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控制装置和微电网系统的制作方法

2022-04-27 08:34:37 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及能源技术领域,特别涉及一种控制装置和微电网系统。


背景技术:

2.微电网系统可以依靠自身的控制能力实现功率平衡控制和电能质量管理等方面的功能。微电网系统一般包括发电系统(如光伏发电系统(photovoltaic power generation system,ppgs)等)、控制装置、变流器(即能量转换装置)和负载等。控制装置与变流器之间需要通过控制总线(control bus,cb)连接,实现控制装置与变流器的通信。
3.但是,由于控制装置与变流器的距离较远,也就是说控制装置与变流器之间的控制总线较长,在微电网系统长期运行过程中,控制总线容易出现故障(如断路等)。控制总线出现故障后,相关变流器则无法与控制装置再进行通信,影响变流器的正常运行,进而影响整个微电网系统的正常运行。


技术实现要素:

4.本技术提供了一种控制装置和微电网系统,通过切换开关模块可以将与控制器断开连接的变流器连接到控制器,提高了变流器的可靠性,进而提高整个微电网系统的可靠性和稳定性。
5.第一方面,本技术提供一种控制装置,可以包括控制器和切换开关模块。
6.其中,控制器的第一端可以连接切换开关模块的第一端,控制器的第二端可以连接变流器的第一端,变流器的第二端可以连接切换开关模块的第二端,变流器的第三端可以连接发电系统,变流器的第四端可以连接负载。
7.需要说明的是,控制器的第一端、控制器的第二端、切换开关模块的第一端、切换开关模块的第二端、变流器的第一端和变流器的第二端均用于传输变流器的运行信号(即用于通信),变流器的第三端和变流器的第四端均用于传输功率。
8.根据上述连接关系,可以进一步得到:
9.控制器可以用于:在收到(如来自检测装置的)断路信息(用于指示变流器与控制器断开连接,也可以说用于指示变流器与控制器之间的第一通信链路断开连接,如变流器与控制器之间的控制总线发生断路等)时,发送第一控制信号(为用于控制切换开关模块的控制信号)给切换开关模块。控制器还可以用于根据变流器的运行信号(可以包括变流器的电流信号和电压信号)控制变流器。
10.切换开关模块可以用于:根据第一控制信号将变流器通过第二通信链路连接到控制器。
11.变流器可以用于:将发电系统输出的直流电变换为交流电并提供给负载。
12.本技术提供的控制装置通过切换开关模块可以将与控制器断开连接的变流器连接到控制器,提高了变流器的可靠性。
13.在一种可能的实现方式中,本技术提供的控制装置还可以包括收发器和第一电
阻。
14.其中,收发器可以与控制器连接,收发器和第一电阻可以分别与第一节点连接。
15.收发器可以用于:将变流器的运行信号发送给控制器。
16.第一电阻可以用于:避免对变流器的运行信号中的干扰信号的影响。
17.可选地,变流器的运行信号可以包括变流器的电流信号和电压信号。那么,干扰信号可以包括电流信号中的纹波电流信号和电压信号中的纹波电压信号。
18.可选地,控制器可以根据变流器的运行信号,发送第二控制信号给收发器。
19.进而,收发器还可以用于:将第二控制信号发送给变流器,使变流器按照第二控制信号运行,实现控制器对变流器的控制。
20.需要说明的是,只有在变流器与控制装置断开连接的情况下,切换开关模块才与第一节点连接。
21.可以看出,控制器与收发器之间的通信是双向的。由于切换开关模块可以发送自身的状态(如断开状态或者闭合状态)给控制器,所以控制器与切换开关模块之间的通信也是双向的。
22.在一种可能的实现方式中,本技术提供的控制装置还可以包括第二电阻。第二电阻可以与切换开关模块连接。
23.与第一电阻类似,第二电阻也可以用于避免对变流器的运行信号中的干扰信号的影响。
24.进一步地,在一示例中,切换开关模块可以为第一继电器。
25.可选地,第一继电器可以包括静触点、第一动触点和第二动触点。也就是说,第一继电器可以包括一个静触点和两个动触点。
26.其中,静触点可以用于连接变流器。第一动触点可以用于连接第一节点。第二动触点可以用于连接第二电阻。
27.可以看出,通过静触点、第一动触点和第二动触点可以实现在变流器与控制装置断开连接的情况下,将变流器通过第一节点连接到收发器,保证了变流器与控制器的正常通信,提交了变流器的可靠性。
28.需要说明的是,在变流器与控制装置没有断开连接(即变流器与控制装置正常通信)的情况下,第二动触点为常闭触点,也就是第二动触点一直与第二电阻连接。第一动触点为常开触点,也就是第一动触点与第一节点不连接。
