一种直流守护电源系统及其蓄电池回路状态识别方法与流程

1.本发明涉及电源系统的技术领域，更具体地说，涉及一种直流守护电源系统及其蓄电池回路状态识别方法。


背景技术：

2.电力用直流守护电源系统包括：ac/dc高频开关模块，两路交流供电的2组ac/dc电源，主要目的在交流正常状态下，给蓄电池组充电以及负载供电。蓄电池组，交流异常时，蓄电池组正常时由蓄电池组给负载供电。双向dc/dc电源，交流异常、蓄电池组内存在断路时，双向dc/dc电源升压给负载供电。以及其他对此系统进行监测的控制装置，如绝缘监测仪、开关状态监测、直流监控、蓄电池管理等。
3.在该直流守护电源系统中，蓄电池回路(即直流母线到蓄电池组的电路)，一般有开关、电流采集分流器、熔断器和蓄电池组。现场对蓄电池组检修时，开始时需要取下熔断器，而蓄电池检测结束后，容易忘记将熔断器还原，在此种情况下，若交流断电时，蓄电池组不能为直流母线提供电源，导致直流母线失电，从而引起严重的事故。另外，当蓄电池组内连接断路(包括个别蓄电池故障引起的或者蓄电池之间连接条断开引起的)时，也会导致蓄电池组不能为直流母线提供电源，导致直流母线失电，从而引起严重的事故。
4.现有的解决方案是：将ac/dc高频开关模块直流输出电压调整低于蓄电池组电压，由蓄电池组给直流母线供电，如果蓄电池代替给直流母线供电，则说明蓄电池回路正常。但是在实际应用时，ac/dc高频开关模块是不可能断开交流来判断蓄电池回路的。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种直流守护电源系统及其蓄电池回路状态识别方法。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法，应用于直流守护电源系统，所述直流守护电源系统包括：直流母线、ac/dc电源模块、蓄电池组、双向dc/dc变换模块以及控制单元；所述方法包括：
7.在对所述双向dc/dc变换模块升压前，获取所述蓄电池组的电流；
8.控制所述双向dc/dc变换模块进行升压，以使所述双向dc/dc变换模块的输出电压高于所述蓄电池组的电压；
9.获取所述双向dc/dc变换模块的当前输出电流和所述蓄电池组的实时电流；
10.根据所述蓄电池组的电流、所述当前输出电流和所述实时电流判断所述蓄电池组回路状态。
11.在本发明所述的直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法中，所述蓄电池组包括：多个串联连接的子电池组；所述双向dc/dc变换模块包括：与所述子电池组对应设置的多个dc/dc子变换模块；
12.所述控制所述双向dc/dc变换模块进行升压，以使所述双向dc/dc变换模块的输出
电压高于所述蓄电池组的电压包括：
13.依次控制所述多个dc/dc子变换模块进行升压，以使所述多个dc/dc子变换模块的输出电压高于所述蓄电池组的电压。
14.在本发明所述的直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法中，所述获取所述双向dc/dc变换模块的当前输出电流和所述蓄电池组的实时电流包括：
15.依次获取所述多个串联连接的子电池组的实时电流；
16.依次获取所述多个dc/dc子变换模块的当前输出电流。
17.在本发明所述的直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法中，所述根据所述蓄电池组的电流、所述当前输出电流和所述实时电流判断所述蓄电池组回路状态包括：
18.根据所述蓄电池组的电流、所述多个dc/dc子变换模块的当前输出电流以及所述多个串联连接的子电池组的实时电流，判断所述蓄电池组回路状态。
19.在本发明所述的直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法中，所述蓄电池组包括：第一子电池组、第二子电池组、第三子电池组和第四子电池组，所述第一子电池组、所述第二子电池组、所述第三子电池组和所述第四子电池组依次串联；
20.所述双向dc/dc变换模块包括：第一dc/dc子变换模块、第二dc/dc子变换模块、第三dc/dc子变换模块和第四dc/dc子变换模块；
21.所述控制所述双向dc/dc变换模块进行升压，以使所述双向dc/dc变换模块的输出电压高于所述蓄电池组的电压包括：
22.依次控制所述第一dc/dc子变换模块、所述第二dc/dc子变换模块、所述第三dc/dc子变换模块和所述第四dc/dc子变换模块进行升压，以使所述第一dc/dc子变换模块、所述第二dc/dc子变换模块、所述第三dc/dc子变换模块和所述第四dc/dc子变换模块高于所述蓄电池组的电压；
23.所述获取所述双向dc/dc变换模块的当前输出电流和所述蓄电池组的实时电流包括：
