一種光伏逆變器供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種光伏逆變器供電系統(tǒng)，其特征在于：工頻隔離變壓器的副邊繞組形成至少三路輸出，一路輸出為光伏逆變器的系統(tǒng)元件供電，第二路輸出連接第一交流-直流轉換單元的輸入端，第一交流-直流轉換單元的輸出端形成直流母線電壓，第三路輸出經限流電阻R1連接第二交流-直流轉換單元的輸入端，第二交流-直流轉換單元的輸出端連接到接觸器線包，DC/DC高頻開關電源的輸入端連接到光伏逆變器的直流輸入端，其輸出端并聯(lián)到直流母線電壓，直流母線電壓一路經過整流二極管D2以及開關器件連接到接觸器線包，另外一路為光伏逆變器的控制系統(tǒng)供電。本實用新型確保了系統(tǒng)母線電壓的穩(wěn)定性；滿足了低電壓穿越的供電需求，確保了整個光伏逆變器10～20年長壽命的要求。
【專利說明】一種光伏逆變器供電系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光伏逆變器供電系統(tǒng)，能有效解決光伏逆變器系統(tǒng)供電的各種問題，滿足低電壓穿越期間的供電要求，屬于光伏逆變器供電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著光伏行業(yè)的發(fā)展壯大，市場對光伏逆變器提出嚴格要求:正常工作需要具備高可靠性，長壽命要求，逆變器需具備低電壓穿越功能，即在電網發(fā)生低電壓穿越故障時，光伏逆變器不僅不能脫網，還要向電網提供無功支撐，幫助電網盡快恢復。例圖1，在0時亥IJ，電網發(fā)生低壓穿越故障，電網電壓跌落，則0?T1時刻光伏逆變器必須保持并網運行，T1?T2時刻當電網電壓逐漸恢復，光伏逆變器才可以從電網切出。
[0003]目前光伏逆變器控制系統(tǒng)供電方案在電網低電壓穿越時存在如下問題:
[0004]1、電網發(fā)生低電壓穿越時，電網電壓跌落，通過電網側取電在跌落時間段內失電，無法滿足逆變器控制系統(tǒng)供電要求。
[0005]2、主接觸器的控制線圈(以下簡稱接觸器線包)為感性負載，在吸合時候需要的功率較大，但維持吸合需要的功率較小，所以多采用交流側供電方式。系統(tǒng)發(fā)生低電壓穿越時，電網電壓跌落，接觸器線包失電，接觸器斷開脫網。
[0006]3、為了滿足低電壓穿越要求，目前大多數(shù)廠家采用加UPS的方案，UPS本身帶電池，成本高，屬于工業(yè)用品，無法滿足光伏逆變器10年，甚至20年的壽命要求，需要定期更換。也有廠家采用大的電解電容支撐，來滿足低電壓穿越的要求，例如名稱為《一種光伏逆變器低電壓穿越電路》，專利號為201120477261.4的實用新型專利采用大的電解電容支撐，來滿足低電壓穿越的要求，電解電容同樣存在壽命問題，需要定期更換。
[0007]4、接觸器線包為感性負載，在吸合的時候功率較大，與光伏逆變器控制系統(tǒng)供電共用母線，會引起母線電壓劇烈波動，有時候嚴重影響控制系統(tǒng)可靠工作。

【發(fā)明內容】

[0008]本實用新型要解決的技術問題是提高光伏逆變器控制系統(tǒng)的可靠性，且使其滿足低電壓穿越要求，同時，不影響使用壽命。
[0009]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供了 一種光伏逆變器供電系統(tǒng)，包括工頻隔離變壓器、第一交流-直流轉換單元、第二交流-直流轉換單元、DC/DC高頻開關電源，其特征在于:工頻隔離變壓器的原邊繞組連接電網，工頻隔離變壓器的副邊繞組形成至少三路輸出，一路輸出為光伏逆變器的系統(tǒng)元件供電，第二路輸出連接第一交流-直流轉換單元的輸入端，第一交流-直流轉換單元的輸出端形成直流母線電壓，第三路輸出連接第二交流-直流轉換單元的輸入端，第二交流-直流轉換單元的輸出端連接到接觸器線包，DC/DC高頻開關電源的輸入端連接到光伏逆變器的直流輸入端，其輸出端并聯(lián)到直流母線電壓，直流母線電壓分為兩路，一路經過整流二極管D2以及開關器件連接到接觸器線包，另外一路為光伏逆變器的控制系統(tǒng)供電。[0010]優(yōu)選地，所述第一交流-直流轉換單元為AC/DC高頻開關電源或橋式整流電源。
[0011]優(yōu)選地，所述第二交流-直流轉換單元為整流模塊。
[0012]優(yōu)選地，在所述整流模塊的輸出端上并聯(lián)有濾波電容Cl。
[0013]優(yōu)選地，所述開關器件為電子開關、或繼電器、或接觸器。
[0014]優(yōu)選地，所述工頻隔離變壓器的副邊繞組的第三路輸出經限流電阻Rl或保險絲連接第二交流-直流轉換單元的輸入端。
[0015]本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0016]1、采用AC/DC高頻開關電源以及DC/DC高頻開關電源同時給光伏逆變器系統(tǒng)供電，確保了系統(tǒng)母線電壓的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了系統(tǒng)供電1+1備份，提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0017]2、在低電壓穿越期間，DC/DC高頻開關電源為整個光伏逆變器供電，滿足了低電壓穿越的供電需求，AC/DC及DC/DC高頻開關電源的獨特設計，確保了整個光伏逆變器10?20年長壽命的要求。
[0018]3、通過有效的電路以及工作時序控制，在接觸器吸合過程中，實現(xiàn)了接觸器供電與控制系統(tǒng)供電的有效隔離，大大降低了接觸器工作對控制系統(tǒng)供電的干擾。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為光伏發(fā)電站并網點電壓與時間曲線圖；
[0020]圖2為本實用新型提供的一種光伏逆變器供電系統(tǒng)的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0022]如圖2所示，本實用新型提供的一種光伏逆變器供電系統(tǒng)包括工頻隔離變壓器TUAC/DC高頻開關電源、DC/DC高頻開關電源、限流電阻R1、整流模塊DB1、整流二極管D2、開關器件S1、濾波電容Cl。
[0023]工頻隔離變壓器Tl的輸入繞組NI連接電網，輸出分為三個繞組分別為第一輸出繞組N2、第二輸出繞組N3及第三輸出繞組N4(不限制輸出為三繞組，可以是同一個繞組，也可以是任意功能組合的兩個繞組)，其中第一輸出繞組N2的輸出電壓U2為交流風機等其它光伏逆變器的系統(tǒng)元件供電。第二輸出繞組N3連接AC/DC高頻開關電源的輸入，AC/DC高頻開關電源的輸出并聯(lián)到直流母線電壓U1，為光伏逆變器的控制系統(tǒng)供電。第三輸出繞組N4經限流電阻Rl及整流模塊DBl后產生輸出電壓U3，連接接觸器線包，在正常工作模式中給接觸器供電，提供比較大的瞬時吸合功率。DC/DC高頻開關電源輸入連接到光伏逆變器的直流輸入端，其輸出電壓并聯(lián)到直流母線電壓Ul，直流母線電壓Ul分為兩路，一路經過整流二極管D2以及開關器件SI連接到接觸器線包，另外一路給光伏逆變器的控制系統(tǒng)供電。開關器件SI可以為IGBT，MOSFET等各種形式的電子開關，也可以是繼電器，接觸器。隔離二極管D2以及開關器件SI的位置，可以根據(jù)需要在正直流母線，或者負直流母線。
