功率变换器、供电系统及其软启动方法与流程

本技术涉及电力电子，尤其涉及一种功率变换器、供电系统及其软启动方法。

背景技术：

1、在电力电子技术领域中，供电系统中的功率变换器通常连接于直流电源(例如，光伏板、储能电池等)和交流电网之间，用于进行电能传输。例如，在电网端或者光伏板的电能充足时，功率变换器可以将电网端或者光伏板传输的电能存储至储能电池等储能装置中。又例如，在电网端的电能不足或者供电系统处于离网工作状态时，功率变换器可以将直流电源的电能传输给交流电网或者本地负载。但是，在一些直流电源端停止为功率变换器供电的应用场景中，例如直流端储能电池能量耗尽，且其他直流电源无法产生足够的电能(例如阴天时光伏板无法产生足够的电能)等场景中，功率变换器会停止工作。当供电系统重新并网，通过电网为功率变换器的直流端充电时，为了防止功率变换器中的元件(例如，第一继电器)因过流冲击而损坏，需要对功率变换器进行软启动，例如提升功率变换器中的元件(例如，第一继电器)两端的电压之后再通过功率变换器进行供电。在现有技术中，对于三相功率变换器而言，需要分别为每相对应的逆变桥臂并联一条软启电路，以完成对功率变换器的软启动，电路复杂，可靠性低且布设成本高。

技术实现思路

1、本技术提供了一种功率变换器和供电系统，可以提供多路满足电气隔离要求的输出端，空间利用率高，提高设备的集成度和适用性，减少设计成本。

2、第一方面，本技术提供了一种功率变换器，该功率变换器可包括逆变电路、多个第一继电器、一个软启动支路和控制电路，逆变电路可包括母线电容、三相逆变桥臂和n线，母线电容可连接于逆变电路和直流电源之间，各相逆变桥臂分别可用于通过各相逆变桥臂对应的第一继电器连接交流电网，n线可用于通过n线对应的第一继电器连接交流电网，软启动支路与逆变电路中的第一相逆变桥臂对应的第一继电器并联。软启动支路可包括串联的继电器和限流电阻。这里的控制电路可用于在母线电容的电压小于预充电压值时闭合软启动支路中的继电器和n线对应的第一继电器，交流电网通过软启动支路向母线电容充电。这里的控制电路还可用于在母线电容的电压大于或等于预充电压值且小于目标电压值时，断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和n线对应的第一继电器，交流电网通过第一相逆变桥臂向母线电容继续充电。这里，目标电压值大于预充电压值。这里的控制电路还可用于在母线电容的电压大于或等于目标电压值时，控制逆变电路中除第一相逆变桥臂之外的其他两相逆变桥臂导通，以提升其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压，其他两相逆变桥臂对应的目标相电压由其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压得到。

3、在本技术中，在直流电源停止向功率变换器供电时，母线电容可能会放电导致母线电容的电圧小于预充电压值，或者说功率变换器的直流输入端掉电，进而导致母线电容无法提供足够大的电压为功率变换器中的逆变桥臂供电。在这种应用场景中，当功率变换器需要启动进行工作前，需要利用交流电网为母线电容充电，减小功率变换器中各相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压之后，再闭合各相逆变桥臂对应的第一继电器，以使得功率变换器软启动，避免功率变换器中的继电器等元件在直接启机时出现故障或者损坏。这里，功率变换器中任一相逆变桥臂都可以作为第一相逆变桥臂，软启动支路可以并联于第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端。在需要功率变换器软启动的应用场景中，当直流电源停止向功率变换器供电，母线电容的电圧小于预充电压值时，控制电路可以闭合软启动支路中的继电器和n线对应的第一继电器，使得交流电网通过软启动支路为母线电容充电。这里，在交流电网通过软启动支路向母线电容充电之后，当母线电容的电圧提升至某一电压值，例如预充电压值时，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小。此时，如果闭合该第一继电器则不会产生过流冲击。也就是说，在母线电容的电圧提升至预充电压值时，控制电路可以断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂的第一继电器和n线对应的第一继电器，使得交流电网通过第一相逆变桥臂对应的第一继电器向母线电容继续充电，减少软启动支路中的元件(例如，限流电阻)消耗电能，提升电能利用率。当母线电容充电至电压大于或等于目标电压值时，此时第一相逆变桥臂和n线对应的第一继电器已经闭合，因此第一相逆变桥臂和n线完成并网。其他两相逆变桥臂的继电器还未闭合，但是由于此时其他两相的电压与电网电压有较大差距，直接闭合容易造成很大的电流冲击损坏硬件电路。因此，控制电路可以先控制其他两相逆变桥臂导通，以提升其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压，这样，再闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器即可完成整个逆变电路的并网。这里，其他两相逆变桥臂对应的目标相电压由其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压得到，例如，控制电路可以调节其他两相逆变桥臂对应的电压与其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压同步，进而减小其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值，使得其他两相逆变桥臂对应的第一继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动。

4、在本技术中，功率变换器只需要一个软启动支路为母线电容充电，可以提高功率变换器的集成度，减少设计成本。同时，利用母线电容为逆变桥臂提供导通电压，控制电路可以控制其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压同步，或者说减小其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值，使得其他两相逆变桥臂对应的第一继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动，提高稳定性和安全性。相较于现有技术的多个软启动支路来说，本技术仅采用一个软启动支路，通过电路控制方法的改变来实现对功率变换器的软启动，大大节约了硬件成本。

5、结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，这里的控制电路可用于在交流电网通过软启动支路向母线电容充电的时间大于或等于预充时间，且母线电容的电压小于预充电压值时，断开软启动支路中的继电器并生成故障告警信号。这里，故障告警信号用于标识功率变换器处于故障状态。

6、这里，在交流电网通过软启动支路向母线电容充电一段时间之后，可以认为此时母线电容的电圧已经提升至某一电压值，例如预充电压值，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小。然而，如果交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂对应的第二继电器向母线电容充电的时间大于或等于预充时间，母线电容的电压小于预充电压值，说明母线电容并没有被正常充电，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值依然较大。此时，如果闭合该第一继电器则依然会产生过流冲击。这里，控制电路可以断开功率变换器中的每个继电器，并生成用于标识功率变换器处于故障状态的故障告警信号，提升安全性。

7、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，逆变电路中的各相逆变桥臂均可包括多个开关管，第一相逆变桥臂中的各个开关管均可并联续流二极管。这里的控制电路可用于在母线电容的电压小于预充电压值时，闭合软启动支路中的继电器和n线对应的第一继电器，交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂中的续流二极管向母线电容充电；这里的控制电路还可用于在母线电容的电压大于或等于预充电压值且小于目标电压值时，断开软启动支路，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和n线对应的第一继电器，交流电网通过第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第一相逆变桥臂中的续流二极管，向母线电容继续充电。

8、这里，在母线电容的电圧小于目标电压值时，无法利用母线电容为各相逆变桥臂提供导通电压，由于第一相逆变桥臂中的各个开关管均并联有续流二极管，可以在第一相逆变桥臂中各开关管为关断状态的场景中，通过各开关管的续流二极管传输电能，使得交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂中的续流二极管向母线电容充电，提升功率变换器的适应性。同时，当母线电容的电圧提升至某一电压值，例如预充电压值时，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小。此时，如果闭合该第一继电器则不会产生过流冲击。也就是说，在母线电容的电圧提升至预充电压值时，控制电路可以断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂的第一继电器和n线对应的第一继电器，使得交流电网通过第一相逆变桥臂对应的第一继电器向母线电容继续充电，减少软启动支路中的元件(例如，限流电阻)消耗电能，提升电能利用率。

9、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，这里的控制电路还可用于在其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压时，闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器，并控制三相逆变桥臂均导通，交流电网通过各相逆变桥臂为直流电源充电。

10、这里，当其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压时，或者说，在其他两相逆变桥臂对应的电压与其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压同步时，其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小，此时其他两相逆变桥臂对应的第一继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动。此时，控制电路可以闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器，并控制三相逆变桥臂均导通，使得交流电网通过各相逆变桥臂为直流电源充电，提高系统的适应性。这里，直流电源可以只包括储能电池等储能装置，也可以同时包括储能电池和其他可以产生电能的电源，例如光伏板。

11、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，控制电路还可用于在交流电网开始通过软启动支路向母线电容充电时，依次分别断开一个待检测继电器，待检测继电器为软启动支路中的继电器或者n线对应的第一继电器。这里的控制电路还可用于在断开任一待检测继电器之后，若母线电容的电压大于或等于目标阈值，断开功率变换器中的每个继电器，并生成粘连告警信号，这里的粘连告警信号用于标识任一待检测继电器处于粘连状态。

12、可以理解，在功率变换器重新开始工作之前，需要检测功率变换器中的第一继电器是否发生粘连，以保证功率变换器的供电安全性。进一步可以理解，在交流电网通过软启动支路为母线电容持续充电之前，需要检测交流电网通过软启动支路为母线电容充电的充电回路中的各个继电器是否发生粘连，将该充电回路中的继电器作为待检测继电器，也即待检测继电器可以包括软启动支路中的继电器和n线对应的第一继电器。这里，控制电路可以控制该充电回路中的任一待检测继电器关断，并通过充电回路是否继续为母线电容充电判断该继电器正常受控断开或者发生粘连。换句话说，控制电路可以在断开该充电回路中的任一待检测继电器之后，基于母线电容的电压大于或等于目标阈值，判断该待检测继电器发生粘连，进而断开功率变换器中的继电器，同时生成粘连告警信号，进一步提高供电安全性。

13、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，功率变换器还可包括多个第二继电器，各相逆变桥臂分别可用于通过各相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器连接交流电网，n线与母线电容的中点连接且通过n线对应的第一继电器和第二继电器连接交流电网，软启动支路与第一相逆变桥臂对应的第一继电器并联。这里的控制电路可用于在母线电容的电压小于预充电压值时，闭合软启动支路中的继电器、第一相逆变桥臂对应的第二继电器、n线对应的第一继电器和第二继电器，交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂对应的第二继电器向母线电容充电。这里的控制电路还用于在母线电容的电压大于或等于预充电压值且小于目标电压值时，断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器以及n线对应的第一继电器和第二继电器，交流电网通过第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器向母线电容继续充电。这里的控制电路还可用于在母线电容的电压大于或等于目标电压值时，控制逆变电路中除第一相逆变桥臂之外的其他两相逆变桥臂导通，以提升其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压。在母线电容充电至电压大于或等于目标电压值时，此时第一相逆变桥臂和n线对应的第一继电器和第二继电器已经闭合，因此第一相逆变桥臂和n线完成并网。其他两相逆变桥臂的继电器还未闭合，但是由于此时其他两相的电压与电网电压有较大差距，直接闭合容易造成很大的电流冲击损坏硬件电路。因此，控制电路可以先控制其他两相逆变桥臂导通，以提升其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压，这样，再闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器即可完成整个逆变电路的并网。这里，各相逆变桥臂分别通过两个继电器连接交流电网，可以通过两个继电器共同承担逆变桥臂和交流电网之间的电压差值，进而进一步提升系统的安全性。同时，通过两个继电器满足逆变桥臂和交流电网的安全距离，可以使得继电器在型号选择上更为灵活，提高功率变换器的适用性。

14、结合第一方面第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，控制电路还可以用于在交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂对应的第二继电器向母线电容充电的时间大于或等于预充时间，且母线电容的电压小于预充电压值时，断开功率变换器中的每个继电器，并生成故障告警信号，故障告警信号用于标识功率变换器处于故障状态。

15、这里，在交流电网通过软启动支路向母线电容充电一段时间之后，可以认为此时母线电容的电圧已经提升至某一电压值，例如预充电压值，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小。然而，如果交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂对应的第二继电器向母线电容充电的时间大于或等于预充时间，母线电容的电压小于预充电压值，说明母线电容并没有被正常充电，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值依然较大。此时，如果闭合该第一继电器和第二继电器则依然会产生过流冲击。这里，控制电路可以断开功率变换器中的每个继电器，并生成用于标识功率变换器处于故障状态的故障告警信号，提升安全性。

16、结合第一方面第五种可能的实施方式或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，逆变电路中的各相逆变桥臂均包括多个开关管，第一相逆变桥臂中的各个开关管均并联有续流二极管。这里的控制电路用于在母线电容的电压小于预充电压值时，闭合软启动支路中的继电器和n线对应的第一继电器，交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂中的续流二极管向母线电容充电。这里的控制电路还用于在母线电容的电压大于或等于预充电压值且小于目标电压值时，断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器以及n线对应的第一继电器和第二继电器，交流电网通过第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器和第一相逆变桥臂中的续流二极管向母线电容继续充电。

17、这里，在母线电容的电圧小于目标电压值时，无法利用母线电容为各相逆变桥臂提供导通电压，由于第一相逆变桥臂中的各个开关管均并联有续流二极管，可以在第一相逆变桥臂中各开关管为关断状态的场景中，通过各开关管的续流二极管传输电能，使得交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂中的续流二极管向母线电容充电，提升功率变换器的适应性。同时，当母线电容的电圧提升至某一电压值，例如预充电压值时，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小。也就是说，在母线电容的电圧提升至预充电压值时，控制电路可以断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器以及n线对应的第一继电器和第二继电器，使得交流电网通过第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器向母线电容继续充电，减少软启动支路中的元件(例如，限流电阻)消耗电能，提升电能利用率。

18、结合第一方面第五种可能的实施方式至第一方面第七种可能的实施方式中的任一种，在第八种可能的实施方式中，控制电路还可用于在其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压时，闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器，并控制三相逆变桥臂均导通，交流电网通过各相逆变桥臂为直流电源充电。

19、这里，当其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压时，或者说，在其他两相逆变桥臂对应的电压与其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压同步时，其他两相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器串联后的两端的电压差值较小，此时其他两相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动。此时，控制电路可以闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器，并控制三相逆变桥臂均导通，使得交流电网通过各相逆变桥臂为直流电源充电，提高系统的适应性。这里，直流电源可以只包括储能电池等储能装置，也可以同时包括储能电池和其他可以产生电能的电源，例如光伏板。

20、结合第一方面第五种可能的实施方式至第一方面第八种可能的实施方式中的任一种，在第九种可能的实施方式中，控制电路还用于在交流电网开始通过软启动支路向母线电容充电时，依次分别断开一个待检测继电器，待检测继电器包括软启动支路中的继电器、第一相桥臂对应的第二继电器、n线对应的第一继电器和第二继电器。这里的控制电路还用于在断开任一待检测继电器之后，若母线电容的电压大于或等于目标阈值，断开功率变换器中的每个继电器，并生成粘连告警信号，粘连告警信号用于标识任一待检测继电器处于粘连状态。

21、可以理解，在功率变换器重新开始工作之前，需要检测功率变换器中的第一继电器是否发生粘连，以保证功率变换器的供电安全性。进一步可以理解，在交流电网通过软启动支路为母线电容持续充电之前，需要检测交流电网通过软启动支路为母线电容充电的充电回路中的各个继电器是否发生粘连，将该充电回路中的继电器作为待检测继电器，也即待检测继电器可以包括软启动支路中的继电器、第一相桥臂对应的第二继电器、n线对应的第一继电器和第二继电器。这里，控制电路可以控制该充电回路中的任一待检测继电器关断，并通过充电回路是否继续为母线电容充电判断该继电器正常受控断开或者发生粘连。换句话说，控制电路可以在断开该充电回路中的任一待检测继电器之后，基于母线电容的电压大于或等于目标阈值，判断该待检测继电器发生粘连，进而断开功率变换器中的继电器，同时生成粘连告警信号，进一步提高供电安全性。

22、第二方面，本技术提供了一种供电系统，该供电系统可包括如第一方面或者第一方面任一种可能的实施方式中的功率变换器、交流辅源和直流辅源，这里的交流辅源可用于基于交流电网为控制电路和功率变换器中的继电器供电，这里的直流辅源可用于在母线电容的电压大于或等于目标电压值时，基于母线电容的电压为功率变换器中的各相逆变桥臂供电。

23、在本技术中，在直流电源停止向功率变换器供电时，母线电容可能会放电导致母线电容的电圧小于预充电压值，或者说导致母线电容掉电，或者说功率变换器的直流输入端掉电，进而导致母线电容无法提供足够大的电压通过直流辅源为功率变换器中的逆变桥臂供电。在这种应用场景中，当功率变换器需要启动进行工作前，需要通过交流辅源为软启动支路中的继电器供电闭合，进而利用交流电网为母线电容充电，减小功率变换器中各相逆变桥臂对应的继电器两端的电压之后，再闭合各相逆变桥臂对应的继电器，以使得功率变换器软启动，避免功率变换器中的继电器等元件在直接启机时出现故障或者损坏。这里，各相逆变桥臂对应的继电器可以指各相逆变桥臂与交流电网之间的继电器，当各相逆变桥臂与交流电网之间分别通过一个继电器连接时，各相逆变桥臂对应的继电器两端的电压为该逆变器两端的电压，当各相逆变桥臂与交流电网之间分别通过多个串联的继电器连接时，各相逆变桥臂对应的继电器两端的电压为多个逆变器串联后的两端的电压。

24、在本技术中，功率变换器只需要一个软启动支路为母线电容充电，可以提高功率变换器的集成度，减少设计成本。同时，利用母线电容通过直流辅源为逆变桥臂提供导通电压，利用交流辅源为控制电路提供驱动电压，控制电路可以控制其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压同步，或者说减小其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值，使得其他两相逆变桥臂对应的第一继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动，提高稳定性和安全性。

25、第三方面，本技术提供了一种供电系统的软启动方法，该方法可适用于供电系统，该供电系统可包括功率变换器、交流辅源和直流辅源，功率变换器可包括逆变电路、多个第一继电器、多个第二继电器、一个软启动支路和控制电路，母线电容可连接于逆变电路和直流电源之间，各相逆变桥臂分别可用于通过各相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器连接交流电网，n线与母线电容的中点连接且通过n线对应的第一继电器和第二继电器连接交流电网，软启动支路与第一相逆变桥臂对应的第一继电器并联。交流辅源可用于基于交流电网为控制电路和功率变换器中的继电器供电。直流辅源用于在母线电容的电压大于或等于目标电压值时，基于母线电容的电压为功率变换器中的各相逆变桥臂供电。该方法可包括：当母线电容的电压小于预充电压值时，控制电路可以闭合软启动支路中的继电器和第一相逆变桥臂对应的第二继电器、n线对应的第一继电器和第二继电器，以使交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂对应的第二继电器向母线电容充电。当母线电容的电压大于或等于预充电压值且小于目标电压值时，控制电路可以断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器以及n线对应的第一继电器和第二继电器，以使交流电网通过第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器向母线电容继续充电，目标电压值大于预充电压值。当母线电容的电压大于或等于目标电压值时，控制电路可以控制逆变电路中除第一相逆变桥臂之外的其他两相逆变桥臂导通，以提升其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压，其他两相逆变桥臂对应的目标相电压由其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压得到。

