一种功率变换系统及控制方法与流程

本申请涉及能源变换，具体涉及一种功率变换系统及控制方法。

背景技术：

1、在光伏、储能等新能源供电场景，功率变换系统用于实现电能转换。例如，在光伏场景，功率变换系统包括光伏逆变器，光伏逆变器需要将光伏的直流电转换为交流电进行并网。在储能场景，功率变换系统包括储能变流器，储能变流器需要将电池的直流电转换为交流电进行并网，又可以将电网的交流电转换为直流电为电池充电。

2、但是，目前的功率变换系统的集成度不够高，而且保护机制有待完善。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种功率变换系统及控制方法，能够提高功率变换系统的集成度，且进行有效保护。

2、为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下：

3、本申请提供一种功率变换系统，包括：控制器、直流母线、多个光伏dc/dc变换电路、多个dc/ac变换电路、多个开关装置和多个电流检测装置；多个光伏dc/dc变换电路的第一端分别用于连接对应的光伏组串，多个光伏dc/dc变换电路的第二端通过支路线缆连接直流母线；直流母线还用于连接电池；多个dc/ac变换电路的直流侧分别连接直流母线，多个dc/ac变换电路的交流侧并联连接；支路线缆与直流母线之间设置对应的开关装置和电流检测装置；控制器，被配置为根据电流检测装置检测的对应的光伏dc/dc变换电路的输出电流，在判断出现故障的情况下，控制对应的开关装置断开对应的光伏dc/dc变换电路与直流母线的连接。

4、一种可能的实现方式，开关装置包括串联连接的第一类开关和第二类开关，第一类开关包括机械开关，第二类开关包括激励熔丝或半导体开关；控制器，被配置为在判断出现故障的情况下，先控制第二类开关断开，再控制第一类开关断开。

5、一种可能的实现方式，多个dc/ac变换电路的直流侧与直流母线之间均设置对应的电流检测装置和第三类开关；第三类开关包括激励熔丝或半导体开关；控制器，还被配置为根据电流检测装置检测的对应的dc/ac变换电路的直流侧电流，判断出现故障的情况下，控制对应的第三类开关断开，以断开对应的dc/ac变换电路与直流母线的连接。

6、一种可能的实现方式，还包括：储能dc/dc变换电路；储能dc/dc变换电路的第一端用于连接电池，储能dc/dc变换电路的第二端连接直流母线。

7、一种可能的实现方式，储能dc/dc变换电路的第二端通过对应的第四类开关连接直流母线；第四类开关包括激励熔丝或半导体开关。

8、一种可能的实现方式，还包括：负载dc/dc变换电路；负载dc/dc变换电路的第一端连接直流母线，负载dc/dc变换电路的第二端用于连接直流负载。

9、一种可能的实现方式，还包括：负载开关；控制器，还被配置为在直流负载故障的情况下，控制负载开关断开。

10、一种可能的实现方式，多个dc/ac变换电路的交流侧均设置对应的电流检测装置和第五类开关；控制器，还被配置为根据电流检测装置检测的对应的dc/ac变换电路的交流侧电流，判断出现故障的情况下，控制对应的dc/ac变换电路交流侧的第五类开关断开，第五类开关包括激励熔丝或半导体开关。

11、一种可能的实现方式，多个dc/ac变换电路的交流侧分别设置对应的第五类开关的情况下，当多个dc/ac变换电路的交流侧为三相时，在多个dc/ac变换电路的交流侧的至少两相分别设置第五类开关。

12、一种可能的实现方式，控制器，被配置为根据电流检测装置检测的对应的dc/ac变换电路的交流侧电流，判断对应的dc/ac变换电路的交流侧出现短路故障或过流故障。

13、一种可能的实现方式，控制器，被配置为在判断出现反接故障或短路故障的情况下，先控制第二类开关断开，再控制第一类开关断开。

14、一种可能的实现方式，还包括交流母线；每个dc/ac变换电路的交流侧均通过对应的第五类开关连接交流母线；交流母线用于连接电网端口和交流负载端口中的至少一个。

15、一种可能的实现方式，还包括：冗余dc/ac变换电路；在系统存在故障的dc/ac变换电路的情况下，控制器，用于控制冗余dc/ac变换电路替换故障的dc/ac变换电路。

16、本申请还提供一种功率变换系统的控制方法，包括：根据光伏dc/dc变换电路的电流，判断出现故障的情况下，控制对应的开关装置断开对应的光伏dc/dc变换电路与直流母线的连接；光伏dc/dc变换电路的第一端用于连接光伏组串，光伏dc/dc变换电路的第二端通过对应的开关装置连接直流母线；直流母线还用于连接电池；dc/ac变换电路的直流侧连接直流母线，多个dc/ac变换电路的交流侧并联。

17、一种可能的实现方式，开关装置包括串联连接的第一类开关和第二类开关，第一类开关包括机械开关，第二类开关包括激励熔丝或半导体开关；控制对应的开关装置断开对应的光伏dc/dc变换电路与直流母线的连接，包括：先控制第二类开关断开，再控制第一类开关断开，以断开对应的光伏dc/dc变换电路与直流母线的连接。

18、一种可能的实现方式，多个dc/ac变换电路的直流侧与直流母线之间均设置对应的电流检测装置和第三类开关；第三类开关包括激励熔丝或半导体开关；控制方法还包括：根据电流检测装置检测的对应的dc/ac变换电路的直流侧电流，判断出现故障的情况下，控制对应的第三类开关断开，以断开对应的dc/ac变换电路与直流母线的连接。

19、本申请实施例提供的功率变换系统，在各光伏组串和直流母线之间均设置光伏dc/dc变换电路，在各光伏dc/dc变换电路对应的支路线缆与直流母线之间分别设置独立的电流检测装置及独立的开关装置，使控制器能够根据电流检测装置检测的支路输出电流定位故障支路，控制相应的开关装置断开，实现故障支路的隔离，其余正常光伏dc/dc变换电路继续工作，本申请能够实现对光伏dc/dc变换电路故障的定位与隔离，降低故障支路对功率变换系统的影响，提高功率变换系统的运行可靠性及供电连续性。

1.一种功率变换系统，其特征在于，包括：控制器、直流母线、多个光伏dc/dc变换电路、多个dc/ac变换电路、多个开关装置和多个电流检测装置；

2.根据权利要求1所述的变换系统，其特征在于，所述开关装置包括串联连接的第一类开关和第二类开关，所述第一类开关包括机械开关，所述第二类开关包括激励熔丝或半导体开关；

3.根据权利要求1所述的变换系统，其特征在于，所述多个dc/ac变换电路的直流侧与所述直流母线之间均设置对应的电流检测装置和第三类开关；所述第三类开关包括激励熔丝或半导体开关；

4.根据权利要求1所述的变换系统，其特征在于，还包括：储能dc/dc变换电路；

5.根据权利要求4所述的变换系统，其特征在于，所述储能dc/dc变换电路的第二端通过对应的第四类开关连接所述直流母线；所述第四类开关包括激励熔丝或半导体开关。

6.根据权利要求1-5任一项所述的变换系统，其特征在于，还包括：负载dc/dc变换电路；

7.根据权利要求6所述的变换系统，其特征在于，还包括：负载开关；

8.根据权利要求1-5任一项所述的变换系统，其特征在于，所述多个dc/ac变换电路的交流侧均设置对应的所述电流检测装置和第五类开关；

9.根据权利要求8所述的变换系统，其特征在于，所述多个dc/ac变换电路的交流侧分别设置对应的所述第五类开关的情况下，当所述多个dc/ac变换电路的交流侧为三相时，在所述多个dc/ac变换电路的交流侧的至少两相分别设置所述第五类开关。

10.根据权利要求8所述的变换系统，其特征在于，所述控制器，被配置为根据所述电流检测装置检测的对应的所述dc/ac变换电路的交流侧电流，判断对应的所述dc/ac变换电路的交流侧出现短路故障或过流故障。

11.根据权利要求8所述的变换系统，其特征在于，所述控制器，被配置为在判断出现反接故障或短路故障的情况下，先控制所述第二类开关断开，再控制所述第一类开关断开。

12.根据权利要求8所述的变换系统，其特征在于，还包括交流母线；

13.根据权利要求3所述的变换系统，其特征在于，还包括：冗余dc/ac变换电路；

14.一种功率变换系统的控制方法，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述开关装置包括串联连接的第一类开关和第二类开关，所述第一类开关包括机械开关，所述第二类开关包括激励熔丝或半导体开关；

16.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述多个dc/ac变换电路的直流侧与所述直流母线之间均设置对应的所述电流检测装置和第三类开关；所述第三类开关包括激励熔丝或半导体开关；