CN103036308B - 逆变器、电源、控制逆变器辅助电源的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种逆变器、电源、控制逆变器辅助电源的方法及装置，方法包括：用逻辑控制单元检测至少两路电源的电压；所述逻辑控制单元根据检测到的电压的稳定性，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电。通过逻辑控制单元检测电压，并根据检测到的电压的稳定性从至少两路电源中选择一路电源为逆变器供电，实现了逆变器的不同电源之间的自动切换，解决了现有通过手动方式切换带来的操作不便以及可靠性低的问题，保证了逆变器电源的可靠性和持续性。

Description

逆变器、电源、控制逆变器辅助电源的方法及装置

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术，尤其涉及一种逆变器、电源、控制逆变器辅助电源的方法及装置。

背景技术

太阳能发电技术中，光伏发电由于不受能源资源、原材料和应用环境的限制，具有最广阔的发展前景。

采用光伏发电技术的太阳能电站一般由太阳能逆变器和若干辅助系统组成。太阳能逆变器主要是利用太阳能电池组件将光能转化为电能，再将电能输入电网。辅助系统包括监控、计量、照明、消防、生活等子系统。

太阳能逆变器及辅助系统都需要有电力供应才能工作。其中，为辅助系统供应的电力称为站用电。太阳能逆变器输入电网的电力称为上网电。太阳能逆变器可以用站用电供电，也可用上网电供电，这就需要有一种方案用来实现这两种供电方式之间的切换，为逆变器的电源选择一种供电方式。

目前，采用手动方式来选择逆变器电源的供电方式。如在两种供电方式与逆变器之间设置手动切换端子排，通过手动连接供电方式与逆变器之间的端子连接，来实现供电方式的选择。

但是，这种手动方式操作复杂、效率低下、可靠性低。尤其在兆瓦（MW）级光伏电站，需要手动连接的端子更多，采用这种手动方式实现供电方式的选择和切换更加困难。

发明内容

本发明实施例提供一种逆变器、电源、控制逆变器辅助电源的方法及装置，用于解决现有逆变器辅助电源采用手动切换导致的效率低及可靠性差的问题。

本发明实施例的第一个方面是提供一种控制逆变器辅助电源的方法，包括：

用逻辑控制单元检测至少两路电源的电压；

所述逻辑控制单元根据检测到的电压的稳定性，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电。

本发明实施例的第二个方面是提供一种控制逆变器辅助电源的方法，包括：

用逻辑控制单元设置至少两路电源的优先级；

所述逻辑控制单元根据设定的优先级，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电。

本发明实施例的第三个方面是提供一种控制逆变器辅助电源的装置，包括：

逻辑控制单元，用于检测至少两路电源的电压，并根据检测到的电压的稳定性，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电；

所述开关，与所述逻辑控制单元相连，用于在所述逻辑控制单元的控制下为所述逆变器供电。

本发明实施例的第四个方面是提供一种控制逆变器辅助电源的装置，包括：

逻辑控制单元，用于设置至少两路电源的优先级，并根据设定的优先级，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电；

所述开关，与所述逻辑控制单元相连，用于在所述逻辑控制单元的控制下为所述逆变器供电。

本发明实施例的第五个方面是提供一种逆变器辅助电源，包括上述权利要求8-20任一项所述的控制逆变器辅助电源的装置。

本发明实施例的第六个方面是提供一种逆变器，包括逆变器本体及上述逆变器辅助电源，所述逆变器辅助电源用于为所述逆变器本体供电。

本发明提供的逆变器、电源、控制逆变器辅助电源的方法及装置，通过逻辑控制单元检测电压，并根据检测到的电压的稳定性从至少两路电源中选择一路电源为逆变器供电，实现了逆变器的不同电源之间的自动切换，解决了现有通过手动方式切换带来的操作不便以及可靠性低的问题，保证了逆变器电源的可靠性和持续性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种控制逆变器辅助电源的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种控制逆变器辅助电源的方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种控制逆变器辅助电源的装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种控制逆变器辅助电源的装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种控制逆变器辅助电源的装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的控制逆变器辅助电源的装置的控制逻辑图；

图7为本发明实施例提供的另一种控制逆变器辅助电源的装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种逆变器辅助电源的结构示意图

图9为本发明实施例提供的一种逆变器的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的一种控制逆变器辅助电源的方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤11、用逻辑控制单元检测至少两路电源的电压。

其中，该逻辑控制单元中可设置至少两路电压采样电路。例如有上网电和站用电两路电源可用来为逆变器供电，那么该逻辑控制单元中可设置上网电电压采样电路和站用电电压采样电路，分别用来检测上网电的电压和站用电的电压。

步骤12、上述逻辑控制单元根据检测到的电压的稳定性，控制开关从上述至少两路电源中选择一路电源为上述逆变器供电。

例如，上述逻辑控制单元可根据检测到的电压的稳定性，控制上述开关从上述至少两路电源中选择稳定性最高的一路电源为所述逆变器供电。

再如，当所述至少两路电源的电压均稳定时，上述逻辑控制单元比较上述至少两路电源的优先级；上述逻辑控制单元根据比较结果，控制上述开关从上述至少两路电源中选择优先级最高的一路电源为上述逆变器供电。电源的优先级可根据电源的价格而预先设定，如将价格高的电源的优先级设置为低于价格低的电源的优先级。

其中，上述逻辑控制单元中还可设置单片机、可编程逻辑器件等，用来根据检测到的电压的稳定性，控制开关从上述至少两路电源中选择一路电源为上述逆变器供电。该开关可为中间继电器、接触器、电子开关或可控机械开关等受逻辑控制单元控制的开关。

上述实施例通过逻辑控制单元检测电压，并根据检测到的电压的稳定性从至少两路电源中选择一路电源为逆变器供电，实现了逆变器的不同电源之间的自动切换，解决了现有通过手动方式切换带来的操作不便以及可靠性低的问题，保证了逆变器电源的可靠性和持续性。且进一步地，根据电源的优先级选择电价较低的电源供电，能够实现上网电和站用电之间按照电价进行自动切换，实现自动控制逆变器的用电成本，以保证尽可能地降低了逆变器的用电成本。

图2为本发明实施例提供的另一种控制逆变器辅助电源的方法的流程图。如图2所示，该方法包括：

步骤21、用逻辑控制单元设置至少两路电源的优先级。

例如，根据可选择的多路电源的电价，在上述逻辑控制单元中设置有该多路电源的优先级，该优先级根据各路电源的电价设定，电价越低，则优先级越高。

步骤22、上述逻辑控制单元根据设定的优先级，控制开关从上述至少两路电源中选择一路电源为逆变器供电。例如，根据优先级，从两路电源中选择优先级较高的电源为逆变器供电。

可选地，本发明实施例的控制逆变器辅助电源的方法还包括：用逻辑控制单元检测至少两路电源的电压。该操作与上述步骤11相同，这里不再赘述。

上述步骤22中，逻辑控制单元可根据设定的优先级以及检测到的电压的稳定性，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电。

例如，该逻辑控制单元根据设定的优先级以及检测到的电压的稳定性，控制所述开关从所述至少两路电源中选择优先级最高且电压稳定性最高的一路电源为所述逆变器供电。

再如，若所述至少两路电源中优先级最高的电源电压不稳定，则所述逻辑控制单元判断所述至少两路电源中选择优先级次高的电源电压是否稳定，若稳定，则所述逻辑控制单元控制所述开关选择所述优先级次高的电源为所述逆变器供电；若不稳定，则所述逻辑控制单元继续按照优先级从高到低的顺序判断下一个优先级的电源电压是否稳定，直至电压稳定的电源，控制所述开关选择所述电压稳定的电源为所述逆变器供电。

本步骤22中，逻辑控制单元中也可设置单片机、可编程逻辑器件等，用来实现上述判断及控制功能。开关同上述步骤12中的说明，这里不再赘述。

上述实施例通过逻辑控制单元设置至少两路电源的优先级，并根据设置的优先级选择一路电源为逆变器供电，实现了自动选择一路成本较低的电源为逆变器供电，如能够实现上网电和站用电之间按照电价进行自动切换。进一步地，通过逻辑控制单元检测各电源的电压，且根据优先级及检测到的电压，使得当价格较低的一路电源出现故障时，自动切换到另一路电源供电，解决了逆变器的辅助电源需要复杂地手动转换问题和可靠性低的问题。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图3为本发明实施例提供的一种控制逆变器辅助电源的装置的结构示意图。本实施例提供的装置用于实现图1所示的方法，如图3所示，该装置包括：逻辑控制单元31和开关32。

逻辑控制单元31用于检测至少两路电源的电压，并根据检测到的电压的稳定性，控制开关从该至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电。开关32与逻辑控制单元31相连，用于在逻辑控制单元31的控制下为逆变器供电。

逻辑控制单元31可具体用于根据检测到的电压的稳定性，控制开关32从所述至少两路电源中选择稳定性最高的一路电源为所述逆变器供电。

或者，逻辑控制单元31可具体用于当至少两路电源的电压均稳定时，比较至少两路电源的优先级；并根据比较结果，控制开关32从该至少两路电源中选择优先级最高的一路电源为所述逆变器供电。

其中，逻辑控制单元31可为自动转换开关（AutomaticTransferSwitch，ATS）逻辑控制单元，也可为具有实现上述步骤31、步骤32功能的单片机、微处理器、可编程逻辑器件等。

开关32可为中间继电器、接触器、电子开关或可控机械开关等电可控制的开关。

进一步地，开关的数量可等于电源的数量，即如果有N路电源，那么相应地有N个开关，且相邻两个开关之间连接有隔离变压器，隔离变压器前面的开关用于降低隔离变压器产生的空载损耗。例如当隔离变压器前面的开关连接的电源不被选择时，可将该开关关断，以降低隔离变压器的空载损耗。

上述实施例提供的装置，通过逻辑控制单元检测电压，并根据检测到的电压的稳定性从至少两路电源中选择一路电源为逆变器供电，实现了逆变器的不同电源之间的自动切换，解决了现有通过手动方式切换带来的操作不便以及可靠性低的问题，保证了逆变器电源的可靠性和持续性。且进一步地，通过逻辑控制单元根据电源的使用价格选择电价较低的电源供电，能够实现自动控制逆变器的用电成本，以保证尽可能地降低了逆变器的用电成本。

图4为本发明实施例提供的另一种控制逆变器辅助电源的装置的结构示意图。本实施例提供的装置用于实现图2所示的方法，如图4所示，该装置包括：逻辑控制单元41和开关42。

逻辑控制单元41用于设置至少两路电源的优先级，并根据设定的优先级，控制开关42从该至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电。开关42与逻辑控制单元41相连，用于在逻辑控制单元41的控制下为逆变器供电。

可选地，逻辑控制单元41还用于检测至少两路电源的电压，并根据设定的优先级以及检测到的电压的稳定性，控制开关42从该至少两路电源中选择一路电源为逆变器供电。

例如，逻辑控制单元41可具体用于根据设定的优先级以及检测到的电压的稳定性，控制开关42从至少两路电源中选择优先级最高且电压稳定性最高的一路电源为所述逆变器供电。

再如，逻辑控制单元41可具体用于若上述至少两路电源中优先级最高的电源电压不稳定，则判断该至少两路电源中选择优先级次高的电源电压是否稳定，若稳定，则控制开关42选择该优先级次高的电源为逆变器供电；若不稳定，则继续按照优先级从高到低的顺序判断下一个优先级的电源电压是否稳定，直至电压稳定的电源，控制开关42选择该电压稳定的电源为逆变器供电。

其中，逻辑控制单元41可为自动转换开关（AutomaticTransferSwitch，ATS）逻辑控制单元，也可为具有实现上述步骤41、步骤42功能的单片机、微处理器、可编程逻辑器件等。

开关42可为中间继电器、接触器、电子开关或可控机械开关等电可控制的开关。

参见图5，控制逆变器辅助电源的装置主要包括ATS逻辑控制单元51、中间继电器或接触器KM1及控制电源52。可供选择的电源有两路，一路是上网电，一路是站用电。

ATS逻辑控制单元51主要包括单片机、上网电电压采样电路、站用电电压采样电路以及中间继电器或接触器KM1的驱动电路（即KM1驱动电路），主要作用是测量上网电的L1相、N1相的相电压和站用电的L1相、N1相的相电压，按照优化的控制逻辑，控制中间继电器或接触器KM1的吸合或断开，从而控制上网电或站用电给逆变器供电。例如，单片机中设置有各电源的优先级，该优先级根据各路电源的电价设定，电价越低，则优先级越高。

中间继电器或接触器KM1包括一对常闭触点K1和一对常开触点K2，主要在ATS逻辑控制单元51的控制下进行上网电和站用电之间的切换，其常闭触点K1接上网电的A相L1、N1，其常开触点K2接站用电的A相L2、N2，其输出进行短接到L相、N相后给逆变器的辅助电源供电。

控制电源52从L相、N相取电后，生成低压电源为ATS逻辑控制单元51供电。

具体控制逻辑参见图6，包括如下步骤：

步骤61、上网电、站用电都有电时，控制电源52为给ATS逻辑控制单元51供电，ATS逻辑控制单元51得电开始工作。

步骤62、判断站用电的优先级是否较高，即判断站用电的优先级是否高于上网电的优先级，若是，则执行步骤63；否则，执行步骤610。

由于一般情况下，站用电的电价低于上网电的电价，因此可设置站用电的优先级高于上网电的优先级。

步骤63、ATS逻辑控制单元51采样站用电电压值，并通过单片机进行逻辑判断处理，判断站用电电压是否正常，若是，执行步骤68；否则，执行步骤64。

步骤64、ATS逻辑控制单元51采样上网电电压值，并通过单片机进行逻辑判断处理，判断上网电电压是否正常，若是，执行步骤65；否则，执行步骤67。

步骤65、ATS逻辑控制单元51驱动KM1选择上网电。例如，当站用电优先级较高，但是站用电电压不正常，而上网电电压正常时，或者上网电优先级较高且其电压正常时，ATS逻辑控制单元51发出KM1驱动命令，以驱动KM1选择上网电为逆变器供电。由于KM1中的常闭触点接上网电，因此，当ATS逻辑控制单元51发出KM1驱动命令，以驱动KM1选择上网电为逆变器供电时，KM1不需动作，便可使得上网电直接供电给逆变器。

步骤66、KM1在ATS逻辑控制单元51控制下选择上网电为逆变器供电。

步骤67、失电状态为上网电侧。也就是说，当上网电和站用电的电压都不正常或者控制单元发生故障时，接触器KM1的常闭触点K1位于上网电侧。

步骤68、ATS逻辑控制单元驱动KM1选择站用电。例如，当站用电优先级较高且电压正常时，或者上网电优先级较高，但是上网电电压不正常而站用电电压正常时，ATS逻辑控制单元51发出KM1驱动命令，以驱动KM1选择站用电为逆变器供电。

步骤69、KM1在ATS逻辑控制单元51控制下选择站用电为逆变器供电。

步骤610、ATS逻辑控制单元51采样上网电电压值，并通过单片机进行逻辑判断处理，上网电电压是否正常，若是，则执行步骤65；否则，执行步骤611。

步骤611、ATS逻辑控制单元51采样站用电电压值，并通过单片机进行逻辑判断处理，站用电电压是否正常，若是，则执行步骤68；否则，执行步骤67。

进一步地，开关的数量可等于电源的数量，即如果有N路电源，那么相应地有N个开关，且相邻两个开关之间连接有隔离变压器。

参见图7，该控制逆变器辅助电源的装置在图5所示装置的基础上，还增加了变压器T及开关KM2，相应的ATS逻辑控制单元71中增加了KM2驱动电路。变压器T主要将上网电的输出电压例如270V浮地交流电压转变为380V接地交流电压，以为逆变器供电，并在不用上网电这一路电源时，用变压器T完全切离。控制电源72与图5中的控制电源52的作用相同，这里不再赘述。开关KM2的作用是在KM1的常开触点K2闭合时断开，使得变压器T的原副边完全断开连接，实现变压器T的完全脱离，降低了变压器给辅助电源带来的功耗。

更优地，电源的功率小时，上述KM1可更换为包括一对常开触点和一对常闭触点的电子开关或包括一对常开触点和一对常闭触点的可控机械开关。上述KM2可更换为包括一对常开触点的电子开关或包括一对常开触点的可控机械开关。电源的功率大时，上述KM1可以替换为两个接触器或ATS等单触点的开关。

