一种适用于并网逆变器的控制器及二次系统的供电方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于并网逆变器的控制器及二次系统的供电方法，由变压器单元将电网电压变换为交流电后经第一交流电输出端输出，同时经整流单元及电容滤波单元后变换为直流电后经第一直流电输出端输出至电容滤波单元存储电能并滤波，该直流电还经直流转换电源转换为第二直流电经第二直流电输出端输出。本发明具有至少三个电压输出端分别可以获得220V交流电压、300V直流电压、24V直流电压给并网逆变器中各种二次设备提供电源，同时具有储能功能并且能保持各端电压稳定的输出。
【专利说明】—种适用于并网逆变器的控制器及二次系统的供电方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电能变换领域，具体涉及一种适用于并网逆变器的控制器及二次系统的供电方法。
【背景技术】
[0002]并网逆变器作为新能源发电系统的核心设备，其容量的大小、性能的优劣、成本的高低已经成为整个系统的关键因素。为了满足电力系统对并网逆变器低电压穿越性能的要求，传统的并网逆变器通常采用不间断电源(UPS)作为并网逆变器的控制器及二次系统供电电源，此种不间断电源(UPS)作为并网逆变器的控制器及二次系统供电电源的方案通常只具有一个电压输出端，且具有如下的缺点:
[0003]新能源发电站通常建立在偏远地区，如高原、荒漠、海上等，自然环境比较恶劣，而UPS内置的蓄电池对环境条件要求较高，在较高或较低的温度、较高的湿度环境下，其寿命大大降低；
[0004]廉价的后备式UPS只有一个输出电压源、可靠性低、不具备稳压功能、转换时间较长，严重影响了并网逆变器的可靠性，在线式的UPS虽然性能稍好，但是成本较高，而且仍然存在可靠性问题。
[0005]某些UPS不具备来电重启功能及过放电保护功能，当电网长时间停电时，内部蓄电池容易因为过放电而降低使用寿命，而当电网重新来电以后，还需要电站维护人员去逐台开启逆变器的UPS电源，既增大了工作量，还存在安全隐患。
【发明内容】
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[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种具有至少三个输出电压、具有储能和稳压输出功能的适用于并网逆变器的控制器及二次系统的供电方法。
[0007]为了解决上述技术问题发明的一个技术方案为提供了一种适用于并网逆变器的控制器，包括变压器单元、整流单元、电容滤波单元；变压器单元由并网逆变器的电网端口直接取电，由变压器单元将电网电压转换为交流电输出，其输出端分为两路，一路经第一交流电输出端输出，另一路连接整流单元，整流单元再串接电容滤波单元，由整流单元及电容滤波单元将交流电转换为直流电，由电容滤波单元存储电容，电容滤波单元的输出端为第一直流电输出端。
[0008]较佳地，电容滤波单元的输出端还并联有DC/DC变换器，DC/DC变换器的输出端为
第二直流电输出端。
[0009]较佳地，第一交流电输出端的电压值为220V ;第一直流电输出端的电压值为297V?310V ;第二直流电输出端的电压值为24V。
[0010]较佳地，电容滤波单元输出端还并联有DC/AC逆变器，DC/AC逆变器将由电容滤波单元获得的直流电转换为交流电经第二交流电输出端输出，DC/AC逆变器输出的交流电还经AC/DC变换器转换为直流电经第三直流电输出端输出。[0011]较佳地,第一交流电输出端和第二交流电输出端的电压值为220V ;第一直流电输出端的电压值为297V?310V ;第三直流电输出端的电压值为24V。
[0012]较佳地，变压器单元为单相工频变压器或三相工频变压器；整流单元为单相不控整流桥或三相不控整流桥。
[0013]较佳地，在电网端口与变压器单元之间设有断路器；电容滤波单元包括至少两个并联的电解电容。
[0014]本发明的另一个技术方案是提供了一种适用于并网逆变器的二次系统供电方法:变压器单元从并网逆变器的电网端口取电，由变压器单元将电网电压变换为交流电后经第一交流电输出端输出；交流电经整流单元及电容滤波单元后变换为高压直流电后经第一直流电输出端输出，电容滤波单元内的电解电容存储电能。