29.还需要说明的是,第一继电器与控制器连接,第一继电器在控制器的控制下动作。在变流器与控制装置断开连接(如变流器与控制装置之间的控制总线发生断路等)的情况下,第一继电器可以根据来自控制器的控制信号,断开第二动触点与第二电阻的连接,并将第一动触点与第一节点连接。也就是说,第一继电器可以根据来自控制器的控制信号将变流器连接到收发器,实现变流器与控制装置的正常通信。
30.在另一示例中,切换开关模块可以包括第一接触器和第二接触器。
31.其中,第一接触器的第一端和第二接触器的第一端可以分别用于连接变流器,第一接触器的第二端可以用于连接第一节点,第二接触器的第二端可以用于连接第二电阻。
32.可以看出,通过第一接触器可以实现变流器与第一节点的连接,通过第二接触器可以实现变流器与第二电阻。
33.需要说明的是,在变流器与控制装置没有断开连接的情况下,第一接触器为常开状态,也就是第一接触器与第一节点不连接。第二接触器为常闭状态,也就是第二接触器一直与第二电阻连接。
34.还需要说明的是,第一接触器和第二接触器分别可以与控制器连接,第一接触器和第二接触器在控制器的控制下动作。在变流器与控制装置断开连接的情况在,第一接触器可以根据来自控制器的控制信号闭合。也就是说,第一接触器可以根据来自控制器的控制信号将变流器连接到收发器,实现变流器与控制装置的正常通信。第二接触器可以根据来自控制器的控制信号断开。
35.在又一示例中,切换开关模块可以包括第一功率管模块和第二功率管模块。也就是说,切换开关模块可以包括两个功率管模块。
36.其中,第一功率管模块的第一极和第二功率管模块的第一极可以分别用于连接变流器,第一功率管模块的第二极可以用于连接第一节点,第二功率管模块的第二极可以用于连接第二电阻。
37.可以看出,通过第一功率管模块可以实现变流器与第一节点的连接,通过第二功率管模块可以实现变流器与第二电阻。
38.进一步地,第一功率管模块可以包括第一功率管和第二功率管,第二功率管模块可以包括第三功率管和第四功率管。
39.可选地,第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管可以分别为绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt)、绝缘栅型场效应管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet)或者三极管(triode)中的任意一项。
40.第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管各自的控制极可以分别用于连接控制器,第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管各自的第一极(如第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管各自的发射极)可以分别用于连接变流器,第一功率管和第二功率管各自的第二极(如第一功率管和第二功率管各自的集电极)可以用于连接第一节点,第三功率管和第四功率管各自的第二极(如第三功率管和第四功率管各自的集电极)可以用于连接第二电阻。
41.需要说明的是,在变流器与控制装置没有断开连接的情况下,第一功率管模块为关断状态(即第一功率管和第二功率管都为关断状态),第二功率管模块为导通状态(即第三功率管和第四功率管都为导通状态)。
42.还需要说明的是,第一功率管模块和第二功率管模块分别可以与控制器连接,第一功率管模块和第二功率管模块在控制器的控制下动作。在变流器与控制装置断开连接的情况下,第一功率管模块可以根据来自控制器的控制信号导通。也就是说,第一功率管模块可以根据来自控制器的控制信号将变流器连接到收发器,实现变流器与控制装置的正常通信。第二功率管模块可以根据来自控制器的控制信号关断。
43.可以理解的,在控制装置包括第二电阻的情况下,切换开关模块的形式不局限于以上三种示例,还可以采用其他形式,本技术实不做限定。
44.在控制装置不包括第二电阻的情况下,在一示例中,切换开关模块可以包括第二继电器。第二继电器可以包括静触点和第一动触点。也就是说,第二继电器可以包括一个静
触点和一个动触点。
45.其中,静触点可以用于连接变流器,第一动触点可以用于连接收发器。
46.需要说明的是,在变流器与控制装置没有断开连接的情况下,第一动触点为常开触点,也就是第一动触点与第一节点不连接。
47.还需要说明的是,第二继电器与控制器连接,第二继电器在控制器的控制下动作。在变流器与控制装置断开连接的情况下,第二继电器可以根据来自控制器的控制信号,将第二动触点与第一节点连接。也就是说,第二继电器可以根据来自控制器的控制信号将变流器连接到收发器,实现变流器与控制装置的正常通信。
48.在另一示例中,切换开关模块可以包括第一接触器,也就是说,切换开关模块可以包括一个接触器。
49.可选地,第一接触器的第一端可以用于连接变流器,第一接触器的第二端可以用于连接第一节点。
