本发明涉及逆变器技术领域，特别涉及一种能量回馈型充放电设备的软启动方法及装置。
背景技术：
能量回馈型充放电设备，采用双向变流技术，可以实现交-直流转换将电网的电能充到电池组中，还可以将电池组中放出的电量以并网逆变形式回馈到电网中，使该部分电能得到循环再利用。
能量回馈型充放电设备主要由dc-dc模块(实现直流升降压功能)和ac-dc模块(实现整流和逆变功能)组成的系统，模块化设计，支持多模块并联使用。
能量回馈型充放电设备接上市电后，ac-dc模块需要自动开机，而dc-dc模块则由上位机和中位机控制开关机。因此ac-dc模块的软起动方式变得尤其重要。由于ac-dc模块内部使用了大量的直流母线电容和交流输出滤波电容，为了减小并网瞬间对并网开关、电网和电容的电流冲击，一般采用串联电阻限流软启动的方法。
目前，软启的方式有直流侧软启和交流侧软起两种，但是直流侧软启动的方式需要在直流侧建立专门的升压装置，系统构造成本较高；而交流侧软启动的方式只是简单的通过在母线电容上建立一定的电压，与电网侧的交流电压在电压相位幅值上有较大的误差，所以并网过程中，仍会造成较大的并网冲击，降低了逆变器的使用寿命。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足之处，提供一种能量回馈型充放电设备的软启动方法及装置。
本发明解决技术问题采用的技术手段是提供一种能量回馈型充放电设备的软启动方法，应用于能量回馈型充放电设备的软启动电路中，包括主机软启动电路和若干从机软启动电路，所述主机软启动电路包括依次连接的第一交流侧软启动模块、第一并网继电器模块、第一母线电容模块、第一功率开关模块以及第一直流侧软启动模块，所述第一交流侧软启动模块与电网连接，所述第一直流侧软启动模块与直流输入连接，包括：
驱动第一交流侧软启动模块闭合，将主机母线电压预充至市电峰值；
关闭第一交流侧软启动模块，并预充所述第一母线电容模块；
判断所述第一母线电容模块的电压与市电电压之间的差值是否小于预设电压值；
若是，则驱动第一并网继电器模块和第一直流侧软启动模块闭合完成主机软启动。
进一步地，所述从机软启动电路包括依次连接的第二交流侧软启动模块、第二并网继电器模块、第二母线电容模块、第二功率开关模块以及第二直流侧软启动模块，所述第二交流侧软启动模块与电网连接，所述第二直流侧软启动模块与直流输入连接；所述驱动第一并网继电器模块和第一直流侧软启动模块闭合完成主机软启动的步骤之后还包括：
驱动第二交流侧软启动模块闭合，预充所述从机母线电压等于所述主机母线电压；
关闭所述第二交流侧软启动模块，闭合第二直流侧软启动模块，并预充第二母线电容模块；
判断所述第二母线电容模块的电压与市电电压之间的差值是否小于所述预设电压值；
若是，则闭合第二并网继电器模块完成从机软启动。
进一步地，所述预充所述第一母线电容模块具体包括：
驱动第一功率开关模块发出pwm波至第一母线电容模块,对第一母线电容模块由零电压开始充电；
在第一母线电容模块上建立与电网的市电电压特性相同的交流电压。
进一步地，所述在第一母线电容模块上建立与电网的市电电压特性相同的交流电压包括：
在第一母线电容模块上建立第一交流电压，所述第一交流电压与电网的市电电压之间的差值小于预设电压值，且所述第一交流电压和市电电压的相位相同。
进一步地，所述预充第二母线电容模块具体包括：
驱动第二功率开关模块发出pwm波至第二母线电容模块，对第二母线电容模块由零电压开始充电；
在第二母线电容模块上建立与电网的市电电压同幅值同相位的第二交流电压。
另一方面，本发明还提供一种能量回馈型充放电设备的软启动装置，包括：
第一交流预充单元，用于驱动第一交流侧软启动模块闭合，将主机母线电压预充至市电峰值；
第一电容预充单元，用于关闭第一交流侧软启动模块，并预充所述第一母线电容模块；
第一判断单元，用于判断所述第一母线电容模块的电压与市电电压之间的差值是否小于预设电压值；
第一软起控制单元，用于在所述第一判断单元判断为是时，驱动第一并网继电器模块和第一直流侧软启动模块闭合完成主机软启动。
进一步地，还包括：
第二交流预充单元，用于驱动第二交流侧软启动模块闭合，预充所述从机母线电压等于所述主机母线电压；
第二电容预充单元，用于关闭所述第二交流侧软启动模块，闭合第二直流侧软启动模块，并预充第二母线电容模块；