[0024]工頻隔離變壓器Tl設置容量為1.6KVA，不限于三輸出繞組，也可以多個繞組，滿足其他供電的需求。AC/DC高頻開關電源采用單管反激拓撲，DC/DC高頻開關電源采用雙管反激拓撲，濾波電容Cl為IuF?10uF，優(yōu)選為2.2uF，二極管D2為STTH212U，限流電阻Rl為NTC 30(30-5，整流模塊081為整流橋GBPC2502，開關器件SI為開關管，也可以是繼電器，其中開關器件si的作用是在接觸器吸合信號給定后延時2S再將DC/DC高頻開關電源輸出電壓供給，避免接觸器吸合時對直流母線電壓U1的沖擊。
[0025]本實用新型提供的一種光伏逆變器供電系統(tǒng)在電網發(fā)生低電壓穿越故障時的工作方法為:
[0026]在每一次主接觸器吸合之前，開關器件S1處于斷開的狀態(tài)，控制系統(tǒng)發(fā)閉合接觸器命令，此時，主接觸器吸合過程中所需的吸合功率由整流模塊DB1的輸出電壓U3提供，當接觸器穩(wěn)定吸合以后，開關器件S1閉合，直流母線電壓U1經過輸出隔離二極管D2與開關器件S1后，與輸出電壓U3并聯(lián)。本實用新型中，直流母線電壓U1小于輸出電壓U3 —定值，輸出電壓U3會隨著電網電壓的波動而波動，正常工作時，輸出電壓U3提供接觸器保持功率。直流母線電壓U1為AC/DC高頻開關電源及DC/DC高頻開關電源的輸出電壓，非常穩(wěn)定，由于輸出隔離二極管D2的存在，不會受到輸出電壓U3波動的影響。當電網發(fā)生低電壓穿越故障時，電網失電，工頻隔離變壓器T1輸入供電丟失，相應的AC/DC高頻開關電源輸出失電，整流模塊DB1的輸出電壓U3失電，此時由DC/DC高頻開關電源輸出的直流母線電壓U1保持系統(tǒng)供電，以及提供主接觸器吸合的保持功率，滿足低電壓穿越時的供電要求。
[0027]本光伏逆變器供電系統(tǒng)，結構簡單，成本低廉。最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施咧對本實用新型作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和范圍。
【權利要求】
1.一種光伏逆變器供電系統(tǒng)，包括工頻隔離變壓器(Tl)、第一交流-直流轉換單元、第二交流-直流轉換單元、DC/DC高頻開關電源，其特征在于:工頻隔離變壓器(Tl)的原邊繞組連接電網，工頻隔離變壓器(Tl)的副邊繞組形成至少三路輸出，一路輸出為光伏逆變器的系統(tǒng)元件供電，第二路輸出連接第一交流-直流轉換單元的輸入端，第一交流-直流轉換單元的輸出端形成直流母線電壓(Ul)，第三路輸出連接第二交流-直流轉換單元的輸入端，第二交流-直流轉換單元的輸出端連接到接觸器線包，DC/DC高頻開關電源的輸入端連接到光伏逆變器的直流輸入端，其輸出端并聯(lián)到直流母線電壓(Ul)，直流母線電壓(Ul)分為兩路，一路經過整流二極管D2以及開關器件(SI)連接到接觸器線包，另外一路為光伏逆變器的控制系統(tǒng)供電。
2.如權利要求1所述的一種光伏逆變器供電系統(tǒng)，其特征在于:所述第一交流-直流轉換單元為AC/DC高頻開關電源或橋式整流電源。
3.如權利要求1所述的一種光伏逆變器供電系統(tǒng)，其特征在于:所述第二交流-直流轉換單元為整流模塊(DBl)。
4.如權利要求3所述的一種光伏逆變器供電系統(tǒng)，其特征在于:在所述整流模塊(DBl)的輸出端上并聯(lián)有濾波電容Cl。
5.如權利要求1所述的一種光伏逆變器供電系統(tǒng)，其特征在于:所述開關器件(SI)為電子開關、或繼電器、或接觸器。
6.如權利要求1所述的一種光伏逆變器供電系統(tǒng)，其特征在于:所述工頻隔離變壓器(Tl)的副邊繞組的第三路輸出經限流電阻Rl或保險絲連接第二交流-直流轉換單元的輸入端。
【文檔編號】H02J9/00GK203554317SQ201320637139
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權日:2013年10月15日
【發(fā)明者】朱軍衛(wèi), 徐劍峰, 張俊 申請人:上海正泰電源系統(tǒng)有限公司