CN116047353A - 卸荷故障检测方法、存储介质及半桥集中式直流卸荷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了卸荷故障检测方法、存储介质及半桥集中式直流卸荷设备，其中卸荷故障检测方法，包括：控制正极半桥单元的投入数量与负极半桥单元的投入数量不恒等；获取正极半桥单元的第一电流数据以及负极半桥单元的第二电流数据；根据第一电流数据、第二电流数据、预设数值阈值以及预设时间阈值判定是否出现接地故障和/或短路故障。控制正极半桥单元投入数量与负极半桥单元投入数量不恒等，通过获取正极半桥单元的第一电流数据以及负极半桥单元的第二电流数据，将第一电流数据、第二电流数据、预设数值阈值以及预设时间阈值进行处理，能够准确判定是否出现接地故障、短路故障，有利于提高卸荷功能的可靠性，降低系统停运风险。

Description

卸荷故障检测方法、存储介质及半桥集中式直流卸荷设备

技术领域

本发明涉及输电卸荷装置领域，特别涉及卸荷故障检测方法、存储介质及半桥集中式直流卸荷设备。

背景技术

新能源发电基地多处于远离电网的地区，一般通过直流输电系统将直流电输送至交流电网的换流站，换流站将直流电转换为交流电后输入电网。当交流电网发生故障，换流站不能传输功率，直流输电系统会产生功率盈余的问题，需要消耗盈余的功率，保障系统在故障期间稳定运行，因此直流输电系统一般会设置有卸荷装置，其中半桥集中式直流卸荷装置，由于综合性能强等优点，而被广泛应用。

然而，基于半桥集中式直流卸荷装置的拓扑结构，在热备用模式下，卸荷电阻两端电位接近于零并且卸荷电阻压降较小，若发生接地故障或短路故障难以检测，在热备用模式下接地故障、短路故障对系统影响较小，但是当交流电网发生故障，需要消耗盈余功率时，接地故障、短路故障会导致过流损坏的风险，并且不能起到消耗盈余功率的功能，导致系统停运。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出半桥集中式直流卸荷设备、卸荷故障检测方法及存储介质，能够在热备用状态下准确检测接地故障或短路故障。

根据本发明第一方面实施例的卸荷故障检测方法，包括：

控制正极半桥单元的投入数量与负极半桥单元的投入数量不恒等；

获取正极半桥单元的第一电流数据以及负极半桥单元的第二电流数据；

根据第一电流数据、第二电流数据、预设数值阈值以及预设时间阈值判定是否出现接地故障和/或短路故障。

根据本发明实施例的卸荷故障检测方法，至少具有如下有益效果：在热备用状态下，控制正极半桥单元投入数量与负极半桥单元投入数量不等，可以增大卸荷电阻两端的电压差。若发生接地故障，即卸荷电阻其中一端相当于接地时，正极卸荷阀模块的电流与负极卸荷阀模块的电流会存在较大差值；若出现短路故障，即卸荷电阻两端短接时，正极卸荷阀的电流与负极卸荷阀的电流会明显增大。以此，通过获取正极半桥单元的第一电流数据以及负极半桥单元的第二电流数据，将第一电流数据、第二电流数据、预设数值阈值以及预设时间阈值进行处理，能够准确判定是否出现接地故障和/或短路故障，有利于提高卸荷功能的可靠性，降低系统停运风险。

根据本发明的一些实施例，所述根据第一电流数据、第二电流数据以及预设阈值判定是否出现接地故障或短路故障，包括：

对第一电流数据与第二电流数据进行有效值以及求差计算得到电流差有效值；

将电流差有效值与第一预设数值阈值比较，若电流差有效值大于第一预设数值阈值记录第一持续时间，当第一持续时间大于第一预设时间阈值，则判定出现接地故障；

和/或

对第一电流数据以及第二电流数据进行有效值计算并且取两者中较大的有效值作为卸荷阀电流有效值；

将卸荷阀电流有效值与第二预设数值阈值比较，若卸荷阀电流有效值大于第二预设数值阈值记录第二持续时间，当第二持续时间大于第二预设时间阈值，则判定出现短路故障。

根据本发明的一些实施例，所述控制正极半桥单元的投入数量与负极半桥单元的投入数量不恒等，包括：

控制正极半桥单元的投入数量与负极半桥单元的投入数量均周期变化，正极半桥单元的投入数量与负极半桥单元的投入数量之和不变。

根据本发明的一些实施例，所述控制正极半桥单元的投入数量与负极半桥单元的投入数量周期变化，正极半桥单元的投入数量与负极半桥单元的投入数量之和不变，包括：

将基础投入数量信号与第一周期偏置信号叠加形成正极投入数量信号，将基础投入数量信号与第二周期偏置信号叠加形成负极投入信号数量，第一周期偏置信号与第二周期偏置信号叠加为零；