[0015]优选地，电容滤波单元输出的直流电还经DC/DC变换器转换为低压直流电经第二直流电输出端输出。
[0016]优选地，电容滤波单元输出的直流电还经DC/AC逆变器转换为交流电经第二交流电输出端输出，同时，由DC/AC逆变器获得的交流电再经AC/DC变换器转换为低压直流电后通过第三直流电输出端输出。
[0017]本发明的技术方案有以下几点益处:首先，本发明在电网正常时具有至少三个电压输出端，分别可以获得220V交流电压、300V直流电压、24V直流电压给并网逆变器中各种二次设备提供电源，同时将部分电能存储于电解电容之中。其次，电解电容构成的滤波单元除了起滤波作用之外同时可以使整个控制器具有储能功能，当电网由于瞬时短路、大电机启动等原因导致电压短时突降时，存储于电解电容中的能量可以有效地维持控制器及交流接触器、继电器等重要的二次设备供电，保证并网逆变器的低电压穿越能力，而当电网长时间停电时，存储于电解电容中的能量可以有效地延缓并网逆变器的控制系统及二次设备断电时间，使得控制器有足够的时间来自动运行停机流程，最大限度地保证了并网逆变器的可靠性。并且可以使得控制器对外输出的至少三个电压保持更稳定的输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为实施例1的系统原理图
[0019]图2为实施例2的系统原理图
[0020]图3为实施例3的系统原理图
[0021]图中:
[0022]1、电网端口 201、单相工频变压器202、三相工频变压器301、单相不控整流桥302、三相不控整流桥4、电容滤波单元401、电解电容501、DC/DC变换器502、AC/DC变换器6、第一交流电输出端701、第一直流电输出端801、第二直流电输出端802、第三直流电输出端9、DC/AC逆变器10、第二交流电输出端
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
[0024]如图1所示的实施例1，本实施例公开的一种适用于并网逆变器的控制器，具有三个电压输出端，在并网逆变器的电网端口 I依次连接微型断路器、单相工频变压器201、单相不控整流桥301、数个并联的电解电容401和DC/DC变换器501 ;微型断路器控制整个并网逆变器控制器的通断，单相工频变压器201从电网端口 I取电并转换为220V交流电，该220V交流电经第一交流电输出端6输出，用于向风机、加热器等用电设备供电。同时，由单相工频变压器201获得的220V交流电经单相不控整流桥301转换为297V?310V的直流电输出至由并联的电解电容401组成的电容滤波单元4，由电解电容401同时完成储能。电容滤波单元4经第一直流电输出端701向接触器、继电器等用电设备提供不间断且较稳定的297V?3IOV的直流电。DC/DC变换器501将由电解电容401获得的297V?3IOV的直流电转换为24V的直流电并由第二直流电输出端801向控制板、触摸屏等用电设备供电，在这里的第一直流电输出端701和第二直流电输出端801为不间断电源。
[0025]如图2所示的实施例2，本实施例与实施例1的区别在于，用三相工频变压器202替换实施例1中的单相工频变压器201，并用三相不控整流桥302替换实施例1中的单相不控整流桥301，其他结构和工作过程与实施例1相同。
[0026]如图3所示的实施例3，本实施例与实施例2的区别在于，用AC/DC变换器502替换实施例2中的DC/DC变换器501，并在AC/DC变换器502与电容滤波单元4之间串接DC/AC逆变器9，其工作过程为:变压器单元2从并网逆变器的电网端口 I取电，由变压器单元2将电网电压变换为220V交流电后经第一交流电输出端6输出；同时，该220V交流电经整流单元3及电容滤波单元4后变换为297V?310V的直流电，经第一直流电输出端701输出；该直流电还经DC/AC逆变器9转换为220V交流电经第二交流电输出端10输出，向交流接触器和继电器等用电设备供电。同时，由DC/AC逆变器9获得的220V交流电再经AC/DC变换器502转换为24V的直流电后通过第三直流电输出端802输出，向控制板、接触器等用电设备供电。
