本技术涉及电力电子,尤其涉及一种过电流保护的储能柜及控制方法。
背景技术:
1、在电力电子技术领域中,通常利用储能柜为负载(例如,本地用电设备或者电网等)供电,储能柜通常包括多个电池包和功率变换器,功率变换器将多个电池包(或者说电芯、电芯包等)传输的直流电能转换成交流电能传输至负载端。当储能柜出现电气故障而出现过流时,供电系统可能会因为短路或过载造成电缆线路过热超温导致起火风险,甚至可能造成多个电池包热失控而引起起火爆炸等安全事故。因此,当储能柜出现电气故障,也需要快速切断多个电池包与功率变换器之间的故障回路,以保证储能柜内多个电池包和负载端的用电安全。在现有技术中,通常利用断路器、熔断器或者接触器作为过流保护装置对储能柜进行保护,然而断路器和熔断器的生效时间较长,无法及时切断多个电池包和功率变换器的连接,控制时间长,适用性低;且接触器生效的故障电流范围较小,当故障电流较大,接触器可能存在烧蚀或熔焊,可靠性低,安全性低。
技术实现思路
1、本技术提供了一种过电流保护的储能柜及控制方法,可以在功率变换器的直流端的电流值过大时,及时断开多个电池包和功率变换器的电气连接,电路保护装置的体积小,响应速度快,同时提升系统的安全性,结构简单,设计成本低,适用性强。
2、第一方面,本技术提供了一种过电流保护的储能柜,该储能柜可包括多个电池包、电路保护装置和功率变换器。这里的电路保护装置可包括爆炸熔丝,多个电池包可通过正直流母线和负直流母线连接功率变换器的直流端,爆炸熔丝可连接于正直流母线和负直流母线中的任一直流母线上,功率变换器的交流端可用于连接负载。这里的爆炸熔丝可用于在功率变换器的直流端的电流值大于或等于第一电流阈值时,断开该任一直流母线与多个电池包和功率变换器的电气连接。
3、可以理解,供电系统里面的储能柜可以向负载传输电能,当供电系统发生电气故障,如储能柜内或者储能柜与负载之间的连接线发生短路故障,或者负载端过载,供电系统可能会因为短路或过载造成电缆线路过热超温导致起火风险,甚至可能造成多个电池包热失控而引起起火爆炸等安全事故。为了防止供电系统电气故障对储能柜产生影响,需要快速切断多个电池包与功率变换器之间的故障回路,以保证储能柜内多个电池包和负载端的用电安全。在本技术中,爆炸熔丝可以连接于正直流母线或负直流母线中的任一直流母线上。可以理解,在供电系统发生故障,导致功率变换器直流端的电流值过大,例如大于或等于第一电流阈值时,爆炸熔丝可以接收储能柜内部的控制器的控制指令断开,或者接收储能柜外部的中控系统等功能模块的控制指令断开,进而通过爆炸熔丝所连接的直流母线断开多个电池包与功率变换器的电气连接,以对储能柜中的多个电池包和电子元件进行保护。这里,功率变换器的直流端的电流值可以是功率变换器的正直流端的电流值,也可以是功率变换器的负直流端的电流值,还可以是功率变换器的正直流端的电流值和负直流端的电流值经过加权计算等过程之后得到的电流值。在本技术中,为了表述方便,将储能柜内部的控制器、储能柜外部的中控系统或者供电系统中具有控制功能的其他功能模块统称为控制模块,以下不再赘述。采用本技术,可以在功率变换器的直流端的电流值过大时,及时断开多个电池包和功率变换器的电气连接,电路保护装置的体积小,响应速度快,同时提升系统的安全性,结构简单,设计成本低,适用性强。
4、结合第一方面,在第一种可能的实施方式中,这里的电路保护装置还可包括熔断器,这里的爆炸熔丝可连接于正直流母线和负直流母线中的任一直流母线上,通断器可连接于正直流母线和负直流母线中的另一直流母线上。这里的熔断器可用于在功率变换器的直流端的电流值大于或等于第二电流阈值时,断开该另一直流母线与多个电池包和功率变换器的电气连接。这里,第二电流阈值大于或等于第一电流阈值。
5、在本技术中,爆炸熔丝可以连接于正直流母线或负直流母线中的任一直流母线上,熔断器可以连接于另一根直流母线上。可以理解,在供电系统发生故障,导致功率变换器直流端的电流值过大,例如大于或等于第一电流阈值时,爆炸熔丝可以接收储能柜内部的控制器的控制指令断开,或者接收储能柜外部的中控系统等功能模块的控制指令断开,进而通过爆炸熔丝所连接的直流母线断开多个电池包与功率变换器的电气连接,以对储能柜中的多个电池包和电子元件进行保护。可以理解,在供电系统发生故障,导致功率变换器直流端的电流值过大,例如大于或等于第二电流阈值时,熔断器可以由于过流产生的热能熔断,进而通过熔断器所连接的直流母线断开多个电池包与功率变换器的电气连接,以对储能柜中的多个电池包和电子元件进行保护。这里,第二电流阈值可以大于或等于第一电流阈值。具体而言,在电气故障导致功率变换器的直流端的电流超过第一电流阈值时,由于工作原理不同,导致爆炸熔丝的作用时间比熔断器的生效时间更短,可以及时通过爆炸熔丝断开多个电池包与功率变换器的连接。在电气故障导致功率变换器的直流端的电流超过第二电流阈值时,故障电流更大,产生的热能更多,熔断器可以更快熔断,缩短熔断器的生效时间,也可以及时通过熔断器断开多个电池包与功率变换器的连接。更进一步地,在一些供电安全标准中,也要求储能柜内部具有双重电路保护措施,以便在其中一种保护措施,可以通过另一种保护措施对储能柜进行保护,例如,在爆炸熔丝失效时,可以通过熔断器断开多个电池包和功率变换器的电气连接,以提高供电系统的安全性。