26、在本技术中，在直流电源停止向功率变换器供电时，母线电容可能会放电导致母线电容的电圧小于预充电压值，在这种应用场景中，当功率变换器需要启动进行工作前，需要利用交流电网为母线电容充电，减小功率变换器中各相逆变桥臂对应的继电器两端的电压之后，再闭合各相逆变桥臂对应的继电器，以使得功率变换器软启动，避免功率变换器中的继电器等元件在直接启机时出现故障或者损坏。这里，各相逆变桥臂对应的继电器可以指各相逆变桥臂与交流电网之间的继电器，当各相逆变桥臂与交流电网之间分别通过一个继电器连接时，各相逆变桥臂对应的继电器两端的电压为该逆变器两端的电压，当各相逆变桥臂与交流电网之间分别通过多个串联的继电器连接时，各相逆变桥臂对应的继电器两端的电压为多个逆变器串联后的两端的电压。这里，功率变换器中任一相逆变桥臂都可以作为第一相逆变桥臂，软启动支路可以并联于第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端。在需要功率变换器软启动的应用场景中，当直流电源停止向功率变换器供电，母线电容的电圧小于预充电压值时，控制电路可以闭合软启动支路中的继电器，使得交流电网通过交流辅源和软启动支路为母线电容充电。这里，在交流电网(或者说交流辅源基于交流电网)通过软启动支路和第一相逆变桥臂对应的第二继电器向母线电容充电之后，当母线电容的电圧提升至某一电压值，例如预充电压值时，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小。此时，如果闭合该第一继电器则不会产生过流冲击。也就是说，在母线电容的电圧提升至预充电压值时，控制电路可以断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器以及n线对应的第一继电器和第二继电器，使得交流电网通过第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器向母线电容继续充电，减少软启动支路中的元件(例如，限流电阻)消耗电能，提升电能利用率。当母线电容充电至电压大于或等于目标电压值时，直流辅源可以基于母线电容的电压为各逆变桥臂提供驱动电压。在母线电容充电至电压大于或等于目标电压值时，此时第一相逆变桥臂和n线对应的第一继电器和第二继电器已经闭合，因此第一相逆变桥臂和n线完成并网。其他两相逆变桥臂的继电器还未闭合，但是由于此时其他两相的电压与电网电压有较大差距，直接闭合容易造成很大的电流冲击损坏硬件电路。因此，控制电路可以先控制其他两相逆变桥臂导通，以提升其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压，这样，再闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器即可完成整个逆变电路的并网。这里，其他两相逆变桥臂对应的目标相电压由其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压得到，例如，控制电路可以调节其他两相逆变桥臂对应的电压与其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压同步，进而减小其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值，使得其他两相逆变桥臂对应的第一继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动。

27、在本技术中，功率变换器只需要一个软启动支路为母线电容充电，可以提高功率变换器的集成度，减少设计成本。同时，利用母线电容为逆变桥臂提供导通电压，控制电路可以控制其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压同步，或者说减小其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值，使得其他两相逆变桥臂对应的第一继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动，提高稳定性和安全性。相较于现有技术的多个软启动支路来说，本技术仅采用一个软启动支路，通过电路控制方法的改变来实现对功率变换器的软启动，大大节约了硬件成本。

28、结合第三方面，在第一种可能的实施方式中，在断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器以及n线对应的第一继电器和第二继电器之前，方法还可包括：

29、当交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂对应的第二继电器向母线电容充电的时间大于或等于预充时间，且母线电容的电压小于预充电压值时，控制电路可以断开功率变换器中的每个继电器，并生成故障告警信号，故障告警信号用于标识功率变换器处于故障状态。

30、这里，在交流电网(或者说交流辅源基于交流电网)通过软启动支路和第一相逆变桥臂对应的第二继电器向母线电容充电一段时间之后，可以认为此时母线电容的电圧已经提升至某一电压值，例如预充电压值，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小。然而，如果交流电网通过软启动支路和第一相逆变桥臂对应的第二继电器向母线电容充电的时间大于或等于预充时间，母线电容的电压小于预充电压值，说明母线电容并没有被正常充电，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值依然较大。此时，如果闭合该第一继电器和第二继电器则依然会产生过流冲击。这里，控制电路可以断开功率变换器中的每个继电器，并生成用于标识功率变换器处于故障状态的故障告警信号，提升安全性。

31、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，在提升其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压之后，方法还可包括：当其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压时，控制电路可以闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器，并控制三相逆变桥臂均导通，交流电网通过各相逆变桥臂为直流电源充电。

32、这里，当其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压时，或者说，在其他两相逆变桥臂对应的电压与其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压同步时，其他两相逆变桥臂对应的继电器两端的电压差值较小，此时其他两相逆变桥臂对应的继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动。此时，控制电路可以闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器和第二继电器，并控制三相逆变桥臂均导通，使得交流电网(或者说交流辅源基于交流电网)通过各相逆变桥臂为直流电源充电，提高系统的适应性。这里，直流电源可以只包括储能电池等储能装置，也可以同时包括储能电池和其他可以产生电能的电源，例如光伏板。

33、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，方法还可包括：当交流电网开始通过软启动支路向母线电容充电时，控制电路可以依次分别断开一个待检测继电器，待检测继电器可包括软启动支路中的继电器、第一相桥臂对应的第二继电器、n线对应的第一继电器和第二继电器。在断开任一待检测继电器之后，若母线电容的电压大于或等于目标阈值，控制电路断开功率变换器中的每个继电器，并生成粘连告警信号，这里的粘连告警信号用于标识任一待检测继电器处于粘连状态。