根据正极投入数量信号控制正极半桥单元的投入数量，根据负极投入数量单元控制负极半桥单元的投入数量。

根据本发明第二方面实施例的存储介质，存储有程序数据，所述程序数据被执行能够实现上述的卸荷故障检测方法。

根据本发明实施例的存储介质，至少具有如下有益效果：存储介质中的程序数据被执行，能够实现在热备用状态下，控制正极半桥单元投入数量与负极半桥单元投入数量不等，可以增大卸荷电阻两端的电压差。若发生接地故障，即卸荷电阻其中一端相当于接地时，正极卸荷阀模块的电流与负极卸荷阀模块的电流会存在较大差值；若出现短路故障，即卸荷电阻两端短接时，正极卸荷阀的电流与负极卸荷阀的电流会明显增大。以此，通过获取正极半桥单元的第一电流数据以及负极半桥单元的第二电流数据，将第一电流数据、第二电流数据、预设数值阈值以及预设时间阈值进行处理，能够准确判定是否出现接地故障和/或短路故障，有利于提高卸荷功能的可靠性，降低系统停运风险。

根据本发明第三方面实施例的半桥集中式直流卸荷设备，包括：正极卸荷阀模块，包括至少两个串联的正极半桥单元，所述正极卸荷阀模块能够与正极供电线连接；负极卸荷阀模块，包括与所述正极半桥单元数量相同的负极半桥单元，所述负极半桥单元串联，所述负极卸荷阀模块能够与负极供电线连接；卸荷电阻，所述正极卸荷阀模块与所述卸荷电阻的一端连接，所述负极卸荷阀模块与所述卸荷电阻的另一端连接；投切模块，分别与所述正极卸荷阀模块的受控端以及所述负极卸荷阀模块的受控端连接，所述投切模块用于控制所述正极半桥单元的投入数量与所述负极半桥单元的投入数量；电流检测模块，分别与所述正极卸荷阀模块以及所述负极卸荷阀模块连接；比较判定模块，与所述电流检测模块连接，所述比较判定模块用于根据正极卸荷阀模块的电流以及负极卸荷阀模块的电流判定接地故障和/或短路故障。

根据本发明实施例的半桥集中式直流卸荷设备，至少具有如下有益效果：根据本发明实施例的半桥集中式直流卸荷设备，至少具有如下有益效果：正极卸荷阀模块中串联的正极半桥单元与负极卸荷阀模块中串联的负极半桥单元分别与卸荷电阻的两端连接。在热备用状态下，投入的正极半桥单元、负极半桥单元分担直流电压，使得卸荷电阻两端电压接近零。在需要泄放盈余功率时，切除所有正极半桥单元和负极半桥单元，盈余功率通过卸荷电阻消耗，实现卸荷效果。投切模块控制正极半桥单元的投入数量与负极半桥单元的投入数量，在热备用状态下，令正极半桥单元投入数量与负极半桥单元投入数量不等，可以增大卸荷电阻两端的电压差。若发生接地故障，即卸荷电阻其中一端相当于接地时，正极卸荷阀模块的电流与负极卸荷阀模块的电流会存在较大差值；若出现短路故障，即卸荷电阻两端短接时，正极卸荷阀的电流与负极卸荷阀的电流会明显增大。因此，正极半桥单元投入数量与负极半桥单元投入数量不等，通过电流检测模块分别检测正极卸荷阀模块的电流以及负极卸荷阀模块的电流，比较判定模块根据正极卸荷阀模块的电流、负极卸荷阀模块的电流以及预设的阈值，能够准确判定是否出现接地故障和/或短路故障，有利于提高卸荷功能的可靠性，降低系统停运风险。

根据本发明的一些实施例，所述投切模块包括控制单元、偏置单元以及叠加模块，所述叠加模块设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，所述控制单元与所述第一输入端连接，所述偏置单元与所述第二输入端连接，所述第一输出端与所述正极卸荷阀模块的受控端连接，所述第二输出端与所述负极卸荷阀模块的受控端连接。

