CN115494384A - 一种用于储能并网型pcs逆变侧继电器检测方法及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，包括以下步骤：S1、继电器处于断开状态，PCS输出交流电压Un，S2、采样继电器中点电压；S3、判断采集的继电器中点电压是否大于阈值，若大于阈值，则标定继电器粘连故障，否则执行S4；S4、PSC停止输出，控制PCS逆变侧继电器吸合；S5、PCS输出交流电压Un，采集继电器中点电压；S6、比较S5中采集的继电器中点电压与Un的大小，若采集电压小于Un，则标定继电器开路故障，否则标定继电器正常，本申请的检测方法在检测的过程中，继电器不用动作，即可实现继电器粘连故障的检测，减少继电器动作次数，提高继电器的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电力储能系统技术应用领域，具体是一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法及电路。
背景技术
现有继电器检测的方式都是通过继电器的切换并检测继电器是否粘连或者无法闭合等问题，需要吸合和断开继电器多次。
如专利CN104682432A公开一种光伏并网逆变器的继电器失效检测及滤波电容保护方法，包括继电器吸合前，检测某一相或多相逆变电压 Vinv有效值与同相电网电压Vgrid有效值的绝对值之差小于继电器失效电压阈值ΔV，即|Vinv-Vgrid|＜ΔV，则判定这一相继电器已经粘连，反之，继电器正常；同理，依次经过吸合逆变侧继电器检测、吸合电网侧继电器检测、两侧继电器均吸合的检测后，若每一步继电器均无故障，则允许并网，若其中一继电器故障，则停机，不并网。该专利通过吸合多次继电器进行检测，导致继电器吸合次数增加，虽然提高了逆变器系统滤波电容的寿命，却是以牺牲继电器寿命为代价的。
专利CN107957546A公开了一种逆变器并网交流继电器的检测方法，交流继电器的第一端连接逆变器的输出端，交流继电器的第二端连接交流电网，对交流继电器进行检测时，先检测交流继电器第一端和第二端的第一电压差，当判断该第一电压差的绝对值小于第一阈值时，改变逆变器输入端的直流母线中点对地电压，再次检测交流继电器第一端和第二端的第二电压差，若该第二电压差的绝对值小于第二阈值，则可确定该交流继电器发生粘连故障，该通过改变逆变器输入端的直流母线中点对地电压的方法实现继电器粘连故障检测，该方法需要构筑母线中点，通常只适用于三电平逆变器，对于两电平逆变器，则无法实现，且该方案实施例中交流侧只有一组继电器，不符合单点故障的要求，实际应用受到一定的限制。
专利CN113238146A公开了一种逆变器系统的中线继电器故障检测方法及装置，其中，所述方法包括：控制火线继电器闭合以及控制逆变器逆变侧输出含有谐波分量的调制波；根据对中线上的两个继电器开关的各状态切换控制，检测采样的电网侧电压中是否存在谐波电压，进而确定所述中线上的两个继电器开关是否存在粘连或分段失败的故障。该方案仅适用于中性线不接地的浮地系统，应用范围窄，不适合对逆变侧继电器的检测。
综上，现有的检测方法或装置要么需要多次开合继电器，需要牺牲继电器的寿命来进行检测，要么使用范围窄，因而需要一种对设备影响小、适应性强的检测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法及电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、继电器处于断开状态，PCS输出交流电压Un；
S2、采样PCS继电器的中点电压；
S3、判断采集的继电器的中点电压是否大于阈值，若大于阈值，则标定继电器粘连故障，否则执行S4；
S4、PSC停止输出，控制PCS继电器吸合；
S5、PCS输出交流电压Un，采集PCS继电器的中点电压；
S6、比较S5中采集的继电器中点电压与Un的大小，若继电器的中点电压小于Un，则标定继电器开路故障，否则标定继电器正常。
作为本发明进一步的方案：所述S2中通过采样电路采集PCS继电器的中点电压，所述采样电路与待测相火线、零线连接，所述采样电路与待测相火线、零线的连接点位于PCS继电器中点。
作为本发明进一步的方案：所述待测相火线与零线之间设有分压电容C2，所述采样电路采集分压电容两端的电压Uc。
作为本发明进一步的方案：所述S3中的阈值为U，待测相火线上的继电器开关并联有电容C1，零线上若未设有继电器开关，则阈值U的计算公式为：
零线上若设有继电器开关，则在零线继电器开关上并联电容C3，阈值U的计算公式为：
其中，Un为PCS输出电压，C2为分压电容C的容值，C1为电容C1的容值，C3为电容C3的容值。
作为本发明进一步的方案：所述待测相火线有多条时，每条待测相火线上均设有继电器开关，并且所有继电器开关上均并联有电容，所有待测相火线与零线之间均设有电容并与采样电路连通。
作为本发明进一步的方案：所述S3、S4中对继电器进行故障标定的同时发出告警。
一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测电路，包括PCS以及位于PCS输出端的继电器，其特征在于，所述PCS的输出端包括一条零线和至少一条火线，所述火线上设有继电器开关，所述火线上继电器开关并联有火线继电器电容，所述火线与零线之间连接有分压电容，所述分压电容连接有继电器采样电路。
作为本发明进一步的方案：所述零线连接有继电器开关，所述零线上继电器开关并联有零线继电器电容。
