一种关断控制系统和方法技术方案

本申请公开了关断控制系统和方法，以提高分布式发电系统的可用性。关断控制系统的主电路包括电能变换单元和关断单元；关断单元是多个关断电路的输出端串联构成的串联电路，或者是多个所述串联电路的输出端相并联构成的串并联电路，每个关断电路的输入端分别连接至少一个直流电源；关断控制系统的控制电路包括SCU、TCU和PCU；SCU周期性地发送第一通信信号，直至接收到第一用户命令时停止发送；TCU通过控制电能变换单元的启停来控制发电系统的运行状态；PCU判断预设时间内是否接收到第一通信信号，并判断发电系统是否处于发电运行状态，若至少一个条件成立，控制关断电路运行于正常工作模式，否则控制关断电路运行于安全模式。

A Turn-off Control System and Method

This application discloses the shutdown control system and method to improve the availability of distributed generation system. The main circuit of the turn-off control system includes the power conversion unit and the turn-off unit; the turn-off unit is a series circuit consisting of the output terminals of multiple turn-off circuits in series, or a series-parallel circuit consisting of the output terminals of the multiple series circuits in parallel, each of which is connected with at least one DC power supply at the input end; the control circuit of the turn-off control system includes SCU, TCU and P. CU; SCU sends the first communication signal periodically until it receives the first user's command; TCU controls the operation state of the power generation system by controlling the start and stop of the power conversion unit; PCU judges whether the first communication signal is received within the preset time and whether the power generation system is in the operation state of power generation, and if at least one condition is established, controls the operation of the shutdown circuit. In normal working mode, otherwise the control shutdown circuit operates in safe mode.