6、结合第一方面或第一方面第一种可能的实施方式,在第二种可能的实施方式中,储能柜还可以包括控制器。这里,控制器可与爆炸熔丝通信连接。这里的控制器可以用于在功率变换器的直流端的电流值大于或等于第一电流阈值时,控制爆炸熔丝断开其连接的任一直流母线与多个电池包和功率变换器的电气连接。这里,控制器可以在功率变换器的直流端的电流值过大,例如大于或等于第一电流阈值时,向电路保护装置中具有电路分断功能的元件发送分断指令,例如向爆炸熔丝发出分断指令,以通过爆炸熔丝断开多个电池包和功率变换器的电气连接,控制方法简便,适用性强。
7、结合第一方面或第一方面任一种可能的实施方式,在第三种可能的实施方式中,这里的电路保护装置还可包括接触器,接触器可连接于多个电池包和功率变换器之间。这里的接触器可用于在功率变换器的直流端的电流值大于或等于第三电流阈值时,断开多个电池包和功率变换器的电气连接。这里,第三电流阈值小于或等于第一电流阈值。这里的接触器可以作为一种对储能柜进行保护电路的开关装置。可以理解,在电气故障导致功率变换器的直流端的电流值过大时,接触器可以接收控制模块的控制指令断开,或者接收储能柜外部的中控系统等功能模块的控制指令断开,进而断开多个电池包与功率变换器的电气连接,以对储能柜中的多个电池包和电子元件进行保护。同时可以理解,在电气故障被修复,需要储能柜恢复为负载供电时,接触器可以接收控制模块的控制指令闭合,进而重新导通多个电池包与功率变换器的电气连接。这里,电路保护装置可以包括一个接触器,也可以包括多个接触器。在包括一个接触器时,可以通过一个接触器控制多个电池包和功率变换器之间的电气连接,简便灵活,节约成本,提高储能柜的集成度;在包括多个接触器时,可以通过多个接触器满足多个电池包与功率变换器的安全距离,进一步提高供电系统的安全性。
8、结合第一方面或第一方面任一种可能的实施方式,在第四种可能的实施方式中,这里的电路保护装置还可包括漏电流检测电路,漏电流检测电路可连接功率变换器的正直流端和负直流端。这里的漏电流检测电路可用于获取功率变换器的直流端的电流值,并基于功率变换器的直流端的电流值获得功率变换器的直流端和大地之间的电流值。这里的接触器还可用于在漏电流检测电路检测到功率变换器的直流端和大地之间的电流值大于或等于第一对地电流阈值时,断开多个电池包和功率变换器的电气连接。
9、可以理解,供电系统的电气故障可以包括差模短路故障,例如直流主功率回路也即多个电池包和功率变换器之间的正负直流母线之间的绝缘被破坏,或者功率变换器中的开关管损坏,这可能导致功率变换器的直流侧的正负极之间电流不平衡,形成差模故障电流。供电系统的电气故障还可以包括共模短路故障,例如多个电池包或者正负直流母线与大地之间的绝缘被破坏,或者功率变换器与大地之间的绝缘被破坏,这可能导致功率变换器与大地之间电流不平衡,形成共模故障电流,或者说对地故障电流。进一步可以理解,这里的漏电流检测电路可以检测功率变换器的直流端的电流值,进而可以将功率变换器的直流端的电流值进行诸如矢量相加等计算之后,得到功率变换器的直流端和大地之间的电流值。进一步地,漏电流检测电路可以将这个电流值发送给控制模块,进而通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。这里,供电回路可以指储能柜中多个电池包、功率变换器和负载形成的供电回路,断开供电回路可以指断开储能柜中多个电池包和功率变换器的电气连接。漏电流检测电路也可以将功率变换器的直流端和大地之间的电流值与第一对地电流阈值的比较结果发送给控制模块,进而通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。漏电流检测电路也可以在功率变换器的直流端和大地之间的电流值大于或等于第一对地电流阈值时,直接生成控制指令指示储能柜中的电路分断元件断开供电回路。这里的电路分断元件可以是接触器或者爆炸熔丝等具有电路分断功能的器件。以接触器为例,在漏电流检测电路检测到功率变换器的直流端和大地之间的电流值大于或等于第一对地电流阈值时,接触器可以接收电流检测电路或者控制模块的控制指令,进而断开多个电池包和功率变换器的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