50.需要说明的是,在变流器与控制装置没有断开连接的情况下,第一接触器为常开状态,也就是第一接触器与第一节点不连接。
51.还需要说明的是,第一接触器可以与控制器连接,第一接触器在控制器的控制下动作。在变流器与控制装置断开连接的情况下,第一接触器可以根据来自控制器的控制信号闭合。也就是说,第一继电器可以根据来自控制器的控制信号将变流器连接到收发器,实现变流器与控制装置的正常通信。
52.在又一示例中,切换开关模块可以包括第一功率管和第二功率管,也就是说,切换开关模块包括两个功率管模块。
53.可选地,第一功率管和第二功率管可以分别为igbt、mosfet或者三极管中的任意一项。当然,还可以采用其他功率管,本技术实施例不做限定。
54.进一步地,第一功率管和第二功率管各自的控制极可以分别用于连接控制器,第一功率管和第二功率管各自的第一极(如第一功率管和第二功率管各自的发射极)可以分别用于连接变流器,第一功率管和第二功率管各自的第二极(如第一功率管和第二功率管各自的集电极)可以用于连接第一节点。
55.需要说明的是,在变流器与控制装置没有断开连接的情况下,第一功率管和第二功率管都为关断状态。
56.还需要说明的是,第一功率管和第二功率管可以分别可以与控制器连接,第一功率管和第二功率管在控制器的控制下动作。在变流器与控制装置断开连接的情况下,第一功率管和第二功率管可以根据来自控制器的控制信号导通。也就是说,第一功率管和第二功率管可以根据来自控制器的控制信号将变流器连接到收发器,实现变流器与控制装置的正常通信。
57.在一种可能的实现方式中,收发器与变流器之间可以通过控制总线连接。控制总线可以为控制器局域网络(controller area network,can)总线。
58.第二方面,本技术提供了一种微电网系统,可以包括至少一个变流器、发电系统、负载和上述第一方面及其可能的实现方式提供的控制装置。
59.控制装置可以与至少一个变流器连接。至少一个变流器还与发电系统和负载系统连接;
60.控制装置可以用于:控制至少一个变流器;
61.至少一个变流器可以用于:将发电系统输出的直流电变换为交流电并提供给负载。
62.在一种可能的实现方式中,微电网系统可以包括一个变流器。
63.可选地,变流器的第一端可以连接收发器,变流器的第二端可以连接切换开关模块。
64.在另一种可能的实现方式中,微电网系统可以包括多个变流器。
65.可选地,多个变流器可以串联,构成第一支路。第一支路的第一端可以连接收发器,第一支路的第二端可以连接切换开关模块。
66.需要说明的是,第二方面与本技术的第一方面的技术方案一致,各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似,不再赘述。
附图说明
67.为了更清楚地说明本技术实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本技术实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
68.图1为本技术实施例中的控制装置的结构性示意图;
69.图2为本技术实施例中的控制装置的结构性示意图;
70.图3为本技术实施例中的控制装置的工作原理示意图;
71.图4为本技术实施例中的控制装置的结构性示意图;
72.图5为本技术实施例中的切换开关模块的结构性示意图;
73.图6为本技术实施例中的控制装置的结构性示意图;
74.图7为本技术实施例中的控制装置的工作原理示意图;
75.图8为本技术实施例中的切换开关模块的结构性示意图;
76.图9为本技术实施例中的控制装置的结构性示意图;
77.图10为本技术实施例中的控制装置的工作原理示意图;
78.图11为本技术实施例中的切换开关模块的结构性示意图;
79.图12为本技术实施例中的控制装置的结构性示意图;
80.图13为本技术实施例中的切换开关模块的结构性示意图;
81.图14为本技术实施例中的控制装置的结构性示意图;
82.图15为本技术实施例中的控制装置的结构性示意图;
83.图16为本技术实施例中的控制装置的结构性示意图;
84.图17为本技术实施例中的微电网系统的结构性示意图;
85.图18为本技术实施例中的微电网系统的结构性示意图;
86.图19为本技术实施例中的微电网系统的工作原理示意图;
87.图20为本技术实施例中的微电网系统的工作原理示意图。
具体实施方式
88.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术中的附图,对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,
而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
89.本技术的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