根据本发明的一些实施例，所述偏置单元包括与所述第二输入端连接的正弦波发生器，所述叠加模块包括取整单元、相加叠加单元以及相减叠加单元，所述第一输入端分别与所述相加叠加单元以及相减叠加单元连接，所述第二输入端与所述取整单元连接，所述取整单元分别与所述相加叠加单元以及相减叠加单元连接，所述相加叠加单元与所述第一输出端连接，所述相减叠加单元与所述第二输出端连接。

根据本发明的一些实施例，所述偏置单元包括与所述第二输入端连接的方波发生器，所述叠加模块包括移相单元、第一相加叠加单元以及第二相加叠加单元，所述第一输入端分别与所述第一相加叠加单元以及所述第二相加叠加单元连接，所述第二输入端分别与所述第一相加叠加单元以及所述移相单元连接，所述移相单元与所述第二相加叠加单元连接，所述第一相加叠加单元与所述第一输出端连接，所述第二相加叠加单元与所述第二输出端连接。

根据本发明的一些实施例，所述偏置单元包括与所述第二输入端连接的正弦波发生器，所述叠加模块包括取整单元、移相单元、第一相加叠加单元以及第二相加叠加单元，所述第一输入端分别与所述第一相加叠加单元以及所述第二相加叠加单元连接，所述第二输入端与所述取整单元连接，所述取整单元分别与所述第一相加叠加单元以及所述移相单元连接，所述移相单元与所述第二相加叠加单元连接，所述第一相加叠加单元与所述第一输出端连接，所述第二相加叠加单元与所述第二输出端连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明其中一种实施例中接地故障的判定流程图；

图2为本发明其中一种实施例中短路故障的判定流程图；

图3为本发明其中一种实施例中半桥集中式直流卸荷设备的结构示意图；

图4为本发明其中一种实施例中投切模块的原理框图；

图5为本发明另一种实施例中投切模块的原理框图；

图6为本发明第三种实施例中投切模块的原理框图图；

图7为本发明其中一种实施例种中半桥集中式直流卸荷设备的原理框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图3和图7所示，根据本发明实施例的半桥集中式直流卸荷设备，包括：正极卸荷阀模块100，包括至少两个串联的正极半桥单元110，所述正极卸荷阀模块100能够与正极供电线连接；负极卸荷阀模块200，包括与所述正极半桥单元110数量相同的负极半桥单元210，所述负极半桥单元210串联，所述负极卸荷阀模块200能够与负极供电线连接；卸荷电阻300，所述正极卸荷阀模块100与所述卸荷电阻300的一端连接，所述负极卸荷阀模块200与所述卸荷电阻300的另一端连接；投切模块400，分别与所述正极卸荷阀模块100的受控端以及所述负极卸荷阀模块200的受控端连接，所述投切模块400用于控制所述正极半桥单元110的投入数量与所述负极半桥单元210的投入数量；电流检测模块500，分别与所述正极卸荷阀模块100以及所述负极卸荷阀模块200连接；比较判定模块600，与所述电流检测模块500连接，所述比较判定模块600用于根据正极卸荷阀模块100的电流以及负极卸荷阀模块200的电流判定接地故障和/或短路故障。

正极卸荷阀模块100中串联的正极半桥单元110与负极卸荷阀模块200中串联的负极半桥单元210分别与卸荷电阻300的两端连接。在热备用状态下，投入的正极半桥单元110、负极半桥单元210分担直流电压，使得卸荷电阻300两端电压接近零。在需要泄放盈余功率时，切除所有正极半桥单元110和负极半桥单元210，盈余功率通过卸荷电阻300消耗，实现卸荷效果。投切模块400控制正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量，在热备用状态下，令正极半桥单元110投入数量与负极半桥单元210投入数量不等，可以增大卸荷电阻300两端的电压差。若发生接地故障，即卸荷电阻300其中一端相当于接地时，正极卸荷阀模块100的电流与负极卸荷阀模块200的电流会存在较大差值；若出现短路故障，即卸荷电阻300两端短接时，正极卸荷阀的电流与负极卸荷阀的电流会明显增大。因此，正极半桥单元110投入数量与负极半桥单元210投入数量不等，通过电流检测模块500分别检测正极卸荷阀模块100的电流以及负极卸荷阀模块200的电流，比较判定模块600根据正极卸荷阀模块100的电流、负极卸荷阀模块200的电流以及预设的阈值，能够准确判定是否出现接地故障和/或短路故障，有利于提高卸荷功能的可靠性，降低系统停运风险。