10、结合第一方面或第一方面任一种可能的实施方式,在第五种可能的实施方式中,这里的电路保护装置还可包括分流器和第一放大器,分流器可连接于多个电池包和功率变换器之间,第一放大器可连接分流器。这里的分流器可用于将功率变换器的直流端的电流分流至第一放大器。这里的第一放大器可用于将功率变换器的直流端的电流值以第一放大倍数放大,以得到放大后的电流值。这里的爆炸熔丝可用于在放大后的电流值大于或等于第四电流阈值时,断开多个电池包和功率变换器的电气连接。这里,第四电流阈值由第一电流阈值基于第一放大倍数得到。可以理解,在不同的应用场景中,储能柜进行供电的电流大小可能不相同,或者说功率变换器的直流端的电流大小也可能不同,这可能导致储能柜或者外部的中控系统无法直接将功率变换器的直流端的电流值与第一电流阈值进行比较。进一步可以理解,这里的分流器可以将功率变换器的直流端的电流分流至第一放大器,进而第一放大器可以将功率变换器的直流端的电流值以第一放大倍数放大,以得到放大后的电流值。相应地,储能柜也可以将第一电流阈值按照第一放大倍数进行放大,得到第四电流阈值。进而控制模块可以获取放大后的电流值,并将放大后的电流值和第四电流阈值进行比较。在放大后的电流值大于或等于第四电流阈值时,爆炸熔丝可以接收电流检测电路或者控制模块的控制指令,进而断开多个电池包和功率变换器的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
11、结合第一方面或第一方面任一种可能的实施方式,在第六种可能的实施方式中,这里的功率变换器可包括功率变换电路和电流采集电路。这里,功率变换电路的直流端可作为功率变换器的直流端通过正直流母线和负直流母线连接多个电池包,功率变换电路的交流端可作为功率变换器的交流端连接负载,电流采集电路可连接功率变换电路的交流端。这里的电流采集电路可用于获取功率变换电路的交流端的电流值,并基于功率变换电路的交流端的电流值获得功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。这里的爆炸熔丝或接触器还可用于在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,断开多个电池包和功率变换电路的电气连接。这里,对地故障电流还可以包括功率变换器的交流端与大地之间的电流。这里的电流采集电路可以检测功率变换电路的交流端的电流值,并基于功率变换电路的交流端的电流值获得功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。比如,当功率变换电路有多相交流端时,电流采集电路或者电流采集电路连接的计算模块或者控制模块可以将功率变换电路的各相交流端的电流值进行矢量相加,并将相加后的电流值的幅值作为功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。进一步地,电流采集电路可以将这个电流值发送给控制模块,进而通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。电流采集电路也可以连接具有比较功能的电路,或者与具有比较功能的电路集成,进而可以将功率变换电路的交流端和大地之间的电流值与第二对地电流阈值的比较结果发送给控制模块,并通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。电流采集电路也可以在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,直接生成控制指令指示储能柜中的电路分断元件断开供电回路。这里的电路分断元件可以是接触器或者爆炸熔丝等具有电路分断功能的器件。以爆炸熔丝为例,在功率变换器的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,爆炸熔丝可以接收电流采集电路或者控制模块的控制指令,进而断开多个电池包和功率变换器的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
12、结合第一方面第六种可能的实施方式,在第七种可能的实施方式中,这里的功率变换器还可包括继电器,继电器可连接于功率变换电路的交流端和负载之间。这里的继电器可用于在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,断开功率变换电路和负载的电气连接。这里,电流采集电路也可以连接具有比较功能的电路,或者与具有比较功能的电路集成,进而可以将功率变换电路的交流端和大地之间的电流值与第二对地电流阈值的比较结果发送给控制模块,并通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。电流采集电路也可以在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,直接生成控制指令指示储能柜中的电路分断元件断开供电回路。这里的电路分断元件可以是继电器、接触器或者爆炸熔丝等具有电路分断功能的器件。以继电器为例,在功率变换器的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,继电器可以接收电流采集电路或者控制模块的控制指令,进而断开功率变换器和负载的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