90.应当理解,在本技术中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“a和/或b”可以表示:只存在a,只存在b以及同时存在a和b三种情况,其中a,b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
91.微电网系统可以依靠自身的控制能力实现功率平衡控制和电能质量管理等方面的功能。微电网系统一般包括发电系统(以光伏发电系统ppgs为例)、控制装置、变流器(即能量转换装置,起到整流或者逆变的作用)和负载(以交流负载(alternating current load,acl)为例)等。控制装置与变流器之间需要通过控制总线连接,实现控制装置与变流器的通信。
92.但是,由于控制装置与变流器的距离较远,也就是说控制装置与变流器之间的控制总线较长,在微电网系统长期运行过程中,控制总线容易出现故障(如断路等)。控制总线出现故障后,相关变流器则无法与控制装置再进行通信,影响变流器的正常运行,进而影响整个微电网系统的正常运行。
93.为了解决上述问题,本技术实施例提供一种控制装置,如图1所示。控制装置100可以包括控制器101和切换开关模块103。
94.参考图1,控制器101可以包括第一端和第二端。切换开关模块103可以包括第一端和第二端。变流器(power control system,pcs)可以包括第一端、第二端、第三端和第四端。
95.其中,控制器101的第一端连接切换开关模块103的第一端,控制器101的第二端可以连接变流器pcs的第一端,变流器pcs的第二端可以连接切换开关模块103的第二端,变流器pcs的第三端通过直流母线(direct current bus,dcb)可以连接光伏发电系统ppgs,变流器pcs的第四端可以连接交流负载acl。
96.需要说明的是,控制器的第一端、控制器的第二端、切换开关模块的第一端、切换开关模块的第二端、变流器的第一端和变流器的第二端均用于传输变流器的运行信号(即用于通信,在图中用虚线表示,图中的虚线均表示通信线),变流器的第三端和变流器的第四端均用于传输功率(在图中用实线表示)。
97.根据上述连接关系,可以进一步得到:
98.控制器101可以用于:在收到(如来自检测装置等的)断路信息(用于指示变流器pcs与控制器101断开连接,也可以说用于指示变流器pcs与控制器101之间的第一通信链路
断开连接,如变流器pcs与控制器101之间的控制总线发生断路等)时,发送第一控制信号(为用于控制切换开关模块103的控制信号)给切换开关模块103。控制器101还可以用于根据变流器pcs的运行信号(可以包括变流器pcs的电流信号和电压信号)控制变流器pcs。
99.切换开关模块103可以用于:根据第一控制信号将变流器pcs通过第二通信链路连接到控制器101。
100.变流器pcs可以用于:将光伏发电系统ppgs输出的直流电(direct current,dc)变换为交流电(alternating current,ac)并提供给交流负载acl。
101.可以看出控制器101与切换开关模块103之间直接通信。切换开关模块103收到第一控制信号,就可以进行切换,实现变流器pcs与控制器101断开连接时变流器pcs通过第二通信链路(可以参考图3中的l2)与控制器101的连接。
102.本技术实施例提供的控制装置通过切换开关模块可以将与控制器断开连接的变流器连接到控制器,提高了变流器的可靠性和稳定性。
103.在一种可能的实现方式中,本技术实施例提供的控制装置100还可以包括收发器102和电阻r1(即第一电阻),如图2所示(图2中未示出光伏发电系统ppgs和交流负载acl)。
104.其中,收发器102的第一端可以与控制器101的第二端连接,收发器102的第二端和电阻r1可以分别与节点a(即第一节点)连接。变流器pcs的第一端可以通过第一通信链路(即图2中的控制总线cb1)连接节点a(也就是变流器pcs可以通过节点a与收发器102连接),变流器pcs的第二端可以通过控制总线cb2连接切换开关模块103的第二端。
105.收发器102可以用于:将变流器pcs的运行信号发送给控制器101。
106.电阻r1可以用于:避免对变流器pcs的运行信号中的干扰信号的影响。
107.可选地,变流器pcs的运行信号可以包括变流器pcs的电流信号和电压信号。那么,干扰信号可以包括电流信号中的纹波电流信号和电压信号中的纹波电压信号。
108.可选地,控制器101可以根据变流器pcs的运行信号,发送第二控制信号给收发器102。
109.进而,收发器102还可以用于:将第二控制信号发送给变流器pcs,使变流器pcs按照第二控制信号运行,实现控制器101对变流器pcs的控制。
