供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種供電系統(tǒng)，應(yīng)用于供電裝置中，其中，包括市電，逆變器，電壓檢測電路，控制單元，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：通過設(shè)置有交流供電裝置、直流供電裝置和控制單元，能在直流供電裝置于電壓源型運行模式與電流源型運行模式之間切換時，負載持續(xù)被供電，避免出現(xiàn)斷電現(xiàn)象。同時當(dāng)直流供電裝置處于電壓源型運行模式時，能夠為負載提供恒定的電壓，當(dāng)直流供電裝置處于電流源型運行模式時，能夠為電網(wǎng)及負載提供恒定的電流。
【專利說明】供電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種供電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著能源供需矛盾的日漸突出，可再生能源發(fā)電技術(shù)，尤其是太陽能光伏發(fā)電系 統(tǒng)已逐漸成為發(fā)展趨勢，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，儲能電路將新能源轉(zhuǎn)化為直流電存儲，通過逆 變電路將儲能電路輸出的直流電轉(zhuǎn)化為符合國家電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的交流電，逆變電路作為其 中的重要的環(huán)節(jié)，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到光伏發(fā)電系統(tǒng)運行的可靠性及穩(wěn)定性，該系統(tǒng) 通常有獨立的發(fā)電與并網(wǎng)發(fā)電兩種運行模式，在并網(wǎng)運行模式下，逆變電路輸出電壓被電 網(wǎng)電壓鉗位不可控，需要控制器對入網(wǎng)電流進行有效的控制，即此時逆變電路為電流源型 運行模式，在獨立運行模式下，逆變電路相當(dāng)于電壓源對負載提供電力，即此時逆變電路為 電壓源型運行模式，在逆變器在電流源型運行模式和電壓源型運行模式之間切換時，采用 同一逆變電路，故而在電流源型運行模式和電壓源型運行模式之間切換時，供電電網(wǎng)會出 現(xiàn)瞬時斷電現(xiàn)象，而對于重要的不能斷電的負載，該供電系統(tǒng)能不能滿足其要求；且這兩種 模式切換過程中，可能產(chǎn)生較大的電壓、電流沖擊，這對逆變器、負載和電網(wǎng)都是不利的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種不斷電的供電系統(tǒng)。
[0004] 一種供電系統(tǒng)，應(yīng)用于供電電網(wǎng)中，包括市電，連接負載，用于向一工作于交流供 電模式下的所述負載供電，其中，還包括：
[0005] 逆變器，連接所述負載，可選擇地工作于電壓源運行模式或電流源運行模式，用以 提供一匹配所述負載的電力；
[0006] 所述電壓源型運行模式，用以為所述負載提供模擬市電；
[0007] 所述電流源型運行模式，用以為所述負載提供與所述市電的輸出電流相位同步的 電壓；
[0008] 電壓檢測電路，連接所述逆變器，用于檢測所述逆變器的輸出電壓，并形成一電壓 檢測信號輸出；
[0009] 控制單元，分別連接所述電壓檢測電路、市電逆變器，用以根據(jù)所述電壓檢測信號 控制所述逆變器于所述電壓源型運行模式與所述電流源型運行模式之間切換。
[0010] 優(yōu)選地，所述逆變器包括：
[0011] 一直流儲能單元，用于存儲電能，并于預(yù)定運行模式下向所述負載提供電力；
[0012] 一逆變電路，連接所述儲能單元，用于將所述儲能單元輸出的直流電轉(zhuǎn)換為與所 述負載相匹配的交流電后輸出。
[0013] 優(yōu)選地，所述逆變器還包括濾波電路，所述濾波電路連接于所述逆變電路與所述 負載之間，用以接收所述交流電，并對所述交流電做濾波處理輸出。
[0014] 優(yōu)選地，還包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，
[0015] 所述第一開關(guān)連接于所述逆變器與所述負載之間；于所述控制單元控制下于導(dǎo)通 與斷開之間切換；
[0016] 所述第二開關(guān)連接于所述市電與所述負載之間，于所述控制單元控制下于導(dǎo)通與 斷開之間切換。
[0017] 優(yōu)選地，所述逆變電路為三電平逆變器。
[0018] 優(yōu)選地，所述濾波電路包括第一濾波電感Ll和第一濾波電容Cl，所述第一濾波電 感Ll串聯(lián)所述第一濾波電容Cl于所述逆變電路的輸出端。
[0019] 優(yōu)選地，還包括第二濾波電容C2,第三開關(guān)，所述第二濾波電容C2串聯(lián)所述第三 開關(guān)并聯(lián)于所述第一濾波電容Cl兩端。
[0020] 優(yōu)選地，還包括第二濾波電感L2,連接于所述第一濾波電感Ll與所述第一開關(guān)之 間。
[0021] 優(yōu)選地，所述控制單元為MCU單片機。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：通過設(shè)置有市電、逆變器和控制單元，能 在逆變器于電壓源型運行模式與電流源型運行模式之間切換時，負載持續(xù)被供電，避免出 現(xiàn)斷電現(xiàn)象。同時當(dāng)逆變器處于電壓源型運行模式時，能夠為負載提供恒定的電壓，當(dāng)逆變 器處于電流源型運行模式時，能夠為電網(wǎng)及負載提供恒定的電流。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明供電系統(tǒng)的原理圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明中并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)時供電示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明中逆變器由并網(wǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為離網(wǎng)狀態(tài)的電路控制框圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明中逆變器有并網(wǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為離網(wǎng)狀態(tài)時電路控制框圖。

【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種供電系統(tǒng)，應(yīng)用于供電電網(wǎng)中，包括市電，連接負載， 用于向一工作于交流供電模式下的所述負載供電，其中，還包括：
[0029] 逆變器，連接所述負載，可選擇地工作于電壓源運行模式或電流源運行模式，用以 提供一匹配所述負載的電力；
[0030] 所述電壓源型運行模式，用以于一預(yù)定模式下為所述負載提供模擬市電。
[0031] 所述電流源型運行模式，用以為所述負載提供與所述市電的輸出電流相位同步的 電壓；
[0032] 電壓檢測電路，連接所述逆變器，用于檢測所述逆變器的輸出電壓，并形成一電壓 檢測信號輸出；
[0033] 控制單元，分別連接所述電壓檢測電路、市電逆變器，用以根據(jù)所述電壓檢測信號 控制所述逆變器于所述電壓源型運行模式與所述電流源型運行模式之間切換。
[0034] 本技術(shù)方案的工作原理為：電壓檢測電路米集市電的輸出電壓，并形成一電壓檢 測信號輸出至控制單元，控制單元根據(jù)檢測結(jié)果控制逆變器于電壓源型運行模式與電流源 型運行模式之間切換。
[0035] 當(dāng)市電輸出異常時，逆變器工作于電壓源型運行模式；逆變器向負載供電；當(dāng)市 電輸出正常時，逆變器工作于電流源型運行模式，此時由市電向負載供電。
[0036] 當(dāng)逆變器從并網(wǎng)模式切換至離網(wǎng)模式輸出時，于電流源型運行模式向電壓源型運 行模式切換瞬間的前一刻，市電與逆變器并聯(lián)，逆變器于電流源型運行模式下工作，市電向 負載提供電力，逆變器于電流源型運行模式向電壓源型運行模式切換瞬間，逆變器于電壓 源型運行模式下向負載供電。
[0037] 當(dāng)逆變器從離網(wǎng)模式切換至并網(wǎng)模式輸出時，逆變器于電壓源型運行模式向電流 源型運行模式切換前一刻，市電與逆變器并聯(lián)，逆變器于電壓源型運行模式下向負載提供 電力，逆變器于電壓源型運行模式向電流源型運行模式切換瞬間，逆變器于電流源型運行 模式下工作，市電向負載提供電壓。
[0038] 通過上述技術(shù)方案，在逆變器于電壓源型運行模式與電流源型運行模式之間切換 時，負載持續(xù)被供電，避免出現(xiàn)斷電現(xiàn)象。同時當(dāng)逆變器處于電壓源型運行模式時，能夠為 負載提供恒定的電壓，當(dāng)逆變器處于電流源型運行模式時，能夠為電網(wǎng)及負載提供恒定的 電流。
[0039] 作為進一步優(yōu)選實施方式，逆變器包括
[0040] 一直流儲能單元C，用于存儲電能，并于預(yù)定運行模式下向所述負載提供電力；
[0041] 一逆變電路，連接所述儲能單元，用于將所述儲能單元輸出的直流電轉(zhuǎn)換為與所 述負載相匹配的交流電后輸出。
[0042] 于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)之上，進一步的還可以設(shè)置有檢測市電輸出的電壓。
[0043] 作為進一步優(yōu)選實施方式，還包括濾波電路，所述濾波電路連接于所述逆變電路 與所述負載之間，用以接收所述交流電，并對所述交流電做濾波處理輸出。
[0044] 作為進一步優(yōu)選實施方式，還包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，
[0045] 所述第一開關(guān)連接于所述逆變器與所述負載之間；于所述控制單元控制下于導(dǎo)通 與斷開之間切換；
[0046] 所述第二開關(guān)連接于所述市電與所述負載之間，于所述控制單元控制下于導(dǎo)通與 斷開之間切換。
[0047] 進一步的，一種供電系統(tǒng)，第一開關(guān)由開關(guān)Kl形成，第二開關(guān)由K2形成，第三開關(guān) 由K3形成。
[0048] 當(dāng)Kl和K2閉合導(dǎo)通，K3斷開，逆變器于電流源型運行模式下工作，用以向負載輸 出恒定電流；
[0049] 當(dāng)Kl和K3閉合導(dǎo)通，K2斷開，逆變器于電壓源型運行模式下工作，用于向負載輸 出恒定電壓；