参照图4至图7，在本发明的一些实施例中，所述投切模块400包括控制单元410、偏置单元420以及叠加模块430，所述叠加模块430设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，所述控制单元410与所述第一输入端连接，所述偏置单元420与所述第二输入端连接，所述第一输出端与所述正极卸荷阀模块100的受控端连接，所述第二输出端与所述负极卸荷阀模块200的受控端连接。

控制单元410控制正极半桥单元110与负极半桥单元210的基础投入数量，控制单元410产生基础投入数量信号输入至叠加模块430的第一输入端。偏置单元420产生偏置信号传输至叠加模块430的第二输入端，偏置单元420用于控制正极半桥单元110投入数量与负极半桥单元210投入数量偏差。叠加模块430对基础投入数量信号与偏置信号进行处理叠加，进而令正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量出现偏差。

第一输出端的输出波形与第二输出端输出信号波形可以是互补波形，即正极投入数量信号波形与负极投入数量信号波形互补，并且两者之和稳定不变，能够有足够正极半桥单元110投入数量和负极半桥单元210投入数量分担直流电压，保持稳定工作状态，同时能够使正极卸荷阀模块100与负极卸荷阀模块200的电流值在出现接地故障的情况下电流存在较大差值，以此，实现控制正极半桥单元110与负极半桥单元210的投入数量，有利于准确检测判定接地故障。

参照图4，在本发明的一些实施例中，所述偏置单元420包括与所述第二输入端连接的正弦波发生器，所述叠加模块430包括取整单元431、相加叠加单元432以及相减叠加单元433，所述第一输入端分别与所述相加叠加单元432以及相减叠加单元433连接，所述第二输入端与所述取整单元431连接，所述取整单元431分别与所述相加叠加单元432以及相减叠加单元433连接，所述相加叠加单元432与所述第一输出端连接，所述相减叠加单元433与所述第二输出端连接。

正弦波发生器产生正弦波信号作为偏置信号，控制单元410通过第一输入端向相加叠加单元432、相减叠加单元433输入基础投入数量信号，正弦波信号经过取整单元431处理后分别传输至相加叠加单元432与相减叠加单元433，取整后的正弦波信号能够更好对应控制投入数量。相加叠加单元432将基础投入数量信号与取整后的正弦波信号相加形成正极投入数量信号，相减叠加单元433将基础投入数量信号与取整后的正弦波信号相减形成负极投入数量信号，以此，正极投入数量信号与负极投入数量信号互补，对应控制使得正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量之和稳定不变。

正弦波信号的峰值可以是对应两个或以上的投入数量。

参照图5，在本发明的一些实施例中，所述偏置单元420包括与所述第二输入端连接的方波发生器，所述叠加模块430包括移相单元434、第一相加叠加单元435以及第二相加叠加单元436，所述第一输入端分别与所述第一相加叠加单元435以及所述第二相加叠加单元436连接，所述第二输入端分别与所述第一相加叠加单元435以及所述移相单元434连接，所述移相单元434与所述第二相加叠加单元436连接，所述第一相加叠加单元435与所述第一输出端连接，所述第二相加叠加单元436与所述第二输出端连接。

方波发生器产生方波信号作为偏置信号，控制单元410通过第一输入端向第一相加叠加单元435、第二相加叠加单元436输入基础投入数量信号，方波信号传输至第一相加叠加单元435与基础投入数量信号相加形成正极投入数量信号；方波信号经移相单元434进行移相处理后传输至第二相加叠加单元436与基础投入数量信号相加形成负极投入数量信号。移相单元434将方波信号移相180°，最终能够使得正极投入数量信号与负极投入数量信号互补，进而使对应控制使得正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量之和稳定不变。

方波发生器产生方波信号的占空比应小于50％。

参照图6，在本发明的一些实施例中，所述偏置单元420包括与所述第二输入端连接的正弦波发生器，所述叠加模块430包括取整单元431、移相单元434、第一相加叠加单元435以及第二相加叠加单元436，所述第一输入端分别与所述第一相加叠加单元435以及所述第二相加叠加单元436连接，所述第二输入端与所述取整单元431连接，所述取整单元431分别与所述第一相加叠加单元435以及所述移相单元434连接，所述移相单元434与所述第二相加叠加单元436连接，所述第一相加叠加单元435与所述第一输出端连接，所述第二相加叠加单元436与所述第二输出端连接。