图8为本发明实施例提供的一种逆变器辅助电源的结构示意图。如图8所示，该逆变器辅助电源包括控制装置81和适配电路82，控制装置81可为上述实施例提供的任意一种控制逆变器辅助电源的装置，用于从至少两路电源中选择一路电源，提供给适配电路82。适配电路82对电源进行交流到直流的转换，并将电压转换为逆变器各部分需要的电压。

本实施例提供的逆变器辅助电源通过上述实施例提供的任意一种控制逆变器辅助电源的装置，能够实现对电源的自动切换，提高了逆变器辅助电源的供电效率及可靠性。且进一步地，辅助电源能够根据优先级选择电源，实现了根据电价自动选择电源。

图9为本发明实施例提供的一种逆变器的结构示意图。如图9所示，该逆变器包括逆变器本体91和辅助电源92。逆变器本体91用于将太阳能转换为电能。辅助电源92可为上述实施例提供的任意一种逆变器辅助电源，用于为逆变器本体91供电，使逆变器本体91能够工作。

本实施例提供的逆变器通过上述实施例提供的任意一种逆变器辅助电源，能够实现对电源的自动切换，提高了逆变器辅助电源的供电效率及可靠性。且进一步地，辅助电源能够根据优先级选择电源，实现了根据电价自动选择电源。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种控制逆变器辅助电源的方法，其特征在于，包括：

用逻辑控制单元设置至少两路电源的优先级；

所述逻辑控制单元根据设定的优先级，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电；

还包括：用所述逻辑控制单元检测至少两路电源的电压；

所述逻辑控制单元根据设定的优先级，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电，包括：

所述逻辑控制单元根据设定的优先级以及检测到的电压的稳定性，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电；

所述逻辑控制单元根据设定的优先级以及检测到的电压的稳定性，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电，包括：

所述逻辑控制单元根据设定的优先级以及检测到的电压的稳定性，控制所述开关从所述至少两路电源中选择优先级最高且电压稳定性最高的一路电源为所述逆变器供电；

所述开关为中间继电器、接触器或可控机械开关。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，若所述至少两路电源中优先级最高的电源电压不稳定，则所述逻辑控制单元判断所述至少两路电源中选择优先级次高的电源电压是否稳定，若稳定，则所述逻辑控制单元控制所述开关选择所述优先级次高的电源为所述逆变器供电；若不稳定，则所述逻辑控制单元继续按照优先级从高到低的顺序判断下一个优先级的电源电压是否稳定，直至电压稳定的电源，控制所述开关选择所述电压稳定的电源为所述逆变器供电。

3.一种控制逆变器辅助电源的装置，其特征在于，包括：

逻辑控制单元，用于设置至少两路电源的优先级，并根据设定的优先级，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电；

所述开关，与所述逻辑控制单元相连，用于在所述逻辑控制单元的控制下为所述逆变器供电；

所述逻辑控制单元还用于检测至少两路电源的电压，并根据设定的优先级以及检测到的电压的稳定性，控制开关从所述至少两路电源中选择一路电源为所述逆变器供电；

其中，所述逻辑控制单元具体用于根据设定的优先级以及检测到的电压的稳定性，控制所述开关从所述至少两路电源中选择优先级最高且电压稳定性最高的一路电源为所述逆变器供电；

所述开关为中间继电器、接触器、电子开关或可控机械开关。

4.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述逻辑控制单元具体用于若所述至少两路电源中优先级最高的电源电压不稳定，则判断所述至少两路电源中选择优先级次高的电源电压是否稳定，若稳定，则控制所述开关选择所述优先级次高的电源为所述逆变器供电；若不稳定，则继续按照优先级从高到低的顺序判断下一个优先级的电源电压是否稳定，直至电压稳定的电源，控制所述开关选择所述电压稳定的电源为所述逆变器供电。

5.根据权利要求3或4所述装置，其特征在于，所述逻辑控制单元为自动转换开关逻辑控制单元。

6.根据权利要求3或4所述装置，其特征在于，所述开关的数量等于电源的数量，相邻两个开关之间连接有隔离变压器。

7.一种逆变器辅助电源，其特征在于，包括上述权利要求3-6任一项所述的控制逆变器辅助电源的装置。

8.一种逆变器，其特征在于，包括逆变器本体及上述权利要求7所述的逆变器辅助电源，所述逆变器辅助电源用于为所述逆变器本体供电。