13、第二方面,本技术提供了一种储能柜,该储能柜可包括多个电池包、电路保护装置和功率变换器,电路保护装置可包括接触器,功率变换器可包括功率变换电路和电流采集电路。这里,功率变换电路的直流端可通过接触器、正直流母线和负直流母线连接多个电池包,功率变换电路的交流端可用于连接负载,电流采集电路可连接功率变换电路的交流端。这里的电流采集电路可用于获取功率变换电路的交流端的电流值,并基于功率变换电路的交流端的电流值获得功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。这里的接触器可用于在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,断开多个电池包和功率变换电路的电气连接。
14、可以理解,当供电系统发生故障,且对地故障电流包括功率变换器的交流端与大地之间的电流时,这里的电流采集电路可以检测功率变换电路的交流端的电流值,并基于功率变换电路的交流端的电流值获得功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。比如,当功率变换电路有多相交流端时,电流采集电路或者电流采集电路连接的计算模块或者控制模块可以将功率变换电路的各相交流端的电流值进行矢量相加,并将相加后的电流值的幅值作为功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。进一步地,电流采集电路可以将这个电流值发送给控制模块,进而通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。这里,断开供电回路可以指断开功率变换器和负载的电气连接。电流采集电路也可以在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,直接生成控制指令指示储能柜中的电路分断元件断开供电回路。这里的电路分断元件可以是接触器或者爆炸熔丝等具有电路分断功能的器件。以爆炸熔丝为例,在功率变换器的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,爆炸熔丝可以接收电流采集电路或者控制模块的控制指令,进而断开多个电池包和功率变换器的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
15、结合第二方面,在第一种可能的实施方式中,这里的功率变换器还可包括继电器,继电器可连接于功率变换电路的交流端和负载之间。这里的继电器可用于在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,断开功率变换电路和负载的电气连接。这里,电流采集电路可以将功率变换电路的交流端和大地之间的电流值发送给控制模块,进而通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。这里,断开供电回路可以指断开功率变换器和负载的电气连接。电流采集电路也可以连接具有比较功能的电路,或者与具有比较功能的电路集成,进而可以将功率变换电路的交流端和大地之间的电流值与第二对地电流阈值的比较结果发送给控制模块,并通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。电流采集电路也可以在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,直接生成控制指令指示储能柜中的电路分断元件断开供电回路。这里的电路分断元件可以是继电器、接触器或者爆炸熔丝等具有电路分断功能的器件。以继电器为例,在功率变换器的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,继电器可以接收电流采集电路或者控制模块的控制指令,进而断开功率变换器和负载的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
16、第三方面,本技术提供了一种过电流保护的储能柜的控制方法,该方法可适用于储能柜,该储能柜可包括多个电池包、电路保护装置和功率变换器,电路保护装置可包括爆炸熔丝,多个电池包可通过正直流母线和负直流母线连接功率变换器的直流端,爆炸熔丝可连接于正直流母线和负直流母线中的任一直流母线上,功率变换器的交流端可用于连接负载,该方法可包括:当功率变换器的直流端的电流值大于或等于第一电流阈值时,通过爆炸熔丝断开任一直流母线与多个电池包和功率变换器的电气连接。
