CN116960884A - 用于供电系统的控制方法和装置 - Google Patents

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CN116960884A CN202210418740.1A CN202210418740A CN116960884A CN 116960884 A CN116960884 A CN 116960884A CN 202210418740 A CN202210418740 A CN 202210418740A CN 116960884 A CN116960884 A CN 116960884A
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Abstract

本公开的实施例提供了用于供电系统的控制方法和装置以及供电系统。该控制方法包括：感测交流电源的瞬时电压，以生成第一感测信号；响应于第一感测信号所指示的瞬时电压的绝对值正在下降并低于预定值，向负载开关发出控制信号，以使负载开关在绝对值低于预定值的检测时段期间接通并且在检测时段之外的时段期间关断；感测供电线路上的电流，以生成第二感测信号；基于第二感测信号确定检测时段期间的供电线路上的电流的变化率和最大瞬时值中的至少一者；以及响应于变化率和最大瞬时值中的至少一者低于第一阈值，控制负载开关接通以使交流电源向负载供电。本公开的方案可以避免故障电流尖峰并确保系统和负载安全运行。

Description

用于供电系统的控制方法和装置
技术领域
本公开的实施例涉及电力技术领域，更具体地，涉及用于供电系统的控制方法和装置以及对应的供电系统。
背景技术
在为诸如电动机之类的负载供电的供电系统中可能发生各种故障，例如短路故障。这些故障会对供电系统产生不利影响，甚至可能会引发事故，导致负载和相关设备的损坏或性能劣化并影响人员安全。
目前，诸如低压配电系统之类的供电系统会采用故障保护措施来保护系统安全和消除故障影响。但是，这些故障保护措施通常需要与能量吸收电路配合，因此成本较高。此外，这些保护措施相对于故障发生时刻存在一定的滞后。例如，在发生短路故障时，在故障发生时刻到故障保护起作用(例如执行故障切除操作)之间的这个滞后时段内，短路电流会快速增长，而故障保护电路的承受能力有限，这可能造成负载和开关(诸如继电器之类的电气开关的通断能力有限)等设备的损坏，或者对其造成一定损伤而导致寿命缩短。
发明内容
基于上述问题，根据本公开内容的示例实施方式，提供了用于控制供电系统的改进方法和装置以及对应的供电系统。
在本公开内容的第一方面中，提供了一种用于供电系统的控制方法，该控制方法包括：感测交流电源的瞬时电压，以生成指示瞬时电压的第一感测信号；响应于第一感测信号所指示的瞬时电压的绝对值正在下降并低于预定值，向经由供电线路连接在交流电源与负载之间的负载开关发出控制信号，以使负载开关在绝对值低于预定值的检测时段期间接通并且在检测时段之外的时段期间关断；感测供电线路上的电流，以生成指示供电线路上的电流的第二感测信号；基于第二感测信号确定检测时段期间的供电线路上的电流的变化率和最大瞬时值中的至少一者；以及响应于变化率和最大瞬时值中的至少一者低于第一阈值，控制负载开关接通以使交流电源向负载供电。
在本公开的实施例中，可以利用较小的电压和电流而在系统中提前检测故障，从而可以在确保没有故障的情况下对负载进行投切。该方案可以避免短路造成的故障电流尖峰，消除短路电流损坏或损伤系统设备的可能性，并确保系统和负载安全运行。此外，这种方式只需在负载开关的控制器中增加判断逻辑即可，因此成本较低，
在本公开的某些实施例中，控制方法还包括：响应于变化率和最大瞬时值中的至少一者超过第一阈值，发出指示负载存在故障的信号。通过该实施例，可以停止供电系统的运行并将故障信息通知外围设备或人员，从而避免供电系统中的设备损坏，并且防止对外围设备和人员造成不利影响。
在本公开的某些实施例中，控制方法还包括：如果供电线路上的电流超过第二阈值，使熔断器熔断，熔断器在交流电源和负载之间与负载开关串联连接。通过该实施例，熔断器保护的方式可以与故障预检测的方式相结合来为供电系统提供从负载开关接通前到接通后的全状态有效保护，消除了在系统中出现故障电流尖峰的可能性
在本公开的某些实施例中，针对最大瞬时值的第一阈值基于预定值与交流电源的供电电压之间的比率、以及供电线路的额定电流来确定，和/或针对变化率的第一阈值基于供电线路和负载的电气参数来确定。通过该实施例，可以提前预测系统中是否存在故障，并且不会对系统设备造成损伤。
在本公开的某些实施例中，第二阈值基于供电线路的额定电流来确定，第二阈值高于第一阈值。在该实施例中，可以以无滞后的方式在故障电流损坏设备之前使熔断器熔断而切断线路。
在本公开的某些实施例中，向经由供电线路连接在交流电源与负载之间的负载开关发出控制信号包括：当瞬时电压大于零时，响应于第一感测信号所指示的瞬时电压正在下降并且低于第一电压值，向负载开关中的双向晶闸管发出脉冲控制信号，以使负载开关接通并在供电线路上的电流过零时关断；或者当瞬时电压小于零时，响应于第一感测信号所指示的瞬时电压正在上升并且高于第二电压值，向负载开关中的双向晶闸管发出脉冲控制信号，以使负载开关接通并在供电线路上的电流过零时关断。通过该实施例，在交流电源输出的电压较小的情况下，可以分别在正半波和负半波期间短暂地接通负载开关，并且利用过零点来自动关断。
在本公开的某些实施例中，负载开关包括彼此并联的固态开关和触点开关，并且其中控制负载开关接通以使交流电源向负载供电包括：接通固态开关，以及在接通固态开关之后，接通触点开关。在该实施例中，可以先利用固态开关来实现诸如电动机之类的负载的软启动，并在随后旁路固态开关，以降低功耗并延长负载开关的寿命。
在本公开内容的第二方面中，提供了一种用于供电系统的控制装置，包括：第一感测单元，被配置为感测交流电源的瞬时电压，以生成指示瞬时电压的第一感测信号；第二感测单元，被配置为感测供电线路上的电流，以生成指示供电线路上的电流的第二感测信号；处理单元，被配置为：响应于第一感测信号所指示的瞬时电压的绝对值正在下降并低于预定值，向经由供电线路连接在交流电源与负载之间的负载开关发出控制信号，以使负载开关在绝对值低于预定值的检测时段期间接通并且在检测时段之外的时段期间关断；基于第二感测信号确定检测时段期间的供电线路上的电流的变化率和最大瞬时值中的至少一者；以及响应于变化率和最大瞬时值中的至少一者低于第一阈值，控制负载开关接通以使交流电源向负载供电。
在本公开的某些实施例中，处理单元还被配置为：响应于变化率和最大瞬时值中的至少一者超过第一阈值，发出指示负载存在故障的信号。
在本公开的某些实施例中，控制装置还包括熔断器，熔断器在交流电源和负载之间与负载开关串联连接，熔断器适于在供电线路上的电流超过第二阈值的情况下发生熔断。
在本公开的某些实施例中，针对最大瞬时值的第一阈值基于预定值与交流电源的供电电压之间的比率、以及供电线路的额定电流来确定，和/或针对变化率的第一阈值基于供电线路和负载的电气参数来确定。
在本公开的某些实施例中，第二阈值基于供电线路的额定电流来确定，第二阈值高于第一阈值。
在本公开的某些实施例中，向经由供电线路连接在交流电源与负载之间的负载开关发出控制信号包括：当瞬时电压大于零时，响应于第一感测信号所指示的瞬时电压正在下降并且低于第一电压值，向负载开关中的双向晶闸管发出脉冲控制信号，以使负载开关接通并在供电线路上的电流过零时关断；或者当瞬时电压小于零时，响应于第一感测信号所指示的瞬时电压正在上升并且高于第二电压值，向负载开关中的双向晶闸管发出脉冲控制信号，以使负载开关接通并在供电线路上的电流过零时关断。
在本公开的某些实施例中，负载开关包括彼此并联的固态开关和触点开关，并且其中控制负载开关接通以使交流电源向负载供电包括：接通固态开关，以及在接通固态开关之后，接通触点开关。
在本公开内容的第三方面中，提供了一种供电系统，包括：负载开关，经由供电线路连接在交流电源与负载之间；以及根据第二方面的控制装置。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开内容的实施方式的关键或重要特征，亦非用于限制本公开内容的范围。本公开内容的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开内容的各实施方式的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的供电系统的示意电路图。
图2示出了根据本公开的实施例的供电系统的各个电气量的波形图。
图3示出了根据本公开的实施例的用于供电系统的控制方法的示意流程图。
图4示出了可以用来实施本公开的实施例的示例设备的示意性框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开内容的实施方式。虽然附图中显示了本公开内容的某些实施方式，然而应当理解的是，本公开内容可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施方式，相反提供这些实施方式是为了更加透彻和完整地理解本公开内容。应当理解的是，本公开内容的附图及实施方式仅用于示例性作用，并非用于限制本公开内容的保护范围。
在本公开内容的实施方式的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例/实施方式”或“该实施例/实施方式”应当理解为“至少一个实施例/实施方式”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
本公开提供了一种用于控制供电系统的改进方案。在该改进方案中，利用设备的智能化和数字化特性来对故障进行预判断，即利用较小的电压和电流来在系统中提前检测故障。通过提前判断和检测故障，可以仅在确保没有故障的情况下对负载进行投切，从而避免诸如短路之类的故障造成的故障电流尖峰，确保系统和负载安全运行。此外，可以进一步引入熔断器，以用于在供电系统运行期间提供短路保护功能，以确保在系统运行中突发短路故障的情况下可以快速和及时地分断供电线路，由此可以在系统的所有状态下无滞后地确保负载和相关设备的安全。
图1示出了根据本公开的实施例的供电系统1000的示意电路图。如图1所示，供电系统1000包括交流电源100和负载200。作为示例，交流电源100可以是诸如公用电网之类的三相交流电源，并且可以向负载200提供功率，而负载200可以是电动机或者其他适当类型的电气和电子负载，例如照明设备、电子设备、家用电器或多种类型的负载的组合等。供电系统1000可以是三相系统，因此三相交流电源100可以经由三相供电线路向三相负载200供电。然而，可以理解，供电系统1000并不受限于此，而可以是其他相数的系统，例如单相系统。
供电系统1000可以还包括负载开关300，负载开关300可以经由供电线路连接在交流电源100与负载200之间。在图1中的三相系统中，负载开关300例如可以包括A相开关U1、B相开关U2和C相开关U3。通过控制负载开关300的各相开关的接通和关断，可以改变交流电源100与负载200在A相、B相和C相的连接状态，以使交流电源100向负载200供电，或者使交流电源100中断向负载200供电。在本公开的某些实施例中，负载开关300可以包括彼此并联的固态开关310和触点开关320。作为示例，固态开关310可以是双向晶闸管，并且触点开关320可以是继电器。然而，可以理解，固态开关310和触点开关320的类型并不受限与此。例如，固态开关310还可以包括但不限于绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate BipolarTranslator,IGBT)、结型场效应晶体管(Junction Field-Effect Transistor,JFET)、双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)、栅关断晶闸管(GateTurn Off thyristor,GTO)、MOS控制晶闸管(MOS-Controlled Thyristor,MCT)、集成栅换流晶闸管(Integrated Gate-Commutated Thyristor,IGCT)、碳化硅(SiC)开关器件或氮化镓(GaN)开关器件等功率开关器件，并且触点开关320可以包括但不限于接触器、断路器、空气开关等开关器件。
供电系统1000可以包括控制装置400。根据本公开的实施例，控制装置400可以包括第一感测单元410和第二感测单元420，第一感测单元410被配置为感测交流电源100的瞬时电压，以生成指示瞬时电压的第一感测信号，并且第二感测单元420被配置为感测供电线路上的电流，以生成指示供电线路上的电流的第二感测信号。作为示例，第一感测单元410可以在交流电源100的每相电路处感测交流电源100的输出的瞬时电压，而第二感测单元410可以感测每相线路上的电流。例如，第一感测单元410可以是由电阻性元件组成的分压器，并且分别在三相电路上设置三个分压器以实现电压感测功能。备选地，第一感测单元410也可以包括其他适当类型的电压感测装置，例如霍尔传感器和/或电压互感器等。第二感测单元410可以包括由感测电阻R1、R2或R3和相应的放大器组成的电流感测部，并且分别在三相电路上设置三个电流感测部以实现电流感测功能。备选地，第二感测单元410可以包括其他适当类型的电流感测装置，例如霍尔传感器、CT互感器、和/或隧道磁阻(TunnelMagneto Resistance,TMR)磁传感器等。需要说明的是，第二感测单元410的感测位置并不受限于图1中所示出的位置，而可以是供电线路上的任何适当位置，例如可以位于交流电源100与负载开关300之间的线路上。
根据本公开的实施例，控制装置400还可以包括处理单元430。处理单元430可以与第一感测单元410、第二感测单元420以及负载开关300通信连接和/或电连接，从而可以接收来自第一感测单元410、第二感测单元420的感测信号。基于这些感测信号，处理单元430可以生成控制信号并提供到负载开关300以控制负载开关300的接通和关断，例如经由驱动器440提供到诸如双向晶闸管之类的固态开关的门极、或者提供到诸如继电器之类的触点开关。此外，处理单元430还可以通信连接到上位机和/或云端2000，以与上位机和/或云端2000进行数据交换。处理单元430的实现方式包括但不限于中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、图形处理单元(GPU)、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。在一个实施例中，控制装置400及其外围设备可以由隔离电源供电，该隔离电源被设计为具有超薄、高集成度和高隔离电压的特性。
根据本公开的实施例，处理单元430响应于来自第一感测单元410的第一感测信号所指示的瞬时电压的绝对值正在下降并低于预定值，而向经由供电线路连接在交流电源100与负载200之间的负载开关300发出控制信号，以使负载开关300在瞬时电压的绝对值低于预定值的检测时段期间接通并且在检测时段之外的时段期间关断。作为示例，当交流电源100的瞬时电压的绝对值下降到一定程度时，例如瞬时电压的绝对值低于5V时，处理单元430可以发出控制信号来接通固态开关310以仅在瞬时电压较低的时段内接通。例如，处理单元430可以发出脉冲控制信号来触发负载开关300中的双向晶闸管接通，并且在线路上的电流过零时自然关断双向晶闸管。通过这种方式，可以使负载开关300在交流电源100的瞬时电压较小的时段短暂接通，由此允许交流电源100以较低的电压和电流向负载200供电。由于交流电源100施加到负载200上的电压较小，因此即使存在短路故障，故障电流也会相对较小，而不会对系统设备造成不利影响。
在本公开的某些实施例中，当瞬时电压大于零时，响应于第一感测信号所指示的瞬时电压正在下降并且低于第一电压值，处理单元430向负载开关300中的双向晶闸管发出脉冲控制信号，以使负载开关300接通并在供电线路上的电流过零时关断，或者当瞬时电压小于零时，响应于第一感测信号所指示的瞬时电压正在上升并且高于第二电压值，处理单元430向负载开关300中的双向晶闸管发出脉冲控制信号，以使负载开关300接通并在供电线路上的电流过零时关断。作为示例，当瞬时电压大于零时，可以确定交流电源100的输出交流电压处于正半波。此时，如果处理单元430可以确定交流的瞬时电压下降并且降到低于预定的电压值，例如下降到低于5V，则可以发出触发双向晶闸管接通的脉冲接通信号。当瞬时电压小于零时，可以确定交流电源100的输出交流电压处于负半波。此时，如果处理单元430可以确定交流的瞬时电压上升并且上升到高于预定的电压值，例如上升到高于-5V，则可以发出触发双向晶闸管接通的脉冲接通信号。此外，在正负半波期间，可以利用晶闸管的关断特性，在电流过零点处自动关断晶闸管。通过这种方式，在交流电源100输出的电压较小的情况下，可以分别在正半波和负半波期间短暂地接通双向晶闸管，并且在过零点处自动关断双向晶闸管，从而以简单有效的方式获得对系统进行预检测的时机。
根据本公开的实施例，处理单元430基于第二感测信号确定检测时段期间的供电线路上的电流的变化率和最大瞬时值中的至少一者。具体而言，在发出控制信号之后，负载开关300将短暂地被接通。在系统存在故障的情况下，例如负载200中存在短路，接通时段的电流的变化率和最大瞬时值相比于正常情况将会显著增大，并因此可以用于指示故障。处理单元430可以根据从第二感测单元420获取的电流感测信号来确定电流的变化率和/或最大瞬时值，并基于所确定的变化率和/或最大瞬时值来确定供电系统1000中是否存在短路故障。需要说明的是，由于负载开关300仅在交流电源100的瞬时电压较小的情况下短暂接通，因此即使存在诸如短路之类的故障，故障电流通常也不会过大，因此不会对供电系统1000中的设备造成损坏。
根据本公开的实施例，响应于变化率和/或最大瞬时值低于第一阈值，处理单元430控制负载开关300接通以使交流电源100向负载200供电。具体而言，在负载开关300短暂接通期间，如果供电线路上的电流的变化率和/或最大瞬时值低于预定义的阈值，则意味着供电系统中的电流正常而没有出现短路故障。因此，可以控制负载开关300接通供电线路而使供电系统1000开始正常运行。在本公开的某些实施例中，控制负载开关300接通包括：接通固态开关310，以及在接通固态开关310之后，接通触点开关320。具体而言，在系统无故障的情况下，可以先接通固态开关310以实现诸如电动机之类的负载的软启动。随后，通过接通触点开关320来旁路固态开关310，从而避免控制和接通固态开关310所需的高功耗，并延长了负载开关300的使用寿命。
图2示出了根据本公开的实施例的供电系统1000的各个电气量的波形图，其中第一个图示出了交流电源100的交流供电电压的波形，第二个图示出了用于负载开关300的控制信号的波形，并且第三个图示出了流入负载200的电流的波形。可以看出，负载开关300中的诸如双向晶闸管之类的固态开关310在交流瞬时电压较低时接被脉冲信号触发接通，并且在电流过零后被自动关断。由此，仅在瞬时电压较低的电压范围内触发负载开关300中的双向晶闸管接通。因此，可以在这一阶段维持相对较低的负载电压和电流，并提前检测系统中是否存在故障。由此，可以在预先验证系统无故障之后再完全接通负载开关300，这避免了常规方案中由于故障保护滞后而导致系统和线路需要承受过高的故障电流，并因此避免对系统设备的可能损坏。
在本公开的某些实施例中，处理单元430响应于变化率和/或最大瞬时值超过第一阈值而发出指示负载200存在故障的信号。作为示例，在负载开关300短暂接通期间，如果电流的最大瞬时值过高，或者电流的变化率过大，则意味着系统线路中可能存在短路故障，例如相地短路故障和相相短路故障等。由此，处理单元430可以发出故障信号(例如声、光、电信号)，并且停止接通负载开关300，以避免供电系统1000在故障状态下运行。
在本公开的某些实施例中，控制装置400还包括熔断器460，该熔断器460在交流电源100和负载200之间与负载开关300串联连接，熔断器460适于在供电线路上的电流超过第二阈值的情况下发生熔断。作为示例，熔断器460可以被选择为在电流超过预定义的阈值时熔断，以在出现故障大电流的情况下自动切断线路，避免短路故障对系统设备造成损坏。例如，在A相线路出现过大电流时，熔断A相电路的熔断器，并且控制B相和C相的负载开关快速关断。通过设置熔断器460，可以在完全接通负载开关300之后，即在供电系统1000正常运行期间为供电系统1000及其设备提供有效的、无滞后的故障保护，并且熔断器具有更换方便的优点。此外，熔断器460还可以在故障预检测期间为系统提供保护，以避免预检测期间出现过大的故障电流而导致设备受损。故障预检测的方式与熔断器保护的方式的组合为供电系统1000提供了从负载开关300接通前到接通后的全状态有效保护，消除了在系统中出现故障电流尖峰的可能性。
在本公开的某些实施例中，针对电流的最大瞬时值的第一阈值基于前述预定值与交流电源的供电电压之间的比率、以及供电线路的额定电流来确定，和/或针对变化率的第一阈值基于供电线路和负载200的电气参数来确定。作为示例，假设交流电源100的相电压有效值为220V，线电压有效值为380V，短路电流门限值1kA，功率因数为0.7，并且可以设定前述预定值为Utest＝5V(即预检测区间为-5V至0V以及0V至5V)、供电线路的额定电流Ir＝9A以及短路电流倍数为10倍，则可以将针对电流的最大瞬时值的第一阈值ITH1表示为ITH1＝10*Ir*Utest/220≈2.045A，其中Utest/220表示前述预定值与交流电源的供电电压的比率，以及数值10表示短路电流的倍数。以A相对地短路为例，在前文提及的预检测过程中，当检测到A相线路电流的最大瞬时值超过ITH1＝2.045A时，可以判定供电系统1000的A相存在相对地短路故障，因此不再发出任何接通信号，并且并且关断固态开关310，或者等待诸如晶闸管之类的固态开关310在A相线路电流过零后自动关断；而当感测到A相线路电流的最大瞬时值小于或等于ITH1＝2.045A时，可以判定供电系统1000的A相不存在短路故障，因此可以立即向A相的固态开关310发出用于接通的控制信号。另外，用于与电流的变化率进行比较的第一阈值可以根据供电系统1000的实际参数来设置，并确保该第一阈值与出现短路故障时的电流突变相对应，以便可以在预检测过程中准确判断是否存在短路故障。
在本公开的某些实施例中，第二阈值基于供电线路的额定电流来确定，第二阈值高于第一阈值。作为示例，可以将第二阈值设定为高于10倍的额定电流，例如在供电线路的额定电流Ir＝9A的情况下，第二阈值ITH2可以设置为ITH2＝120A。由此，当线路电流例如超过120A时，熔断器460将发生熔断，从而通过切断线路来保护系统设备。
图3示出了根据本公开的实施例的用于供电系统1000的控制方法3000的示意流程图。控制方法3000能够在供电系统1000中实现，并且由控制装置400来执行。因此，上面针对图1和图2所述的各个方面可以适用于方法3000。
在框3001处，感测交流电源100的瞬时电压，以生成指示瞬时电压的第一感测信号。
在框3002处，判断第一感测信号所指示的瞬时电压的绝对值是否正在下降并低于预定值？若是，则进行到框3003。
在框3003处，向经由供电线路连接在交流电源100与负载200之间的负载开关300发出控制信号，以使负载开关300在绝对值低于预定值的检测时段期间接通并且在检测时段之外的时段期间关断。
在框3004处，感测供电线路上的电流，以生成指示供电线路上的电流的第二感测信号。
在框3005处，基于第二感测信号确定检测时段期间的供电线路上的电流的变化率和最大瞬时值中的至少一者。
在框3006处，判断变化率和/或最大瞬时值是否低于第一阈值？若是，则进行到框3007处。
在框3007处，控制负载开关300接通以使交流电源100向负载200供电。
备选地，在框3006处，若判断结果为否，则进行到框3008处。在框3008处，发出指示负载200存在故障的信号。
备选地，在框3009处，判断供电线路上的电流是否超过第二阈值？若是，则进行到框3010处。在框3010处，使熔断器460熔断，该熔断器460在交流电源100和负载200之间与负载开关300串联连接。
图4示出了可以用来实施本公开的实施例的示例设备4000的示意性框图。设备4000可以被用于实现图1中的控制装置400的除熔断器460之外的其他部分。如图4所示，设备4000包括计算单元4001，其可以根据存储在随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)4002的计算机程序指令或者从存储单元4007加载到RAM和/或ROM4002中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM和/或ROM 4002中，还可存储设备4000操作所需的各种程序和数据。计算单元4001和RAM和/或ROM 4002通过总线4003彼此相连。输入/输出(I/O)接口4004也连接至总线4003。
设备4000中的多个部件连接至I/O接口4004，包括：输入单元4005，例如键盘、鼠标等；输出单元4006，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元4007，例如磁盘、光盘等；以及通信单元4008，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元4008允许设备4000通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元4001可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元4001的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元4001执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法3000。例如，在一些实施例中，方法3000可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元4007。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由RAM和/或ROM和/或通信单元4008而被载入和/或安装到设备4000上。当计算机程序加载到RAM和/或ROM并由计算单元4001执行时，可以执行上文描述的方法3000的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元4001可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法3000。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (15)

1.一种用于供电系统的控制方法，包括：
感测交流电源的瞬时电压，以生成指示所述瞬时电压的第一感测信号；
响应于所述第一感测信号所指示的所述瞬时电压的绝对值正在下降并低于预定值，向经由供电线路连接在所述交流电源与负载之间的负载开关发出控制信号，以使所述负载开关在所述绝对值低于所述预定值的检测时段期间接通并且在所述检测时段之外的时段期间关断；
感测所述供电线路上的电流，以生成指示所述供电线路上的电流的第二感测信号；
基于所述第二感测信号确定所述检测时段期间的所述供电线路上的电流的变化率和最大瞬时值中的至少一者；以及
响应于变化率和最大瞬时值中的所述至少一者低于第一阈值，控制所述负载开关接通以使所述交流电源向所述负载供电。
2.根据权利要求1所述的控制方法，还包括：
响应于变化率和最大瞬时值中的所述至少一者超过第一阈值，发出指示所述负载存在故障的信号。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，还包括：
如果所述供电线路上的电流超过第二阈值，使熔断器熔断，所述熔断器在所述交流电源和所述负载之间与所述负载开关串联连接。
4.根据权利要求1或2所述的控制方法，其中针对所述最大瞬时值的所述第一阈值基于所述预定值与所述交流电源的供电电压之间的比率、以及所述供电线路的额定电流来确定，和/或针对所述变化率的所述第一阈值基于所述供电线路和所述负载的电气参数来确定。
5.根据权利要求3所述的控制方法，其中所述第二阈值基于所述供电线路的额定电流来确定，所述第二阈值高于所述第一阈值。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其中向经由供电线路连接在所述交流电源与负载之间的所述负载开关发出控制信号包括：
当所述瞬时电压大于零时，响应于所述第一感测信号所指示的所述瞬时电压正在下降并且低于第一电压值，向所述负载开关中的双向晶闸管发出脉冲控制信号，以使所述负载开关接通并在所述供电线路上的电流过零时关断；或者
当所述瞬时电压小于零时，响应于所述第一感测信号所指示的所述瞬时电压正在上升并且高于第二电压值，向所述负载开关中的双向晶闸管发出脉冲控制信号，以使所述负载开关接通并在所述供电线路上的电流过零时关断。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述负载开关包括彼此并联的固态开关和触点开关，并且其中控制所述负载开关接通以使所述交流电源向所述负载供电包括：
接通所述固态开关，以及
在接通所述固态开关之后，接通所述触点开关。
8.一种用于供电系统的控制装置，包括：
第一感测单元，被配置为感测交流电源的瞬时电压，以生成指示所述瞬时电压的第一感测信号；
第二感测单元，被配置为感测供电线路上的电流，以生成指示所述供电线路上的电流的第二感测信号；
处理单元，被配置为：
响应于所述第一感测信号所指示的所述瞬时电压的绝对值正在下降并低于预定值，向经由所述供电线路连接在所述交流电源与负载之间的负载开关发出控制信号，以使所述负载开关在所述绝对值低于所述预定值的检测时段期间接通并且在所述检测时段之外的时段期间关断；
基于所述第二感测信号确定所述检测时段期间的所述供电线路上的电流的变化率和最大瞬时值中的至少一者；以及
响应于变化率和最大瞬时值中的所述至少一者低于第一阈值，控制所述负载开关接通以使所述交流电源向所述负载供电。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其中所述处理单元还被配置为：
响应于变化率和最大瞬时值中的所述至少一者超过第一阈值，发出指示所述负载存在故障的信号。
10.根据权利要求8或9所述的控制装置，还包括熔断器，所述熔断器在所述交流电源和所述负载之间与所述负载开关串联连接，所述熔断器适于在所述供电线路上的电流超过第二阈值的情况下发生熔断。
11.根据权利要求8或9所述的控制装置，其中针对所述最大瞬时值的所述第一阈值基于所述预定值与所述交流电源的供电电压之间的比率、以及所述供电线路的额定电流来确定，和/或针对所述变化率的所述第一阈值基于所述供电线路和所述负载的电气参数来确定。
12.根据权利要求10所述的控制装置，其中所述第二阈值基于所述供电线路的额定电流来确定，所述第二阈值高于所述第一阈值。
13.根据权利要求8所述的控制装置，其中向经由供电线路连接在所述交流电源与负载之间的所述负载开关发出控制信号包括：
当所述瞬时电压大于零时，响应于所述第一感测信号所指示的所述瞬时电压正在下降并且低于第一电压值，向所述负载开关中的双向晶闸管发出脉冲控制信号，以使所述负载开关接通并在所述供电线路上的电流过零时关断；或者
当所述瞬时电压小于零时，响应于所述第一感测信号所指示的所述瞬时电压正在上升并且高于第二电压值，向所述负载开关中的双向晶闸管发出脉冲控制信号，以使所述负载开关接通并在所述供电线路上的电流过零时关断。
14.根据权利要求8所述的控制装置，其中所述负载开关包括彼此并联的固态开关和触点开关，并且其中控制所述负载开关接通以使所述交流电源向所述负载供电包括：
接通所述固态开关，以及
在接通所述固态开关之后，接通所述触点开关。
15.一种供电系统，包括：
负载开关，经由供电线路连接在交流电源与负载之间；以及
根据权利要求8至14中任一项所述的控制装置。
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