一種逆變器開關(guān)電路、逆變器和光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種逆變器開關(guān)電路，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，該逆變器開關(guān)電路包括：用于連接逆變器的逆變器接口、用于連接電網(wǎng)的電網(wǎng)接口、用于連接重要負(fù)載的第一負(fù)載接口、用于連接非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載的第二負(fù)載接口、連接在所述逆變器接口和所述電網(wǎng)接口之間的并/離網(wǎng)切換開關(guān)、連接在所述逆變器接口和所述第一負(fù)載接口之間的第一負(fù)載開關(guān)，以及連接在所述第一負(fù)載接口和所述第二負(fù)載接口之間的旁路開關(guān)，以提高重要負(fù)載供電的可靠性。此外，本申請開公開了一種逆變器和一種光伏發(fā)電系統(tǒng)。
【專利說明】一種逆變器開關(guān)電路、逆變器和光伏發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種逆變器開關(guān)電路、逆變器和光伏發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換裝置，用于將光伏電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電后送入電網(wǎng)。其運(yùn)行模式包括以下兩種:逆變器接入電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行和逆變器脫離電網(wǎng)孤立運(yùn)行。
[0003]但是，光伏發(fā)電系統(tǒng)在為負(fù)載供電時不區(qū)分負(fù)載的重要性和負(fù)載的功率等級，因而也就不能保證重要負(fù)載的可靠供電。
實用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實用新型提供一種逆變器開關(guān)電路、逆變器和光伏發(fā)電系統(tǒng)，以提高重要負(fù)載供電的可靠性。
[0005]一種逆變器開關(guān)電路，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述逆變器開關(guān)電路包括:
[0006]用于連接逆變器的逆變器接口、用于連接電網(wǎng)的電網(wǎng)接口、用于連接重要負(fù)載的第一負(fù)載接口、用于連接非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載的第二負(fù)載接口、連接在所述逆變器接口和所述電網(wǎng)接口之間的并/離網(wǎng)切換開關(guān)、連接在所述逆變器接口和所述第一負(fù)載接口之間的第一負(fù)載開關(guān)，以及連接在所述第一負(fù)載接口和所述第二負(fù)載接口之間的旁路開關(guān)。
[0007]其中，所述并/離網(wǎng)切換開關(guān)、所述第一負(fù)載開關(guān)和所述旁路開關(guān)均為可控開關(guān)。
[0008]其中，任一個所述可控開關(guān)為繼電器或接觸器。
[0009]可選地，所述逆變器開關(guān)電路還包括:連接在所述電網(wǎng)接口和所述第二負(fù)載接口之間的第二負(fù)載開關(guān)。
[0010]其中，所述第二負(fù)載開關(guān)為可控開關(guān)。
[0011]其中，所述可控開關(guān)為繼電器或接觸器。
[0012]一種逆變器，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述逆變器包括逆變器本體和與所述逆變器本體相連的開關(guān)電路，其中所述開關(guān)電路為上述任一種逆變器開關(guān)電路。
[0013]其中，所述逆變器本體為光伏和蓄電池混合輸入的儲能逆變器。
[0014]其中，所述逆變器本體為僅光伏輸入的光伏逆變器。
[0015]—種光伏發(fā)電系統(tǒng),包括上述任一種逆變器。
[0016]從上述的技術(shù)方案可以看出，本實用新型通過將重要負(fù)載掛在并/離網(wǎng)切換開關(guān)的逆變器側(cè)，并將非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載掛在所述逆變器側(cè)和所述并/離網(wǎng)切換開關(guān)的電網(wǎng)側(cè)，實現(xiàn)了全部負(fù)載在逆變器并網(wǎng)運(yùn)行模式下的可靠供電，而當(dāng)逆變器處于離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式時也只需一并切除所述非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載，就可降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷，實現(xiàn)重要負(fù)載的不間斷供電，從而提高了重要負(fù)載供電的可靠性，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實用新型實施例公開的一種逆變器開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2a_2f為圖1所示逆變器開關(guān)電路在不同工作狀態(tài)下的電流走向示意圖；
[0020]圖3為本實用新型實施例公開的又一種逆變器開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為圖3所示逆變器開關(guān)電路在離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式下的電流走向示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0023]參見圖1，本實用新型實施例公開了一種應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器開關(guān)電路，以提高重要負(fù)載供電的可靠性，該逆變器開關(guān)電路包括:
[0024]用于連接逆變器的逆變器接口 32、
[0025]用于連接電網(wǎng)的電網(wǎng)接口 34、
[0026]用于連接重要負(fù)載的第一負(fù)載接口 33、
[0027]用于連接非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載的第二負(fù)載接口 35、
[0028]連接在逆變器接口 32和電網(wǎng)接口 34之間的并/離網(wǎng)切換開關(guān)11、
[0029]連接在逆變器接口 32和第一負(fù)載接口 33之間的第一負(fù)載開關(guān)12，
[0030]以及連接在第一負(fù)載接口 33和第二負(fù)載接口 35之間的旁路開關(guān)13。
[0031]其中，所述逆變器具有雙并網(wǎng)開關(guān)和與所述雙并網(wǎng)開關(guān)相連接的并網(wǎng)接口 31 ;具體的，所述雙并網(wǎng)開關(guān)包括相串聯(lián)的第一并網(wǎng)開關(guān)21和第二并網(wǎng)開關(guān)22，并網(wǎng)接口 31即為所述逆變器的交流電能輸出口，逆變器接口 32通過并網(wǎng)接口 31與所述逆變器相連接。
[0032]下面，從“逆變器接入電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行”和“逆變器脫離電網(wǎng)孤立運(yùn)行”兩種運(yùn)行模式入手，對本實施例所述逆變器開關(guān)電路的工作原理進(jìn)行詳述。
[0033]I)逆變器接入電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行
[0034]當(dāng)逆變器處于并網(wǎng)運(yùn)行模式時，第一并網(wǎng)開關(guān)21、第二并網(wǎng)開關(guān)22、并/離網(wǎng)切換開關(guān)11和第一負(fù)載開關(guān)12均閉合，旁路開關(guān)13斷開，此時逆變器存在下述4種工作狀態(tài):
[0035]工作狀態(tài)1:當(dāng)逆變器的輸出電能足以滿足全部負(fù)載(所述全部負(fù)載包括接入第一負(fù)載接口 33的重要負(fù)載和接入第二負(fù)載接口 35的非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載)的用電需求時，由逆變器給全部負(fù)載供電，剩余電量饋入電網(wǎng)；當(dāng)無負(fù)載時，所述逆變器并網(wǎng)發(fā)電。該工作狀態(tài)下對應(yīng)的電流走向如圖2a所示。
[0036]工作狀態(tài)2:當(dāng)逆變器的輸出電能不足以滿足全部負(fù)載用電需求時，由逆變器和電網(wǎng)共同給全部負(fù)載供電。該工作狀態(tài)下對應(yīng)的電流走向如圖2b所示。
[0037]工作狀態(tài)3:當(dāng)逆變器不發(fā)電時，由電網(wǎng)給全部負(fù)載供電，且當(dāng)所述逆變器為光伏和蓄電池混合輸入的儲能逆變器時，電網(wǎng)會同時為所述蓄電池充電；無負(fù)載時，電網(wǎng)僅給所述蓄電池充電。該工作狀態(tài)下對應(yīng)的電流走向如圖2c所示。
[0038]工作狀態(tài)4:當(dāng)處于并網(wǎng)運(yùn)行模式的逆變器出現(xiàn)故障或需要拆除維修時，第一并網(wǎng)開關(guān)21、第二并網(wǎng)開關(guān)22、并/離網(wǎng)切換開關(guān)11和第一負(fù)載開關(guān)12均斷開，旁路開關(guān)13閉合，此時:由電網(wǎng)給全部負(fù)載供電，對應(yīng)的電流走向如圖2d所示。
[0039]由此可見，當(dāng)逆變器并網(wǎng)運(yùn)行時，由于存在電網(wǎng)支撐，因此無論光伏電池的發(fā)電量是否受日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、負(fù)載變化等外部因素的影響而發(fā)生改變，也不論蓄電池的蓄電量是否充足，也不論逆變器是否故障或需要拆除維修，本實施例均能保障全部負(fù)載的可靠供電。同時，實現(xiàn)了光伏發(fā)電系統(tǒng)自發(fā)自用，剩余電量上網(wǎng)的系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)。
[0040]2)逆變器脫離電網(wǎng)孤立運(yùn)行
[0041]當(dāng)逆變器處于離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式時，第一并網(wǎng)開關(guān)21、第二并網(wǎng)開關(guān)22和第一負(fù)載開關(guān)12均閉合，并/離網(wǎng)切換開關(guān)11和旁路開關(guān)13斷開，此時:逆變器僅給接入第一負(fù)載接口 33的重要負(fù)載供電，對應(yīng)的電流走向如圖2e所示。
[0042]由此可見，當(dāng)逆變器離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行時，由于不存在電網(wǎng)支撐，因此當(dāng)逆變器的輸出電能不足以滿足全部負(fù)載的用電需求時，根據(jù)無法保障重要負(fù)載的不間斷供電，而在本實施例中只需斷開旁路開關(guān)13即可降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷，從而保障重要負(fù)載的不間斷供電。
[0043]由I)-2)的描述可知，本實施例通過將重要負(fù)載掛在并/離網(wǎng)切換開關(guān)11的逆變器側(cè)，并將非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載掛在所述逆變器側(cè)和并/離網(wǎng)切換開關(guān)11的電網(wǎng)側(cè)，實現(xiàn)了全部負(fù)載在逆變器并網(wǎng)運(yùn)行模式下的可靠供電，而當(dāng)逆變器處于離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式時也只需一并切除所述非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載，就可降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷，實現(xiàn)重要負(fù)載的不間斷供電，從而提高了重要負(fù)載供電的可靠性，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0044]此外，當(dāng)逆變器處于停機(jī)狀態(tài)時，通過控制第一并網(wǎng)開關(guān)21和第二并網(wǎng)開關(guān)22閉合，并控制并/離網(wǎng)切換開關(guān)11、第一負(fù)載開關(guān)12和旁路開關(guān)13斷開，即可實現(xiàn)該逆變器在離網(wǎng)、空載狀態(tài)下的安全啟動(對應(yīng)的電流走向如圖2f所示)，保障逆變器后續(xù)的可靠運(yùn)行，可見，本實施例提出的逆變器開關(guān)電路不會對該逆變器的安全啟動造成任何干擾。
[0045]作為優(yōu)選，當(dāng)逆變器脫離電網(wǎng)孤立運(yùn)行時，為實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)不僅能夠保障重要負(fù)載的可靠供電，還能夠?qū)⑹Ｓ嚯娔芴峁┙o其它負(fù)載進(jìn)行供電，本實用新型實施例公開了又一種逆變器開關(guān)電路。參見圖3，基于上述實施例，它還包括:連接在電網(wǎng)接口 34和第二負(fù)載接口 35之間的第二負(fù)載開關(guān)14。
[0046]當(dāng)逆變器脫離電網(wǎng)孤立運(yùn)行時，通過控制并/離網(wǎng)切換開關(guān)11和第二負(fù)載開關(guān)14斷開，并控制第一負(fù)載開關(guān)12、第一并網(wǎng)開關(guān)21、第二并網(wǎng)開關(guān)22和旁路開關(guān)13閉合(對應(yīng)的電流走向如圖4所示)，即可實現(xiàn):在光伏發(fā)電系統(tǒng)容量配比允許的情況下，由逆變器給全部負(fù)載供電，更為重要的是，由于此時并/離網(wǎng)切換開關(guān)11和第二負(fù)載開關(guān)14均處于斷開狀態(tài)，使得電網(wǎng)接口 34處電壓為零，因而保證了用電安全。
[0047]圖3所示逆變器開關(guān)電路的其他工作狀態(tài)與圖1所示逆變器開關(guān)電路相似，此處不再一一贅述。
[0048]最后需要說明的是，對于上述任一實施例公開的逆變器開關(guān)電路而言，所述逆變器開關(guān)電路中的各項開關(guān)優(yōu)選可控開關(guān)，所述可控開關(guān)包括但不限于繼電器和接觸器。
[0049]此外，本實用新型實施例還公開了一種應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器，包括:逆變器本體和與所述逆變器本體相連的開關(guān)電路，其中所述開關(guān)電路可選用上述公開的任一種逆變器開關(guān)電路。所述逆變器本體可以是光伏和蓄電池混合輸入的儲能逆變器，也可以是目前普遍應(yīng)用的、僅光伏輸入的光伏逆變器。