110.需要说明的是,只有在变流器pcs与控制装置100断开连接的情况下,切换开关模块103才与节点a连接。也就是说,在变流器pcs与控制装置100未断开连接(即正常通信)的情况下,切换开关模块103不与节点a连接。
111.可以看出,控制器101与收发器102之间的通信是双向的。由于切换开关模块103可以发送自身的状态(如断开状态或者闭合状态)给控制器101,所以控制器101与切换开关模块103之间的通信也是双向的,如图1中虚线所示。
112.例如,如图3所示,控制总线cb1(即第一通信链路)发生断路(即变流器pcs与控制装置100断开连接),在控制器101的控制下,切换开关模块103通过第二通信链路l2与节点a连接,也就是切换开关模块103将变流器pcs连接到节点a,进而实现变流器pcs与收发器102的通信,不影响变流器pcs的正常工作,同时,也不会对控制装置100造成影响。
113.还需要说明的是,控制总线cb1和控制总线cb2可以均为控制器局域网络(controller area network,can)总线。当然,控制总线cb1和控制总线cb2还可以为其他类型的总线,本技术实施例不做限定。
114.进一步地,can总线可以包括高位数据线(可以用can-h表示)和低位数据线(可以用can-l表示)共两路数据线。此处的高位数据线can-h和低位数据线can-l是相对而言的。也就是说,变流器pcs可以通过控制总线cb1中的高位数据线can-h和低位数据线can-l与节点a连接,变流器pcs也可以通过控制总线cb2中的高位数据线can-h和低位数据线can-l与切换开关模块103连接。
115.由于can总线包括两路数据线(也就是控制总线cb1包括两路数据线),所以图1中与控制总线cb1连接的节点本质上为一个节点,即节点a。
116.在一种可能的实现方式中,控制装置100还可以包括电阻r2(即第二电阻),如图4所示。电阻r2可以与切换开关模块103连接。
117.与电阻r1类似,电阻r2也可以用于避免对变流器pcs的运行信号中的干扰信号的影响。
118.需要说明的,只有在变流器pcs与节点a之间的控制总线cb1断开连接的情况下,切换开关模块103才通过第二通信链路l2与节点a连接。也就是说,在变流器pcs与节点a之间的控制总线cb1未断开连接(即变流器pcs与控制装置100正常通信)的情况下,切换开关模块103与电阻r2连接。
119.进一步地,在一示例中,如图5所示,切换开关模块103可以为继电器r(relay)1。继电器r11可以包括静触点c1、动触点c2(即第一动触点)和动触点c3(即第二动触点)。也就是说,继电器r11可以包括一个静触点和两个动触点。
120.如图6所示,静触点c1(图6中未标出,可以参考图5)可以用于连接变流器pcs连接。动触点c2(图6中未标出,可以参考图5)可以用于与节点a连接,也就是动触点c2用于连接收发器102。动触点c3(图6中未标出,可以参考图5)可以用于连接电阻r2。
121.需要说明的是,在变流器pcs与控制装置100没有断开连接(即变流器pcs与控制装置100正常通信)的情况下,动触点c3为常闭触点,也就是动触点c3一直与电阻r2连接。动触点c2为常开触点,也就是动触点c2与节点a不连接,如图6所示。
122.还需要说明的是,继电器r11与控制器101连接,继电器r11在控制器101的控制下动作。在变流器pcs与控制装置100断开连接(如控制总线cb1发生断路等)的情况下,如图7所示,继电器r11可以根据来自控制器101的控制信号,断开动触点c3与电阻r2的连接,并将动触点c2与节点a连接。也就是说,继电器r11可以根据来自控制器101的控制信号将变流器pcs连接到收发器102,实现变流器pcs与控制装置100的正常通信。
123.在另一示例中,切换开关模块103可以包括接触器k1(即第一接触器)和接触器k2,如图8所示。其中,接触器k1的第一端(即图8中接触器k1的下端)和接触器k2的第一端(即图8中接触器k2的下端)可以分别用于连接变流器pcs,接触器k1的第二端(即图8中接触器k1的上端)可以用于连接节点a,接触器k2的第二端(即图8中接触器k2的上端)可以用于连接电阻r2。
124.需要说明的是,在变流器pcs与控制装置100没有断开连接(即变流器pcs与控制装置100正常通信)的情况下,接触器k1为常开状态,也就是接触器k1与节点a不连接。接触器k2为常闭状态,也就是接触器k2一直与电阻r2连接,如图9所示。
125.还需要说明的是,接触器k1和接触器k2分别可以与控制器101连接,接触器k1和接触器k2在控制器101的控制下动作。在变流器pcs与控制装置100断开连接(如控制总线cb1
发生断路等)的情况下,如图10所示,接触器k1可以根据来自控制器101的控制信号闭合。也就是说,接触器k1可以根据来自控制器101的控制信号将变流器pcs连接到收发器102,实现变流器pcs与控制装置100的正常通信。接触器k2可以根据来自控制器101的控制信号断开。
