本實(shí)用新型涉及電氣控制領(lǐng)域，具體涉及一種供電裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)包括以下幾種類(lèi)型：

1、有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)發(fā)出的電能充裕時(shí)，可將剩余電能饋入公共電網(wǎng)，向電網(wǎng)供電(賣(mài)電)；當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)提供的電力不足時(shí)，由電能向負(fù)載供電(買(mǎi)電)。由于向電網(wǎng)供電時(shí)與電網(wǎng)供電的方向相反，所以稱(chēng)為有逆流光伏發(fā)電系統(tǒng)。

2、無(wú)逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

無(wú)逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)即使發(fā)電充裕也不向公共電網(wǎng)供電，但當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)供電不足時(shí)，則由公共電網(wǎng)向負(fù)載供電。

3、切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

所謂切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)際上是具有自動(dòng)運(yùn)行雙向切換的功能。一是當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)因多云、陰雨天及自身故障等導(dǎo)致發(fā)電量不足時(shí)，切換器能自動(dòng)切換到電網(wǎng)供電一側(cè)，由電網(wǎng)向負(fù)載供電；二是當(dāng)電網(wǎng)因?yàn)槟撤N原因?qū)嵢煌ｋ姇r(shí)，光伏系統(tǒng)可以自動(dòng)切換使電網(wǎng)與光伏系統(tǒng)分離，成為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)。有些切換型光伏發(fā)電系統(tǒng)，還可以在需要時(shí)斷開(kāi)為一般負(fù)載的供電，接通對(duì)應(yīng)急負(fù)載的供電。一般切換型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)都帶有儲(chǔ)能裝置。

4、有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：就是在上述幾類(lèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)中根據(jù)需要配置儲(chǔ)能裝置。帶有儲(chǔ)能裝置的光伏系統(tǒng)主動(dòng)性較強(qiáng)，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)停電、限電及故障時(shí)，可獨(dú)立運(yùn)行，正常向負(fù)載供電。因此帶有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可以作為緊急通信電源、醫(yī)療設(shè)備、加油站、避難場(chǎng)所指示及照明等重要或應(yīng)急負(fù)載的供電系統(tǒng)。

以上各種并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：

1、有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在大電網(wǎng)故障時(shí)并不能向用電側(cè)直接供電；

2、無(wú)逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在光伏發(fā)電量大于用電側(cè)用電量時(shí)會(huì)出現(xiàn)棄光現(xiàn)象，浪費(fèi)一定的能源；

3、切換性并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)同時(shí)對(duì)用電側(cè)及電網(wǎng)輸出功率，當(dāng)用電側(cè)完全吸收光伏的輸出功率時(shí)會(huì)產(chǎn)生孤島效應(yīng)，會(huì)對(duì)設(shè)備及電網(wǎng)產(chǎn)生一定的安全影響，同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)側(cè)及電網(wǎng)的輸出要求對(duì)設(shè)備整體控制需要較高的要求；

4、有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠彌補(bǔ)光伏供電部分不足之處，能夠讓系統(tǒng)更穩(wěn)定安全的運(yùn)行，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)、電池充放電控制有較高的要求，增加設(shè)備購(gòu)買(mǎi)及運(yùn)行成本；將光伏并網(wǎng)、儲(chǔ)能集成為一個(gè)系統(tǒng)時(shí)會(huì)遇到：控制困難、接線(xiàn)復(fù)雜、通信復(fù)雜、保護(hù)要求高等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種供電裝置，將濾波電路、直流變換電路、逆變器、EMI濾波電路以及控制器集成在供電裝置中，減少外部接線(xiàn)與設(shè)備體積，也降低設(shè)備成本；采用最大功率跟蹤，使得光伏發(fā)電裝置工作在最大功率點(diǎn)，提高了光伏發(fā)電的效率，增加了用戶(hù)的收益同時(shí)也降低了用電成本；進(jìn)行孤島檢測(cè)并進(jìn)行平滑的并離網(wǎng)切換，保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在線(xiàn)絕緣電阻監(jiān)測(cè)保證操作人員人生安全；提供人機(jī)交互及遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)，改善用戶(hù)體驗(yàn)。

本實(shí)用新型提供一種供電裝置，包括依次連接的濾波電路、直流變換器、逆變器、隔離變壓器與EMI濾波電路，其中直流變換器、逆變器與控制器相連，供電裝置還包括多個(gè)發(fā)電裝置接入端口與儲(chǔ)能裝置接入端口，發(fā)電裝置接入端口用于將發(fā)電裝置連接到濾波電路，儲(chǔ)能裝置接入端口用于將儲(chǔ)能裝置連接到濾波電路，供電裝置還包括負(fù)載端口，用于向負(fù)載供電。

進(jìn)一步地，供電裝置還包括電網(wǎng)連接端口。

進(jìn)一步地，發(fā)電裝置為光伏發(fā)電裝置，供電裝置還包括最大功率跟蹤模塊，使得光伏發(fā)電裝置工作在最大功率點(diǎn)。

進(jìn)一步地，供電裝置還包括孤島檢測(cè)與并離網(wǎng)切換模塊，孤島檢測(cè)與并離網(wǎng)切換模塊能夠在并網(wǎng)狀態(tài)下對(duì)孤島現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行并/離網(wǎng)平滑切換；能夠在離網(wǎng)狀態(tài)下進(jìn)行檢同期，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行離/并網(wǎng)平滑切換。

進(jìn)一步地，供電裝置還包括絕緣檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)直流母線(xiàn)、交流母線(xiàn)以及各個(gè)支路對(duì)地的絕緣狀態(tài)。

進(jìn)一步地，供電裝置還包括儲(chǔ)能裝置管理模塊，用于調(diào)節(jié)儲(chǔ)能裝置的充放電電流，以最優(yōu)放電深度保證儲(chǔ)能裝置的壽命及使用效果。

進(jìn)一步地，供電裝置還包括人機(jī)交互模塊，用于顯示供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并用于具有相應(yīng)的權(quán)限時(shí)設(shè)置供電系統(tǒng)的運(yùn)行控制參數(shù)。

進(jìn)一步地，供電裝置還包括通信系統(tǒng)模塊，用于數(shù)據(jù)傳輸，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的供電裝置，具有以下有益效果：

(1)將濾波電路、直流變換電路、逆變器、EMI濾波電路以及控制器集成在供電裝置中，減少外部接線(xiàn)與設(shè)備體積，也降低設(shè)備成本；

(2)逆變器與EMI濾波電路之間設(shè)置有隔離變壓器，不會(huì)發(fā)生觸電，保證使用安全；

(3)采用最大功率跟蹤，使得光伏發(fā)電裝置工作在最大功率點(diǎn)，提高了光伏發(fā)電的效率，增加了用戶(hù)的收益同時(shí)也降低了用電成本；

(4)進(jìn)行孤島檢測(cè)并進(jìn)行平滑的并離網(wǎng)切換，保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在線(xiàn)絕緣電阻監(jiān)測(cè)保證操作人員人生安全；

(5)提供人機(jī)交互及遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)，改善用戶(hù)體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的供電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的供電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的供電裝置，包括依次連接的濾波電路、直流變換器、逆變器、隔離變壓器與EMI濾波電路，其中直流變換器、逆變器與控制器相連，供電裝置還包括多個(gè)發(fā)電裝置接入端口與儲(chǔ)能裝置接入端口，發(fā)電裝置接入端口用于將發(fā)電裝置連接到濾波電路，儲(chǔ)能裝置接入端口用于將儲(chǔ)能裝置連接到濾波電路，供電裝置還包括負(fù)載端口，用于向負(fù)載供電。

直流變換電路由BOOST升壓電路實(shí)現(xiàn)，分別將發(fā)電裝置接入端口與儲(chǔ)能裝置接入端口接入的直流電壓升至額定直流母線(xiàn)電壓。

逆變器采用三相橋式逆變電路將直流母線(xiàn)電壓逆變輸出為相電壓為380V的三相交流電壓。

通常使用的交流電源電壓一根線(xiàn)和大地相連，另一根線(xiàn)與大地之間有220V的電位差，如果人接觸會(huì)觸電。隔離變壓器的原理和普通變壓器都是利用電磁感應(yīng)，隔離變壓器通常是指1：1的變壓器，由于次級(jí)不與大地相連，也就是與負(fù)載相連的線(xiàn)不與大地相連，因而與負(fù)載相連的的任一根線(xiàn)與大地之間沒(méi)有電位差，人接觸任意一條線(xiàn)都不會(huì)發(fā)生觸電，使用安全。

其次，隔離變壓器的輸出端與輸入端是完全隔離的，這樣就對(duì)變壓器的輸入端起到了良好的過(guò)濾作用，從而給負(fù)載提供了純凈的電源電壓。

本實(shí)施例中采用額定容量為50KVA、相數(shù)為三相的隔離變壓器。

利用本實(shí)施例中的供電裝置，將發(fā)電裝置，例如光伏發(fā)電裝置連接到發(fā)電裝置接入端口，將儲(chǔ)能裝置，例如電池連接到發(fā)電裝置接入端口，將負(fù)載連接到負(fù)載端口，即可構(gòu)成供電系統(tǒng)。

本實(shí)施例中的供電裝置，將濾波電路、直流變換電路、逆變器、EMI濾波電路以及控制器集成在供電裝置中，減少外部接線(xiàn)與設(shè)備體積，也降低設(shè)備成本。

供電裝置還包括電網(wǎng)連接端口，光伏發(fā)電裝置提供的功率大于負(fù)載功率時(shí)，向電網(wǎng)輸出電能；而當(dāng)光伏發(fā)電裝置提供的功率小于負(fù)載功率時(shí)，從電網(wǎng)獲取電能，以保證向負(fù)載正常供電。

發(fā)電裝置為光伏發(fā)電裝置，供電裝置還包括最大功率跟蹤模塊，使得光伏發(fā)電裝置工作在最大功率點(diǎn)。根據(jù)光伏發(fā)電裝置的特性，其輸出功率會(huì)隨著溫度和光照強(qiáng)度的變化而變化；在一定的溫度和光照強(qiáng)度下其輸出功率會(huì)隨著工作點(diǎn)的變化而變化且存在最大功率點(diǎn)，因此為了充分利用光能發(fā)電，光伏發(fā)電裝置需采用最大功率追蹤(MPPT)控制，使得光伏發(fā)電裝置工作在最大功率點(diǎn)。

供電裝置還包括孤島檢測(cè)與并離網(wǎng)切換模塊，孤島檢測(cè)與并離網(wǎng)切換模塊能夠在并網(wǎng)狀態(tài)下對(duì)孤島現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行并/離網(wǎng)平滑切換；能夠在離網(wǎng)狀態(tài)下進(jìn)行檢同期，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行離/并網(wǎng)平滑切換。

利用電網(wǎng)斷電時(shí)逆變器輸出端電壓、頻率、相位或諧波的變化進(jìn)行孤島效應(yīng)檢測(cè)，電網(wǎng)正常工作時(shí)，通過(guò)控制逆變器，使其輸出功率、頻率或相位存在一定的擾動(dòng)，由于電網(wǎng)的平衡作用，檢測(cè)不到這些擾動(dòng)；一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，逆變器輸出的擾動(dòng)將快速累積并超出允許范圍，使得孤島檢測(cè)與并離網(wǎng)切換模塊中的孤島檢測(cè)電路識(shí)別出孤島效應(yīng)，采取相應(yīng)的措施，從而保證供電系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

供電裝置還包括絕緣檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)直流母線(xiàn)、交流母線(xiàn)以及各個(gè)支路對(duì)地的絕緣狀態(tài)，以保護(hù)維護(hù)人員的人身安全。通過(guò)給絕緣介質(zhì)加上直流電壓，測(cè)量介質(zhì)中流過(guò)的直流電流，經(jīng)過(guò)換算得到絕緣電阻，再與規(guī)定的最低限值相比較，從而判定電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。采用平衡電橋-非平衡電橋方法在線(xiàn)檢測(cè)絕緣電阻。

供電裝置還包括儲(chǔ)能裝置管理模塊，用于調(diào)節(jié)儲(chǔ)能裝置的充放電電流，以最優(yōu)放電深度保證儲(chǔ)能裝置的壽命及使用效果。

供電裝置還包括人機(jī)交互模塊，一般采用觸摸屏，用于顯示供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并用于具有相應(yīng)的權(quán)限時(shí)設(shè)置供電系統(tǒng)的運(yùn)行控制參數(shù)。

供電裝置還包括通信系統(tǒng)模塊，用于供電裝置與后臺(tái)之間數(shù)據(jù)傳輸，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)。

以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。