【技术实现步骤摘要】
一种关断控制系统和方法
本专利技术涉及触电保护
，更具体地说，涉及一种关断控制系统和方法。
技术介绍
在分布式发电系统中，单个直流电源输出往往不足以提供实际需求的电压、功率，因此需要将多个直流电源串并联在一起以满足设计要求。但是，多个直流电源串并联后的整体输出电压可达数百伏甚至上千伏，当有人员接近时，可能引发严重的触电事故。一种现有的触电保护方案是在每个直流电源上分别安装一个关断电路，当有人员接近时通过人工触发主机装置，发送关断指令控制所有的关断电路断开直流电源，使直流电源串并联后的整体输出电压落在安全电压以内。但该方案实施过程中可能出现通信信号被吸收或被遮挡等通信链路异常情况，导致某些关断电路无法接收到关断指令而关断失败，因此又对其进行了如下改进：主机装置还向各个关断电路发送心跳信号，关断电路一旦丢失主机装置的心跳信号，就知晓通信链路已中断，此时直接断开直流电源。该改进方案能够在通信链路中断情况下，保证直流电源断开连接。但是该改进方案存在的问题是：通信链路多次出现临时性或随机性的异常时，会造成直流电源频繁断开连接，这严重影响分布式发电系统的可用性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种关断控制系统和方法，以提高具有触电保护功能的分布式发电系统的可用性。一种关断控制系统，包括主电路和控制电路；所述主电路包括连接在直流母线上的电能变换单元和关断单元；所述关断单元是将多个关断电路的输出端串联在一起构成的串联电路，或者是将多个所述串联电路的输出端并联在一起构成的串并联电路，每个关断电路的输入端分别连接分布式发电系统中的至少一个直流电源；所述电能变换单元的启停决定所述分布式发电系统是处于发电运行状态还是停机状态；所述控制电路包括：系统控制单元SCU、变换控制单元TCU，以及与所述关断电路对应设置的电源控制单元PCU；其中，SCU用于周期性地发送第一通信信号，直至接收到第一用户命令时，才停止发送第一通信信号；TCU用于控制所述电能变换单元的启停；PCU用于判断在预设时间内是否接收到SCU发送的第一通信信号，以及判断所述分布式发电系统是否处于发电运行状态，若至少一个条件成立，控制本PCU对应的关断电路运行于正常工作模式，若两个条件都不成立，控制本PCU对应的关断电路运行于安全模式；所述安全模式，是指限制关断电路的输出电压，以使得所述串联电路的输出电压落在安全电压以内；所述正常工作模式，是指除所述安全模式之外的模式。可选的，所述第一通信信号还用于请求PCU进行通信回复。可选的，SCU停止发送第一通信信号后，还用于发送第二通信信号，所述第二通信信号用于请求PCU进行通信回复。可选的，PCU还用于在判断出所述分布式发电系统处于停机状态，并且接收到所述第二通信信号时，控制本PCU对应的关断电路运行于安全模式。可选的，PCU控制关断电路运行于安全模式，具体是指：控制关断电路输入端的电压等于本关断电路输入端所连接的直流电源的开路电压；或者，控制关断电路输入端的电流等于本关断电路输入端所连接的直流电源的短路电流；或者，直接切断本关断电路的输入端与输出端之间的连接；或者，直接控制本关断电路停机；或者，控制关断电路输入端或输出端的电压保持在一不为零的定值；或者，控制关断电路输入端或输出端的电压在设定的范围内周期性变化。可选的，所述关断电路包括开关和二极管，其中：所述二极管反并联在本关断电路的输出端；所述开关连接在本关断电路的输入端与输出端之间，或者所述开关并联在所述关断电路的输入端或者输出端上；或者，所述关断电路为DC/DC变换器。可选的，所述电能变换单元为所述分布式发电系统中现有的逆变器或储能变换器。可选的，PCU判定所述分布式发电系统处于停机状态的判据为：所有直流电源输出电流或输出功率为0；或者，所有直流电源的电压为开路电压；或者，本PCU对应的任一关断电路输出端的电流或功率为0；或者，本PCU对应的任一关断电路输出端的电压为本关断电路的输出开路电压；或者，在本PCU对应的任一关断电路输出端的电压或电流中，具有特定频率的电压或电流的强度低于设定值；或者，任一关断电路输出端的电压或电流中出现预设的时域突变特征。一种关断控制方法，应用于关断控制系统，所述关断控制系统包括主电路和控制电路；所述主电路包括连接在直流母线上的电能变换单元和关断单元；所述关断单元是将多个关断电路的输出端串联在一起构成的串联电路，或者是将多个所述串联电路的输出端并联在一起构成的串并联电路，每个关断电路的输入端分别连接分布式发电系统中的至少一个直流电源；所述电能变换单元的启停决定所述分布式发电系统是处于发电运行状态还是停机状态；所述控制电路包括：SCU、TCU，以及与所述关断电路对应设置的PCU；其中，SCU用于周期性地发送第一通信信号，直至接收到第一用户命令时，才停止发送第一通信信号；TCU用于控制所述电能变换单元的启停；所述关断控制方法包括：PCU判断在预设时间内是否接收到SCU发送的第一通信信号，以及判断所述分布式发电系统是否处于发电运行状态，若至少一个条件成立，控制本PCU对应的关断电路运行于正常工作模式，若两个条件都不成立，控制本PCU对应的关断电路运行于安全模式；所述安全模式，是指限制关断电路的输出电压，以使得所述串联电路的输出电压落在安全电压以内；所述正常工作模式，是指除所述安全模式之外的模式。可选的，SCU停止发送第一通信信号后，还用于发送第二通信信号，所述第一通信信号和所述第二通信信号均用于请求PCU进行通信回复。从上述的技术方案可以看出，本专利技术中的PCU除了能够根据SCU下达的第一通信信号判定关断电路应当运行的工作模式，还能够在因通信链路中断而导致PCU接收所述第一通信信号失败时，结合分布式发电系统的运行状态对关断电路的工作模式进行合理规划：若分布式发电系统处于停机状态，就让关断电路运行在安全模式，以消除触电隐患；若分布式发电系统处于发电运行状态，就让关断电路运行在正常工作模式，以保证分布式发电系统的可用性。从而，相较于在通信链路中断情况下直接让关断电路进入安全模式，这样的规划明显提高了分布式发电系统的可用性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种关断控制系统结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的一种关断电路结构示意图；图3为本专利技术实施例公开的一种关断控制方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，本专利技术实施例公开了一种应用于分布式发电系统内的关断控制系统，包括主电路和控制电路，其主电路包括连接在直流母线(图1中标识出的BUS+、BUS-分别表示直流母线的正、负极)上的电能变换单元和关断单元。所述关断单元是将多个关断电路的输出端串联在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种关断控制系统，其特征在于，包括主电路和控制电路；所述主电路包括连接在直流母线上的电能变换单元和关断单元；所述关断单元是将多个关断电路的输出端串联在一起构成的串联电路，或者是将多个所述串联电路的输出端并联在一起构成的串并联电路，每个关断电路的输入端分别连接分布式发电系统中的至少一个直流电源；所述电能变换单元的启停决定所述分布式发电系统是处于发电运行状态还是停机状态；所述控制电路包括：系统控制单元SCU、变换控制单元TCU，以及与所述关断电路对应设置的电源控制单元PCU；其中，SCU用于周期性地发送第一通信信号，直至接收到第一用户命令时，才停止发送第一通信信号；TCU用于控制所述电能变换单元的启停；PCU用于判断在预设时间内是否接收到SCU发送的第一通信信号，以及判断所述分布式发电系统是否处于发电运行状态，若至少一个条件成立，控制本PCU对应的关断电路运行于正常工作模式，若两个条件都不成立，控制本PCU对应的关断电路运行于安全模式；所述安全模式，是指限制关断电路的输出电压，以使得所述串联电路的输出电压落在安全电压以内；所述正常工作模式，是指除所述安全模式之外的模式。