24.依次获取所述第一dc/dc子变换模块的第一当前输出电流、所述第二dc/dc子变换模块的第二当前输出电流、所述第三dc/dc子变换模块的第三当前输出电流和所述第四dc/dc子变换模块的第四当前输出电流；
25.依次获取所述第一子电池组的第一实时电流、所述第二子电池组的第二实时电流、所述第三子电池组的第三实时电流和所述第四子电池组的第四实时电流；
26.所述根据所述蓄电池组的电流、所述当前输出电流和所述实时电流判断所述蓄电池组回路状态包括：
27.根据所述蓄电池组的电流、所述第一当前输出电流、所述第二当前输出电流、所述第三当前输出电流、所述第四当前输出电流、所述第一实时电流、所述第二实时电流、所述第三实时电流和所述第四实时电流判断所述蓄电池组回路状态。
28.在本发明所述的直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法中，所述根据所述蓄电池组的电流、所述第一当前输出电流、所述第二当前输出电流、所述第三当前输出电流、所述第四当前输出电流、所述第一实时电流、所述第二实时电流、所述第三实时电流和所述第四实时电流判断所述蓄电池组回路状态包括：
29.若所述蓄电池组的电流、所述第一实时电流、所述第二实时电流、所述第三实时电
流、所述第四实时电流均相等，且所述第一当前输出电流、所述第二当前输出电流、所述第三当前输出电流以及所述第四当前输出电流中的任意一个等于零，则判断与输出电流为零的dc/dc子变换模块对应设置的子电池组开路。
30.在本发明所述的直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法中，所述控制所述双向dc/dc变换模块进行升压，以使所述双向dc/dc变换模块的输出电压高于所述蓄电池组的电压包括：
31.控制所述多个dc/dc子变换模块中的任意一个进行升压，以使进行升压的dc/dc子变换模块的输出电压高于所述蓄电池组的电压。
32.在本发明所述的直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法中，所述获取所述双向dc/dc变换模块的当前输出电流和所述蓄电池组的实时电流包括：
33.获取进行升压后的dc/dc子变换模块的当前输出电流；
34.获取所述蓄电池组的实时电流；
35.所述根据所述蓄电池组的电流、所述当前输出电流和所述实时电流判断所述蓄电池组回路状态包括：
36.若所述蓄电池组的电流小于所述蓄电池组的实时电流、且所述进行升压后的dc/dc子变换模块的当前输出电流与所述蓄电池组的实时电流相等，则判断所述蓄电池组与所述直流母线脱离。
37.在本发明所述的直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法中，所述根据所述蓄电池组的电流、所述多个dc/dc子变换模块的当前输出电流以及所述多个串联连接的子电池组的实时电流，判断所述蓄电池组回路状态包括：
38.若所述蓄电池组的电流与所述多个串联连接的子电池组的实时电流均不相等，且所述多个dc/dc子变换模块的当前输出电流均不为零，则判断所述蓄电池组回路正常。
39.本发明还提供一种直流守护电源系统，包括：直流母线、ac/dc电源模块、蓄电池组、双向dc/dc变换模块以及控制单元；
40.所述ac/dc电源模块用于在交流正常状态下，给蓄电池组充电和通过所述直流母线给负载供电；
41.所述蓄电池组用于在交流异常时，通过所述直流母线给负载供电；
42.所述双向dc/dc变换模块用于在交流异常且所述蓄电池组异常时，通过所述直流母线给负载供电；
43.所述控制单元用于：
44.在对所述双向dc/dc变换模块升压前，获取所述蓄电池组的电流；
45.控制所述双向dc/dc变换模块进行升压，以使所述双向dc/dc变换模块的输出电压高于所述蓄电池组的电压；
46.获取所述双向dc/dc变换模块的当前输出电流和所述蓄电池组的实时电流；
47.根据所述蓄电池组的电流、所述当前输出电流和所述实时电流判断所述蓄电池组回路状态。
48.实施本发明的直流守护电源系统及其蓄电池回路状态识别方法，具有以下有益效果：直流守护电源系统包括：直流母线、ac/dc电源模块、蓄电池组、双向dc/dc变换模块以及控制单元；方法包括：在对双向dc/dc变换模块升压前，获取蓄电池组的电流；控制双向dc/
dc变换模块进行升压，以使双向dc/dc变换模块的输出电压高于蓄电池组的电压；获取双向dc/dc变换模块的当前输出电流和蓄电池组的实时电流；根据蓄电池组的电流、当前输出电流和实时电流判断蓄电池组回路状态。本发明可以准确识别蓄电池组的回路状态，且不需要断开交流进行判断识别，可靠性高，安全性好。
附图说明
49.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
50.图1是本发明实施例提供的直流守护电源系统的原理图；
51.图2是本发明实施例提供的直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法的流程示意图。