17、在本技术中,爆炸熔丝可以连接于正直流母线或负直流母线中的任一直流母线上。可以理解,在供电系统发生故障,导致功率变换器直流端的电流值过大,例如大于或等于第一电流阈值时,爆炸熔丝可以接收储能柜内部的控制器的控制指令断开,或者接收储能柜外部的中控系统等功能模块的控制指令断开,进而通过爆炸熔丝所连接的直流母线断开多个电池包与功率变换器的电气连接,以对储能柜中的多个电池包和电子元件进行保护。采用本技术,可以在功率变换器的直流端的电流值过大时,及时断开多个电池包和功率变换器的电气连接,电路保护装置的体积小,响应速度快,同时提升系统的安全性,结构简单,设计成本低,适用性强。
18、结合第三方面,在第一种可能的实施方式中,电路保护装置还可包括熔断器,爆炸熔丝可连接于正直流母线和负直流母线中的任一直流母线上,熔断器可连接于正直流母线和负直流母线中的另一直流母线上。方法可包括:当功率变换器的直流端的电流值大于或等于第二电流阈值时,通过熔断器断开另一直流母线与多个电池包和功率变换器的电气连接。这里,第二电流阈值大于或等于第一电流阈值。可以理解,在供电系统发生故障,导致功率变换器直流端的电流值过大,例如大于或等于第二电流阈值时,熔断器可以由于过流产生的热能熔断,进而通过熔断器所连接的直流母线断开多个电池包与功率变换器的电气连接,以对储能柜中的多个电池包和电子元件进行保护。这里,第二电流阈值可以大于或等于第一电流阈值。具体而言,在电气故障导致功率变换器的直流端的电流超过第一电流阈值时,由于工作原理不同,导致爆炸熔丝的作用时间比熔断器的生效时间更短,可以及时通过爆炸熔丝断开多个电池包与功率变换器的连接。在电气故障导致功率变换器的直流端的电流超过第二电流阈值时,故障电流更大,产生的热能更多,熔断器可以更快熔断,缩短熔断器的生效时间,也可以及时通过熔断器断开多个电池包与功率变换器的连接。更进一步地,在一些供电安全标准中,也要求储能柜内部具有双重电路保护措施,以便在其中一种保护措施,可以通过另一种保护措施对储能柜进行保护,例如,在爆炸熔丝失效时,可以通过熔断器断开多个电池包和功率变换器的电气连接,以提高供电系统的安全性。
19、结合第三方面或第三方面第一种可能的实施方式,在第二种可能的实施方式中,储能柜还可包括控制器,控制器可以与爆炸熔丝通信连接,方法还可包括:当功率变换器的直流端的电流值大于或等于第一电流阈值时,通过控制器控制所述爆炸熔丝断开所述任一直流母线与所述多个电池包和所述功率变换器的电气连接。这里,控制器可以在功率变换器的直流端的电流值过大,例如大于或等于第一电流阈值时,向电路保护装置中具有电路分断功能的元件发送分断指令,例如向爆炸熔丝发出分断指令,以通过爆炸熔丝断开多个电池包和功率变换器的电气连接,控制方法简便,适用性强。
20、结合第三方面或第三方面任一种可能的实施方式,在第三种可能的实施方式中,电路保护装置还可包括接触器,接触器可连接于多个电池包和功率变换器之间,方法还可包括:当功率变换器的直流端的电流值大于或等于第三电流阈值时,通过接触器断开多个电池包和功率变换器的电气连接,第三电流阈值小于或等于第一电流阈值。这里的接触器可以作为一种对储能柜进行保护电路的开关装置。可以理解,在电气故障导致功率变换器的直流端的电流值过大时,接触器可以接收控制模块的控制指令断开,或者接收储能柜外部的中控系统等功能模块的控制指令断开,进而断开多个电池包与功率变换器的电气连接,以对储能柜中的多个电池包和电子元件进行保护。同时可以理解,在电气故障被修复,需要储能柜恢复为负载供电时,接触器可以接收控制模块的控制指令闭合,进而重新导通多个电池包与功率变换器的电气连接。这里,电路保护装置可以包括一个接触器,也可以包括多个接触器。在包括一个接触器时,可以通过一个接触器控制多个电池包和功率变换器之间的电气连接,简便灵活,节约成本,提高储能柜的集成度;在包括多个接触器时,可以通过多个接触器满足多个电池包与功率变换器的安全距离,进一步提高供电系统的安全性。
21、结合第三方面或第三方面任一种可能的实施方式,在第四种可能的实施方式中,电路保护装置还可包括漏电流检测电路,漏电流检测电路可连接功率变换器的正直流端和负直流端,方法还可包括:通过漏电流检测电路获取功率变换器的直流端的电流值,并基于功率变换器的直流端的电流值获得功率变换器的直流端和大地之间的电流值。当漏电流检测电路检测到功率变换器的直流端和大地之间的电流值大于或等于第一对地电流阈值时,通过接触器断开多个电池包和功率变换器的电气连接。可以理解,这里的漏电流检测电路可以检测功率变换器的直流端的电流值,进而可以将功率变换器的直流端的电流值进行诸如矢量相加等计算之后,得到功率变换器的直流端和大地之间的电流值。进一步地,漏电流检测电路可以将这个电流值发送给控制模块,进而通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。