一电流传感器是否已经失效，避免造成失效范围扩大，另外，在不增加任何电路的情况下，对第一电流传感器进行失效检测，算法简单，实现容易，无任何风险。
另外，本申请不涉及PWM控制，开关只需要长通即可，且不需要通过控制占空比计算预设电流，不需要知道电感内阻，只要通过控制开关长通的方式，让此短路电流流过第一电流传感器，进而采集电流并判断；同时，流过电流传感器的电流为直流恒定值，无需进入中断进行采样，本申请的方法简单可靠。
需要说明的是，上述步骤S101和步骤S102用于检测该变换装置中直流电流传感器是否存在失效故障、也即检测第一电流传感器是否存在失效故障。而上述说明中可知，该变换装置中还设置有交流电流传感器；也即第二电流传感器；因此，也需要检测第二电流传感器是否存在失效故障。
基于此，参见图4，电流传感器失效检测方法，还包括：
S201、控制开关单元处于闭合状态，以及控制变换电路中的相应开关管闭合，以使直流电源与变换电路中的相应开关管以及开关单元形成第二电流回路。
其中，第二电流回路至少经过第二电流传感器。
也就是说，第二电流回路中的电流穿过该第二电流传感器；也即，在该第二电流传感器正常的情况下，该第二电流传感器将会输出相应值，以反映该第二电流传感器检测到的电流值、也即第二电流回路的电流。而在该第二电流传感器失效的情况下，该第二电流传感器输出值为0或者为一个异常值，无法正常反馈自身检测到的电流值，也即第二电流回路的电流。
S202、依据第二电流传感器的输出值，确定第二电流传感器是否存在失效故障。
也即，根据直流电源恒流源特性，检测该第二电流传感器是否存在失效故障。
需要说明的是，由于直流电源的参数差异以及配置，此第二电流回路的电流一般为单串10～20A；在早上变换装置启动的时候，此电流会小一些，但也足以引起第二电流传感器输出电压的变化，进而检测出霍尔是否失效。
也即，不需要引入任何额外电路，只需要上述控制动作加简单的判断即可。且短时间通过第二电流回路的电流也不会造成变换装置中相应开关管过热或冲击失效。
在本实施例中，控制开关单元处于闭合状态，以及控制变换电路中的相应开关管闭合，以使直流电源与变换电路中的相应开关管以及开关单元形成第二电流回路；依据第二电流传感器的输出值，确定第二电流传感器是否存在失效故障；从而可以在变换装置并网前，确定变换装置中的第二电流传感器是否已经失效，避免造成失效范围扩大；另外，只需要增加开关单元即可对逆变霍尔传感器进行失效检测，电路简单，实现容易，无风险。
在实际应用中，第二电流回路还可以经过第一电流传感器。也就是说，该第二电流回路既经过第一电流传感器，也经过第二电流传感器。
因此，可以在执行步骤S201之后，既可执行步骤S202也可以是执行步骤S102。也即，既可检测第一电流传感器是否存在失效故障，也可以是检测第二电流传感器是否存在失效故障。
也就是说，可以在通过形成第一电流回路和/或第二电流回路，确定第一电流传感器是否存在失效故障。
需要通过第二电流回路确定第二传感器是否存在失效故障。
在第二电流回路经过第一电流传感器和第二电流传感器时，只要控制变换装置中形成第二电流回路，即可实现对第一电流传感器和第二电流传感器的检测。
需要说明的是，该变换装置可以是多相变换装置，也可以是单相变换装置。在该变换装置为单相变换装置时，该变换装置上仅设置有一个第二电流传感器；在该变换装置为多相变换装置时，该变换装置上的每相交流侧均设置有一个第二电流传感器。
在变换装置为N相变换装置时，步骤S201、控制开关单元处于闭合状态，以及控制变换电路中的相应开关管闭合，以使直流电源与变换电路中的相应开关管以及开关单元形成第二电流回路，包括：
控制开关单元处于闭合状态，以及控制变换电路中的相应开关管闭合，以使直流电源与变换电路中的相应开关管以及开关单元形成N个第二电流回路。
其中，N为整数；如N＝1；或者，N＝3。当然，N也可以是其他数值，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
也就是说，可以对变换装置中的所有第二电流传感器进行失效故障检测。其具体检测过程，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
本申请另一实施例提供了一种变换装置。
参见图5，该变换装置，其包括：控制器(未进行图示)、变换电路(包括如图5所示C1、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、K1、Cbus、L1、L2、L3、C2)和第一电流传感器CT1。
变换电路的直流侧作为变换装置的直流侧、与直流电源PV相连。
具体的，逆变电路的直流侧正极作为该变换装置的直流侧正极、与直流电源PV的正极相连；逆变电路的直流侧负极作为该变换装置直流则负极、与直流电源PV的负极相连。
该直流电源PV可以是光伏电池板，当然也可以是其他直流电源PV，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
变换电路的交流侧作为变换装置的交流侧。
第一电流传感器CT1设置于所述变换电路的直流侧附近，用于检测变换电路直流电感的直流电流。
变换电路受控于该控制器。具体的，该控制器控制该变换电路中各个开关的通断。
控制器，用于执行上述任一实施例提供的变换装置的电流传感器失效检测方法。
该控制器的具体工作过程和原理，详情参见上述实施例提供的变换装置的电流传感器失效检测方法，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
在实际应用中，参见图5，该变换装置还包括：第二电流传感器CT2。
第二电流传感器CT2用于检测变换电路交流电感的交流电流。
在实际应用中，变换电路包括：boost电路(包括如图5所示的C1、L1、Q1、Cbus、D1)和逆变电路(包括如图5所示的Q1、Q1、Q1、Q1、Cbus、D1)。
boost电路的第一侧作为变换电路的直流侧与直流电源PV相连。
boost电路的第二侧与逆变电路的直流侧相连。
逆变电路的交流侧作为变换电路的交流侧。
在实施应用中，boost电路的输出电容与逆变电路的输入电容可以共用；当然也可以不共用，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
在实际应用中，如图5所示，boost电路包括：第一输入电容C1、直流电感L1、第一开关管Q1、二极管D1和第一输出电容Cbus。
第一输入电容C1的一端与直流电感L1的一端相连，连接点作为该boost电路的第一侧正极，该直流电感L1的另一端分别与二极管D1的阳极和第一开关管Q1的第一端相连；二极管D1的阴极与第一输出电容Cbus的一端相连；第一输出电容Cbus的另一端分别与第一输入电容C1的另一端第一开关管Q1的第二端相连，连接点作为该boost电路的第一侧负极。
需要说明的是，第一电流传感器CT1可以设置于该boost电路的第一侧正极与直流电感L1之间，用于检测该直流电感L1的电流。也即，第一电流传感器CT1设置于boost电路中的直流电感L1与boost电路的第一侧之间。
该第一电流传感器CT1可以是boost霍尔传感器。
也就是说，利用光伏电池板恒流源特性，在自检的时候，控制器如DSP，控制boost电路中的第一开关管Q1闭合，把光伏电池板进行短路，此时光伏电池板电流会流过第一电流传感器CT1，第一开关管Q1；最终在CT1上形成短路电流ISC，回路路径如图5所示的加粗线条路径，也即该加粗线条路径为第一电流回路；需要说明的是，此处以直流电源PV为光伏电池板为例进行说明，在直流电源PV为其他类型电源同理，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
根据光伏电池板参数差异以及配置，此电流ISC一般为单串10～20A，在早上变换装置启动的时候，此电流会小一些，但也足以引起第一电流传感器CT1输出电压的变化，进而检测出霍尔是否失效。此方法不会引入任何额外电路，只需要上述动作加简单的判断即可。且短时间通过电池板短路电流ISC也不会造成boost电路中第一开关管Q1过热或冲击失效。
在具有多路boost的变换装置中，其自检同理，可以分别按步骤闭合各路boost的相应开关管，进而检测对应各路的电流传感器。
在实际应用中，逆变电路为三相逆变电路或单相逆变电路。当然，该逆变电路也可以是为其他相逆变电路，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
(1)在逆变电路为单相逆变电路时，如图9所示，该逆变电路包括：第二输入电容Cbus、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第一交流电感L2、第二交流电感L3和第二输出电容C2。
第二输入电容Cbus的一端分别与第二开关管Q2的第一端和第四开关管Q4的第一端相连，连接点作为该逆变电路的直流侧正极；第二开关管Q2的第二端分别与第三开关管Q3的第一端和第一交流电感L2的一端相连；第四开关管Q4的第二端分别与第五开关管Q5的第一端和第二交流电感L3的一端相连；第一交流电感L2的另一端与第二输出电容C2的一端相连；第二交流电感L3的另一端与第二输出电容C2的另一端相连；第三开关管Q3的第二端、第五开关管Q5的第二端和第二输入电容Cbus的另一端相连。