具体实施方式
52.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
53.参考图1，为本发明提供的直流守护电源系统的电路图。
54.如图1所示，该直流守护电源系统包括：直流母线14、ac/dc电源模块11、蓄电池组12、双向dc/dc变换模块13以及控制单元15。
55.ac/dc电源模块11用于在交流正常状态下，给蓄电池组12充电和通过直流母线14给负载供电。
56.蓄电池组12用于在交流异常时，通过直流母线14给负载供电。
57.双向dc/dc变换模块13用于在交流异常且蓄电池组12异常时，通过直流母线14给负载供电。
58.控制单元15用于：在对双向dc/dc变换模块13升压前，获取蓄电池组12的电流；控制双向dc/dc变换模块13进行升压，以使双向dc/dc变换模块13的输出电压高于蓄电池组12的电压；获取双向dc/dc变换模块13的当前输出电流和蓄电池组12的实时电流；根据蓄电池组12的电流、当前输出电流和实时电流判断蓄电池组12回路状态。
59.进一步地，如图1所示，该直流守护电源系统还可以包括：第一开关k1，第一开关k1用于控制ac/dc电源模块11与直流母线14的通断，即控制ac/dc电源模块11接入或者断开。
60.进一步地，如图1所示，该直流守护电源系统还可以包括：第二开关k2，第二开关k2用于控制蓄电池组12与直流母线14的通断，即控制蓄电池组12接入或者断开。
61.可选的，本发明实施例中，蓄电池组12包括：多个串联连接的子电池组。双向dc/dc变换模块13包括：与子电池组对应设置的多个dc/dc子变换模块。
62.在一个具体实施例中，蓄电池组12包括：第一子电池组(v1)、第二子电池组(v2)、第三子电池组(v3)和第四子电池组(v4)，第一子电池组、第二子电池组、第三子电池组和第四子电池组依次串联。双向dc/dc变换模块13包括：第一dc/dc子变换模块(#1)、第二dc/dc子变换模块(#2)、第三dc/dc子变换模块(#3)和第四dc/dc子变换模块(#4)。其中，第一dc/dc子变换模块与第一子电池组对应设置，第二dc/dc子变换模块与第二子电池组对应设置，第三dc/dc子变换模块与第三子电池组对应设置，第四dc/dc子变换模块与第四子电池组对应设置。
63.可以理解地，本发明实施例中，通过采用该直流守护电源系统，可以准确地识别出蓄电池组12的回路状态，且不需要调整ac/dc电源模块11，也不需要断开交流电，识别方法简单可靠性。具体的，通过控制双向dc/dc变换模块13升压，同时测量双向dc/dc变换模块13的输出电流和蓄电池组12升压后的电流，并测量升压前蓄电池组12的电流，然后，再根据升压前蓄电池组12的电流、升压后双向dc/dc变换模块13的输出电流和蓄电池组12升压后的电流识别蓄电池组12的回路状态。
64.具体的识别方法参考图2。
65.如图2所示，该直流守护电源系统的蓄电池回路状态识别方法包括：
66.步骤s201、在对双向dc/dc变换模块13升压前，获取蓄电池组12的电流。
67.步骤s202、控制双向dc/dc变换模块13进行升压，以使双向dc/dc变换模块13的输出电压高于蓄电池组12的电压。
68.一些实施例中，控制双向dc/dc变换模块13进行升压，以使双向dc/dc变换模块13的输出电压高于蓄电池组12的电压包括：依次控制多个dc/dc子变换模块进行升压，以使多个dc/dc子变换模块的输出电压高于蓄电池组12的电压。
69.步骤s203、获取双向dc/dc变换模块13的当前输出电流和蓄电池组12的实时电流。
70.一些实施例中，获取双向dc/dc变换模块13的当前输出电流和蓄电池组12的实时电流包括：依次获取多个串联连接的子电池组的实时电流；依次获取多个dc/dc子变换模块的当前输出电流。
71.步骤s204、根据蓄电池组12的电流、当前输出电流和实时电流判断蓄电池组12回路状态。
72.一些实施例中，根据蓄电池组12的电流、当前输出电流和实时电流判断蓄电池组12回路状态包括：根据蓄电池组12的电流、多个dc/dc子变换模块的当前输出电流以及多个串联连接的子电池组的实时电流，判断蓄电池组12回路状态。
73.在一个具体实施例中，控制双向dc/dc变换模块13进行升压，以使双向dc/dc变换模块13的输出电压高于蓄电池组12的电压包括：依次控制第一dc/dc子变换模块、第二dc/dc子变换模块、第三dc/dc子变换模块和第四dc/dc子变换模块进行升压，以使第一dc/dc子变换模块、第二dc/dc子变换模块、第三dc/dc子变换模块和第四dc/dc子变换模块高于蓄电池组12的电压。
74.依次获取第一dc/dc子变换模块的第一当前输出电流、第二dc/dc子变换模块的第二当前输出电流、第三dc/dc子变换模块的第三当前输出电流和第四dc/dc子变换模块的第四当前输出电流；依次获取第一子电池组的第一实时电流、第二子电池组的第二实时电流、第三子电池组的第三实时电流和第四子电池组的第四实时电流；