34、可以理解，在功率变换器重新开始工作之前，需要检测功率变换器中的第一继电器是否发生粘连，以保证功率变换器的供电安全性。进一步可以理解，在交流电网(或者说交流辅源基于交流电网)通过软启动支路为母线电容持续充电之前，需要检测交流电网(或者说交流辅源基于交流电网)通过软启动支路为母线电容充电的充电回路中的各个继电器是否发生粘连，将该充电回路中的继电器作为待检测继电器，也即待检测继电器可以包括软启动支路中的继电器、第一相桥臂对应的第二继电器、n线对应的第一继电器和第二继电器。这里，控制电路可以控制该充电回路中的任一待检测继电器关断，并通过充电回路是否继续为母线电容充电判断该继电器正常受控断开或者发生粘连。换句话说，控制电路可以在断开该充电回路中的任一待检测继电器之后，基于母线电容的电压大于或等于目标阈值，判断该待检测继电器发生粘连，进而断开功率变换器中的继电器，同时生成粘连告警信号，进一步提高供电安全性。

35、第四方面，本技术提供了一种供电系统的软启动方法，该方法可适用于供电系统，该供电系统可包括功率变换器、交流辅源和直流辅源，功率变换器可包括逆变电路、多个第一继电器、一个软启动支路和控制电路，母线电容可连接于逆变电路和直流电源之间，各相逆变桥臂分别可用于通过各相逆变桥臂对应的第一继电器连接交流电网，n线与母线电容的中点连接且通过n线对应的第一继电器连接交流电网，软启动支路与第一相逆变桥臂对应的第一继电器并联。交流辅源可用于基于交流电网为控制电路和功率变换器中的继电器供电。直流辅源用于在母线电容的电压大于或等于目标电压值时，基于母线电容的电压为功率变换器中的各相逆变桥臂供电。该方法可包括：当母线电容的电压小于预充电压值时，控制电路可以闭合软启动支路中的继电器和n线对应的第一继电器，以使交流电网通过软启动支路向母线电容充电。当母线电容的电压大于或等于预充电压值且小于目标电压值时，控制电路可以断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和n线对应的第一继电器，以使交流电网通过第一相逆变桥臂对应的第一继电器向母线电容继续充电，目标电压值大于预充电压值。当母线电容的电压大于或等于目标电压值时，控制电路可以控制逆变电路中除第一相逆变桥臂之外的其他两相逆变桥臂导通，以提升其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压，其他两相逆变桥臂对应的目标相电压由其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压得到。

36、在本技术中，在直流电源停止向功率变换器供电时，母线电容可能会放电导致母线电容的电圧小于预充电压值，在这种应用场景中，当功率变换器需要启动进行工作前，需要利用交流电网为母线电容充电，减小功率变换器中各相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压之后，再闭合各相逆变桥臂对应的第一继电器，以使得功率变换器软启动，避免功率变换器中的继电器等元件在直接启机时出现故障或者损坏。这里，功率变换器中任一相逆变桥臂都可以作为第一相逆变桥臂，软启动支路可以并联于第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端。在需要功率变换器软启动的应用场景中，当直流电源停止向功率变换器供电，母线电容的电圧小于预充电压值时，控制电路可以闭合软启动支路中的继电器，使得交流电网通过交流辅源和软启动支路为母线电容充电。这里，在交流电网(或者说交流辅源基于交流电网)通过软启动支路向母线电容充电之后，当母线电容的电圧提升至某一电压值，例如预充电压值时，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小。此时，如果闭合该第一继电器则不会产生过流冲击。也就是说，在母线电容的电圧提升至预充电压值时，控制电路可以断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和n线对应的第一继电器，使得交流电网通过第一相逆变桥臂对应的第一继电器向母线电容继续充电，减少软启动支路中的元件(例如，限流电阻)消耗电能，提升电能利用率。当母线电容充电至大于或等于目标电压值时，直流辅源可以基于母线电容的电压为各逆变桥臂提供驱动电压，同时控制电路可以控制其他两相逆变桥臂导通，以提升其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压。这里，其他两相逆变桥臂对应的目标相电压由其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压得到，例如，控制电路可以调节其他两相逆变桥臂对应的电压与其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压同步，进而减小其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值，使得其他两相逆变桥臂对应的第一继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动。