126.在又一示例中,切换开关模块103可以包括功率管模块m1(即第一功率管模块)和功率管模块m2(即第二功率管模块),如图11所示。其中,功率管模块m1的第一极(即图11中功率管模块m1的下端,可以说是功率管模块m1的发射极)和功率管模块m2的第一极(即图11中功率管模块m2的下端,可以说是功率管模块m2的发射极)分别用于连接变流器pcs,功率管模块m1的第二极(即图11中功率管模块m1的上端,可以说是功率管模块m1的集电极)可以用于连接节点a,功率管模块m2的第二极(即图11中功率管模块m2的上端,可以说是功率管模块m2的集电极)可以用于连接电阻r2。
127.进一步地,参考图11,功率管模块m1可以包括第一功率管(即功率管模块m1中左侧的功率管)和第二功率管(即功率管模块m1中右侧的功率管),功率管模块m2可以包括第三功率管(即功率管模块m2中左侧的功率管)和第四功率管(即功率管模块m2中右侧的功率管)。
128.可选地,第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管可以分别为绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt)、绝缘栅型场效应管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet)或者三极管(triode)中的任意一项。当然,还可以采用其他功率管,本技术实施例不做限定,本技术实施例以igbt为例进行说明。
129.继续参考图11,第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管各自的控制极分别用于连接控制器101,第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管各自的第一极(即图11中第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管各自的发射极)可以分别用于连接变流器pcs,第一功率管和第二功率管各自的第二极(即图11中第一功率管和第二功率管各自的集电极)可以用于连接节点a,第三功率管和第四功率管各自的第二极(即图11中第三功率管和第四功率管各自的集电极)可以用于连接电阻r2。
130.需要说明的是,在变流器pcs与控制装置100没有断开连接(即变流器pcs与控制装置100正常通信)的情况下,功率管模块m1为关断状态(即图12中功率管模块m1中的两个功率管都为关断状态),功率管模块m2为导通状态(即图12中功率管模块m2中的两个功率管都为导通状态),如图12所示。
131.还需要说明的是,功率管模块m1和功率管模块m2分别可以与控制器101连接,功率管模块m1和功率管模块m2在控制器101的控制下动作。在变流器pcs与控制装置100断开连接(如控制总线cb1发生断路等)的情况下,功率管模块m1可以根据来自控制器101的控制信号导通。也就是说,功率管模块m1可以根据来自控制器101的控制信号将变流器pcs连接到收发器102,实现变流器pcs与控制装置100的正常通信。功率管模块m2可以根据来自控制器101的控制信号关断。
132.可以理解的,在控制装置包括电阻r2的情况下,切换开关模块103的形式不局限于以上三种示例,还可以采用其他形式,本技术实施例不做限定。
133.在另一种可能的实现方式中,图1中的切换开关模块103可以包括继电器r12,如图13所示。继电器r12可以包括静触点c1和动触点c2(即第一动触点)。也就是说,继电器r11可
以包括一个静触点和一个动触点。
134.如图14所示,静触点c1(图14中未标出,可以参考图13)可以用于连接变流器pcs连接。动触点c2(图14中未标出,可以参考图13)可以用于与节点a连接,也就是动触点c2可以用于连接收发器102。
135.需要说明的是,在变流器pcs与控制装置100没有断开连接(即变流器pcs与控制装置100正常通信)的情况下,动触点c2为常开触点,也就是动触点c2与节点a不连接,如图14所示。
136.还需要说明的是,继电器r12与控制器101连接,继电器r12在控制器101的控制下动作。在变流器pcs与控制装置100断开连接(如控制总线cb1发生断路等)的情况下,继电器r12可以根据来自控制器101的控制信号,将动触点c2与节点a连接。也就是说,继电器r12可以根据来自控制器101的控制信号将变流器pcs连接到收发器102,实现变流器pcs与控制装置100的正常通信。
137.在又一种可能的实现方式中,图1中的切换开关模块103可以包括接触器k1(即第一接触器)如图15所示。其中,接触器k1的第一端(即图15中接触器k1的下端)可以用于连接变流器pcs,接触器k1的第二端(即图15中接触器k1的上端)可以用于连接节点a。