75.根据蓄电池组12的电流、第一当前输出电流、第二当前输出电流、第三当前输出电流、第四当前输出电流、第一实时电流、第二实时电流、第三实时电流和第四实时电流判断蓄电池组12回路状态。
76.可选的，根据蓄电池组12的电流、第一当前输出电流、第二当前输出电流、第三当前输出电流、第四当前输出电流、第一实时电流、第二实时电流、第三实时电流和第四实时电流判断蓄电池组12回路状态包括：若蓄电池组12的电流、第一实时电流、第二实时电流、第三实时电流、第四实时电流均相等，且第一当前输出电流、第二当前输出电流、第三当前
输出电流以及第四当前输出电流中的任意一个等于零，则判断与输出电流为零的dc/dc子变换模块对应设置的子电池组开路。
77.如图1所示，以第四子电池组(用v4表示)开路为例进行说明。首先，在进行升压控制之前，先测量蓄电池组12的电流(iz0)，接着，先控制第一dc/dc子变换模块进行升压，以使第一dc/dc子变换模块的输出电压高于蓄电池组12的电压，此时，测量第一dc/dc子变换模块的第一当前输出电流(i1)和蓄电池组12的第一实时电流(iz1)；接着，控制第二dc/dc子变换模块进行升压，以使第二dc/dc子变换模块的输出电压高于蓄电池组12的电压，此时，测量第二dc/dc子变换模块的第二当前输出电流(i2)和蓄电池组12的第二实时电流(iz2)；接着，控制第三dc/dc子变换模块进行升压，以使第三dc/dc子变换模块的输出电压高于蓄电池组12的电压，此时，测量第三dc/dc子变换模块的第三当前输出电流(i3)和蓄电池组12的第三实时电流(iz3)；然后，控制第四dc/dc子变换模块进行升压，以使第四dc/dc子变换模块的输出电压高于蓄电池组12的电压，此时，测量第四dc/dc子变换模块的第四当前输出电流(i4)和蓄电池组12的第三实时电流(iz4)。最后，再根据iz0、iz1、iz2、iz3、iz4、i1、i2、i3、i4进行判断。
78.若此时，iz0＝iz1＝iz2＝iz3＝iz4，且i1≠0、i2≠0、i3≠0、i4＝0，则可以识别出，此时为第四子电池组开路。
79.可以理解地，由于蓄电池中的第四子电池组开路，因此，在升压前后，蓄电池组12的电流没有变化。
80.同理，其他子电池组的开路状态识别与第四子电池组的识别方法相同，本发明不再赘述。
81.进一步地，一些实施例中，控制双向dc/dc变换模块13进行升压，以使双向dc/dc变换模块13的输出电压高于蓄电池组12的电压包括：控制多个dc/dc子变换模块中的任意一个进行升压，以使进行升压的dc/dc子变换模块的输出电压高于蓄电池组12的电压。
82.该实施例中，获取双向dc/dc变换模块13的当前输出电流和蓄电池组12的实时电流包括：获取进行升压后的dc/dc子变换模块的当前输出电流；获取蓄电池组12的实时电流；根据蓄电池组12的电流、当前输出电流和实时电流判断蓄电池组12回路状态包括：若蓄电池组12的电流小于蓄电池组12的实时电流、且进行升压后的dc/dc子变换模块的当前输出电流与蓄电池组12的实时电流相等，则判断蓄电池组12与直流母线14脱离。
83.通过控制多个dc/dc子变换模块中的任意一个进行升压以使其输出电压高于蓄电池组12的电压，并测量该dc/dc子变换模块的当前输出电流和蓄电池组12的实时电流，若此时，蓄电池组12的电流小于蓄电池组12的实时电流、且进行升压后的dc/dc子变换模块的当前输出电流与蓄电池组12的实时电流相等，则判断蓄电池组12与直流母线14脱离。即图1中的第二开关k2为断开状态。可以理解地，由于第二开关k2断开，此时，若对双向dc/dc变换模块13中的任意一个dc/dc子变换模块进行升压，则会存在双向dc/dc变换模块13反充于蓄电池组12，从而出现进行升压后的dc/dc子变换模块的当前输出电流与蓄电池组12的实时电流相等，因此，基于此条件可判断出蓄电池组12与直流母线14的连接状态。
84.进一步地，一些实施例中，根据蓄电池组12的电流、多个dc/dc子变换模块的当前输出电流以及多个串联连接的子电池组的实时电流，判断蓄电池组12回路状态包括：若蓄电池组12的电流与多个串联连接的子电池组的实时电流均不相等，且多个dc/dc子变换模
块的当前输出电流均不为零，则判断蓄电池组12回路正常。
85.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
86.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
87.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
88.以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。