37、在本技术中，功率变换器只需要一个软启动支路为母线电容充电，可以提高功率变换器的集成度，减少设计成本。同时，利用母线电容为逆变桥臂提供导通电压，控制电路可以控制其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压同步，或者说减小其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值，使得其他两相逆变桥臂对应的第一继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动，提高稳定性和安全性。

38、结合第四方面，在第一种可能的实施方式中，在断开软启动支路中的继电器，并闭合第一相逆变桥臂对应的第一继电器和n线对应的第一继电器之前，方法还可包括：

39、当交流电网通过软启动支路向母线电容充电的时间大于或等于预充时间，且母线电容的电压小于预充电压值时，控制电路可以断开功率变换器中的每个继电器，并生成故障告警信号，故障告警信号用于标识功率变换器处于故障状态。

40、这里，在交流电网(或者说交流辅源基于交流电网)通过软启动支路向母线电容充电一段时间之后，可以认为此时母线电容的电圧已经提升至某一电压值，例如预充电压值，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小。然而，如果交流电网通过软启动支路向母线电容充电的时间大于或等于预充时间，母线电容的电压小于预充电压值，说明母线电容并没有被正常充电，第一相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值依然较大。此时，如果闭合该第一继电器则依然会产生过流冲击。这里，控制电路可以断开功率变换器中的每个继电器，并生成用于标识功率变换器处于故障状态的故障告警信号，提升安全性。

41、结合第四方面或第四方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，在提升其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压之后，方法还可包括：当其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压时，控制电路可以闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器，并控制三相逆变桥臂均导通，交流电网通过各相逆变桥臂为直流电源充电。

42、这里，当其他两相逆变桥臂与其对应的第一继电器的连接点处的电压至其他两相逆变桥臂对应的目标相电压时，或者说，在其他两相逆变桥臂对应的电压与其他两相逆变桥臂所连接的交流电网的相电压同步时，其他两相逆变桥臂对应的第一继电器两端的电压差值较小，此时其他两相逆变桥臂对应的第一继电器在闭合时不会产生过流冲击，实现功率变换器软启动。此时，控制电路可以闭合其他两相逆变桥臂对应的第一继电器，并控制三相逆变桥臂均导通，使得交流电网(或者说交流辅源基于交流电网)通过各相逆变桥臂为直流电源充电，提高系统的适应性。这里，直流电源可以只包括储能电池等储能装置，也可以同时包括储能电池和其他可以产生电能的电源，例如光伏板。

43、结合第四方面或第四方面任一种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，方法还可包括：当交流电网开始通过软启动支路向母线电容充电时，控制电路可以依次分别断开一个待检测继电器，待检测继电器可包括软启动支路中的继电器和n线对应的第一继电器。在断开任一待检测继电器之后，若母线电容的电压大于或等于目标阈值，控制电路断开功率变换器中的每个继电器，并生成粘连告警信号，这里的粘连告警信号用于标识任一待检测继电器处于粘连状态。

44、可以理解，在功率变换器重新开始工作之前，需要检测功率变换器中的第一继电器是否发生粘连，以保证功率变换器的供电安全性。进一步可以理解，在交流电网(或者说交流辅源基于交流电网)通过软启动支路为母线电容持续充电之前，需要检测交流电网(或者说交流辅源基于交流电网)通过软启动支路为母线电容充电的充电回路中的各个继电器是否发生粘连，将该充电回路中的继电器作为待检测继电器，也即待检测继电器可以包括软启动支路中的继电器和n线对应的第一继电器。这里，控制电路可以控制该充电回路中的任一待检测继电器关断，并通过充电回路是否继续为母线电容充电判断该继电器正常受控断开或者发生粘连。换句话说，控制电路可以在断开该充电回路中的任一待检测继电器之后，基于母线电容的电压大于或等于目标阈值，判断该待检测继电器发生粘连，进而断开功率变换器中的继电器，同时生成粘连告警信号，进一步提高供电安全性。