138.需要说明的是,在变流器pcs与控制装置100没有断开连接(即变流器pcs与控制装置100正常通信)的情况下,接触器k1为常开状态,也就是接触器k1与节点a不连接,如图15所示。
139.还需要说明的是,接触器k1可以与控制器101连接,接触器k1在控制器101的控制下动作。在变流器pcs与控制装置100断开连接(如控制总线cb1发生断路等)的情况下,接触器k1可以根据来自控制器101的控制信号闭合。也就是说,继电器r11可以根据来自控制器101的控制信号将变流器pcs连接到收发器102,实现变流器pcs与控制装置100的正常通信。
140.在又一种可能的实现方式中,如图16所示,图1中的切换开关模块103可以包括第一功率管(即切换开关模块103中左侧的功率管)和第二功率管(即切换开关模块103中右侧的功率管),也就是说,切换开关模块103包括一个功率管模块。
141.可选地,第一功率管和第二功率管可以分别为igbt、mosfet或者三极管中的任意一项。当然,还可以采用其他功率管,本技术实施例不做限定,本技术实施例以igbt为例进行说明。
142.继续参考图16,第一功率管和第二功率管各自的控制极分别用于连接控制器101,第一功率管和第二功率管各自的第一极(即图16中第一功率管和第二功率管各自的发射极)可以分别用于连接变流器pcs,第一功率管和第二功率管各自的第二极(即图16中第一功率管和第二功率管各自的集电极)可以用于连接节点a。
143.需要说明的是,在变流器pcs与控制装置100没有断开连接(即变流器pcs与控制装置100正常通信)的情况下,功率管模块m1为关断状态(即图12中功率管模块m1中的两个功率管都为关断状态)。
144.还需要说明的是,第一功率管和第二功率管可以分别可以与控制器101连接,第一功率管和第二功率管在控制器101的控制下动作。在变流器pcs与控制装置100断开连接(如控制总线cb1发生断路等)的情况下,第一功率管和第二功率管可以根据来自控制器101的控制信号导通。也就是说,第一功率管和第二功率管可以根据来自控制器101的控制信号将
变流器pcs连接到收发器102,实现变流器pcs与控制装置100的正常通信。
145.本技术实施例提供了一种微电网系统,如图17所示。微电网系统10可以包括一个变流器(即图17中的变流器pcs1)、光伏发电系统ppgs、交流负载acl和上述实施例提供的控制装置100。控制装置100可以用于控制变流器pcs1。
146.参考图17,变流器pcs1的第一端通过节点a连接控制装置100中的收发器102,变流器pcs1的第二端连接控制装置100中的切换开关模块103。其中,节点a与变流器pcs1之间通过控制总线cb1连接,切换开关模块103与变流器pcs1之间通过控制总线cb2连接。变流器pcs1的第三端通过直流母线dcb连接光伏发电系统ppgs,变流器pcs1的第四端连接交流负载acl。
147.于是,光伏发电系统ppgs可以将太阳能变换为直流电,并将直流电传输至直流母线dcb。可以看出,直流母线dcb起到了功率汇集的作用。直流母线dcb上的直流电传输至变流器pcs1的第三端(即输入端),变流器pcs1可以将直流母线dcb传输的直流电变换为交流电,并通过变流器pcs1的第四端(即输出端)提供给交流负载acl(即为交流负载acl供电)。可以看出,变流器pcs1起到了逆变的作用。
148.需要说明的是,变流器pcs1与收发器102之间的控制总线cb1发生断路(即变流器pcs1与控制装置100断开连接)的情况下,切换开关模块103才与节点a连接。
149.可以理解的,变流器pcs1与收发器102之间的控制总线cb1发生断路的情况下,在控制器101的控制下,切换开关模块103与节点a连接,也就是切换开关模块103将变流器pcs连接到节点a,进而实现变流器pcs1与收发器102的通信,不影响变流器pcs1的正常工作,同时,也不会对控制装置100和微电网系统10造成影响。
150.还需要说明的是,微电网系统10可以包括一个或多个光伏发电系统ppgs。包括多个光伏发电系统ppgs的情况下,多个光伏发电系统ppgs中的每个光伏发电系统ppgs分别与直流母线dcb连接(也就是多个光伏发电系统ppgs分别与直流母线dcb并联),并将自身输出的直流电传输至直流母线dcb。
151.当然,除了光伏发电系统ppgs,微电网系统10还可以包括风力发电系统和储能系统等,本技术实施例暂不做详细介绍。
152.本技术实施例还提供了一种微电网系统,如图18所示。与图17不同的是,图18所示的微电网系统10中包括n个(即多个)变流器(即图18中的变流器pcs1、变流器pcs2、

、变流器pcsn)。
153.可选地,n个变流器串联,构成第一支路。第一支路的第一端(即图18中变流器pcs1)可以通过节点a连接收发器102的第二端,第一支路的第二端(即图18中变流器pcsn)可以连接切换开关模块103的第二端。
154.也就是说,变流器pcs1的第一端与节点a连接,变流器pcs1的第二端与变流器pcs2的第一端连接,变流器pcs2的第二端与变流器pcs3的第一端连接。以此类推,变流器pcsn的第二端与切换开关模块103的第二端连接。
155.参考图18,变流器pcs1至变流器pcsn各自的第三端通过直流母线dcb连接光伏发电系统ppgs,变流器pcs1至变流器pcsn各自的第四端分别连接交流负载acl。
156.于是,光伏发电系统ppgs可以将太阳能变换为直流电,并将直流电传输至直流母线dcb。可以看出,直流母线dcb起到了功率汇集的作用。直流母线dcb上的直流电传输到变
流器pcs1至变流器pcsn各自的第三端(即变流器pcs1至变流器pcsn各自的输入端),变流器pcs1至变流器pcsn分别可以将直流母线dcb传输的直流电变换为交流电,并通过变流器pcs1至变流器pcsn各自的第四端(即变流器pcs1至变流器pcsn各自的输出端)提供给交流负载acl(即为交流负载acl供电)。可以看出,变流器pcs1至变流器pcsn起到了逆变的作用。
157.需要说明的是,只有第一支路上发生断路(如变流器pcs3与变流器pcs4之间的控制总线断路)的情况下,切换开关模块103才与节点a连接。
158.在一种可能的实现方式中,继续参考图18,微电网系统10还可以包括电阻r2,电阻r2可以与切换开关模块103连接。
159.与电阻r1类似,电阻r2也用于避免对变流器pcs1至变流器pcsn各自的运行信号中的干扰信号(参考上文介绍)的影响。
160.需要说明的是,第一支路上未发生断路情况下,切换开关模块103与电阻r2连接。在第一支路上发生断路情况下,切换开关模块103从电阻r2切换到节点a。也就是说,切换开关模块103不与电阻r2连接,与节点a连接。
161.当然,除了光伏发电系统ppgs,微电网系统10还可以包括风力发电系统等发电系统,本技术实施例暂不做详细介绍。
162.在一示例中,如图19所示,微电网系统10可以包括5个变流器(即图19中的变流器pcs1、变流器pcs2、变流器pcs3、变流器pcs4和变流器pcs5)。
163.可选地,变流器pcs1、变流器pcs2、变流器pcs3、变流器pcs4和变流器pcs5串联,构成第一支路。第一支路的第一端(即图19中变流器pcs1)可以连接收发器102,第一支路的第二端(即图19中变流器pcs5)可以连接切换开关模块103。
164.同样需要说明的是,只有第一支路上发生断路(如变流器pcs3与变流器pcs4之间的控制总线断路)的情况下,切换开关模块103才与节点a连接。
165.例如,在变流器pcs2与变流器pcs3之间的控制总线发生断路的情况下,在控制器101的控制下,切换开关模块103从电阻r2(图19中未示出)切换到节点a,与节点a连接(切换开关模块103与电阻r2不连接),也就是切换开关模块103将变流器pcs3、变流器pcs4和变流器pcs5连接到节点a,进而实现变流器pcs3、变流器pcs4和变流器pcs5与收发器102的通信。
166.在另一示例中,如图20所示,在变流器pcs2与变流器pcs3之间的控制总线和变流器pcs3与变流器pcs4之间的控制总线分别发生断路的情况下,在控制器101的控制下,切换开关模块103从电阻r2(图20中未示出)切换到节点a,与节点a连接(切换开关模块103与电阻r2不连接),也就是切换开关模块103可以将变流器pcs4和变流器pcs5连接到节点a,进而实现变流器pcs4和变流器pcs5与收发器102的通信。在该实施例中,只有变流器pcs3不能正常工作,变流器pcs4和变流器pcs5可以正常工作,对微电网系统10的影响较小。
167.综合图17至图20可以看出,本技术实施例提供的控制装置可以实现一个变流器与控制装置的收发器之间断开连接后,通过切换开关模块将该变流器连接到控制装置的收发器,不影响变流器的正常工作,进而提高了微电网系统的可靠性和稳定性。同时,本技术实施例提供的控制装置可以实现多个变流器中相邻两个变流器之间断开连接后,通过切换开关模块将断路处以后的变流器连接到控制装置的收发器,不影响断路处以后的变流器连的正常工作,减小对整个微电网系统的影响。
168.需要说明的是,图17至图20中的微电网系统中的切换开关模块103可以参考上述
实施例,本技术实施例不再赘述。
169.在上述实施例中,对各个实施例的描述各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
170.以上所述,仅为本技术示例性的具体实施方式,但本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
再多了解一些

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