正弦波发生器产生正弦信号作为偏置信号，控制单元410通过第一输入端向第一相加叠加单元435、第二相加叠加单元436输入基础投入数量信号，正弦波信号经过取整单元431处理后传输至第一相加叠加单元435与基础投入数量信号相加形成正极投入数量信号。正弦波信号经过取整单元431进行取整并且经过移相单元434进行移相处理后，传输至第二相加叠加单元436与基础投入数量信号相加形成负极投入数量信号。移相单元434可以使对取整后的正弦波信号进行移相90°处理，最终能够使得正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量不恒等；移相单元434亦可以是对取整后的正弦波信号进行移相180°处理，最终使得正极办校单元的投入数量与负极半桥单元210的投入数量之和稳定不变。

控制单元410可以是包括微处理器、嵌入式芯片或FPGA等器件的实施方式。偏置单元420可以是包括各种信号发生器的实施方式。叠加模块430中的取整单元431可以是为梯级电压比较电路的实施方式；移相单元434可以是包括常见的移相电路的实施方式；相加叠加单元432可以是包括加法电路的实施方式；相减叠加单元433可以是包括减法电路的实施方式。在一些实施例中，偏置单元420与叠加模块430亦可以是为控制单元410中的一段程序，通过编程方式实现相应功能。

参照图3，在本发明的一些实施例中，所述正极半桥单元110包括第一开关管111、第二开关管112以及第一电容113，所述第一开关管111的一端与所述第一电容113的一端连接，所述第一开关管111的另一端与所述第二开关管112的一端连接形成第一输入端，所述第二开关管112的另一端与所述第一电容113的另一端连接形成第一输出端，所述第一输入端能够与正极供电线或其他所述正极半桥单元110连接，所述第一输出端能够与其他所述正极半桥单元110或卸荷电阻300的一端连接。

第一开关管111与第二开关管112形成半桥式的电路拓扑结构。当第一开关管111截止并且第二开关管112导通时，为切除状态，直流电压由卸荷电阻300承担，盈余功率能够通过卸荷电阻300消耗，实现卸荷效果；当第一开关管111导通并且第二开关管112截止时，为投入状态，第一电容113分担直流电压，同时第一电容113在退出卸荷状态时能够吸收卸荷电阻300上的感性电流，减小关断产生的尖峰。

正极卸荷阀模块100除了正极半桥单元110还可以包括第一驱动单元，第一驱动单元与正极半桥单元110的受控端连接，即分别与第一开关管111的受控端以及第二开关管112的受控端连接，第一驱动根据正极投入数量信号控制对应数量的正极半桥单元110切换至投入状态。第一驱动单元具体可以包括微处理器或FPGA等器件以及常见的开关管驱动电路的实施方式。

参照图3，在本发明的一些实施例中，所述负极半桥单元210包括第三开关管211、第四开关管212以及第二电容213，所述第三开关管211的一端与所述第二电容213的一端连接，所述第三开关管211的另一端与所述第四开关管212的一端连接形成第二输入端，所述第四开关管212的另一端与所述第二电容213的另一端连接形成第二输出端，所述第二输入端能够与所述卸荷电阻300的另一端或其他所述负极半桥单元210连接，所述第二输出端能够与其他所述正极半桥单元110或负极供电线连接。

与正极半桥单元110类似，第三开关管211与第四开关管212形成半桥式的电路拓扑结构。当第三开关管211截止并且第四开关管212导通时，为切除状态，直流电压由卸荷电阻300承担，盈余功率能够通过卸荷电阻300消耗，实现卸荷效果；当第三开关管211导通并且第四开关管212截止时，为投入状态，二一电容分担直流电压，同时第二电容213在退出卸荷状态时能够吸收卸荷电阻300上的感性电流，减小关断产生的尖峰。

负极卸荷阀模块200除了负极半桥单元210还可以包括第二驱动单元，第二驱动单元与负极半桥单元210的受控端连接，即分别与第三开关管211的受控端以及第四开关管212的受控端连接，第二驱动单元根据负极投入数量信号控制对应数量的负极半桥单元210切换至投入状态。第二驱动单元具体可以包括微处理器或FPGA等器件以及常见的开关管驱动电路的实施方式。

电流检测模块500可以是包括常见的电流互感器、电流检测电路等器件或电路的实施方式。比较判定模块600可以是包括微处理器、嵌入式芯片或FPGA等器件的实施方式。在一些实施例中，比较判定模块600可以是与控制单元410为同一器件。

参照图3，在本发明的一些实施例中，还包括第一卸荷开关710以及第二卸荷开关720，所述正极卸荷阀模块100通过所述第一卸荷开关710与正极供电线连接，所述负极卸荷阀模块200通过所述第二卸荷开关720与负极供电线连接。

通过第一卸荷开关710和第二卸荷开关720，能够控制正极卸荷阀模块100与正极供电线的连接以及负极卸荷阀模块200与负极供电线的连接，以方便进行检修、维护等操作。

参照图3，在本发明的一些实施例中，还包括第一穿墙套管810、第二穿墙套管820、第一线缆和第二线缆，所述正极卸荷阀模块100通过所述第一线缆与所述卸荷电阻300的一端连接，所述负极卸荷阀模块200通过所述第二线缆与所述卸荷电阻300的另一端连接，所述第一穿墙套管810套设于所述第一线缆上，所述第二穿墙套管820套设与所述第二线缆上。

由于正极卸荷阀模块100、负极卸荷阀模块200一般在室内，而卸荷电阻300由于卸荷时发热量较大可能置于室外或另外的室内方便进行散热。因此通过设置有第一穿墙套管810以及第二穿墙套管820能够在第一线缆、第二线缆穿过墙壁时提供保护，有利于提高可靠性。

参照图1和图2，根据本发明的第二方面实施例的卸荷故障检测方法，包括：

控制正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量不恒等；

获取正极半桥单元110的第一电流数据以及负极半桥单元210的第二电流数据；

根据第一电流数据、第二电流数据、预设数值阈值以及预设时间阈值判定是否出现接地故障和/或短路故障。

在热备用状态下，控制正极半桥单元110投入数量与负极半桥单元210投入数量不等，可以增大卸荷电阻300两端的电压差。若发生接地故障，即卸荷电阻300其中一端相当于接地时，正极卸荷阀模块100的电流与负极卸荷阀模块200的电流会存在较大差值；若出现短路故障，即卸荷电阻300两端短接时，正极卸荷阀的电流与负极卸荷阀的电流会明显增大。以此，通过获取正极半桥单元110的第一电流数据以及负极半桥单元210的第二电流数据，将第一电流数据、第二电流数据、预设数值阈值以及预设时间阈值进行处理，能够准确判定是否出现接地故障和/或短路故障，有利于提高卸荷功能的可靠性，降低系统停运风险。

参照图1和图2，在本发明的一些实施例中，在所述获取正极半桥单元110的第一电流数据以及负极半桥单元210的第二电流数据前，还包括：将故障信号清零。

参照图1和图2，在本发明的一些实施例中，在所述根据第一电流数据、第二电流数据、预设数值阈值以及预设时间阈值判定是否出现接地故障和/或短路故障后，还包括：根据是否出现接地故障和/或短路故障，将故障型号置位。

参照图1和图2，在本发明的一些实施例中，所述根据第一电流数据、第二电流数据以及预设阈值判定是否出现接地故障和/或短路故障，包括：

对第一电流数据与第二电流数据进行有效值以及求差计算得到电流差有效值；

将电流差有效值与第一预设数值阈值比较，若电流差有效值大于第一预设数值阈值记录第一持续时间，当第一持续时间大于第一预设时间阈值，则判定出现接地故障；

和/或

对第一电流数据以及第二电流数据进行有效值计算并且取两者中较大的有效值作为卸荷阀电流有效值；

将卸荷阀电流有效值与第二预设数值阈值比较，若卸荷阀电流有效值大于第二预设数值阈值记录第二持续时间，当第二持续时间大于第二预设时间阈值，则判定出现短路故障。

在出现接地故障，即卸荷电阻300的其中一端相当于接地时，正极半桥单元110、负极半桥单元210其中之一通过卸荷电阻300接地，另一直接接地，因此，电路拓扑结构上出现卸荷电阻300的不对称结构，流经正极半桥单元110的电流与负极半桥单元210的电流会出现偏差，同时由于正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量不同，会进一步加大两者的电流偏差，以此能够准确判断是否出现接地故障。具体而言，对第一电流数据与第二电流数据进行有效值计算然后求差得到电流差有效值，比较电流差有效值与第一预设数值阈值，若电流差有效值大于第一预设数值阈值则可能发生接地故障，记录电流差有效值大于第一预设数值阈值的第一持续时间，当第一持续时间大于第一预设时间阈值，可以排除波动导致电流差有效值大于第一预设数值阈值，判定为出现接地故障。

在出现短路故障，即卸荷电阻300两端相当与短接时，由于电路拓扑结构相较于正常状态少了卸荷电阻300，正极半桥单元110与负极半桥单元210的电流均会增大，同时由于正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量会出现波动变化，会使得电流的变化更大，以此能够判断是否出现短路故障。具体而言，对第一电流数据与第二电流数据进行有效值计算后取两者中的较大者作为卸荷阀电流有效值，当卸荷阀电流有效值大于第二预设数值阈值时，则可能发生短路故障，记录卸荷阀电流有效值大于第二预设数值阈值的第二持续时间，当第二持续时间大于第二预设时间阈值时，可以排除波动导致卸荷阀电流有效值大于第二预设数值阈值，判定出现短路故障。

参照图4至图6，在本发明的一些实施例中，所述控制正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数不恒等，包括：

控制正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量均周期变化，正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量之和不变。

通过控制正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量周期变化，能够使得正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数不恒等。同时，令正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量之和不变，能够具备足够正极半桥单元110投入数量和负极半桥单元210投入数量分担直流电压，分担直流电压的总数量之和不变，有利于减少波动，保持稳定工作状态。

参照图4至图6，在本发明的一些实施例中，所述控制正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量周期变化，正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量之和不变，包括：

将基础投入数量信号与第一周期偏置信号叠加形成正极投入数量信号，将基础投入数量信号与第二周期偏置信号叠加形成负极投入信号数量，第一周期偏置信号与第二周期偏置信号叠加为零；

根据正极投入数量信号控制正极半桥单元110的投入数量，根据负极投入数量单元控制负极半桥单元210的投入数量。

在基础投入数量信号的基础上，分别叠加第一周期偏置信号与第二周期偏置信号形成正极投入数量信号与负极投入数量信号，能够实现控制正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量周期变化的效果。由于第一周期偏置信号与第二周期偏置信号叠加为零，能够使得正极半桥单元110的投入数量与负极半桥单元210的投入数量之和不变，以此通过信号叠加的方式实现周期变化和总量不变的效果，可靠且便于实施。

根据本发明的第三方面实施例的存储介质，存储有程序数据，所述程序数据被执行能够实现上述的卸荷故障检测方法。

存储介质中的程序数据被执行，能够实现在热备用状态下，控制正极半桥单元110投入数量与负极半桥单元210投入数量不等，可以增大卸荷电阻300两端的电压差。若发生接地故障，即卸荷电阻300其中一端相当于接地时，正极卸荷阀模块100的电流与负极卸荷阀模块200的电流会存在较大差值；若出现短路故障，即卸荷电阻300两端短接时，正极卸荷阀的电流与负极卸荷阀的电流会明显增大。以此，通过获取正极半桥单元110的第一电流数据以及负极半桥单元210的第二电流数据，将第一电流数据、第二电流数据、预设数值阈值以及预设时间阈值进行处理，能够准确判定是否出现接地故障和/或短路故障，有利于提高卸荷功能的可靠性，降低系统停运风险。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.卸荷故障检测方法，其特征在于，包括：

控制正极半桥单元(110)的投入数量与负极半桥单元(210)的投入数量不恒等；

获取正极半桥单元(110)的第一电流数据以及负极半桥单元(210)的第二电流数据；

根据第一电流数据、第二电流数据、预设数值阈值以及预设时间阈值判定是否出现接地故障和/或短路故障。

2.根据权利要求1所述的卸荷故障检测方法，其特征在于，所述根据第一电流数据、第二电流数据以及预设阈值判定是否出现接地故障或短路故障，包括：

对第一电流数据与第二电流数据进行有效值以及求差计算得到电流差有效值；

将电流差有效值与第一预设数值阈值比较，若电流差有效值大于第一预设数值阈值记录第一持续时间，当第一持续时间大于第一预设时间阈值，则判定出现接地故障；

和/或

对第一电流数据以及第二电流数据进行有效值计算并且取两者中较大的有效值作为卸荷阀电流有效值；

将卸荷阀电流有效值与第二预设数值阈值比较，若卸荷阀电流有效值大于第二预设数值阈值记录第二持续时间，当第二持续时间大于第二预设时间阈值，则判定出现短路故障。

3.根据权利要求1所述的卸荷故障检测方法，其特征在于，所述控制正极半桥单元(110)的投入数量与负极半桥单元(210)的投入数量不恒等，包括：

控制正极半桥单元(110)的投入数量与负极半桥单元(210)的投入数量均周期变化，正极半桥单元(110)的投入数量与负极半桥单元(210)的投入数量之和不变。

4.根据权利要求3所述的卸荷故障检测方法，其特征在于，所述控制正极半桥单元(110)的投入数量与负极半桥单元(210)的投入数量周期变化，正极半桥单元(110)的投入数量与负极半桥单元(210)的投入数量之和不变，包括：