第二判断单元，用于判断所述第二母线电容模块的电压与市电电压之间的差值是否小于所述预设电压值；
第二软起控制单元，用于在所述第二判断单元判断为若是时，闭合第二并网继电器模块完成从机软启动。
进一步地，所述第一电容预充单元包括：
第一预充模块，用于驱动第一功率开关模块发出pwm波至第一母线电容模块,对第一母线电容模块由零电压开始充电；
第一预充保持模块，用于在第一母线电容模块上建立与电网的市电电压特性相同的交流电压。
进一步地，所述第一预充保持模块包括：
第一电压保持子模块，用于在第一母线电容模块上建立第一交流电压，所述第一交流电压与电网的市电电压之间的差值小于预设电压值，且所述第一交流电压和市电电压的相位相同。
进一步地，所述第二电容预充单元包括：
第二预充模块，用于驱动第二功率开关模块发出pwm波至第二母线电容模块，对第二母线电容模块由零电压开始充电；
第二预充保持模块，用于在第二母线电容模块上建立与电网的市电电压同幅值同相位的第二交流电压。
采用上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：本发明实施例通过先驱动第一交流侧软启动模块闭合以将主机母线电压预至市电峰值，然后将第一母线电容模块的电压值预充至与市电电压之间的差值小于所述预设电压值，再闭合第一并网继电器模块和第一直流侧软启动模块进行并网，避免在并网时对逆变器中的各元器件造成大电流冲击，能有效延长逆变器中的内部器件的使用寿命从而延长逆变器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明能量回馈型充放电设备的软启动方法一个实施例的流程示意图。
图2是本发明能量回馈型充放电设备的软启动方法另一个实施例的流程示意图。
图3是本发明能量回馈型充放电设备的软启动方法一个实施例步骤s2的具体流程示意图。
图4是本发明能量回馈型充放电设备的软启动方法一个实施例步骤s6的具体流程示意图。
图5是本发明能量回馈型充放电设备的软启动装置一个实施例的方框示意图。
图6是本发明能量回馈型充放电设备的软启动装置另一个实施例的方框示意图。
图7是本发明能量回馈型充放电设备的软启动装置一个实施例的具体方框示意图。
图8是本发明能量回馈型充放电设备的软启动方法一个实施例的主机软启动电路的电路结构示意图。
图9是本发明能量回馈型充放电设备的软启动方法一个实施例的主机和从机的并机示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图9，本发明提供一种能量回馈型充放电设备的软启动方法，应用于能量回馈型充放电设备的软启动电路中，包括主机软启动电路和若干从机软启动电路，所述主机软启动电路包括依次连接的第一交流侧软启动模块、第一并网继电器模块、第一母线电容模块、第一功率开关模块以及第一直流侧软启动模块，所述第一交流侧软启动模块与电网连接，所述第一直流侧软启动模块与直流输入连接，所述方法包括：
步骤s1，驱动第一交流侧软启动模块闭合，将主机母线电压预充至市电峰值；
步骤s2，关闭第一交流侧软启动模块，并预充所述第一母线电容模块；
步骤s3，判断所述第一母线电容模块的电压与市电电压之间的差值是否小于预设电压值；
步骤s4，若是，则驱动第一并网继电器模块和第一直流侧软启动模块闭合完成主机软启动。
在实施时，如图8及图9所示，所述第一交流侧软启动模块包括第一预充继电器ry4_1、第二预充继电器ry4_2、第一市电端v1、第二市电端v2、第三市电端v3以及接地端vn，所述第一市电端v1、第二市电端v2、第三市电端v3为市电三相输入端；所述第一预充继电器ry4_1的输入端通过第一电阻r1分别连接至第一二极管d1、第二二极管d2和第三二极管d3的阴极，所述第一二极管d1的阳极通过第一保险丝f1连接至所述第一市电端v1，所述第二二极管d2的阳极通过第二保险丝f2连接至所述第二市电端v2，所述第三二极管d3的阳极通过第三保险丝f3连接至所述第三市电端v3；所述第二预充继电器ry4_2的输入端通过第二电阻r2分别连接至第四二极管d4、第五二极管d5和第六二极管d6的阳极，所述第四二极管d4的阴极连接至所述第一二极管d1的阳极，所述第五二极管d5的阴极连接至所述第二二极管d2的阳极，所述第六二极管d6的阴极连接至所述第三二极管d3的阳极。