[0050]儲能逆變器是光伏逆變器的衍生產(chǎn)品，在未來新能源市場上將占有重要地位，而配置有所述逆變器開關(guān)電路的儲能逆變器由于具備保證重要負(fù)載可靠供電的優(yōu)越性，因此更易于融入現(xiàn)有的家庭配電裝置，保證家庭重要負(fù)載的不間斷供電。
[0051]此外，本實用新型實施例還公開了一種利用上述公開的任一種逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)。其中，包括有光伏電池、蓄電池和儲能逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，在未來新能源市場推廣的重點。
[0052]綜上所述，本實用新型通過將重要負(fù)載掛在并/離網(wǎng)切換開關(guān)的逆變器側(cè)，并將非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載掛在所述逆變器側(cè)和所述并/離網(wǎng)切換開關(guān)的電網(wǎng)側(cè)，實現(xiàn)了全部負(fù)載在逆變器并網(wǎng)運(yùn)行模式下的可靠供電，而當(dāng)逆變器處于離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式時也只需一并切除所述非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載，就可降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷，實現(xiàn)重要負(fù)載的不間斷供電，從而提高了重要負(fù)載供電的可靠性，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0053]本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0054]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種逆變器開關(guān)電路，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器開關(guān)電路包括: 用于連接逆變器的逆變器接口、用于連接電網(wǎng)的電網(wǎng)接口、用于連接重要負(fù)載的第一負(fù)載接口、用于連接非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載的第二負(fù)載接口、連接在所述逆變器接口和所述電網(wǎng)接口之間的并/離網(wǎng)切換開關(guān)、連接在所述逆變器接口和所述第一負(fù)載接口之間的第一負(fù)載開關(guān)，以及連接在所述第一負(fù)載接口和所述第二負(fù)載接口之間的旁路開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器開關(guān)電路，其特征在于，所述并/離網(wǎng)切換開關(guān)、所述第一負(fù)載開關(guān)和所述旁路開關(guān)均為可控開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變器開關(guān)電路，其特征在于，任一個所述可控開關(guān)為繼電器或接觸器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的逆變器開關(guān)電路，其特征在于，還包括:連接在所述電網(wǎng)接口和所述第二負(fù)載接口之間的第二負(fù)載開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆變器開關(guān)電路，其特征在于，所述第二負(fù)載開關(guān)為可控開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的逆變器開關(guān)電路，其特征在于，所述可控開關(guān)為繼電器或接觸器。
7.一種逆變器，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器包括逆變器本體和與所述逆變器本體相連的開關(guān)電路，其中所述開關(guān)電路為權(quán)利要求1-6中任一項所述的逆變器開關(guān)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的逆變器，其特征在于，所述逆變器本體為光伏和蓄電池混合輸入的儲能逆變器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的逆變器，其特征在于，所述逆變器本體為僅光伏輸入的光伏逆變器。
10.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求7-9中任一項所述的逆變器。
【文檔編號】H02J3/38GK203984008SQ201420401058
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】程慕宇, 劉寶其, 薛麗英, 張彥虎, 胡兵 申請人:陽光電源股份有限公司