将基础投入数量信号与第一周期偏置信号叠加形成正极投入数量信号，将基础投入数量信号与第二周期偏置信号叠加形成负极投入信号数量，第一周期偏置信号与第二周期偏置信号叠加为零；

根据正极投入数量信号控制正极半桥单元(110)的投入数量，根据负极投入数量单元控制负极半桥单元(210)的投入数量。

5.存储介质，存储有程序数据，其特征在于：所述程序数据被执行能够实现如权利要求1至4任一权利要求所述的卸荷故障检测方法。

6.半桥集中式直流卸荷设备，其特征在于，包括：

正极卸荷阀模块(100)，包括至少两个串联的正极半桥单元(110)，所述正极卸荷阀模块(100)能够与正极供电线连接；

负极卸荷阀模块(200)，包括与所述正极半桥单元(110)数量相同的负极半桥单元(210)，所述负极半桥单元(210)串联，所述负极卸荷阀模块(200)能够与负极供电线连接；

卸荷电阻(300)，所述正极卸荷阀模块(100)与所述卸荷电阻(300)的一端连接，所述负极卸荷阀模块(200)与所述卸荷电阻(300)的另一端连接；

投切模块(400)，分别与所述正极卸荷阀模块(100)的受控端以及所述负极卸荷阀模块(200)的受控端连接，所述投切模块(400)用于控制所述正极半桥单元(110)的投入数量与所述负极半桥单元(210)的投入数量；

电流检测模块(500)，分别与所述正极卸荷阀模块(100)以及所述负极卸荷阀模块(200)连接；

比较判定模块(600)，与所述电流检测模块(500)连接，所述比较判定模块(600)用于根据正极卸荷阀模块(100)的电流以及负极卸荷阀模块(200)的电流判定接地故障和/或短路故障。

7.根据权利要求6所述的半桥集中式直流卸荷设备，其特征在于：所述投切模块(400)包括控制单元(410)、偏置单元(420)以及叠加模块(430)，所述叠加模块(430)设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，所述控制单元(410)与所述第一输入端连接，所述偏置单元(420)与所述第二输入端连接，所述第一输出端与所述正极卸荷阀模块(100)的受控端连接，所述第二输出端与所述负极卸荷阀模块(200)的受控端连接。

8.根据权利要求7所述的半桥集中式直流卸荷设备，其特征在于：所述偏置单元(420)包括与所述第二输入端连接的正弦波发生器，所述叠加模块(430)包括取整单元(431)、相加叠加单元(432)以及相减叠加单元(433)，所述第一输入端分别与所述相加叠加单元(432)以及相减叠加单元(433)连接，所述第二输入端与所述取整单元(431)连接，所述取整单元(431)分别与所述相加叠加单元(432)以及相减叠加单元(433)连接，所述相加叠加单元(432)与所述第一输出端连接，所述相减叠加单元(433)与所述第二输出端连接。

9.根据权利要求7所述的半桥集中式直流卸荷设备，其特征在于：所述偏置单元(420)包括与所述第二输入端连接的方波发生器，所述叠加模块(430)包括移相单元(434)、第一相加叠加单元(435)以及第二相加叠加单元(436)，所述第一输入端分别与所述第一相加叠加单元(435)以及所述第二相加叠加单元(436)连接，所述第二输入端分别与所述第一相加叠加单元(435)以及所述移相单元(434)连接，所述移相单元(434)与所述第二相加叠加单元(436)连接，所述第一相加叠加单元(435)与所述第一输出端连接，所述第二相加叠加单元(436)与所述第二输出端连接。

10.根据权利要求7所述的半桥集中式直流卸荷设备，其特征在于：所述偏置单元(420)包括与所述第二输入端连接的正弦波发生器，所述叠加模块(430)包括取整单元(431)、移相单元(434)、第一相加叠加单元(435)以及第二相加叠加单元(436)，所述第一输入端分别与所述第一相加叠加单元(435)以及所述第二相加叠加单元(436)连接，所述第二输入端与所述取整单元(431)连接，所述取整单元(431)分别与所述第一相加叠加单元(435)以及所述移相单元(434)连接，所述移相单元(434)与所述第二相加叠加单元(436)连接，所述第一相加叠加单元(435)与所述第一输出端连接，所述第二相加叠加单元(436)与所述第二输出端连接。

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