[0027]本发明在电网正常时，可以分别获得220V交流电压、300V直流电压、24V直流电压给并网逆变器中各种二次设备提供电源，同时将部分电能存储于电解电容401之中。当电网由于瞬时短路、大电机启动等原因导致电压短时突降时，存储于电解电容401中的能量可以有效地维持控制器及交流接触器、继电器等重要的二次设备供电，作为不间断电源使用，保证并网逆变器的低电压穿越能力。另外，当电网长时间停电时，存储于电解电容401中的能量可以有效地延缓并网逆变器的控制系统及二次设备断电时间，使得控制器有足够的时间来自动运行停机流程，最大限度地保证了并网逆变器的可靠性。
[0028]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种适用于并网逆变器的控制器，其特征在于:包括变压器单元、整流单元、电容滤波单元⑷； 变压器单元由并网逆变器的电网端口(I)直接取电，由变压器单元将电网电压转换为交流电输出，其输出端分为两路，一路经第一交流电输出端(6)输出，另一路连接整流单元， 整流单元再串接电容滤波单元(4)，由整流单元及电容滤波单元(4)将交流电转换为直流电，由电容滤波单元(4)存储电容，电容滤波单元(4)的输出端为第一直流电输出端(701)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于并网逆变器的控制器，其特征在于:电容滤波单元(4)的输出端还并联有DC/DC变换器(501)，所述DC/DC变换器(501)的输出端为第二直流电输出端(801)。
3.根据权利要求2所述的一种适用于并网逆变器的控制器，其特征在于:所述第一交流电输出端(6)的电压值为220V ;所述第一直流电输出端(701)的电压值为297V?310V ；所述第二直流电输出端(801)的电压值为24V。
4.根据权利要求1所述的一种适用于并网逆变器的控制器，其特征在于:电容滤波单元(4)输出端还并联有DC/AC逆变器(9)，所述DC/AC逆变器(9)将由电容滤波单元(4)获得的直流电转换为交流电经第二交流电输出端(10)输出，所述DC/AC逆变器(9)输出的交流电还经AC/DC变换器(502)转换为直流电经第三直流电输出端(802)输出。
5.根据权利要求4所述的一种适用于并网逆变器的控制器，其特征在于:所述第一交流电输出端(6)和第二交流电输出端(10)的电压值为220V ;所述第一直流电输出端(701)的电压值为297V?310V ;所述第三直流电输出端(802)的电压值为24V。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种适用于并网逆变器的控制器，其特征在于:所述变压器单元为单相工频变压器(201)或三相工频变压器(202);所述整流单元为单相不控整流桥(301)或三相不控整流桥(302)。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的一种适用于并网逆变器的控制器，其特征在于:在所述电网端口(I)与所述变压器单元之间设有断路器；所述电容滤波单元(4)包括至少两个并联的电解电容(401)。
8.一种适用于并网逆变器的二次系统供电方法，其特征在于:变压器单元从并网逆变器的电网端口(I)取电，由变压器单元将电网电压变换为交流电后经第一交流电输出端(6)输出；所述交流电经整流单元及电容滤波单元(4)后变换为直流电后经第一直流电输出端(701)输出，电容滤波单元(4)内的电解电容(401)存储电能。
9.根据权利要求8所述的一种适用于并网逆变器的二次系统供电方法，其特征在于:电容滤波单元(4)输出的直流电还经DC/DC变换器(501)转换为低压直流电经第二直流电输出端(801)输出。
10.根据权利要求8所述的一种适用于并网逆变器的二次系统供电方法，其特征在于:电容滤波单元(4)输出的直流电还经DC/AC逆变器(9)转换为交流电经第二交流电输出端(10)输出，同时，由DC/AC逆变器(9)获得的交流电再经AC/DC变换器(502)转换为低压直流电后通过第三直流电输出端(802)输出。
【文档编号】H02J3/28GK103580060SQ201310494771
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】吴振兴, 胡安, 周亮, 仲鹏峰, 揭贵生, 汪光森, 蔡信健, 孙乐, 武美娜, 刘娣 申请人:武汉新能源接入装备与技术研究院有限公司