这里,供电回路可以指储能柜中多个电池包、功率变换器和负载形成的供电回路,断开供电回路可以指断开储能柜中多个电池包和功率变换器的电气连接。漏电流检测电路也可以将功率变换器的直流端和大地之间的电流值与第一对地电流阈值的比较结果发送给控制模块,进而通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。漏电流检测电路也可以在功率变换器的直流端和大地之间的电流值大于或等于第一对地电流阈值时,直接生成控制指令指示储能柜中的电路分断元件断开供电回路。这里的电路分断元件可以是接触器或者爆炸熔丝等具有电路分断功能的器件。以接触器为例,在漏电流检测电路检测到功率变换器的直流端和大地之间的电流值大于或等于第一对地电流阈值时,接触器可以接收电流检测电路或者控制模块的控制指令,进而断开多个电池包和功率变换器的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
22、结合第三方面或第三方面任一种可能的实施方式,在第五种可能的实施方式中,电路保护装置还可包括分流器和第一放大器,分流器可连接于多个电池包和功率变换器之间,第一放大器可连接分流器,方法还可包括:通过分流器将功率变换器的直流端的电流分流至第一放大器。通过第一放大器将功率变换器的直流端的电流值以第一放大倍数放大,以得到放大后的电流值。当放大后的电流值大于或等于第四电流阈值时,通过爆炸熔丝断开多个电池包和功率变换器的电气连接。这里,第四电流阈值由第一电流阈值基于第一放大倍数得到。可以理解,在不同的应用场景中,储能柜进行供电的电流大小可能不相同,或者说功率变换器的直流端的电流大小也可能不同,这可能导致储能柜或者外部的中控系统无法直接将功率变换器的直流端的电流值与第一电流阈值进行比较。进一步可以理解,这里的分流器可以将功率变换器的直流端的电流分流至第一放大器,进而第一放大器可以将功率变换器的直流端的电流值以第一放大倍数放大,以得到放大后的电流值。相应地,储能柜也可以将第一电流阈值按照第一放大倍数进行放大,得到第四电流阈值。进而控制模块可以获取放大后的电流值,并将放大后的电流值和第四电流阈值进行比较。可以理解,第一放大器也可以连接具有比较功能的电路,例如模数转换电路,模数转换电路可以将放大后的电流值与第四电流阈值的比较结果发送给控制模块。在放大后的电流值大于或等于第四电流阈值时,爆炸熔丝可以接收电流检测电路或者控制模块的控制指令,进而断开多个电池包和功率变换器的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
23、结合第三方面或第三方面任一种可能的实施方式,在第六种可能的实施方式中,功率变换器可包括功率变换电路和电流采集电路,功率变换电路的直流端可作为功率变换器的直流端通过正直流母线和负直流母线连接多个电池包,功率变换电路的交流端可用于作为功率变换器的交流端可连接负载,电流采集电路可连接功率变换电路的交流端,方法还可包括:通过电流采集电路获取功率变换电路的交流端的电流值,并基于功率变换电路的交流端的电流值获得功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。当功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,通过爆炸熔丝或接触器断开多个电池包和功率变换电路的电气连接。这里,对地故障电流还可以包括功率变换器的交流端与大地之间的电流。这里的电流采集电路可以检测功率变换电路的交流端的电流值,并基于功率变换电路的交流端的电流值获得功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。比如,当功率变换电路有多相交流端时,电流采集电路或者电流采集电路连接的计算模块或者控制模块可以将功率变换电路的各相交流端的电流值进行矢量相加,并将相加后的电流值的幅值作为功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。进一步地,电流采集电路可以将这个电流值发送给控制模块,进而通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。电流采集电路也可以连接具有比较功能的电路,或者与具有比较功能的电路集成,进而可以将功率变换电路的交流端和大地之间的电流值与第二对地电流阈值的比较结果发送给控制模块,并通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。电流采集电路也可以在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,直接生成控制指令指示储能柜中的电路分断元件断开供电回路。这里的电路分断元件可以是接触器或者爆炸熔丝等具有电路分断功能的器件。以爆炸熔丝为例,在功率变换器的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,爆炸熔丝可以接收电流采集电路或者控制模块的控制指令,进而断开多个电池包和功率变换器的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
