PID和ISO电路及其控制方法、装置、介质和系统与流程

本技术涉及电力电子，尤其涉及一种pid和iso电路及其控制方法、装置、介质，以及功率变换系统。

背景技术：

1、功率变换器在应用过程中，其所在系统可能既需要实现反pid(potentialinduceddegradation，电势诱导衰减)效应，又需要实现iso(insulationresistance monitoring，绝缘电阻监测)。若分别采用相应的设备来实现反pid效应和iso这两种功能，则不仅会带来成本的增加，还会导致两种功能的相互影响，比如反pid运行会导致接地回路的存在，进而无法对系统进行iso。若通过对pid电源的分时复用来分别实现上述两种功能，虽然可以降低成本，但在反pid运行之后需要设置一段较长的等待时间才能再进行iso检测；而在较长的等待时间内，若系统发生绝缘异常，则无法及时进行保护，影响系统安全运行。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术提供了一种pid和iso电路及其控制方法、装置、介质和系统，以缩短反pid效应和iso这两种功能之间的等待时间，并提高系统安全运行的可靠性。具体方案如下：

2、本技术第一方面提供一种pid和iso电路，包括：pid电源、电压传输模块、电压引入模块和检测电阻模块；其中，

3、所述pid电源的输出端连接所述电压传输模块的输入端；

4、所述电压传输模块的第一输出端通过所述电压引入模块连接功率变换器的交流侧各相；

5、所述电压传输模块的第二输出端通过所述检测电阻模块连接所述功率变换器的交流侧各相；

6、所述电压传输模块用于：在pid模式下，通过所述第一输出端产生第一电压，并将所述第一电压通过所述电压引入模块传输至所述功率变换器的交流侧各相，实现反pid效应的功能；在由pid模式向iso模式切换的情况下，通过所述第一输出端产生第二电压并将所述第二电压通过所述电压引入模块传输至所述功率变换器的交流侧各相，或者，通过所述第二输出端产生第三电压并将所述第三电压通过所述检测电阻模块传输至所述功率变换器的交流侧各相，以将所述功率变换器的交流侧中性点对地电压调节至预设值；在iso模式下，通过所述第二输出端产生第四电压，并将所述第四电压通过所述检测电阻模块传输至所述功率变换器的交流侧各相，实现iso功能。

7、在一种可能的实现中，所述预设值为零。

8、在一种可能的实现中，所述第二电压与所述第一电压的方向相反。

9、在一种可能的实现中，所述电压传输模块包括：五个开关；其中，

10、第一开关连接于所述pid电源的输出端正极和所述电压引入模块的输入端正极之间；

11、第二开关连接于所述pid电源的输出端负极和地之间；

12、第三开关连接于所述pid电源的输出端正极和地之间；

13、第四开关连接于所述pid电源的输出端负极和所述电压引入模块的输入端负极之间；

14、第五开关的一端与所述pid电源的输出端正极或输出端负极相连，所述第五开关的另一端通过所述检测电阻模块连接所述功率变换器的交流侧各相；

15、所述第一开关和所述第二开关处于闭合状态，所述第一输出端的电压为正值；所述第三开关和所述第四开关处于闭合状态，所述第一输出端的电压为负值；

16、在iso模式下，所述第五开关与所述pid电源另一极用于接地的开关处于闭合状态。

17、在一种可能的实现中，所述电压传输模块还包括：第六开关；

18、所述第五开关的一端与所述pid电源的输出端正极相连；

19、所述第六开关的一端与所述pid电源的输出端负极相连；

20、所述第五开关的另一端和所述第六开关的另一端相连，连接点通过所述检测电阻模块连接所述功率变换器的交流侧各相；

21、在iso模式下，所述第五开关与所述第二开关处于闭合状态，或者，所述第六开关与所述第三开关处于闭合状态。

22、在一种可能的实现中，所述电压传输模块的输入端与所述第一输出端之间的各传输路径中还分别设置有相应的防反二极管；

23、和/或，所述电压传输模块的输入端与所述第二输出端之间的传输路径中还分别设置有相应的防反二极管；

24、各防反二极管的导通方向为所述pid电源通过相应开关进行电压输出的方向。

25、在一种可能的实现中，所述第三电压为所述预设值。

26、在一种可能的实现中，所述电压引入模块包括：电容和各相传输桥臂；

27、传输桥臂中包括两个串联连接的二极管，两个二极管的串联连接点作为该相传输桥臂的中点，用于连接所述功率变换器的交流侧对应相；

28、所述电容与各相传输桥臂并联连接，并联连接后的正极与所述电压引入模块的输入端正极相连，并联后的负极与所述电压引入模块的输入端负极相连。

29、在一种可能的实现中，所述检测电阻模块包括：各相的检测电阻；

30、各所述检测电阻的一端相连，连接点用于连接所述第二输出端；

31、各所述检测电路的另一端分别连接所述功率变换器的交流侧对应相。

32、本技术第二方面提供一种pid和iso电路的控制方法，包括：

33、在pid模式下，控制所述pid和iso电路中的pid电源依次通过电压传输模块和电压引入模块，向所述功率变换器的交流侧各相传输电压，实现反pid效应的功能；

34、在由pid模式向iso模式切换的情况下，控制所述pid电源依次通过所述电压传输模块和所述电压引入模块向所述功率变换器的交流侧各相传输电压，或者，控制所述pid电源依次通过所述电压传输模块和所述pid和iso电路中的检测电阻模块向所述功率变换器的交流侧各相传输电压，将所述功率变换器的交流侧中性点对地电压调节至预设值；

35、在所述交流侧中性点对地电压稳定之后，切换至iso模式。

36、在一种可能的实现中，所述预设值为零。

37、在一种可能的实现中，控制所述pid电源依次通过所述电压传输模块和所述电压引入模块向所述功率变换器的交流侧各相传输电压，包括：

38、控制所述电压传输模块对所述pid电源的输出电压进行与pid模式下相反方向的传输，并通过所述电压引入模块传输至所述功率变换器的交流侧各相。

39、在一种可能的实现中，控制所述pid电源依次通过所述电压传输模块和所述pid和iso电路中的检测电阻模块向所述功率变换器的交流侧各相传输电压，包括：

40、控制所述检测电阻模块通过所述电压传输模块和所述pid电源接地；

41、或者，控制所述pid电源的输出电压为所述预设值，并通过所述电压传输模块传输至所述检测电阻模块。

42、在一种可能的实现中，在切换至iso模式之前，还包括：

43、采样所述功率变换器的交流侧中性点对地电压。

44、在一种可能的实现中，在切换至iso模式之后，还包括：

45、控制所述pid电源的输出电压通过所述检测电阻模块传输至所述功率变换器的交流侧各相，并在所述pid电源的输出电压稳定后，再次采样所述功率变换器的交流侧中性点对地电压；

46、根据两次采样结果计算所述功率变换器所在系统的对地绝缘阻抗。

47、在一种可能的实现中，在切换至iso模式之后，还包括：

48、控制所述电压传输模块对所述pid电源的输出电压进行两次传输，并分别通过所述检测电阻模块传输至所述功率变换器的交流侧各相；两次传输下，所述pid电源的输出电压的绝对值不同，和/或，所述电压传输模块对所述pid电源的输出电压的传输方向相反；

49、每次在所述pid电源的输出电压稳定后，均采样所述功率变换器的交流侧中性点对地电压；

50、根据两次采样结果计算所述功率变换器所在系统的对地绝缘阻抗。

51、在一种可能的实现中，在所述pid和iso电路由pid模式向iso模式切换之前，还包括：

52、在pid模式下，控制所述pid电源依次通过所述电压传输模块和所述电压引入模块，向所述功率变换器的交流侧各相传输电压，实现反pid效应的功能。

53、本技术第三方面提供一种功率变换系统，包括：至少一个功率变换器，以及，如上述第一方面或第一方面任一实现形式所述的pid和iso电路；其中，

54、所述功率变换器的数量为1时，所述功率变换器的交流侧通过所述pid和iso电路接地；所述功率变换器中的控制器，通过执行如上述第二方面或第二方面任一实现形式所述的pid和iso电路的控制方法，控制所述pid和iso电路工作；

55、所述功率变换器的数量大于1时，各所述功率变换器的交流侧并联连接，连接点通过所述pid和iso电路接地；任一所述功率变换器中的控制器，或者，与各所述控制器通信连接的总控制器，通过执行所述控制方法，控制所述pid和iso电路工作。

56、在一种可能的实现中，所述功率变换器的数量为1时，所述pid和iso电路独立于所述功率变换器，或者，所述pid和iso电路集成于所述功率变换器的内部。

57、本技术第四方面提供一种pid和iso电路的控制装置，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述存储器中的程序、指令或代码，以完成如上述第二方面或第二方面任一实现形式所述的pid和iso电路的控制方法。

58、本技术第五方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序通过处理器进行加载来执行如上述第二方面或第二方面任一实现形式所述的pid和iso电路的控制方法。

59、借由上述技术方案，本技术提供的pid和iso电路，其pid电源的输出端连接电压传输模块的输入端，该电压传输模块的第一输出端通过电压引入模块连接功率变换器的交流侧各相；以在pid模式下，由电压传输模块在自身第一输出端产生第一电压，并将该第一电压通过电压引入模块传输至功率变换器的交流侧各相，实现反pid效应的功能。该电压传输模块的第二输出端通过检测电阻模块连接功率变换器的交流侧各相，以在iso模式下，由该电压传输模块在自身第二输出端产生第四电压，并将该第四电压通过检测电阻模块传输至功率变换器的交流侧各相，实现iso功能。而且，在由pid模式向iso模式切换的情况下，还可以由该电压传输模块在自身第一输出端产生第二电压并将该第二电压通过电压引入模块传输至功率变换器的交流侧各相，或者，由该电压传输模块通过自身的第二输出端产生第三电压并将该第三电压通过检测电阻模块传输至功率变换器的交流侧各相，以将功率变换器的交流侧中性点对地电压调节至预设值；也即借助该pid电源通过电压传输模块及电压引入模块进行反pid效应的功能，或者，借助该pid电源通过电压传输模块及检测电阻模块向功率变换器的交流侧各相传输电压的功能，调节该功率变换器的交流侧中性点对地电压，使其稳定速度加快，进而缩短反pid效应和iso这两种功能之间的等待时间，并提高系统安全运行的可靠性。