作为本发明进一步的方案：所述PSC的输出端连接有PSC采样电路、MCU，所述继电器采样电路、PSC采样电路均与MCU连通。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本申请的检测方法在检测的过程中，继电器不用动作，即可实现继电器粘连故障的检测，减少继电器动作次数，提高继电器的可靠性。
2、本申请利用电容分压法，在火线和零线均有继电器的情况下，任何一个继电器粘连，都能够检测出来。
3、本申请PCS逆变侧继电器可以用一个控制信号，控制更简单。
附图说明
图1为本申请检测方法流程示意图；
图2为本申请实施例1检测电路示意图；
图3为本申请实施例2检测电路示意图；
图4为本申请实施例3检测电路示意图；
图5为本申请实施例4检测电路示意图。
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。
实施例1
请参阅图1-2，本发明实施例中，一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测电路，PCS（POWER CONVERTER SYSTEM）即为能量转换系统，包括PCS以及位于PCS输出端的继电器，本实施例为单相PCS，在本实施例中，PCS逆变侧的继电器RL1在零线、火线上均设有继电器开关，并且，火线上的继电器开关并联有电容C1，火线与零线之间连接有电容C2，零线的继电器开关上并联有电容C3，C1、C2与C3构成电容分压电路，RL2为PCS电网侧继电器，两个继电器均与MCU连接并受到MCU的控制，最左端为BAT电池，输出直流电，直流电经过PCS后逆变成交流电，交流电通过PCS逆变侧继电器RL1和PCS电网侧继电器RL2后并到电网上，逆变器电压通过采样电路1送往MCU，继电器中间电压通过采样电路2送往MCU，电网侧电压通过采样电路3送往MCU，MCU根据采样电压，判断继电器是否粘连或者断开。
一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，包括以下步骤：
S1、所有继电器处于断开状态，包括PCS继电器RL1以及电网侧的继电器RL2，控制PCS输出交流电压Un；
S2、采样PCS继电器中点电压，也就是电容C2两端的电压U；
S3、判断采集的继电器中点电压是否大于阈值，在本实施例中，阈值U的计算公式为：
若大于阈值，则标定继电器粘连故障并发出告警，否则执行S4；
S4、控制PCS停止输出，控制PCS继电器RL1吸合；
S5、PCS输出交流电压Un，采集PCS继电器中点电压，也就是电容C2两端的电压U；
S6、比较S5中采集的继电器中点电压与Un的大小，若采集电压小于Un，则标定继电器开路故障并发出告警，否则标定继电器正常。
实施例2
请参阅图1、图3，本发明实施例中，一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测电路，包括PCS以及位于PCS输出端的继电器，本实施例为单相PCS， 在本实施例中，PCS逆变侧的继电器RL1在火线上设有继电器开关，并且，火线上的继电器开关并联有电容C1，火线与零线之间连接有电容C2， C1、C2构成电容分压电路，其余结构均与实施例1相同。
一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，包括以下步骤：
S1、所有继电器处于断开状态，包括PCS继电器RL1以及电网侧的继电器RL2，控制PCS输出交流电压Un；
S2、采样PCS继电器中点电压，也就是电容C2两端的电压U；
S3、判断采集的继电器中点电压是否大于阈值，在本实施例中，阈值U的计算公式为：
若大于阈值，则标定继电器粘连故障并发出告警，否则执行S4；
S4、控制PCS停止输出，控制PCS继电器RL1吸合；
S5、PCS输出交流电压Un，采集PCS继电器中点电压，也就是电容C2两端的电压U；
S6、比较S5中采集的继电器中点电压与Un的大小，若采集电压小于Un，则标定继电器开路故障并发出告警，否则标定继电器正常。
实施例3
请参阅图1、图4，本发明实施例中，一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测电路，包括PCS以及位于PCS输出端的继电器，本实施例为三相PCS， 在本实施例中，PCS继电器在火线上设有继电器开关，分别为RL1、RL2、RL3，并且，RL1并联有电容C11，RL2并联有电容C12，RL3并联有电容C13，RL1所在火线与零线之间设有电容C21，RL2所在火线与零线之间设有电容C22，RL3所在火线与零线之间连接有C23，本实施例有三根火线，每条火线与零线之间均设有电容，其余的结构均与实施例1相同。
一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，包括以下步骤：
S1、所有继电器处于断开状态，包括PCS的继电器RL1、RL2、RL3以及电网侧的继电器RL1、RL2、RL3，控制PCS输出交流电压Un；
S2、采样PCS继电器中点电压，也就是电容C21两端的电压U21，电容C22两端的电压U22，电容C23两端的电压U23；
S3、判断采集的继电器中点电压是否大于阈值，在本实施例中，由于是三相电，具有三条火线，因而RL1所在火线的判断阈值：
同理，RL2所在火线的判断阈值为：
RL3所在火线的判断阈值为：
对三条火线采集的继电器中点电压分别与对应火线的判断阈值进行比较，若大于阈值，则标定当前火线的继电器粘连故障并发出告警，否则执行S4；
S4、控制PCS停止输出，控制PCS继电器RL1、RL2、RL3吸合；
S5、PCS输出交流电压Un，采集PCS继电器中点电压，也就是电容C21两端的电压U21，电容C22两端的电压U22，电容C23两端的电压U23；
S6、比较S5中采集的继电器中点电压与Un的大小，若采集电压小于Un，则标定继电器开路故障并发出告警，否则标定继电器正常。
实施例4
请参阅图1、图5，本发明实施例中，一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测电路，包括PCS以及位于PCS输出端的继电器，本实施例为三相PCS， 在本实施例中，PCS继电器在零线、火线上均设有继电器开关，分别为RL1、RL2、RL3，零线上连接有继电器RN，并且，RL1并联有电容C11，RL2并联有电容C12，RL3并联有电容C13，继电器RN并联有电容C14，RL1所在火线与零线之间设有电容C21，RL2所在火线与零线之间设有电容C22，RL3所在火线与零线之间连接有C23，本实施例有三根火线，每条火线与零线之间均设有电容，其余的结构均与实施例4相同。
一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，包括以下步骤：
S1、所有继电器处于断开状态，包括PCS继电器RL1、RL2、RL3以及电网侧的继电器RL1、RL2、RL3，控制PCS输出交流电压Un；
S2、采样PCS继电器中点电压，也就是电容C21两端的电压U21，电容C22两端的电压U22，电容C23两端的电压U23；
S3、判断采集的继电器中点电压是否大于阈值，在本实施例中，由于是三相电，具有三条火线，因而RL1所在火线的判断阈值：
同理，RL2所在火线的判断阈值为：
RL3所在火线的判断阈值为：
对三条火线采集的继电器中点电压分别与对应火线的判断阈值进行比较，若大于阈值，则标定当前火线的继电器粘连故障并发出告警，否则执行S4；
S4、控制PCS停止输出，控制PCS继电器RL1、RL2、RL3吸合；
S5、PCS输出交流电压Un，采集PCS继电器中点电压，也就是电容C21两端的电压U21，电容C22两端的电压U22，电容C23两端的电压U23；
S6、比较S5中采集的继电器中点电压与Un的大小，若采集电压小于Un，则标定继电器开路故障并发出告警，否则标定继电器正常。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、继电器处于断开状态，PCS输出交流电压Un；
S2、采样PCS继电器的中点电压；
S3、判断采集的继电器的中点电压是否大于阈值，若大于阈值，则标定继电器粘连故障，否则执行S4；
S4、PSC停止输出，控制PCS继电器吸合；
S5、PCS输出交流电压Un，采集PCS继电器的中点电压；
S6、比较S5中采集的继电器中点电压与Un的大小，若继电器的中点电压小于Un，则标定继电器开路故障，否则标定继电器正常。
2.根据权利要求1所述的一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，其特征在于，所述S2中通过采样电路采集PCS继电器的中点电压，所述采样电路与待测相火线、零线连接，所述采样电路与待测相火线、零线的连接点位于PCS继电器中点。
3.根据权利要求2所述的一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，其特征在于，所述待测相火线与零线之间设有分压电容C2，所述采样电路采集分压电容两端的电压Uc。
4.根据权利要求1所述的一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，其特征在于，所述S3中的阈值为U，待测相火线上的继电器开关并联有电容C1，零线上若未设有继电器开关，则阈值U的计算公式为：
零线上若设有继电器开关，则在零线继电器开关上并联电容C3，阈值U的计算公式为：
其中，Un为PCS输出电压，C2为分压电容C的容值，C1为电容C1的容值，C3为电容C3的容值。
5.根据权利要求4所述的一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，其特征在于，所述待测相火线有多条时，每条待测相火线上均设有继电器开关，并且所有继电器开关上均并联有电容，所有待测相火线与零线之间均设有电容并与采样电路连通。
6.根据权利要求1所述的一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测方法，其特征在于，所述S3、S4中对继电器进行故障标定的同时发出告警。
7.用于权利要求1-6任意一项的一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测电路，包括PCS以及位于PCS输出端的继电器，其特征在于，所述PCS的输出端包括一条零线和至少一条火线，所述火线上设有继电器开关，所述火线上继电器开关并联有火线继电器电容，所述火线与零线之间连接有分压电容，所述分压电容连接有继电器采样电路。
8.根据权利要求7所述的一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测电路，其特征在于，所述零线连接有继电器开关，所述零线上继电器开关并联有零线继电器电容。
9.根据权利要求7所述的一种用于储能并网型PCS逆变侧继电器检测电路，其特征在于，所述PCS的输出端连接有PCS采样电路、MCU，所述继电器采样电路、PCS采样电路均与MCU连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221220 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |