一种对负载友好的智能逆控一体机的制作方法

本发明涉及一种离网储能逆变系统，尤其涉及一种对负载友好的智能逆控一体机。

背景技术：

目前，无电网地区的光伏储能系统已是解决家庭基本用电需求最经济、最环保的产品。这种光伏储能设备包含光伏板、光伏逆控一体机、蓄电池、发电机、负载这几个部分。其中，逆控一体机会接管家用所有负载，逆控一体机会对光伏板，蓄电池，电网或者发电机进行统一管理，按照特定的策略进行能源的优先分配使用，现有的逆控一体机结构如图2所示。

如图1所示，市面上现有的离网逆变储能系统，家用负载都接在逆控一体机的输出端，市电或者发电机接在逆控一体机的市电输入端，同时外部还会增加手动的旁路开关，目的是防止逆变器故障后，家用负载不能正常使用发电机或者市电。同时考虑发电机和市电的二选一，再加上预防逆控一体机故障后增加的旁路开关，整套系统需要增加两个双刀双掷的旁路开关，或者是成本更加高昂的自动切换接触器系统。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种对负载友好的智能逆控一体机。

本发明包括电源输入模块、与电源输入模块输出端相连的功率转换模块、与功率转换模块输出端相连的负载输出模块，及控制功率转换模块切换的控制模块，还包括控制监控模块，所述控制监控模块包括电源转换单元、控制电源检测单元，所述电源转换单元的输入端分别与所述控制电源检测单元和输出端和电源输入模块相连，所述控制监控模块还分别与控制模块相连，当所述控制监控模块检测到所述控制电源检测单元失效或与所述控制模块通讯中断时，所述控制监控模块控制所述电源输入模块为负载输出模块提供电源。

本发明作进一步改进，还包括旁路开关模块，所述旁路开关模块设置在所述电源输入模块和负载输出模块之间，所述监控控制模块和控制模块的输出端能够驱动所述旁路开关模块。

本发明作进一步改进，所述旁路开关模块包括第一继电器ryl和第二继电器ry2，所述第一继电器ryl引脚2接控制电源，引脚1通过控制单元接地，引脚3接电源输入模块输出端，引脚4接逆控一体机的逆变输出接口，所述第二继电器ry2引脚l接控制电源，引脚2通过第二控制单元接地，引脚4接逆控一体机的逆变输出接口，引脚3接负载接口。

本发明作进一步改进，所述电源转换单元包括为交流转直流电源模块，用于将交流电转换为12v的直流电，所述电源转换单元包括第一输入端、第二输入端，所述第一输入端接控制模块的主控喂狗信号，第二输入端接控制电源检测单元输出端，当所述第一输入端或第二输入端没有输入信号时，所述电源转换单元控制电源输出端输出12v备用电源。

本发明作进一步改进，所述第一继电器ryl的引脚2分别与控制模块12v电源及电源转换单元的电源输出端。

本发明作进一步改进，所述控制单元包括并联的第一三极管和第二三极管，所述第一三极管和第二三极管的发射极接地，集电极分别接第一继电器ryl的引脚1，第一三极管的基极与控制模块的控制引脚相连，第二三极管的基极接电源转换单元的电源输出端。

本发明作进一步改进，所述三极管用开关管或电子开关替换。

本发明作进一步改进，所述电源输入模块包括发电机输入单元、市电输入单元和/或光伏输入单元。

本发明作进一步改进，所述电源输入模块和功率转换模块之间设有交流继电器，多种电源输入直接通过所述交流继电器自动切换。

本发明作进一步改进，所述控制模块和监控控制模块分别包括电子切换单元，多种电源输入通过电子切换单元控制切换。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：集成电源输入模块的选择开关和旁路开关功能，使得逆控一体机的配电系统变得简单，可靠，成本大幅降低。同时，之前需要手动控制的选择开关和旁路开关，在逆变器中自动实现，无需人为干预，提高用户体验。

附图说明

图1为现有控制系统结构框图；

图2为现有逆变一体机结构示意图；

图3为本发明结构示意图；

图4为控制监控模块结构框图；

图5为本发明一实施例电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图3和图4所示，本发明不需外加手动旁路回路，实现离网储能逆变对负载侧的全方位管理。具体的，本发明在现有的逆变一体机的基础上，还包括控制监控模块，所述控制监控模块包括电源转换单元、控制电源检测单元，所述电源转换单元的输入端分别与所述控制电源检测单元和输出端和电源输入模块相连，所述控制监控模块还分别与控制模块相连，当所述控制监控模块检测到所述控制电源检测单元失效或与所述控制模块通讯中断时，所述控制监控模块控制所述电源输入模块为负载输出模块提供电源。

本例集成了旁路功能，包括旁路开关模块，所述旁路开关模块设置在所述电源输入模块和负载输出模块之间，所述监控控制模块和控制模块的输出端能够驱动所述旁路开关模块。从而实现旁路开关功能。在智能逆控一体机系统正常工作时，按工作状态进行旁路切换；当逆控一体机报故障时，控制模块控制功率转换模块进行旁路带载工作；当逆控一体机故障，且控制模块失效时(优先考虑各种故障导致的辅助电源失效)控制监控模块强制打开旁路继电器进行工作。因此，无论何种情况，均能够保证产品能够旁路，从而提高产品的可靠性。

本例电源输入模块可以为发电机输入单元、市电输入单元及光伏输入单元，还可以为风能输入单元、水能输入单元等等。优选的，本例在电源输入模块和功率转换模块之间设有交流继电器，多种电源输入直接通过所述交流继电器自动切换。内置选择开关使得逆控一体机的配电系统变得简单。

作为本发明的另一个实施例，所述控制模块和监控控制模块分别包括电子切换单元，多种电源输入通过电子切换单元控制切换，从而实现控制模块和监控控制模块的单独控制。

如图5所示，本例的电源转换单元包括为交流转直流的ac\dc电源模块，用于将外部输入的交流电转换为12v的直流电，所述电源转换单元包括第一输入端、第二输入端，所述第一输入端接控制模块的主控喂狗信号，第二输入端接控制电源检测单元输出端，当所述第一输入端或第二输入端均输入信号时，所述电源转换单元控制电源输出端输出12v备用电源。

本例控制电源检测模块失效或者主控喂狗信号失效，交流转12v辅助电源会立马输出12v的备用电源，强制打开旁路继电器工作，达到旁路的目的。

本例的所述旁路开关模块包括第一继电器ryl和第二继电器ry2，所述第一继电器ryl引脚2接控制电源，引脚1通过控制单元接地，引脚3接电源输入模块输出端，引脚4接逆控一体机的逆变输出接口，所述第二继电器ry2引脚1接控制电源，引脚2通过第二控制单元接地，引脚4接逆控一体机的逆变输出接口，引脚3接负载接口。所述第一继电器ryl的引脚2分别与控制模块12v电源及电源转换单元的电源输出端。

作为本发明的一个实施例，本例的控制单元与第二控制单元的机构相同，具体的，所述控制单元包括并联的第一三极管q1和第二三极管q2，所述第一三极管q1和第二三极管q2的发射极接地，集电极分别接第一继电器ryl的引脚l，第一三极管q1的基极与控制模块的控制引脚相连，第二三极管的基极q2接电源转换单元的电源输出端。当然，本例的三极管用开关管或其他的电子开关替换。

本发明的工作原理为：

230vac输入给ac\dc电源模块的12v电源，当主控喂狗信号和+12v输入都有的情况下，+12v-backup为0v；当主控喂狗信号和+12v电源有一个失效的情况下，+12v-backup为12v电源输出，该电源可强制打开逆控一体机中的功能继电器ryl和ry2。ac-in为市电输入，inverter-out为逆控一体机的逆变输出接口，load为负载接口，此时ac-in信号直接供给load使用，这样在逆控一体机故障的情况下，可以通过逆控一体机的内部继电器达成强制旁路工作的目的。

改进之前的5kw标准逆控一体机系统，外配的选择开关，旁路开关和电气走线的材料成本约200元左右；改进后的逆控一体机系统可以完全节省这部分成本，逆控一体机本身增加的成本在20元左右，大大降低了产品的成本，带来显著的经济效益。交流电气回路均做在逆控一体机内部，降低外部触电风险，从而提高产品的安全性能。逆控一体机出现任何故障时，也无需手动拉闸实现旁路功能，产品自动实现旁路，从而本产品的可靠性更高，使得逆控一体机的配电系统变得更为简单可靠。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。