需要说明的是，第二电流传感器CT2的数量为1个；该第二电流传感器CT2可以设置于该第一交流电感L2前、用于检测该第一交流电感L2的电流；或者，该第二电流传感器CT2可以设置于该第二交流电感L3前、用于检测该第二交流电感L3的电流。
(2)在逆变电路为三相逆变电路时，如图10所示，该逆变电路包括：第二输入电容、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第一交流电感L2、第二交流电感L3、第三交流电感L4、第二输出电容C2、第三输出电容C3和第四输出电容C4。
第二输入电容Cbus的一端分别与第二开关管Q2的第一端、第四开关管Q4的第一端和第六开关管Q6的第一端相连，连接点作为该逆变电路的直流侧正极；第二开关管Q2的第二端分别与第三开关管Q3的第一端和第一交流电感L2的一端相连；第四开关管Q4的第二端分别与第五开关管Q5的第一端和第二交流电感L3的一端相连；第六开关管Q6的第二端分别与第七开关管Q7的第一端和第三交流电感L4的一端相连；第一交流电感L2的另一端与第二输出电容C2的一端相连；第二交流电感L3的另一端与第三输出电容C3的一端相连；第三交流电感L4的另一端与第四输出电容C4的一端相连；第三开关管Q3的第二端、第五开关管Q5的第二端、第七开关管Q7的第二端和第二输入电容Cbus的另一端相连；第二输出电容C2的另一端、第三输出电容C3的另一端和第四输出电容C4另一端相连。
需要说明的是，第二电流传感器CT2的数量为3个；各个第二电流传感器CT2可以设置于各个交流电感前、用于检测各个交流电感的电流。
该第二电流传感器CT2可以是逆变霍尔传感器。
需要说明的是，相比boost霍尔传感器检测，逆变霍尔传感器失效检测需要增加开关单元，构造出一个直流通路，如图6所示。
在实际应用中，如图6所示，该变换装置还包括：开关单元(包括如图6所示的Q3)。
开关单元的输入端设置于变换电路的直流侧；开关单元的输出端设置于变换电路的交流侧。
需要说明的是，该开关单元的输入端可以是多种设置方式，可以是将该开关单元的输入端设置于该第一电流传感器CT1前，也即设置于boost电路中的直流电感L1前，此时，第二电流回路不经过第一电流传感器CT1。
也可以将开关单元的输入端设置于第一电流传感器CT1后，也即设置于boost电路中的直流电感L1后，此时，第二电流回路经过第一电流传感器CT1。
该开关单元的输入端的设置方式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
该开关单元的输出端设置于该逆变电路中交流电感后。
在实际应用中，如图6所示，该开关单元包括至少一个可控开关(如图6所示的K1)。
该可控开关可以是单向开关管。具体的，该可控开关可以是场效应管，也可以是继电器，还可以是晶闸管；此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
在实际应用中，开关单元中可控开关的数量与变换装置的相数相同。
也就是说，在变换装置为单相变换装置时，该可控开关的数量为1个；在变换装置为三相变换装置时，该可控开关的数量为3个。
该变换装置为其他相变换装置，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
下面对单相变换装置和三相变换装置这两种情况进行举例说明：
(1)变换装置为单相变换装置时，开关单元包括第一可控开关K1。
1)如图8所示，第一可控开关K1的一端与boost电路中的输入电容与直流电感L1之间的连接点相连；第一可控开关K1的另一端与逆变电路中的交流电感与输出电容之间的连接点相连。
此方案主要原理为利用光伏电池板输出为恒流源的特性，本质上是通过利用现有电路或构造回路把电池板电流引入霍尔传感器，进而识别霍尔传感器是否已经失效，避免失效范围扩大，引起更严重的后果。
通过闭合第一可控开关K1和开关管Q3，在逆变电流传感器CT2上形成短路电流ISC，此电流会引起霍尔输出电压变化，进而甄别霍尔传感器是否已经失效。
2)如图7所示，第一可控开关K1的一端与boost电路中的开关管与直流电感L1之间的连接点相连；第一可控开关K1的另一端与逆变电路中的交流电感与输出电容之间的连接点相连。
同样利用光伏电池恒流源特性，通过闭合第一可控开关K1和开关管Q3，在逆变电流传感器CT2上形成短路电流ISC，此电流会引起霍尔输出电压变化，进而甄别霍尔传感器是否已经失效，回路路径如下图7所示的加粗线条路径，也即该加粗线条路径为第二电流回路。
实际上，此时可以把boost霍尔传感器CT1和交流霍尔传感器CT2一起进行检测，因为此时流过CT1和CT2的电流是一样的。
需要说明的是，逆变电路中有两个交流电感，该第一可控开关K1主要与设置有第二电流传感器CT2的交流电感后端相连即可；也即，如图8所示，第一可控开关K1的另一端与第一交流电感L2与第二输出电容C2之间的连接点相连；或者，如图9所示，第一可控开关K1的另一端与第二交流电感L3与第二输出电容C2之间的连接点相连。
在本实施例中，单相变换装置只需要增加一个可控开关即可对逆变霍尔传感器进行失效检测，电路简单，实现容易，无风险。
(2)变换装置为三相变换装置时，开关单元包括第一可控开关K1、第二可控开关K2和第三可控开关K3。
第一可控开关K1的一端、第二可控开关K2的一端和第三可控开关K3的一端相连；连接点作为开关单元的输入端。
1)开关单元的输入端与boost电路中的输入电容与直流电感L1之间的连接点相连；第一可控开关K1的另一端与逆变电路中的第一交流电感L2与输出电容之间的连接点相连；第二可控开关K2的另一端与逆变电路中的第二交流电感L3与输出电容之间的连接点相连；第三可控开关K3的另一端与逆变电路中的第三交流电感L4与输出电容之间的连接点相连(未进行图示)。
2)如图10所示，开关单元的输入端与boost电路中的开关管与直流电感L1之间的连接点相连；第一可控开关K1的另一端与逆变电路中的第一交流电感L2与输出电容之间的连接点相连；第二可控开关K2的另一端与逆变电路中的第二交流电感L3与输出电容之间的连接点相连；第三可控开关K3的另一端与逆变电路中的第三交流电感L4与输出电容之间的连接点相连。
通过闭合第一可控开关K1和开关管Q3，在逆变电流传感器CT2上形成短路电流ISC，此电流会引起霍尔输出电压变化，进而甄别霍尔传感器CT2是否已经失效。
通过闭合第二可控开关K2和开关管Q5，在逆变电流传感器CT3上形成短路电流ISC，此电流会引起霍尔输出电压变化，进而甄别霍尔传感器CT3是否已经失效。
通过闭合第三可控开关K3和开关管Q7，在逆变电流传感器CT4上形成短路电流ISC，此电流会引起霍尔输出电压变化，进而甄别霍尔传感器CT4是否已经失效。
在本实施例中，三相变换装置只需要增加三个可控开关，分别完成RST三相霍尔传感器失效检测，电路简单，实现容易，无风险。
本申请另一实施例提供了一种新能源发电系统。
该新能源发电系统，包括：至少一个直流电源和至少一个变换装置。
相应的直流电源与相应的变换装置的直流侧相连。
变换装置的交流侧作为新能源发电系统的输出端。
在实际应用中，该直流电源为光伏组件和/或储能电池；也就是说，该变换装置可以应用于光伏系统，或者储能系统，又或者光伏储能系统。
当然也可以应用于其他系统，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
该变换装置的具体结构和原理，详情参见上述实施例提供的变换装置，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统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。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，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、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (18)

1.一种变换装置的电流传感器失效检测方法，其特征在于，所述变换装置中：变换单元的直流侧与直流电源相连，其第一电流传感器用于检测所述变换电路直流电感的直流电流；所述电流传感器失效检测方法包括：
控制所述变换电路中的相应开关管闭合，以使所述直流电源与所述变换电路中的相应开关管形成第一电流回路；其中，所述第一电流回路经过所述第一电流传感器；
依据所述第一电流传感器的输出值，确定所述第一电流传感器是否存在失效故障。
2.根据权利要求1所述的变换装置的电流传感器失效检测方法，其特征在于，所述变换装置中：其第二电流传感器用于检测所述变换电路交流电感的交流电流；其开关单元设置于所述变换电路的直流侧与交流侧之间；所述电流传感器失效检测方法还包括：
控制所述开关单元处于闭合状态，以及控制所述变换电路中的相应开关管闭合，以使所述直流电源与所述变换电路中的相应开关管以及所述开关单元形成第二电流回路；其中，所述第二电流回路至少经过所述第二电流传感器；
依据所述第二电流传感器的输出值，确定所述第二电流传感器是否存在失效故障。
3.根据权利要求1所述的变换装置的电流传感器失效检测方法，其特征在于，在所述变换装置为N相变换装置时，控制所述开关单元处于闭合状态，以及控制所述变换电路中的相应开关管闭合，以使所述直流电源与所述变换电路中的相应开关管以及所述开关单元形成第二电流回路，包括：
控制所述开关单元处于闭合状态，以及控制所述变换电路中的相应开关管闭合，以使所述直流电源与所述变换电路中的相应开关管以及所述开关单元形成N个第二电流回路；其中，N为整数。
4.根据权利要求2所述的变换装置的电流传感器失效检测方法，其特征在于，所述第二电流回路还经过所述第一电流传感器。
5.根据权利要求3所述的变换装置的电流传感器失效检测方法，其特征在于，在通过形成所述第一电流回路和/或所述第二电流回路，确定所述第一电流传感器是否存在失效故障。
6.一种变换装置，其特征在于，包括：控制器、变换电路和第一电流传感器；
所述变换电路的直流侧作为所述变换装置的直流侧、与直流电源相连；
所述变换电路的交流侧作为所述变换装置的交流侧；
所述第一电流传感器用于检测所述变换电路直流电感的直流电流；
所述变换电路受控于所述控制器；
所述控制器用于执行如权利要求1-5任一项所述的变换装置的电流传感器失效检测方法。
7.根据权利要求6所述的变换装置，其特征在于，所述变换电路包括：boost电路和逆变电路；
所述boost电路的第一侧作为所述变换电路的直流侧与直流电源相连；
所述boost电路的第二侧与所述逆变电路的直流侧相连；
所述逆变电路的交流侧作为所述变换电路的交流侧。
8.根据权利要求7所述的变换装置，其特征在于，所述逆变电路为三相逆变电路或单相逆变电路。
9.根据权利要求7所述的变换装置，其特征在于，所述boost电路的输出电容与所述逆变电路的输入电容共用。
10.根据权利要求7所述的变换装置，其特征在于，所述第一电流传感器设置于所述boost电路中的直流电感与所述boost电路的第一侧之间。
11.根据权利要求7-10任一项所述的变换装置，其特征在于，还包括：第二电流传感器；
所述第二电流传感器用于检测所述变换电路交流电感的交流电流。
12.根据权利要求11所述的变换装置，其特征在于，还包括：开关单元；
所述开关单元的输入端设置于所述变换电路的直流侧；
所述开关单元的输出端设置于所述变换电路的交流侧。
13.根据权利要求12所述的变换装置，其特征在于，所述开关单元包括至少一个可控开关。
14.根据权利要求13所述的变换装置，其特征在于，所述开关单元中可控开关的数量与所述变换装置的相数相同。
15.根据权利要求14所述的变换装置，其特征在于，在所述变换装置为单相变换装置时，所述开关单元包括第一可控开关；
所述第一可控开关的一端与所述boost电路中的输入电容与直流电感之间的连接点相连；所述第一可控开关的另一端与所述逆变电路中的交流电感与输出电容之间的连接点相连；或者，
所述第一可控开关的一端与所述boost电路中的开关管与直流电感之间的连接点相连；所述第一可控开关的另一端与所述逆变电路中的交流电感与输出电容之间的连接点相连。
16.根据权利要求14所述的变换装置，其特征在于，在所述变换装置为三相变换装置时，所述开关单元包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关；
所述第一可控开关的一端、所述第二可控开关的一端和所述第三可控开关的一端相连；连接点作为所述开关单元的输入端；
所述开关单元的输入端与所述boost电路中的输入电容与直流电感之间的连接点相连；所述第一可控开关的另一端与所述逆变电路中的第一交流电感与输出电容之间的连接点相连；所述第二可控开关的另一端与所述逆变电路中的第二交流电感与输出电容之间的连接点相连；所述第三可控开关的另一端与所述逆变电路中的第三交流电感与输出电容之间的连接点相连；或者，
所述开关单元的输入端与所述boost电路中的开关管与直流电感之间的连接点相连；所述第一可控开关的另一端与所述逆变电路中的第一交流电感与输出电容之间的连接点相连；所述第二可控开关的另一端与所述逆变电路中的第二交流电感与输出电容之间的连接点相连；所述第三可控开关的另一端与所述逆变电路中的第三交流电感与输出电容之间的连接点相连。
17.一种新能源发电系统，其特征在于，包括：至少一个直流电源和至少一个如权利要求6-16任一项所述的变换装置；
相应的直流电源与相应的变换装置的直流侧相连；
所述变换装置的交流侧作为所述新能源发电系统的输出端。
18.根据权利要求17所述的新能源发电系统，其特征在于，所述直流电源为光伏组件和/或储能电池。
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