所述第一并网继电器模块包括第一并网继电器ry1、第二并网继电器ry2和第三并网继电器ry3，所述第一并网继电器ry1的输入端连接至所述第一二极管d1的阳极，所述第二并网继电器ry2的输入端连接至所述第二二极管d2的阳极，所述第三并网继电器ry3的输入端连接至所述第三二极管d3的阳极。
所述第一母线电容模块包括第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3，所述第一电容c1一端分为两路，一路通过第一电感l1连接至所述第一并网继电器ry1的输出端，另一路通过第二电感l2连接至第一信号端x1；所述第二电容c2一端分为两路，一路通过第三电感l3连接至所述第二并网继电器ry2的输出端，另一路通过第四电感l4连接至第二信号端x2；所述第三电容c3的一端分为两路，一路通过第五电感l5连接至所述第三并网继电器ry3的输出端，另一路通过第六电感l6连接至第三信号端x3；所述第一电容c1的另一端、第二电容c2的另一端和第三电容c3的另一端连接至所述接地端vn。
所述第一功率开关模块包括第一igbt管q1、第二igbt管q2和第三igbt管q3，所述第一igbt管q1的漏极、第二igbt管q2的漏极和第三igbt管q3的漏极均连接至所述第一预充继电器ry4_1的输出端，所述第一igbt管q1的源极连接至第四igbt管q4的漏极，所述第二igbt管q2的源极连接至第五igbt管q5的漏极，所述第三igbt管q3的源极连接至第六igbt管q6的漏极，所述第四igbt管q4的源极连接至第七igbt管q7的漏极，所述第五igbt管q5的源极连接至第八igbt管q8的漏极，所述第六igbt管q6的源极连接至第九igbt管q9的漏极，所述第七igbt管q7的源极连接至第十igbt管q10的漏极，所述第八igbt管q8的源极连接至第十一igbt管q11的漏极，所述第九igbt管q9的源极连接至第十二igbt管q12的漏极，所述第十igbt管q10的源极、第十一igbt管q11的源极以及第十二igbt管q12的源极均连接至所述第二预充继电器ry4_2的输出端；所述第七igbt管q7的源极依次通过正向导通的第七二极管d7和第八二极管d8连接至所述第一igbt管q1的源极，所述第八igbt管q8的源极依次通过正向导通的第九二极管d9和第十二极管d10连接至所述第二igbt管q2的源极，所述第九igbt管q9的源极依次通过正向导通的第十一二极管d11和第十二二极管d12连接至所述第三igbt管q3的源极；所述第四igbt管q4的源极连接至所述第一信号端x1，所述第五igbt管q5的源极连接至所述第二信号端x2，所述第六igbt管q6的源极连接至所述第三信号端x3，所述第七二极管d7的阴极、第九二极管d9的阴极和第十一二极管d11的阴极均连接至所述接地端vn，所述第一igbt管q1的漏极还通过第四电容c4连接至所述接地端vn，所述第十igbt管q10的源极还通过第五电容c5连接至所述接地端vn，所述第一igbt管q1的栅极、第二igbt管q2的栅极、第三igbt管q3的栅极、第四igbt管q4的栅极、第五igbt管q5的栅极、第六igbt管q6的栅极、第七igbt管q7的栅极、第八igbt管q8的栅极、第九igbt管q9的栅极、第十igbt管q10的栅极、第十一igbt管q11的栅极和第十二igbt管q12的栅极均连接至主控芯片(图未示出)的输出端。
所述第一直流侧软启动模块包括第三预充继电器ry4_3和第四预充继电器ry4_4，所述第三预充继电器ry4_3的输入端通过第三电阻r3连接至直流输入正端bus+，所述预充继电器ry4_3的输出端同时连接至第一母线主继电器ry6的输出端和总线输入正端bus_dp+，所述第一母线主继电器ry6的输入端同时连接至所述第一预充继电器ry4_1的输出端和所述直流输入正端bus+；所述第四预充继电器ry4_4的输入端通过第四电阻r4连接至直流输入负端bus-，所述第四预充继电器ry4_4的输出端同时连接至第二母线主继电器ry7的输出端和总线输入负端bus_dp-，所述第二母线主继电器ry7的输入端同时连接至所述第二预充继电器ry4_2的输出端和所述直流输入负端bus-。
具体地，通过所述第一市电端v1、第二市电端v2、第三市电端v3以及接地端vn上市电，闭合第一预充继电器ry4_1和第二预充继电器ry4_2，预充母线电压至市电峰值，当母线电压等于市电峰值时，关闭第一预充继电器ry4_1和第二预充继电器ry4_2，通过主控芯片开启第一功率开关模块的pwm，预充第一母线电容模块中的第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3，所述第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3为交流滤波电容，当所述第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3的相位与市电同相，且所述第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3的电压幅值与市电电压的交流电压之间的产值小于预设电压值时，闭合所述第一并网继电器模块中的第一并网继电器ry1、第二并网继电器ry2和第三并网继电器ry3，然后闭合第一直流侧软启动模块中的第三预充继电器ry4_3和第四预充继电器ry4_4，再断开第三预充继电器ry4_3和第四预充继电器ry4_4，同时闭合第一母线主继电器ry6和第二母线主继电器ry7，完成主机软启动。
本实施例通过先驱动第一交流侧软启动模块闭合以将主机母线电压预至市电峰值，然后将第一母线电容模块的电压值预充至与市电电压之间的差值小于所述预设电压值，再闭合第一并网继电器模块和第一直流侧软启动模块进行并网，避免在并网时对逆变器中的各元器件造成大电流冲击，能有效延长逆变器中的内部器件的使用寿命从而延长逆变器的使用寿命。
在一个可选实施例中，所述从机软启动电路包括依次连接的第二交流侧软启动模块、第二并网继电器模块、第二母线电容模块、第二功率开关模块以及第二直流侧软启动模块，所述第二交流侧软启动模块与电网连接，所述第二直流侧软启动模块与直流输入连接；所述驱动第一并网继电器模块和第一直流侧软启动模块闭合完成主机软启动的步骤之后还包括：
步骤s5，驱动第二交流侧软启动模块闭合，预充所述从机母线电压等于所述主机母线电压；
步骤s6，关闭所述第二交流侧软启动模块，闭合第二直流侧软启动模块，并预充第二母线电容模块；
步骤s7，判断所述第二母线电容模块的电压与市电电压之间的差值是否小于所述预设电压值；
步骤s8，若是，则闭合第二并网继电器模块完成从机软启动。
具体地，所述从机软启动电路和上述的主机软启动电路完全一样，如图9所示，主机和多个从机与市电连接，且主机软启动电路中的直流输入正端bus+和从机软启动电路中的直流输入正端bus+连接，所述主机软启动电路中的直流输入负端bus-和从机软启动电路中的直流输入负端bus-连接，当完成主机软启动后，闭合从机软启动电路中的第三预充继电器ry4_3和第四预充继电器ry4_4，当从机母线电压等于主机母线电压后，断开从机软启动电路中的第三预充继电器ry4_3和第四预充继电器ry4_4，同时闭合从机软启动电路中的第一母线主继电器ry6和第二母线主继电器ry7，从机软启动电路中的第二功率开关模块开启逆变桥的pwm，预充从机中第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3，当从机中第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3的相位和幅值与市电相同后，闭合从机软启动电路中的第一并网继电器ry1、第二并网继电器ry2和第三并网继电器ry3，完成从机的软启动。
本实施例通过在主机软启动完成后再实现从机软启动，能有效避免对从机的大电流冲击的问题，延长了逆变器内部器件的使用寿命。
在一个可选实施例中，如图3所示，所述预充所述第一母线电容模块具体包括：
步骤s21，驱动第一功率开关模块发出pwm波至第一母线电容模块,对第一母线电容模块由零电压开始充电；
步骤s22，在第一母线电容模块上建立与电网的市电电压特性相同的交流电压。
在实施时，所述在第一母线电容模块上建立与电网的市电电压特性相同的交流电压包括：
步骤s221，在第一母线电容模块上建立第一交流电压，所述第一交流电压与电网的市电电压之间的差值小于预设电压值，且所述第一交流电压和市电电压的相位相同。