【技术特征摘要】
1.一种关断控制系统，其特征在于，包括主电路和控制电路；所述主电路包括连接在直流母线上的电能变换单元和关断单元；所述关断单元是将多个关断电路的输出端串联在一起构成的串联电路，或者是将多个所述串联电路的输出端并联在一起构成的串并联电路，每个关断电路的输入端分别连接分布式发电系统中的至少一个直流电源；所述电能变换单元的启停决定所述分布式发电系统是处于发电运行状态还是停机状态；所述控制电路包括：系统控制单元SCU、变换控制单元TCU，以及与所述关断电路对应设置的电源控制单元PCU；其中，SCU用于周期性地发送第一通信信号，直至接收到第一用户命令时，才停止发送第一通信信号；TCU用于控制所述电能变换单元的启停；PCU用于判断在预设时间内是否接收到SCU发送的第一通信信号，以及判断所述分布式发电系统是否处于发电运行状态，若至少一个条件成立，控制本PCU对应的关断电路运行于正常工作模式，若两个条件都不成立，控制本PCU对应的关断电路运行于安全模式；所述安全模式，是指限制关断电路的输出电压，以使得所述串联电路的输出电压落在安全电压以内；所述正常工作模式，是指除所述安全模式之外的模式。2.根据权利要求1所述的关断控制系统，其特征在于，所述第一通信信号还用于请求PCU进行通信回复。3.根据权利要求2所述的关断控制系统，其特征在于，SCU停止发送第一通信信号后，还用于发送第二通信信号，所述第二通信信号用于请求PCU进行通信回复。4.根据权利要求3所述的关断控制系统，其特征在于：PCU还用于在判断出所述分布式发电系统处于停机状态，并且接收到所述第二通信信号时，控制本PCU对应的关断电路运行于安全模式。5.根据权利要求1所述的关断控制系统，其特征在于，PCU控制关断电路运行于安全模式，具体是指：控制关断电路输入端的电压等于本关断电路输入端所连接的直流电源的开路电压；或者，控制关断电路输入端的电流等于本关断电路输入端所连接的直流电源的短路电流；或者，直接切断本关断电路的输入端与输出端之间的连接；或者，直接控制本关断电路停机；或者，控制关断电路输入端或输出端的电压保持在一不为零的定值；或者，控制关断电路输入端或输出端的电压在设定的范围内周期性变化。6.根据权利要求5所述的关断控制系统，其特征在于，所述关断电路包括开关和二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞雁飞，倪华，杨宗军，陈华进，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34