本实用新型涉及电气领域，尤其涉及一种限流器和电力系统。
背景技术：
随着电力系统和现代化工业的发展，大电网互联和跨区域互联正在进行，直流化趋势下，直流应用更加广泛，单机容量不断增大，使得电力系统的短路容量日益增加。
当前技术应用中，针对交流的限流器已有广泛应用，特别是在变电站和大负荷用电设备、精密高成本设备等直流线路。但这些限流器都为大功率、机械式限流器，并不适用于中小功率等场景，并且，交流限流器并不能应用于直流系统。
技术实现要素：
本实用新型要解决的一个技术问题是，提供一种限流器和电力系统，能够保持直流线路电流稳定在正常工作范围内。
根据本实用新型一方面，提出一种限流器，包括：采样电路，采样电路的第一端与限流器的第一端连接，被配置为对直流线路中的电压和电流进行采样；开关电路，开关电路的第一端与采样电路的第二端连接，开关电路的第二端与限流器的第二端连接；以及控制电路，控制电路的第一端分别与采样电路的第一端和第二端连接，控制电路的第二端与开关电路的控制端连接，被配置为根据采样电路的采样结果，向开关电路输出脉冲信号，以控制开关电路的开关速度。
在一些实施例中，控制电路还被配置为在接收到充电指令和放电指令中的任意一个指令时，向开关电路输出脉冲信号，以控制开关电路的开关速度。
在一些实施例中，若直流线路异常，则直流线路的电流越大，脉冲信号的占空比越小。
在一些实施例中，开关电路的第一端的电压高于开关电路的第二端的电压。
在一些实施例中，开关电路包括：电感器，电感器的第一端与限流器的第一端连接；以及第一开关，第一开关的第一端与电感器的第二端连接，第一开关的第二端与限流器的第二端连接，第一开关的控制端与控制电路的第二端连接。
在一些实施例中，开关电路还包括：二极管，二极管的阳极与第一开关的第一端连接，二极管的阴极与第一开关的第二端连接。
在一些实施例中，开关电路还包括：防雷管，防雷管的第一端与第一开关的第一端连接，防雷管的第二端与第一开关的第二端连接。
在一些实施例中，控制电路包括：电流获取电路，被配置为获取采样电路采样得到的电流值；电压获取电路，被配置为获取采样电路采样得到的电压值；监测芯片，分别与电流获取电路和电压获取电路连接，被配置为对电流值和电压值进行运算处理；控制器，与监测芯片连接，被配置为根据监测芯片的输出结果，判断直流线路是否出现异常，若出现异常，则向脉冲输出电路输出脉冲信号的占空比信息；以及脉冲输出电路，与控制器连接，被配置为生成具有占空比信息的脉冲信号，并将脉冲信号发送至开关电路。
在一些实施例中，控制电路还包括：与控制器连接的通讯电路，其中，控制器通过通讯电路接收充电指令和放电指令中的任意一个指令。
根据本实用新型的另一方面，还提出一种电力系统，包括上述的限流器。
本实用新型实施例中，通过设置采样电路、开关电路和控制电路，能够在直流线路出现异常时，向开关电路输出脉冲信号，以控制开关电路的开关速度，从而能够降低直流线路电流，保持直流线路电流稳定在正常工作范围内，提高了电力系统的稳定性。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本实用新型，其中：
图1为本实用新型的限流器的一些实施例的结构示意图。
图2为本实用新型的限流器的另一些实施例的结构示意图。
图3为本实用新型的电力系统的一些实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
图1为本实用新型的限流器的一些实施例的结构示意图。该限流器为电子式限流器，包括采样电路110、开关电路120和控制电路130。
采样电路110的第一端与限流器的第一端连接，采样电路110的第二端与开关电路120的第一端连接。开关电路120的第二端与限流器1的第二端连接。控制电路130的第一端分别与采样电路110的第一端和第二端连接，控制电路130的第二端与开关电路120的控制端连接。
在一些实施例中，开关电路120的第一端的电压高于开关电路120的第二端的电压。
采样电路110被配置为对直流线路中的电压和电流进行采样。控制电路130被配置为根据采样电路110的采样结果，向开关电路120输出脉冲信号，以控制开关电路120的开关速度。
在一些实施例中，该限流器设置在直流系统中，例如限流器的第一端与直流电源连接，限流器的第二端与直流用电设备、储能设备等连接。
在一些实施例中，根据采样结果，能够确定直流线路是否异常，若直流线路异常，则直流线路的电流越大，脉冲信号的占空比越小。例如，在储能设备正常充放电过程中，高压侧发生短路等异常情况，导致高压侧的电流瞬间过大，通过采样电路，确定高压侧出现异常，通过降低脉冲信号的占空比，进而能控制开关电路的开关速度变慢，减少向用户设备输入能量，从而降低高压侧的电流。
在一些实施例中，若直流电路的电流大于阈值，则将该脉冲信号的占空比设置为0，进而控制开关电路120处于断开状态，即断开直流电源与设备之间的连接，保护设备安全。
在上述实施例中，通过设置采样电路、开关电路和控制电路，能够在直流线路出现异常时，向开关电路输出脉冲信号，以控制开关电路的开关速度，从而能够降低直流线路电流，保持直流线路电流稳定在正常工作范围内。
在本实用新型的另一些实施例中，控制电路130还被配置为在接收到充电指令和放电指令中的任意一个指令时，向开关电路120输出脉冲信号，以控制开关电路120的开关速度。控制电路130在接收到充电指令或放电指令时，启动限流器，通过控制开关速度，能够使得直流线路中的电流控制在一定阈值内，保证直流线路电流的稳定。
在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，采样电路110包括采样电阻111，该采样电阻111主要提供直流线路电压和电流采样。因直流线路中电流大，因此，对采样电阻的内阻、温漂和精度有要求，例如，要求内阻小、温漂小、精度高。
在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，开关电路120包括电感器121和第一开关122。电感器121的第一端与限流器1的第一端连接，第一开关122的第一端与电感器121的第二端连接，第一开关122的第二端与限流器1的第二端连接，第一开关122的控制端与控制电路130的第二端连接。
在一些实施例中，在电源负载发生过载、过流或者短路时，电感器121能够起到缓冲作用，防止电流被瞬间拉大而导致电路损伤。第一开关122对高压直流线路进行开关控制。
在一些实施例中，第一开关122为mos(metal-oxide-semiconductor，金属氧化物半导体)管。mos管的第一端例如为漏极，第二端为源极，控制端为栅极。该mos为高压mos管，例如为pmos或nmos。在一些实施例中，第一开关122为igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)。
在一些实施例中，该开关电路120还包括二极管123，二极管123的阳极与第一开关122的第一端连接，二极管123的阴极与第一开关122的第二端连接。该二极管123为大电流二极管，在正常工作状态下，起到对第一开关122分流作用，减少第一开关122的电流。
在一些实施例中，对设备充电时，二极管123正向导通，能够起到对第一开关122分流的作用。在设备放电时，由于对外放电是个缓慢过程，因此，在正常放电时，高压侧不会出现大电流，而在发生短路等异常时，虽然二极管123处于截止状态，但减少了第一开关123的开关速度，最终使得第一开关123断开，因此，也能够维护电力系统的稳定性。
在一些实施例中，该开关电路120还包括防雷管124，防雷管124的第一端与第一开关122的第一端连接，防雷管124的第二端与第一开关122的第二端连接。防雷管124能够吸收高频高压脉冲电压信号，防止第一开关122在高频切换时产生的高频电压对电路器件造成损伤。
在本实用新型的另一些实施例中，如图2所示，控制电路130包括：电流获取电路131、电压获取电路132、监测芯片133、控制器134和脉冲输出电路135。
电流获取电路131分别与采样电路110的第一端和第二端连接，电压获取电路132分别与采样电路110的第一端和第二端连接，监测芯片133分别与电流获取电路131和电压获取电路132连接，控制器134与监测芯片133连接，脉冲输出电路135与控制器134连接。
电流获取电路131被配置为获取采样电路110采样得到的电流值。在一些实施例中，电流获取电路131对采样电路两端电压进行差分取样处理，包括过滤、信号放大、隔离后，获取直流线路电流值，并将电流值输入至监测芯片133。
电压获取电路132被配置为获取采样电路110采样得到的电压值。在一些实施例中，电压获取电路132对采样电路电压进行采样处理，包括过滤、信号放大、隔离后，获取直流线路电压值，并将电压值输入至监测芯片133。
监测芯片133被配置为对电流值和电压值进行运算处理，例如对电流值和电压值进行与处理。在一些实施例中，若电流值未超过电流阈值为真，电压值未超过电压阈值也为真，则通过与处理，输出结果为真，此时直流线路正常。若电流值超过电流阈值或者电压值超过电压阈值，或者，电流值超过电流阈值同时电压值也超过电压阈值，则通过与处理，输出结果为假，此时直流线路异常。
在本实用新型的另一些实施例中，还可以根据直流线路的电流值和电压值计算出功率和电量数据，进而确定直流线路是否异常。
控制器134被配置为根据监测芯片的输出结果，判断直流线路是否出现异常，若出现异常，则向脉冲输出电路135输出脉冲信号的占空比信息。控制器134控制整个限流器的运行，在直流线路出现异常时，调节脉冲信号的占空比，进而调节开关电路120的开关速率，使得直流线路稳定。
脉冲输出电路135被配置为生成具有占空比信息的脉冲信号，并将脉冲信号发送至开关电路120。
在一些实施例中，通过pwm方波控制mos管，使得直流线路电流控制在一定阈值内，维持一定时间后打开mos管开关，持续监测直流线路电流，若仍监测到出现超过设定阈值电流，则持续输出pwm方波控制，否则关闭mos管开关。
在上述实施例中，通过检测直流线路的电压和电流，在判断直流线路异常时，控制电路通过输出脉冲信号来控制开关电路的开关速度，可实现直流线路上设备或储能发生过流、过载、短路时，仍可保持直流线路电流稳定在正常工作范围，提高了电力系统的稳定性。