在实施时，通过主控芯片开启第一功率开关模块的pwm，预充第一母线电容模块中的第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3，使得第一母线电容模块的电压与市电电压的相位相同且幅值相等以避免并网时的大电流冲击，提高安全性。
在一个可选实施例中，如图4所示，所述预充第二母线电容模块具体包括：
步骤s61，驱动第二功率开关模块发出pwm波至第二母线电容模块，对第二母线电容模块由零电压开始充电；
步骤s62，在第二母线电容模块上建立与电网的市电电压同幅值同相位的第二交流电压。
具体地，在完成主机软启动后实现从机软启动的过程中，通过第二功率开关模块发出pwm波实现第二母线电容模块的预充，并将第二母线电容模的第二交流电压预充至与市电电压相位相同且幅值相等，从而避免在并网时的大电流冲击，延长使用寿命。
另一方面，如图5至图7所示，本发明还提供一种能量回馈型充放电设备的软启动装置，包括：
第一交流预充单元1，用于驱动第一交流侧软启动模块闭合，将主机母线电压预充至市电峰值；
第一电容预充单元2，用于关闭第一交流侧软启动模块，并预充所述第一母线电容模块；
第一判断单元3，用于判断所述第一母线电容模块的电压与市电电压之间的差值是否小于预设电压值；
第一软起控制单元4，用于在所述第一判断单元判断为是时，驱动第一并网继电器模块和第一直流侧软启动模块闭合完成主机软启动。
在一个可选实施例中，所述第一电容预充单元1包括：
第一预充模块11，用于驱动第一功率开关模块发出pwm波至第一母线电容模块,对第一母线电容模块由零电压开始充电；
第一预充保持模块12，用于在第一母线电容模块上建立与电网的市电电压特性相同的交流电压。
具体地，所述第一预充保持模块12包括：
第一电压保持子模块121，用于在第一母线电容模块上建立第一交流电压，所述第一交流电压与电网的市电电压之间的差值小于预设电压值，且所述第一交流电压和市电电压的相位相同。
在实施时，通过第一交流预充单元1控制第一交流侧软启动模块闭合以预充主机母线，当主机母线电压预充至市电峰值时，通过第一电容预充单元2关闭第一交流侧软启动模块，预充第一母线电容模块，再通过第一判断单元3测试所述第一母线电容模块的电压是否等于或接近市电电压值，若是，则通过第一软起控制单元4驱动第一并网继电器模块和第一直流侧软启动模块闭合，完成主机软启动。通过先将第一母线电容模块中的各滤波电容预充至市电电压，以避免在并网时对逆变器中的各元器件造成大电流冲击，延长使用寿命。
在一个可选实施例中，还包括：
第二交流预充单元5，用于驱动第二交流侧软启动模块闭合，预充所述从机母线电压等于所述主机母线电压；
第二电容预充单元6，用于关闭所述第二交流侧软启动模块，闭合第二直流侧软启动模块，并预充第二母线电容模块；
第二判断单元7，用于判断所述第二母线电容模块的电压与市电电压之间的差值是否小于所述预设电压值；
第二软起控制单元8，用于在所述第二判断单元判断为若是时，闭合第二并网继电器模块完成从机软启动。
具体地，所述第二电容预充单元6包括：
第二预充模块61，用于驱动第二功率开关模块发出pwm波至第二母线电容模块，对第二母线电容模块由零电压开始充电；
第二预充保持模块62，用于在第二母线电容模块上建立与电网的市电电压同幅值同相位的第二交流电压。
在实施时，所述第一交流预充单元1、第一电容预充单元2、第一判断单元3和第一软起控制单元4应用于主机中，所述第二交流预充单元5、第二电容预充单元6、第二判断单元7和第二软起控制单元8应用于从机中，其中，所述第二交流预充单元5、第二电容预充单元6、第二判断单元7和第二软起控制单元8和所述第一交流预充单元1、第一电容预充单元2、第一判断单元3和第一软起控制单元4一一对应，当完成主机软启动后，通过第二交流预充单元5驱动第二交流侧软启动模块闭合，预充所述从机母线电压等于所述主机母线电压后，通过第二电容预充单元6断开所述第二交流侧软启动模块并闭合第二直流侧软启动模块，预充第二母线电容模块中的交流滤波电容，当第二判断单元7监测到所述第二母线电容模块的电压等于或接近市电电压时，通过第二软起控制单元8闭合第二并网继电器模块完成从机软启动。在从机软启动时，先预充从机中的第二母线电容模块中的各交流滤波电容至市电电压，能有效避免并网时的大电流冲击。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。