24、结合第三方面第六种可能的实施方式,在第七种可能的实施方式中,继电器可连接于功率变换电路的交流端和负载之间,方法还可包括:当功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,通过继电器断开功率变换电路和负载的电气连接。这里,电流采集电路也可以连接具有比较功能的电路,或者与具有比较功能的电路集成,进而可以将功率变换电路的交流端和大地之间的电流值与第二对地电流阈值的比较结果发送给控制模块,并通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。电流采集电路也可以在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,直接生成控制指令指示储能柜中的电路分断元件断开供电回路。这里的电路分断元件可以是继电器、接触器或者爆炸熔丝等具有电路分断功能的器件。以继电器为例,在功率变换器的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,继电器可以接收电流采集电路或者控制模块的控制指令,进而断开功率变换器和负载的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
25、第四方面,本技术提供了一种过电流保护的储能柜的控制方法,该方法可适用于储能柜,该储能柜可包括多个电池包、电路保护装置和功率变换器,电路保护装置可包括接触器,功率变换器可包括功率变换电路和电流采集电路,功率变换电路的直流端可通过接触器、正直流母线和负直流母线连接多个电池包,功率变换电路的交流端可用于连接负载,电流采集电路可连接功率变换电路的交流端,该方法可包括:通过电流采集电路获取功率变换电路的交流端的电流值,并基于功率变换电路的交流端的电流值获得功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。当功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,通过接触器断开多个电池包和功率变换电路的电气连接。可以理解,当供电系统发生故障,且对地故障电流包括功率变换器的交流端与大地之间的电流时,这里的电流采集电路可以检测功率变换电路的交流端的电流值,并基于功率变换电路的交流端的电流值获得功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。比如,当功率变换电路有多相交流端时,电流采集电路或者电流采集电路连接的计算模块或者控制模块可以将功率变换电路的各相交流端的电流值进行矢量相加,并将相加后的电流值的幅值作为功率变换电路的交流端和大地之间的电流值。进一步地,电流采集电路可以将这个电流值发送给控制模块,进而通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。这里,供电回路可以指储能柜中多个电池包、功率变换器和负载形成的供电回路,断开供电回路可以指断开储能柜中多个电池包和功率变换器的电气连接。电流采集电路也可以连接具有比较功能的电路,或者与具有比较功能的电路集成,进而可以将功率变换电路的交流端和大地之间的电流值与第二对地电流阈值的比较结果发送给控制模块,并通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。电流采集电路也可以在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,直接生成控制指令指示储能柜中的电路分断元件断开供电回路。这里的电路分断元件可以是接触器或者爆炸熔丝等具有电路分断功能的器件。以爆炸熔丝为例,在功率变换器的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,爆炸熔丝可以接收电流采集电路或者控制模块的控制指令,进而断开多个电池包和功率变换器的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