[0050] 當(dāng)K1、K2、K3均閉合時，逆變器于電流源型運行模式切換至電壓源型運行模式，切 換完成后，Κ2斷開，逆變器向負載供電；
[0051] 當(dāng)Κ1、Κ2、Κ3均閉合時，逆變器于電壓源型運行模式切換至電流源型運行模式，切 換完成后，Κ3斷開，市電向負載供電。
[0052] 作為進一步優(yōu)選實施方式，逆變電路為三電平逆變器。三電平逆變器有第一高頻 開關(guān)管G1、第二高頻開關(guān)管G2、第三工頻開關(guān)管G3、第四工頻開關(guān)管G4、第五高頻開關(guān)管 G5、第六高頻開關(guān)管G6形成，與逆變器離網(wǎng)狀態(tài)下輸出電壓，于逆變器并網(wǎng)狀態(tài)下輸出電 流，同時諧波含量減少，提1?電路的穩(wěn)定性。
[0053] 作為進一步優(yōu)選實施方式，所述濾波電路包括第一濾波電感Ll和第一濾波電容 C1，所述第一濾波電感Ll串聯(lián)所述第一濾波電容Cl于所述逆變器的輸出端。
[0054] 作為進一步優(yōu)選實施方式，還包括第二濾波電容C2,第三開關(guān)，所述第二濾波電容 C2串聯(lián)所述第三開關(guān)并聯(lián)于所述第一濾波電容Cl兩端。
[0055] 作為進一步優(yōu)選實施方式，還包括第二濾波電感L2,連接于第一濾波電感Ll與第 二開關(guān)模塊之間。
[0056] 作為進一步優(yōu)選實施方式，控制單兀為MCU單片機，用以形成一控制信號，第一開 關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)于控制信號控制下于導(dǎo)通和關(guān)斷之間切換，進而能夠使得逆變器于 電流源型運行模式和電壓源型運行模式之間切換。
[0057] 下面結(jié)合【具體實施方式】說明本發(fā)明的并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)時逆變器的工作原理和離網(wǎng)轉(zhuǎn) 并網(wǎng)時的工作原理。
[0058] 如圖2所示，市電瞬時電壓為Vtl，逆變器瞬時輸出電壓為V1，電壓V 1相角和市電Vtl 電壓相角相差σ I ;Zi為逆變器輸出到連接負載之間導(dǎo)線的阻抗和感抗之和。
[0059] 如圖3所示，逆變器輸出的視在功率S，有功功率P和無功功率Q之間關(guān)系式可以 表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種供電系統(tǒng)，應(yīng)用于供電電網(wǎng)中，包括市電，連接負載，用于向一工作于交流供電 模式下的所述負載供電，其特征在于，還包括： 逆變器，連接所述負載，可選擇地工作于電壓源運行模式或電流源運行模式，用以提供 一匹配所述負載的電力； 所述電壓源型運行模式，用以為所述負載提供模擬市電； 所述電流源型運行模式，用以為所述負載提供與所述市電的輸出電流相位同步的電 壓； 電壓檢測電路，連接所述逆變器，用于檢測所述逆變器的輸出電壓，并形成一電壓檢測 信號輸出； 控制單元，分別連接所述電壓檢測電路、市電逆變器，用以根據(jù)所述電壓檢測信號控制 所述逆變器于所述電壓源型運行模式與所述電流源型運行模式之間切換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器包括： 一直流儲能單元，用于存儲電能，并于預(yù)定運行模式下向所述負載提供電力； 一逆變電路，連接所述儲能單元，用于將所述儲能單元輸出的直流電轉(zhuǎn)換為與所述負 載相匹配的交流電后輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器還包括濾波電路，所述濾 波電路連接于所述逆變電路與所述負載之間，用以接收所述交流電，并對所述交流電做濾 波處理輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一開關(guān)和第二開關(guān)， 所述第一開關(guān)連接于所述逆變器與所述負載之間；于所述控制單元控制下于導(dǎo)通與斷 開之間切換； 所述第二開關(guān)連接于所述市電與所述負載之間，于所述控制單元控制下于導(dǎo)通與斷開 之間切換。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變電路為三電平逆變器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波電路包括第一濾波電感L1 和第一濾波電容C1，所述第一濾波電感L1串聯(lián)所述第一濾波電容C1于所述逆變電路的輸 出端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二濾波電容C2,第三開關(guān)， 所述第二濾波電容C2串聯(lián)所述第三開關(guān)并聯(lián)于所述第一濾波電容C1兩端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二濾波電感L2,連接于所述 第一濾波電感L1與所述第一開關(guān)之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元為MCU單片機。
【文檔編號】H02J3/00GK104393591SQ201410669107
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】龍英文, 孫玉鴻 申請人:上海追日電氣有限公司