在本实用新型的另一些实施例中，该控制电路130还包括与控制器134连接的通讯电路135，其中，控制器134通过通讯电路135接收充电指令和放电指令中的任意一个指令。该通讯电路例如为rs485、can等常用工业通讯总线电路。控制器134在收到正常的充电或放电指令时，控制脉冲输出电路135输出脉冲信号，以控制开关电路120的开关速率。直流线路正常时开关电路120的开关速度，与直流线路异常时开关电路120的开关速度不同。
在本实用新型的一些实施例中，保护一种电力系统，该电力系统包括上述的限流器。限流器一端可以连接储能设备或者用电设备，另一端连接直流电源，该处指的直流电源可以是经过dc/dc转换后或者经过ac/dc转换后的直流供电端。
在一些实施例中，如图3所示，限流器1一端连接储能设备2，另一端连接直流电源3。限流器1的开关电路120的第一端的电压高于开关电路120的第二端的电压。在储能设备2充电时，电流由高压侧输入，低压侧输出，在储能设备对外放电时，电流由低压侧输入，高压侧输出。
在该实施例中，在电力系统中设置限流器，能够有效保护供电系统及设备，在出现过流、短路时，保证供电系统正常运行及保护用电设备不被烧毁。
至此，已经详细描述了本实用新型。为了避免遮蔽本实用新型的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
可能以许多方式来实现本实用新型的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本实用新型的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本实用新型的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本实用新型实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本实用新型的方法的机器可读指令。因而，本实用新型还覆盖存储用于执行根据本实用新型的方法的程序的记录介质。
虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
1.一种限流器，其特征在于，包括：
采样电路，所述采样电路的第一端与所述限流器的第一端连接，被配置为对直流线路中的电压和电流进行采样；
开关电路，所述开关电路的第一端与所述采样电路的第二端连接，所述开关电路的第二端与所述限流器的第二端连接；以及
控制电路，所述控制电路的第一端分别与所述采样电路的第一端和第二端连接，所述控制电路的第二端与所述开关电路的控制端连接，被配置为根据所述采样电路的采样结果，向所述开关电路输出脉冲信号，以控制所述开关电路的开关速度。
2.根据权利要求1所述的限流器，其特征在于，
所述控制电路还被配置为在接收到充电指令和放电指令中的任意一个指令时，向所述开关电路输出脉冲信号，以控制所述开关电路的开关速度。
3.根据权利要求1所述的限流器，其特征在于，
若直流线路异常，则直流线路的电流越大，所述脉冲信号的占空比越小。
4.根据权利要求1所述的限流器，其特征在于，
所述开关电路的第一端的电压高于所述开关电路的第二端的电压。
5.根据权利要求1所述的限流器，其特征在于，所述开关电路包括：
电感器，所述电感器的第一端与所述限流器的第一端连接；以及
第一开关，所述第一开关的第一端与所述电感器的第二端连接，所述第一开关的第二端与所述限流器的第二端连接，所述第一开关的控制端与所述控制电路的第二端连接。
6.根据权利要求5所述的限流器，其特征在于，所述开关电路还包括：
二极管，所述二极管的阳极与所述第一开关的第一端连接，所述二极管的阴极与所述第一开关的第二端连接。
7.根据权利要求6所述的限流器，其特征在于，所述开关电路还包括：
防雷管，所述防雷管的第一端与所述第一开关的第一端连接，所述防雷管的第二端与所述第一开关的第二端连接。
8.根据权利要求1至7任一所述的限流器，其特征在于，所述控制电路包括：
电流获取电路，被配置为获取所述采样电路采样得到的电流值；
电压获取电路，被配置为获取所述采样电路采样得到的电压值；
监测芯片，分别与所述电流获取电路和所述电压获取电路连接，被配置为对所述电流值和所述电压值进行运算处理；
控制器，与所述监测芯片连接，被配置为根据所述监测芯片的输出结果，判断直流线路是否出现异常，若出现异常，则向脉冲输出电路输出脉冲信号的占空比信息；以及
脉冲输出电路，与所述控制器连接，被配置为生成具有所述占空比信息的脉冲信号，并将所述脉冲信号发送至所述开关电路。
9.根据权利要求8所述的限流器，其特征在于，所述控制电路还包括：
与所述控制器连接的通讯电路，其中，所述控制器通过所述通讯电路接收充电指令和放电指令中的任意一个指令。
10.一种电力系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的限流器。
技术总结