26、结合第四方面,在第一种可能的实施方式中,功率变换器还可包括继电器,继电器可连接于功率变换电路的交流端和负载之间,方法还可包括:当功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,通过继电器断开功率变换电路和负载的电气连接。这里,电流采集电路可以将功率变换电路的交流端和大地之间的电流值发送给控制模块,进而通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。电流采集电路也可以连接具有比较功能的电路,或者与具有比较功能的电路集成,进而可以将功率变换电路的交流端和大地之间的电流值与第二对地电流阈值的比较结果发送给控制模块,并通过控制模块生成控制指令,以指示供电回路的通断。电流采集电路也可以在功率变换电路的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,直接生成控制指令指示储能柜中的电路分断元件断开供电回路。这里的电路分断元件可以是继电器、接触器或者爆炸熔丝等具有电路分断功能的器件。以继电器为例,在功率变换器的交流端和大地之间的电流值大于或等于第二对地电流阈值时,继电器可以接收电流采集电路或者控制模块的控制指令,进而断开功率变换器和负载的电气连接,以保护供电系统的安全,操作简单,适用性强。
1.一种过电流保护的储能柜,其特征在于,所述储能柜包括多个电池包、电路保护装置和功率变换器,所述电路保护装置包括爆炸熔丝,所述多个电池包串联后通过正直流母线和负直流母线连接所述功率变换器的直流端,所述爆炸熔丝连接于所述正直流母线和所述负直流母线中的任一直流母线上,所述功率变换器的交流端用于连接负载;
2.根据权利要求1所述的储能柜,其特征在于,所述电路保护装置还包括熔断器,所述爆炸熔丝连接于所述正直流母线和所述负直流母线中的任一直流母线上,所述熔断器连接于所述正直流母线和所述负直流母线中的另一直流母线上;
3.根据权利要求1或2所述的储能柜,其特征在于,所述储能柜还包括控制器,所述控制器与所述爆炸熔丝通信连接;
4.根据权利要求1-3任一项所述的储能柜,其特征在于,所述电路保护装置还包括接触器,所述接触器连接于所述多个电池包和所述功率变换器之间;
5.根据权利要求1-4任一项所述的储能柜,其特征在于,所述电路保护装置还包括漏电流检测电路,所述漏电流检测电路连接所述功率变换器的正直流端和负直流端;
6.根据权利要求1-5任一项所述的储能柜,其特征在于,所述电路保护装置还包括分流器和第一放大器,所述分流器连接于所述多个电池包和所述功率变换器之间,所述第一放大器连接所述分流器;
7.根据权利要求4-6任一项所述的储能柜,其特征在于,所述功率变换器包括功率变换电路和电流采集电路,所述功率变换电路的直流端作为所述功率变换器的直流端通过所述正直流母线和所述负直流母线连接所述多个电池包,所述功率变换电路的交流端用于作为所述功率变换器的交流端连接所述负载,所述电流采集电路连接所述功率变换电路的交流端;
8.根据权利要求7所述的储能柜,其特征在于,所述功率变换器还包括继电器,所述继电器连接于所述功率变换电路的交流端和所述负载之间;
9.一种过电流保护的储能柜的控制方法,其特征在于,所述控制方法适用于储能柜,所述储能柜包括多个电池包、电路保护装置和功率变换器,所述电路保护装置包括爆炸熔丝,所述多个电池包串联后通过正直流母线和负直流母线连接所述功率变换器的直流端,所述爆炸熔丝连接于所述正直流母线和所述负直流母线中的任一直流母线上,所述功率变换器的交流端用于连接负载,所述方法包括:
10.根据权利要求9所述的控制方法,其特征在于,所述电路保护装置还包括熔断器,所述爆炸熔丝连接于所述正直流母线和所述负直流母线中的任一直流母线上,所述熔断器连接于所述正直流母线和所述负直流母线中的另一直流母线上,所述方法包括:
11.根据权利要求9或10所述的控制方法,其特征在于,所述储能柜还包括控制器,所述控制器与所述爆炸熔丝通信连接,所述方法包括:
12.根据权利要求9-11任一项所述的控制方法,其特征在于,所述电路保护装置还包括接触器,所述接触器连接于所述多个电池包和所述功率变换器之间,所述方法还包括:
13.根据权利要求9-12任一项所述的控制方法,其特征在于,所述电路保护装置还包括漏电流检测电路,所述漏电流检测电路连接所述功率变换器的正直流端和负直流端,所述方法还包括:
14.根据权利要求9-13任一项所述的控制方法,其特征在于,所述电路保护装置还包括分流器和第一放大器,所述分流器连接于所述多个电池包和所述功率变换器之间,所述第一放大器连接所述分流器,所述方法还包括:
15.根据权利要求12-14任一项所述的控制方法,其特征在于,所述功率变换器包括功率变换电路和电流采集电路,所述功率变换电路的直流端作为所述功率变换器的直流端通过所述正直流母线和所述负直流母线连接所述多个电池包,所述功率变换电路的交流端用于作为所述功率变换器的交流端连接所述负载,所述电流采集电路连接所述功率变换电路的交流端,所述方法还包括:
16.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,所述功率变换器还包括继电器,所述继电器连接于所述功率变换电路的交流端和所述负载之间,所述方法还包括:
