CN114336953A - 一种能量路由器的控制方法、中央控制器及能量路由器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能量路由器的控制方法、中央控制器及能量路由器，获取能量路由器所有开关的开关状态和所有功率模块的通信状态，当开关状态指示能量路由器的所有开关处于分断状态，且通信状态指示所有功率模块处于通信中断状态，获取启动能量路由器的启动指令；若启动指令为高压侧启动指令，控制能量路由器中的开关元器件先完成高压侧充电再完成低压侧充电；若启动指令为低压侧启动指令，控制能量路由器中的开关元器件先完成低压侧充电再完成高压侧充电；在启动过程中隔离故障功率模块。在启动时，可从能量路由器的高压侧或低压侧进行启动，在启动过程确定并隔离出现故障的功率模块，保证正常启动，从而提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

Description

一种能量路由器的控制方法、中央控制器及能量路由器

技术领域

本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种能量路由器的控制方法、中央控制器及能量路由器。

背景技术

随着能源技术的发展，传统的电力***设备已经无法满足可再生能源发电装置、储能设备和各类型的电能负载的接入，目前通常利用基于电力电子变换技术构成的能量路由器，为新能源发电装置和各类型负载提供多样化的电气接口形式。

目前受限于电力电子器件的耐压和载流，对于能量路由器的研究应用主要在于模块化级联技术，即利用低压和小功率的模块级联满足高压和大功率的应用需求，并将能量路由器作为核心装置广泛应用于能源互联网中。因此，如何保证能量路由器的启动稳定性和启动可靠性是目前亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种能量路由器的控制方法、中央控制器及能量路由器，以提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例第一方面公开一种能量路由器的控制方法，适用于控制能量路由器的中央控制器，所述能量路由器至少包括高压侧隔离开关、由第一接触器与第一启动电阻并联构成的高压侧启动电路、由第二接触器与第二启动电阻并联构成的低压侧启动电路、低压侧断路器和N台功率模块，N为正整数，所述功率模块至少包括旁路开关、第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容，所述方法包括：

获取能量路由器所有开关的开关状态和所有功率模块的通信状态；

当所述开关状态指示所述能量路由器的所有开关处于分断状态，且所述通信状态指示所有功率模块处于通信中断状态，获取启动所述能量路由器的启动指令，所述启动指令为高压侧启动指令或低压侧启动指令；

若所述启动指令为高压侧启动指令，控制高压侧隔离开关、第二接触器和旁路开关，对第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块；

当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器；

若所述启动指令为低压侧启动指令，控制低压侧断路器、第一接触器和旁路开关，对低压侧电容、第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块；

当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

优选的，所述若所述启动指令为高压侧启动指令，控制高压侧隔离开关、第二接触器和旁路开关，对第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块，包括：

若所述启动指令为高压侧启动指令，闭合高压侧隔离开关和第二接触器，对每个所述功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集所述第一高压侧电容的第一电压和所述第二高压侧电容的第二电压；

根据所有所述第一电压和所有所述第二电压，确定所有所述功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块；

若所述第一故障功率模块的数量小于数量阈值，闭合所述第一故障功率模块的旁路开关，隔离所述第一故障功率模块；

利用所述第一正常功率模块，对所述第一正常功率模块的低压侧电容进行充电，并实时采集所述第一正常功率模块的低压侧电容的第三电压；

根据所述第一正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，确定所述第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块；

若所述第一故障功率模块与所述第二故障功率模块的数量之和小于所述数量阈值，闭合所述第二故障功率模块的旁路开关，隔离所述第二故障功率模块；

相应的，所述当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器，包括：

当所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器；

调整所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器。

优选的，所述若所述启动指令为低压侧启动指令，控制低压侧断路器、第一接触器和旁路开关，对低压侧电容、第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块，包括：

若所述启动指令为低压侧启动指令，闭合低压侧断路器和第一接触器，对每个所述功率模块的低压侧电容进行充电，实时采集所述低压侧电容的第三电压；

根据所述第三电压，确定所有所述功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块；

若所述第一故障功率模块的数量小于数量阈值，闭合所述第一故障功率模块的旁路开关，隔离所述第一故障功率模块；

利用所述第一正常功率模块，对所述第一正常功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集所述第一正常功率模块的第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧电容的第二电压；

根据所述第一正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，确定第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块；

若所述第一故障功率模块与所述第二故障功率模块的数量之和小于所述数量阈值，闭合所述第二故障功率模块的旁路开关，隔离所述第二故障功率模块；

相应的，所述当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关，包括：

当所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器；

调整所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

优选的，还包括：

若所述第一故障功率模块的数量大于等于所述数量阈值，或者，若所述第一故障功率模块与所述第二故障功率模块的数量之和大于等于所述数量阈值，中止启动所述能量路由器。

优选的，所述闭合低压侧断路器之后，或者，所述闭合高压侧隔离开关之后，还包括：

若根据所述开关状态和所述通信状态确定所述能量路由器无异常状态，控制所述能量路由器由启动模式切换至运行模式。

本发明实施例第二方面公开一种中央控制器，所述中央控制器用于控制能量路由器，所述能量路由器至少包括高压侧隔离开关、由第一接触器与第一启动电阻并联构成的高压侧启动电路、由第二接触器与第二启动电阻并联构成的低压侧启动电路、低压侧断路器和N台功率模块，N为正整数，所述功率模块至少包括旁路开关、第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容，所述中央控制器包括：

第一获取单元，用于获取能量路由器所有开关的开关状态和所有功率模块的通信状态；

第二获取单元，用于当所述开关状态指示所述能量路由器的所有开关处于分断状态，且所述通信状态指示所有功率模块处于通信中断状态，获取启动所述能量路由器的启动指令，所述启动指令为高压侧启动指令或低压侧启动指令，若所述启动指令为高压侧启动指令，执行第一处理单元，若所述启动指令为低压侧启动指令，执行第三处理单元；

第一处理单元，用于控制高压侧隔离开关、第二接触器和旁路开关，对第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块，执行第二处理单元；

所述第二处理单元，用于当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器；

第三处理单元，用于控制低压侧断路器、第一接触器和旁路开关，对低压侧电容、第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块，执行第四处理单元；

所述第四处理单元，用于当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

优选的，所述第一处理单元包括：

第一处理子单元，用于若所述启动指令为高压侧启动指令，闭合高压侧隔离开关和第二接触器，对每个所述功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集所述第一高压侧电容的第一电压和所述第二高压侧电容的第二电压；

第一确定子单元，用于根据所有所述第一电压和所有所述第二电压，确定所有所述功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块；

第一隔离子单元，用于若所述第一故障功率模块的数量小于数量阈值，闭合所述第一故障功率模块的旁路开关，隔离所述第一故障功率模块；

第二处理子单元，用于利用所述第一正常功率模块，对所述第一正常功率模块的低压侧电容进行充电，并实时采集所述第一正常功率模块的低压侧电容的第三电压；

第二确定子单元，用于根据所述第一正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，确定所述第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块；

第二隔离子单元，用于若所述第一故障功率模块与所述第二故障功率模块的数量之和小于所述数量阈值，闭合所述第二故障功率模块的旁路开关，隔离所述第二故障功率模块；

相应的，所述第二处理单元具体用于：当所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器。

优选的，所述第三处理单元包括：

第一处理子单元，用于若所述启动指令为低压侧启动指令，闭合低压侧断路器和第一接触器，对每个所述功率模块的低压侧电容进行充电，实时采集所述低压侧电容的第三电压；

第一确定子单元，用于根据所述第三电压，确定所有所述功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块；

第一隔离子单元，用于若所述第一故障功率模块的数量小于数量阈值，闭合所述第一故障功率模块的旁路开关，隔离所述第一故障功率模块；

第二处理子单元，用于利用所述第一正常功率模块，对所述第一正常功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集所述第一正常功率模块的第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧电容的第二电压；

第二确定子单元，用于根据所述第一正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，确定第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块；

第二隔离子单元，用于若所述第一故障功率模块与所述第二故障功率模块的数量之和小于所述数量阈值，闭合所述第二故障功率模块的旁路开关，隔离所述第二故障功率模块；

相应的，第四处理单元具体用于：当所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

优选的，所述中央控制器还包括：

切换单元，用于若根据所述开关状态和所述通信状态确定所述能量路由器无异常状态，控制所述能量路由器由启动模式切换至运行模式。

本发明实施例第三方面公开一种能量路由器，所述能量路由器至少包括：高压侧隔离开关，由第一接触器与第一启动电阻并联构成的高压侧启动电路，由第二接触器与第二启动电阻并联构成的低压侧启动电路，低压侧断路器，N台至少包含旁路开关、第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容的功率模块，N为正整数；

第一直流母线正端口和第一直流母线负端口分别与所述高压侧隔离开关的第一输入端和第二输入端连接，所述高压侧隔离开关的第一输出端通过所述高压侧启动电路与第一台所述功率模块的高压侧连接，所述高压侧隔离开关的第二输出端与第N台所述功率模块的高压侧连接；

N台所述功率模块之间的高压侧串联，N台所述功率模块之间的低压侧并联；

第二直流母线正端口和第二直流母线负端口分别与所述低压侧断路器的第一输入端和第二输入端连接，所述低压侧断路器的第一输出端通过所述低压侧启动电路与第一台所述功率模块的低压侧的第一端连接，所述低压侧断路器的第二输出端与第一台所述功率模块的低压侧的第二端连接。

基于上述本发明实施例提供的一种能量路由器的控制方法、中央控制器及能量路由器，获取能量路由器所有开关的开关状态和所有功率模块的通信状态，当开关状态指示能量路由器的所有开关处于分断状态，且通信状态指示所有功率模块处于通信中断状态，获取启动能量路由器的启动指令；若启动指令为高压侧启动指令，控制能量路由器中的开关元器件先完成高压侧充电再完成低压侧充电，并且在启动过程中隔离故障功率模块；若启动指令为低压侧启动指令，控制能量路由器中的开关元器件先完成低压侧充电再完成高压侧充电，并且在启动过程中隔离故障功率模块。在启动能量路由器时，可从能量路由器的高压侧或低压侧进行启动操作，在启动过程中确定并隔离出现故障的功率模块，保证能量路由器能继续正常启动，提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种能量路由器的架构示意图；

图2为本发明实施例提供的中央控制器和能量路由器之间的连接示意图；

图3为本发明实施例提供的一种能量路由器的控制方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的高压侧启动并隔离故障功率模块的流程图；

图5为本发明实施例提供的低压侧启动并隔离故障功率模块的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种中央控制器的结构框图。

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。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

由背景技术可知，目前受限于电力电子器件的耐压和载流，对于能量路由器的研究应用主要在于模块化级联技术，能量路由器通常作为核心装置应用于能源互联网中，因此如何保证能量路由器的启动稳定性和启动可靠性是目前亟需解决的问题。

因此，本发明实施例提供一种能量路由器的控制方法、中央控制器及能量路由器，在启动能量路由器时，可从能量路由器的高压侧或低压侧进行启动操作，在启动过程中确定并隔离出现故障的功率模块，保证能量路由器能继续正常启动，以提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

需要说明的是，本发明实施例中涉及的能量路由器根据应用场景的不同，也可称为固态变压器、直流变压器或电子电力变压器等。

参见图1，示出了本发明实施例提供的一种能量路由器的架构示意图，该能量路由器包括：高压侧隔离开关(图1中的QF_H)，由第一接触器(图1中的KM_H)与第一启动电阻(图1中的R_H)并联构成的高压侧启动电路，由第二接触器(图1中的KM_L)与第二启动电阻(图1中的R_L)并联构成的低压侧启动电路，低压侧断路器(图1中的QF_L)，N台至少包含旁路开关(图1中的K₁-K_N)、第一高压侧电容(图1中的C₁₁-C_N1)、第二高压侧电容(图1中的C₁₂-C_N2)和低压侧电容(图1中的C₁₀-C_N0)的功率模块(功率模块#1至功率模块#N)，N为正整数。

第一直流母线正端口(+10kV，仅举例)和第一直流母线负端口(-10kV，仅举例)分别与高压侧隔离开关(QF_H)的第一输入端和第二输入端连接，高压侧隔离开关的第一输出端通过高压侧启动电路与第一台功率模块的高压侧连接，高压侧隔离开关的第二输出端与第N台功率模块的高压侧连接。

N台功率模块之间的高压侧串联，N台功率模块之间的低压侧并联。

第二直流母线正端口(+375V，仅举例)和第二直流母线负端口(-375V，仅举例)分别与低压侧断路器QF_L的第一输入端和第二输入端连接，低压侧断路器的第一输出端通过低压侧启动电路与第一台功率模块的低压侧的第一端连接，低压侧断路器的第二输出端与第一台功率模块的低压侧的第二端连接。

可以理解的是，功率模块还包括了4个开关模组、高压侧功率单元中的高压侧子模块(图1中的SM_1H-SM_NH)、中频变压器(图1中的MFT1-MFTN)和低压侧功率单元中的低压侧子模块(图1中的SM_1L-SM_NL)。

需要说明的是，高压侧功率单元由旁路开关、4个开关模组、第一高压侧电容、第二高压侧电容和高压侧子模块组成，低压侧功率单元由低压侧子模块和低压侧电容组成。

进一步需要说明的是，高压侧子模块和低压侧子模块的类型可以为半桥子模块、全桥子模块和钳位双子模块中的任意一种，对于高压侧子模块和低压侧子模块的类型不做具体限定。

4个开关模组分别为第一开关模组(图1中的Q₁₁-Q_N1)、第二开关模组(图1中的Q₁₂-Q_N2)、第三开关模组(图1中的Q₁₃-Q_N3)和第四开关模组(图1中的Q₁₄-Q_N4)，每个开关模组由绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)和二极管集成得到，每个开关模组(集成了IGBT和二极管)中的元器件连接关系为：IGBT的发射极与二级管的正极连接，IGBT的集电极与二极管的负极连接。

高压侧隔离开关的第一输出端通过高压侧启动电路分别与第一台功率模块的旁路开关(K₁)的第一端、第一开关模组(Q₁₁)的发射极和第二开关模组(Q₁₂)的集电极连接，第一台功率模块的旁路开关(K₁)的第二端与第三开关模组(Q₁₃)的发射极连接。

低压侧断路器的第一输出端通过低压侧启动电路与第一台功率模块的低压侧电容(C₁₀)的第一端连接，低压侧断路器的第二输出端与第一台功率模块的低压侧电容(C₁₀)的第二端连接。

以第一台功率模块为示例，解释每台功率模块的内部元器件连接关系，即在第一台功率模块中，第一开关模组(Q₁₁)的集电极分别与第一高压侧电容(C₁₁)的正极和高压侧子模块(SM_1H)的第一端连接，第一开关模组的发射极分别与旁路开关(K₁)的第一端和第二开关模组(Q₁₂)的集电极连接。

第二开关模组的发射极与第三开关模组(Q₁₃)的集电极连接，第三开关模组的发射极分别与旁路开关(K₁)的第二端和第四开关模组(Q₁₄)的集电极连接，第四开关模组的发射极分别与第二高压侧电容(C₁₂)的负极和高压侧子模块的第三端连接。

高压侧子模块的第二端分别与第二开关模组的发射极、第一高压侧电容的负极和第二高压侧电容的正极连接。

高压侧子模块的第四端与中频变压器(MFT1)的第一端连接，中频变压器的第二端与低压侧子模块(SM_1L)的第一端连接，低压侧子模块的第二端与低压侧电容(C₁₀)并联。

可以理解的是，其它功率模块的内部元器件连接图可参见第一台功率模块的内容，在此不再赘述，各个功率模块之间的连接关系为高压侧串联，低压侧并联。

在本发明实施例中，通过中央控制器控制能量路由器中各个元器件的状态，为更好解释说明中央控制器与能量路由器的元器件之间的连接关系，结合图1的内容，通过图2进行解释说明，需要说明的是，图2仅用于举例。

参见图2，示出了本发明实施例提供的中央控制器和能量路由器之间的连接示意图。

中央控制器分别与第一接触器(KM_H)、高压侧隔离开关(QF_H)、每台功率模块(包括旁路开关)、第二接触器(KM_L)和低压侧断路器(QF_L)连接。其中，无箭头粗实线表示电缆监控，带箭头细实线表示光纤通信。

可以理解的是，功率模块中存在自身对应的控制器，通过功率模块自身的控制器控制功率模块，每个功率模块的控制器分为高压侧控制单元和低压侧控制单元。

每台功率模块中的高压侧控制单元和低压侧控制单元的供电模式为自取电，即高压侧控制单元通过第一高压侧电容和第二高压侧电容获取电压来保证自身正常运行，低压侧控制单元通过低压侧电容获取电压来保证自身正常运行。

其它的开关及元器件的供电模式为外部电源供电。

需要说明的是，上述关于各个元器件的供电模式也仅为举例说明，具体的供电模式可根据实际情况进行设置。

参见图3，示出了本发明实施例提供的一种能量路由器的控制方法的流程图，该控制方法适用于控制能量路由器的中央控制器，能量路由器的具体架构参见图1示出的内容，该控制方法包括：

步骤S301：获取能量路由器所有开关的开关状态和所有功率模块的通信状态。

需要说明的是，中央控制器启动后对自身进行状态自检，状态自检无故障后，中央控制器对能量路由器进行相关控制。

在具体实现步骤S301的过程中，获取能量路由器所有开关的开关状态，开关状态可指示开关处于闭合状态还是分断状态。

由上述图2示出的内容可知，通过每个功率模块的控制器(高压侧控制单元和低压侧控制单元)对功率模块进行相应的控制，因此获取每个功率模块的高压侧控制单元和低压侧控制单元的通信状态，高压侧控制单元的通信状态可指示高压侧控制单元是否处于通信中断状态，低压侧控制单元的通信状态可指示低压侧控制单元是否处于通信中断状态。

步骤S302：当开关状态指示能量路由器的所有开关处于分断状态，且通信状态指示所有功率模块处于通信中断状态，获取启动能量路由器的启动指令。若启动指令为高压侧启动指令，执行步骤S303，若启动指令为低压侧启动指令，执行步骤S305。

需要说明的是，在启动能量路由器时，能量路由器的所有开关需处于分断状态，并且所有的高压侧控制单元和低压侧控制单元均需要处于通信中断状态(即所有功率模块处于通信中断状态)。

若能量路由器在启动前存在开关处于闭合状态，则将处于闭合状态的开关断开，使其处于分断状态。

在具体实现步骤S302的过程中，当能量路由器的所有开关处于分断状态，且所有的高压侧控制单元和低压侧控制单元均处于通信中断状态，获取启动能量路由器的启动指令。

可以理解的是，启动指令为高压侧启动指令或低压侧启动指令，即若启动指令为高压侧启动指令，则从能量路由器的高压侧进行启动能量路由器，若启动指令为低压侧启动指令，则从能量路由器的低压侧进行启动能量路由器。

步骤S303：若启动指令为高压侧启动指令，控制高压侧隔离开关、第二接触器和旁路开关，对第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容进行充电，并根据第一高压侧电容的第一电压、第二高压侧电容的第二电压和低压侧电容的第三电压，隔离所有功率模块中的故障功率模块。

由上述图2示出的内容可知，功率模块中的高压侧控制单元通过第一高压侧电容和第二高压侧电容进行自取电启动，低压侧控制单元通过低压侧电容进行自取电启动。

在具体实现步骤S303的过程中，若启动指令为高压侧启动指令，指示从高压侧启动能量路由器，闭合高压侧隔离开关和低压侧启动电路的第二接触器，将低压侧启动电路的第二启动电阻短路，先通过高压侧启动电路的第一电阻对各个功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，启动各个功率模块的高压侧控制单元，使各个功率模块的高压侧控制单元与中央控制器建立通信。

可以理解的是，高压侧控制单元与中央控制器建立通信后，利用各个功率模块的第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧的第二电压，确定各个功率模块中的故障功率模块并通过闭合故障功率模块的旁路开关来进行故障隔离。

通过控制第一正常功率模块(利用第一电压和第二电压对所有功率模块进行故障隔离后的正常功率模块)中的高压侧控制单元和低压侧子模块，对低压侧电容进行充电，从而启动第一正常功率模块中的低压侧控制单元，使第一正常功率模块中的低压侧控制单元与中央控制器建立通信。

第一正常功率模块中的低压侧控制单元与中央控制器建立通信后，再利用第一正常功率模块的第一高压侧电容的第一电压、第二高压侧电容的第二电压和低压侧电容的第三电压，确定各个第一正常功率模块中的故障功率模块，并通过闭合故障功率模块的旁路开关来进行故障隔离。

也就是说，若启动指令为高压侧启动指令，启动高压侧控制单元后先利用第一电压和第二电压对所有功率模块进行故障隔离(此时故障隔离后的正常功率模块为第一正常功率模块)，再启动第一正常功率模块中的低压侧控制单元。

启动第一正常功率模块中的低压侧控制单元后，再利用第一电压、第二电压和第二电压对所有第一正常功率模块进行故障隔离，隔离所有第一正常功率模块中的故障功率模块。

步骤S304：当所有功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器。

在具体实现步骤S304的过程中，对所有第一正常功率模块进行故障隔离后，当第二正常功率模块(对所有第一正常功率模块进行故障隔离后的正常功率模块)的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，表示能量路由器的高压侧充电完成，闭合第二正常功率的第一接触器将高压侧启动电路的第一启动电阻短路。调节第二正常功率模块的高压侧控制单元的前级IGBT占空比，使第二正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器。

步骤S305：若启动指令为低压侧启动指令，控制低压侧断路器、第一接触器和旁路开关，对低压侧电容、第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并根据第一高压侧电容的第一电压、第二高压侧电容的第二电压和低压侧电容的第三电压，隔离所有功率模块中的故障功率模块。

在具体实现步骤S305的过程中，若启动指令为低压侧启动指令，指示从低压侧启动能量路由器，闭合低压侧断路器和高压侧启动电路的第一接触器，将高压侧启动电路的第一启动电阻短路，先通过低压侧启动电路的第二电阻对各个功率模块的低压侧电容进行充电，启动各个功率模块的低压侧控制单元，使各个功率模块的低压侧控制单元与中央控制器建立通信。

可以理解的是，各个功率模块的低压侧控制单元与中央控制器建立通信后，利用各个功率模块的低压侧电容的第三电压，确定各个功率模块中的故障功率模块，并通过闭合故障功率模块的旁路开关来进行故障隔离。

通过控制第一正常功率模块(利用第三电压对所有功率模块进行故障隔离后的正常功率模块)中的低压侧控制单元和高压侧子模块，对第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，从而启动第一正常功率模块的高压侧控制单元，使第一正常功率模块的高压侧控制单元与中央控制器建立通信。

第一正常功率模块的高压侧控制单元与中央控制器建立通信后，再利用第一正常功率模块的第一高压侧电容的第一电压、第二高压侧电容的第二电压和低压侧电容的第三电压，确定各个第一正常功率模块中的故障功率模块，并通过闭合故障功率模块的旁路开关来进行故障隔离。

也就是说，若启动指令为低压侧启动指令，启动低压侧控制单元后先利用第三电压对所有功率模块进行故障隔离(此时故障隔离后的正常功率模块为第一正常功率模块)，再启动第一正常功率模块中的高压侧控制单元。

启动第一正常功率模块中的高压侧控制单元后，再利用第一电压、第二电压和第二电压对所有第一正常功率模块进行故障隔离，隔离所有第一正常功率模块中的故障功率模块。

步骤S306：当所有功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

在具体实现步骤S306的过程中，对所有第一正常功率模块进行故障隔离后，当第二正常功率模块(对所有第一正常功率模块进行故障隔离后的正常功率模块)的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，表示能量路由器的低压侧充电完成，闭合第二正常功率的第二接触器将低压侧启动电路的第二启动电阻短路，调节第二正常功率模块的高压侧控制单元的前级IGBT占空比，使第二正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

需要说明的是，在上述启动能量路由器的过程中，若根据所有开关的开关状态监测到任意一个(或多个)开关的开关位置异常，则中止能量路由器的启动，并向指定设备(比如前端显示器)发送告警信息。

开关位置异常指定是：对于一开关，在启动能量路由器的过程中该开关应该处于分断状态，但是根据所有开关的开关状态监测到该开关处于闭合状态。

优选的，由前述内容可知，在执行上述步骤S303和步骤S304的过程中，或者，在执行上述步骤S305和步骤S306的过程中，会涉及对各个开关、高压侧控制单元和低压侧控制单元的相关控制。因此在执行上述步骤S304或步骤S306之后，若根据开关状态和所述通信状态确定能量路由器无异常状态，控制能量路由器由启动模式切换至运行模式。

需要说明的是，能量路由器无异常状态指的是：开关状态与前述控制各个开关的控制内容相吻合，且通信状态与前述控制各个高压侧控制单元和低压侧控制单元的控制内容相吻合。

在本发明实施例中，在启动能量路由器时，可通过控制能量路由器各个元器件的状态，选择从能量路由器的高压侧或低压侧进行启动操作，在启动过程中确定并隔离出现故障的功率模块，保证能量路由器能继续正常启动，提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

上述本发明实施例图3步骤S303涉及的启动指令为高压侧启动指令时启动能量路由器的内容，参见图4，示出了本发明实施例提供的高压侧启动并隔离故障功率模块的流程图，包括以下步骤：

步骤S401：若启动指令为高压侧启动指令，闭合高压侧隔离开关和第二接触器，对每个功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧电容的第二电压。

在具体实现步骤S401的过程中，若启动指令为高压侧启动指令，闭合高压侧隔离开关和低压侧启动电路的第二接触器，通过每个功率模块的高压侧启动电路的第一启动电阻，为每个功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电。

对于每个功率模块，当该功率模块的第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧电容的第二电压上升至预设百分比指定电压时(比如上升至16％至40％指定电压)，该功率模块的高压侧控制单元启动，并与中央控制器建立通信，启动后的高压侧控制单元实时将第一电压和第二电压发送至中央控制器。

步骤S402：根据所有第一电压和所有第二电压，确定所有功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块。

在具体实现步骤S402的过程中，中央控制器根据所有高压侧控制单元的通信状态确定所有高压侧控制单元通信稳定后，利用所有第一电压和所有第二电压，确定所有功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块。

可以理解的是，在正常工况下(所有功率模块正常的情况下)，各个功率模块的第一电压之间的误差不大于预设百分比(比如2％)，且各个功率模块的第二电压之间的误差不大于预设百分比，即各个功率模块之间的第一电压基本相同，以及各个功率模块之间的第二电压基本相同。

因此，对于一功率模块，通过两个判断条件来判断该功率模块是否故障，第一个判断条件为该功率模块的高压侧控制单元的通信状态是否正常。第二个判断条件为：该功率模块的第一电压与其他功率模块的第一电压之间的误差是否大于预设百分比，以及该功率模块的第二电压与其他功率模块的第二电压之间的误差是否大于预设百分比。

也就是说，对于一功率模块，若该功率模块的高压侧控制单元的通信状态异常，和/或，该功率模块的第一电压与其他功率模块的第一电压之间的误差大于预设百分比，和/或，该功率模块的第二电压与其他功率模块的第二电压之间的误差大于预设百分比，则指示该功率模块为第一故障功率模块。

在具体实现步骤S402的过程中，根据所有第一电压和所有第二电压，从所有功率模块确定第一故障功率模块和第一正常功率模块。

步骤S403：确定第一故障功率模块的数量是否小于数量阈值。若第一故障功率模块的数量大于等于数量阈值，执行步骤S404，若第一故障功率模块的数量小于数量阈值，执行步骤S405。

预设设置一故障功率模块的冗余数(数量阈值)，即当能量路由器中发生故障的功率模块的数量小于该数量阈值，则表示能量路由器能继续正常启动。在具体实现步骤S403的过程中，确定第一故障功率模块的数量(该数量可以为0)是否小于数量阈值，若第一故障功率模块的数量小于数量阈值，则继续启动能量路由器，若第一故障功率模块的数量大于等于数量阈值，则中止启动能量路由器的过程。

步骤S404：中止启动能量路由器。

步骤S405：闭合第一故障功率模块的旁路开关，隔离第一故障功率模块。

在具体实现步骤S405的过程中，第一故障功率模块的数量小于数量阈值，通过闭合第一故障功率模块的旁路开关，将第一故障功率模块切除退出设备运行，即隔离第一故障功率模块。

步骤S406：利用第一正常功率模块，对第一正常功率模块的低压侧电容进行充电，并实时采集第一正常功率模块的低压侧电容的第三电压。

在具体实现步骤S406的过程中，对于每个第一正常功率模块，利用高压侧控制单元向低压侧子模块转换电压，为该第一正常功率模块的低压侧电容进行充电。

具体为低压侧电容进行充电的过程为：向高压侧控制单元下发转换指令，高压侧控制单元通过控制高压侧子模块的IGBT的导通和关断，将直流电压转换为交流电压，利用中频变压器转换该交流电压的电压等级(低压侧电容对应的充电电压等级)，再由低压侧子模块将转换电压等级后的交流电压转换为直流电压，从而对低压侧电容进行充电。

对于每个第一正常功率模块，当该第一正常功率模块的低压侧电容的第三电压上升至预设百分比的指定电压时(比如上升至24％至40％指定电压)，该第一正常功率模块的低压侧控制单元启动并与中央控制器建立通信，低压侧控制单元将该第一正常功率模块的第三电压实时发送至中央控制器。

步骤S407：根据第一正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压，确定第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块。

在具体实现步骤S407的过程中，中央控制器确定所有第一正常功率模块的高压侧控制单元和低压侧控制单元通信稳定后，利用所有的第一正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压，确定第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块。

可以理解的是，结合上述步骤S402的内容，对于一个第一正常功率模块，通过两个判断条件来判断该第一正常功率模块是否故障，第一个判断条件为第一正常功率的高压侧控制单元和低压侧控制单元的通信状态是否正常。

第二个判断条件为：第一正常功率模块的第一电压与其他第一正常功率模块的第一电压之间的误差是否大于预设百分比，第一正常功率模块的第二电压与其他第一正常功率模块的第二电压之间的误差是否大于预设百分比，以及第一正常功率模块的第三电压与其他第一正常功率模块的第三电压之间的误差是否大于预设百分比。

在具体实现步骤S407的过程中，根据所有第一正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压，从第一正常功率模块中确定第二故障功率模块和第二正常功率模块。

具体如何判断第一正常功率模块中的第二故障功率模块的内容，可参见上述步骤S402的内容，在此不再赘述。

步骤S408：判断第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和是否小于数量阈值。若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和小于数量阈值，执行步骤S409，若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和大于等于数量阈值，执行步骤S404。

在具体实现步骤S408的过程中，判断第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和是否小于数量阈值，即判断能量路由器发生故障的功率模块的总数量是否小于数量阈值。

若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和小于数量阈值，指示可以继续启动能量路由器，闭合第二故障功率模块的旁路开关，隔离第二故障功率模块，其中，结合上述内容可知，已经闭合第一故障功率模块的旁路开关，即已经将第一故障功率模块隔离。

若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和大于等于数量阈值，指示无法继续启动能量路由器，中止启动能量路由器的过程。

步骤S409：闭合第二故障功率模块的旁路开关，隔离第二故障功率模块。

优选的，执行步骤S409之后，相应的，上述本发明实施例图3步骤S304的具体执行内容为：当第二正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，指示高压侧充电完成，闭合第一接触器使第一启动电阻短路。调整第二正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器，具体如何调整第二正常功率模块的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压的过程，参见上述本发明实施例图3步骤S304的内容。

在本发明实施例中，若启动指令为高压侧启动指令，通过控制能量路由器各个元器件的状态，从能量路由器的高压侧开始启动，在启动过程中进行多次故障功率模块的判断及隔离，保证能量路由器能继续正常启动，提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

上述本发明实施例图3步骤S305涉及的启动指令为低压侧启动指令时启动能量路由器的内容，参见图5，示出了本发明实施例提供的低压侧启动并隔离故障功率模块的流程图，包括以下步骤：

步骤S501：若启动指令为低压侧启动指令，闭合低压侧断路器和第一接触器，对每个功率模块的低压侧电容进行充电，实时采集低压侧电容的第三电压。

在具体实现步骤S501的过程中，若启动指令为低压侧启动指令，闭合低压侧断路器和高压侧启动电路的第一接触器，通过每个功率模块的低压侧启动电路的第二启动电阻，为每个功率模块的低压侧电容进行充电。

对于每个功率模块，当该功率模块的低压侧电容的第三电压上升至预设百分比指定电压时(比如上升至24％至40％指定电压)，该功率模块的低压侧控制单元启动，并与中央控制器建立通信，启动后的低压侧控制单元实时将第三电压发送至中央控制器。

步骤S502：根据第三电压，确定所有功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块。

在具体实现步骤S502的过程中，中央控制器根据所有低压侧控制单元的通信状态确定所有低压侧控制单元通信稳定后，利用所有的第三电压，确定所有功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块。

可以理解的是，结合上述本发明实施例图4步骤S402中的内容可知，在正常工况下，各个功率模块的第三电压之间的误差不大于预设百分比，即各个功率模块之间的第三电压基本相同。

因此，对于一功率模块，通过两个判断条件来判断该功率模块是否故障，第一个判断条件为该功率模块的低压侧控制单元的通信状态是否正常。第二个判断条件为该功率模块的第三电压与其他功率模块的第三电压之间的误差是否大于预设百分比(比如2％)。

也就是说，对于一功率模块，若该功率模块的高压侧控制单元的通信状态异常，和/或，该功率模块的第三电压与其他功率模块的第三电压之间的误差大于预设百分比，则指示该功率模块为第一故障功率模块。

步骤S503：判断第一故障功率模块的数量是否小于数量阈值。若第一故障功率模块的数量大于等于数量阈值，执行步骤S504，若第一故障功率模块的数量小于数量阈值，执行步骤S505。

在具体实现步骤S503的过程中，确定第一故障功率模块的数量是否小于数量阈值，若第一故障功率模块的数量小于数量阈值，则继续启动能量路由器，若第一故障功率模块的数量大于等于数量阈值，则中止启动能量路由器的过程。

步骤S504：中止启动能量路由器。

步骤S505：闭合第一故障功率模块的旁路开关，隔离第一故障功率模块。

在具体实现步骤S505的过程中，第一故障功率模块的数量小于数量阈值，通过闭合第一故障功率模块的旁路开关，将第一故障功率模块切除退出设备运行，即隔离第一故障功率模块。

步骤S506：利用第一正常功率模块，对第一正常功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集第一正常功率模块的第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧电容的第二电压。

在具体实现步骤S506的过程中，对于每个第一正常功率模块，利用低压侧控制单元向高压侧子模块转换电压，为该第一正常功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电。

具体为第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电的过程为：向低压侧控制单元下发转换指令，低压侧控制单元通过控制低压侧子模块的IGBT的导通和关断，将直流电压转换为交流电压，利用中频变压器转换该交流电压的电压等级(第一高压侧电容和第二高压侧电容对应的充电电压等级)，再由高压侧子模块将转换电压等级后的交流电压转换为直流电压，从而对第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电。

对于每个第一正常功率模块，当该第一正常功率模块的第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧电容的第二电压上升至预设百分比的指定电压时(比如上升至16％至40％指定电压)，该第一正常功率模块的高压侧控制单元启动并与中央控制器建立通信，高压侧控制单元实时将第一正常功率模块的第一电压和第二电压发送至中央控制器。

步骤S507：根据第一正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压，确定第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块。

在具体实现步骤S507的过程中，中央控制器确定所有第一正常功率模块的高压侧控制单元和低压侧控制单元通信稳定后，利用所有的第一正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压，确定第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块。

具体确定第二故障功率模块的过程，参见上述本发明实施例图4步骤S407的内容，在此不再进行赘述。

步骤S508：判断第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和是否小于数量阈值。若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和小于数量阈值，执行步骤S509，若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和大于等于数量阈值，返回执行步骤S504。

在具体实现步骤S508的过程中，判断第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和是否小于数量阈值，即判断能量路由器发生故障的功率模块的总数量是否小于数量阈值。

若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和小于数量阈值，指示可以继续启动能量路由器，闭合第二故障功率模块的旁路开关，隔离第二故障功率模块，其中，结合上述内容可知，已经闭合第一故障功率模块的旁路开关，即已经将第一故障功率模块隔离。

若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和大于等于数量阈值，指示无法继续启动能量路由器，中止启动能量路由器的过程。

步骤S509：闭合第二故障功率模块的旁路开关，隔离第二故障功率模块。

步骤S510：中止启动能量路由器。

优选的，执行步骤S509之后，相应的，上述本发明实施例图3步骤S306的具体执行过程为：当所述第二正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，指示低压侧充电完成，闭合第二接触器使第二启动电阻短路。调整第二正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。具体如何调整第二正常功率模块的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压的过程，参见上述本发明实施例图3步骤S306的内容。

在本发明实施例中，若启动指令为低压侧启动指令，通过控制能量路由器各个元器件的状态，从能量路由器的低压侧开始启动，在启动过程中进行多次故障功率模块的判断及隔离，保证能量路由器能继续正常启动，提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

与上述本发明实施例提供的一种能量路由器的控制方法相对应，参见图6，本发明实施例还提供一种中央控制器的结构框图，该中央控制器用于控制能量路由器，能量路由器的具体架构参见图1示出的内容，该中央控制器包括：第一获取单元601、第二获取单元602、第一处理单元603、第二处理单元604、第三处理单元605和第四处理单元606；

第一获取单元601，用于获取能量路由器所有开关的开关状态和所有功率模块的通信状态。

第二获取单元602，用于当开关状态指示能量路由器的所有开关处于分断状态，且通信状态指示所有功率模块处于通信中断状态，获取启动所述能量路由器的启动指令，启动指令为高压侧启动指令或低压侧启动指令，若启动指令为高压侧启动指令，执行第一处理单元603，若启动指令为低压侧启动指令，执行第三处理单元605。

第一处理单元603，用于控制高压侧隔离开关、第二接触器和旁路开关，对第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容进行充电，并根据第一高压侧电容的第一电压、第二高压侧电容的第二电压和低压侧电容的第三电压，隔离所有功率模块中的故障功率模块，执行第二处理单元604。

第二处理单元604，用于当所有功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器。

第三处理单元605，用于控制低压侧断路器、第一接触器和旁路开关，对低压侧电容、第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并根据第一高压侧电容的第一电压、第二高压侧电容的第二电压和低压侧电容的第三电压，隔离所有功率模块中的故障功率模块，执行第四处理单元606。

第四处理单元606，用于当所有功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

在本发明实施例中，在启动能量路由器时，可通过控制能量路由器各个元器件的状态，选择从能量路由器的高压侧或低压侧进行启动操作，在启动过程中确定并隔离出现故障的功率模块，保证能量路由器能继续正常启动，提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

优选的，结合图6示出的内容，第一处理单元603包括：第一处理子单元、第一确定子单元、第一隔离子单元、第二处理子单元、第二确定子单元和第二隔离子单元，各个子单元的执行原理如下：

第一处理子单元，用于若启动指令为高压侧启动指令，闭合高压侧隔离开关和第二接触器，对每个功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧电容的第二电压。

第一确定子单元，用于根据所有第一电压和所有第二电压，确定所有功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块。

优选的，第一确定子单元还用于：若第一故障功率模块的数量大于等于数量阈值，中止启动能量路由器。

第一隔离子单元，用于若第一故障功率模块的数量小于数量阈值，闭合第一故障功率模块的旁路开关，隔离第一故障功率模块。

第二处理子单元，用于利用第一正常功率模块，对第一正常功率模块的低压侧电容进行充电，并实时采集第一正常功率模块的低压侧电容的第三电压。

第二确定子单元，用于根据第一正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压，确定第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块。

优选的，第二确定子单元还用于：若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和大于等于数量阈值，中止启动能量路由器。

第二隔离子单元，用于若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和小于数量阈值，闭合第二故障功率模块的旁路开关，隔离第二故障功率模块。

相应的，所述第二处理单元603具体用于：当第二正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整第二正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器。

在本发明实施例中，若启动指令为高压侧启动指令，通过控制能量路由器各个元器件的状态，从能量路由器的高压侧开始启动，在启动过程中进行多次故障功率模块的判断及隔离，保证能量路由器能继续正常启动，提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

优选的，结合图6示出的内容，第三处理单元605包括：第一处理子单元、第一确定子单元、第一隔离子单元、第二处理子单元、第二确定子单元和第二隔离子单元，各个子单元的执行原理如下：

第一处理子单元，用于若启动指令为低压侧启动指令，闭合低压侧断路器和第一接触器，对每个功率模块的低压侧电容进行充电，实时采集低压侧电容的第三电压。

第一确定子单元，用于根据第三电压，确定所有功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块。

优选的，第一确定子单元还用于：若第一故障功率模块的数量大于等于数量阈值，中止启动能量路由器。

第一隔离子单元，用于若第一故障功率模块的数量小于数量阈值，闭合第一故障功率模块的旁路开关，隔离第一故障功率模块。

第二处理子单元，用于利用第一正常功率模块，对第一正常功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集第一正常功率模块的第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧电容的第二电压。

第二确定子单元，用于根据第一正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压，确定第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块。

优选的，第二确定子单元还用于：若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和大于等于数量阈值，中止启动能量路由器。

第二隔离子单元，用于若第一故障功率模块与第二故障功率模块的数量之和小于数量阈值，闭合第二故障功率模块的旁路开关，隔离第二故障功率模块。

相应的，第四处理单元606具体用于：当第二正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整所述第二正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

在本发明实施例中，若启动指令为低压侧启动指令，通过控制能量路由器各个元器件的状态，从能量路由器的低压侧开始启动，在启动过程中进行多次故障功率模块的判断及隔离，保证能量路由器能继续正常启动，提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

优选的，结合图6示出的内容，中央控制器还包括：

切换单元，用于若根据开关状态和通信状态确定能量路由器无异常状态，控制能量路由器由启动模式切换至运行模式。

综上所述，本发明实施例提供一种能量路由器的控制方法、中央控制器及能量路由器，在启动能量路由器时，可通过控制能量路由器各个元器件的状态，选择从能量路由器的高压侧或低压侧进行启动操作，在启动过程中确定并隔离出现故障的功率模块，保证能量路由器能继续正常启动，提高能量路由器的启动稳定性和启动可靠性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***或***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的***及***实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种能量路由器的控制方法，其特征在于，适用于控制能量路由器的中央控制器，所述能量路由器至少包括高压侧隔离开关、由第一接触器与第一启动电阻并联构成的高压侧启动电路、由第二接触器与第二启动电阻并联构成的低压侧启动电路、低压侧断路器和N台功率模块，N为正整数，所述功率模块至少包括旁路开关、第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容，所述方法包括：

获取能量路由器所有开关的开关状态和所有功率模块的通信状态；

当所述开关状态指示所述能量路由器的所有开关处于分断状态，且所述通信状态指示所有功率模块处于通信中断状态，获取启动所述能量路由器的启动指令，所述启动指令为高压侧启动指令或低压侧启动指令；

若所述启动指令为高压侧启动指令，控制高压侧隔离开关、第二接触器和旁路开关，对第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块；

当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器；

若所述启动指令为低压侧启动指令，控制低压侧断路器、第一接触器和旁路开关，对低压侧电容、第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块；

当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述启动指令为高压侧启动指令，控制高压侧隔离开关、第二接触器和旁路开关，对第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块，包括：

若所述启动指令为高压侧启动指令，闭合高压侧隔离开关和第二接触器，对每个所述功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集所述第一高压侧电容的第一电压和所述第二高压侧电容的第二电压；

根据所有所述第一电压和所有所述第二电压，确定所有所述功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块；

若所述第一故障功率模块的数量小于数量阈值，闭合所述第一故障功率模块的旁路开关，隔离所述第一故障功率模块；

利用所述第一正常功率模块，对所述第一正常功率模块的低压侧电容进行充电，并实时采集所述第一正常功率模块的低压侧电容的第三电压；

根据所述第一正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，确定所述第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块；

若所述第一故障功率模块与所述第二故障功率模块的数量之和小于所述数量阈值，闭合所述第二故障功率模块的旁路开关，隔离所述第二故障功率模块；

相应的，所述当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器，包括：

当所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器；

调整所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在，所述若所述启动指令为低压侧启动指令，控制低压侧断路器、第一接触器和旁路开关，对低压侧电容、第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块，包括：

若所述启动指令为低压侧启动指令，闭合低压侧断路器和第一接触器，对每个所述功率模块的低压侧电容进行充电，实时采集所述低压侧电容的第三电压；

根据所述第三电压，确定所有所述功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块；

若所述第一故障功率模块的数量小于数量阈值，闭合所述第一故障功率模块的旁路开关，隔离所述第一故障功率模块；

利用所述第一正常功率模块，对所述第一正常功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集所述第一正常功率模块的第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧电容的第二电压；

根据所述第一正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，确定第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块；

若所述第一故障功率模块与所述第二故障功率模块的数量之和小于所述数量阈值，闭合所述第二故障功率模块的旁路开关，隔离所述第二故障功率模块；

相应的，所述当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关，包括：

当所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器；

调整所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述第一故障功率模块的数量大于等于所述数量阈值，或者，若所述第一故障功率模块与所述第二故障功率模块的数量之和大于等于所述数量阈值，中止启动所述能量路由器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述闭合低压侧断路器之后，或者，所述闭合高压侧隔离开关之后，还包括：

若根据所述开关状态和所述通信状态确定所述能量路由器无异常状态，控制所述能量路由器由启动模式切换至运行模式。

6.一种中央控制器，其特征在于，所述中央控制器用于控制能量路由器，所述能量路由器至少包括高压侧隔离开关、由第一接触器与第一启动电阻并联构成的高压侧启动电路、由第二接触器与第二启动电阻并联构成的低压侧启动电路、低压侧断路器和N台功率模块，N为正整数，所述功率模块至少包括旁路开关、第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容，所述中央控制器包括：

第一获取单元，用于获取能量路由器所有开关的开关状态和所有功率模块的通信状态；

第二获取单元，用于当所述开关状态指示所述能量路由器的所有开关处于分断状态，且所述通信状态指示所有功率模块处于通信中断状态，获取启动所述能量路由器的启动指令，所述启动指令为高压侧启动指令或低压侧启动指令，若所述启动指令为高压侧启动指令，执行第一处理单元，若所述启动指令为低压侧启动指令，执行第三处理单元；

第一处理单元，用于控制高压侧隔离开关、第二接触器和旁路开关，对第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块，执行第二处理单元；

所述第二处理单元，用于当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器；

第三处理单元，用于控制低压侧断路器、第一接触器和旁路开关，对低压侧电容、第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并根据所述第一高压侧电容的第一电压、所述第二高压侧电容的第二电压和所述低压侧电容的第三电压，隔离所有所述功率模块中的故障功率模块，执行第四处理单元；

所述第四处理单元，用于当所有所述功率模块中的正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整所述正常功率模块对应的第一电压、第二电压和第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

7.根据权利要求6所述的中央控制器，其特征在于，所述第一处理单元包括：

第一处理子单元，用于若所述启动指令为高压侧启动指令，闭合高压侧隔离开关和第二接触器，对每个所述功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集所述第一高压侧电容的第一电压和所述第二高压侧电容的第二电压；

第一确定子单元，用于根据所有所述第一电压和所有所述第二电压，确定所有所述功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块；

第一隔离子单元，用于若所述第一故障功率模块的数量小于数量阈值，闭合所述第一故障功率模块的旁路开关，隔离所述第一故障功率模块；

第二处理子单元，用于利用所述第一正常功率模块，对所述第一正常功率模块的低压侧电容进行充电，并实时采集所述第一正常功率模块的低压侧电容的第三电压；

第二确定子单元，用于根据所述第一正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，确定所述第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块；

第二隔离子单元，用于若所述第一故障功率模块与所述第二故障功率模块的数量之和小于所述数量阈值，闭合所述第二故障功率模块的旁路开关，隔离所述第二故障功率模块；

相应的，所述第二处理单元具体用于：当所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第一接触器，调整所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压达到预设的额定电压，闭合低压侧断路器。

8.根据权利要求6所述的中央控制器，其特征在于，所述第三处理单元包括：

第一处理子单元，用于若所述启动指令为低压侧启动指令，闭合低压侧断路器和第一接触器，对每个所述功率模块的低压侧电容进行充电，实时采集所述低压侧电容的第三电压；

第一确定子单元，用于根据所述第三电压，确定所有所述功率模块中的第一故障功率模块和第一正常功率模块；

第一隔离子单元，用于若所述第一故障功率模块的数量小于数量阈值，闭合所述第一故障功率模块的旁路开关，隔离所述第一故障功率模块；

第二处理子单元，用于利用所述第一正常功率模块，对所述第一正常功率模块的第一高压侧电容和第二高压侧电容进行充电，并实时采集所述第一正常功率模块的第一高压侧电容的第一电压和第二高压侧电容的第二电压；

第二确定子单元，用于根据所述第一正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，确定第一正常功率模块中的第二故障功率模块和第二正常功率模块；

第二隔离子单元，用于若所述第一故障功率模块与所述第二故障功率模块的数量之和小于所述数量阈值，闭合所述第二故障功率模块的旁路开关，隔离所述第二故障功率模块；

相应的，第四处理单元具体用于：当所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压符合预设的电压稳定条件，闭合第二接触器，调整所述第二正常功率模块对应的所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压达到预设的额定电压，闭合高压侧隔离开关。

9.根据权利要求6所述的中央处理器，其特征在于，所述中央控制器还包括：

切换单元，用于若根据所述开关状态和所述通信状态确定所述能量路由器无异常状态，控制所述能量路由器由启动模式切换至运行模式。

10.一种能量路由器，其特征在于，所述能量路由器至少包括：高压侧隔离开关，由第一接触器与第一启动电阻并联构成的高压侧启动电路，由第二接触器与第二启动电阻并联构成的低压侧启动电路，低压侧断路器，N台至少包含旁路开关、第一高压侧电容、第二高压侧电容和低压侧电容的功率模块，N为正整数；

第一直流母线正端口和第一直流母线负端口分别与所述高压侧隔离开关的第一输入端和第二输入端连接，所述高压侧隔离开关的第一输出端通过所述高压侧启动电路与第一台所述功率模块的高压侧连接，所述高压侧隔离开关的第二输出端与第N台所述功率模块的高压侧连接；

N台所述功率模块之间的高压侧串联，N台所述功率模块之间的低压侧并联；

第二直流母线正端口和第二直流母线负端口分别与所述低压侧断路器的第一输入端和第二输入端连接，所述低压侧断路器的第一输出端通过所述低压侧启动电路与第一台所述功率模块的低压侧的第一端连接，所述低压侧断路器的第二输出端与第一台所述功率模块的低压侧的第二端连接。

Images