CN103746443A - 变流器二次回路供电的交、直流取电方法 - Google Patents

Abstract

一种变流器二次回路供电的交直流取电方法，直接从变流器的交流端口和直流端口取电，通过简单的回路可以完成两端口取电的任意切换，也可两端口同时取电，并通过宽范围DC/DC模块电源给变流器设备的二次回路供电。由于新能源变流器启动条件下，必然会至少在交流侧或直流侧中的任意一侧带电，例如光伏应用中直流侧会有的光伏电池板供电，储能系统充电状态时的交流、直流两侧供电或储能系统放电状态时的储能元件侧供电等等。本申请的方案可保证设备二次侧有稳定可靠的供电，且能够适用新能源变流器的广泛应用。

Description

变流器二次回路供电的交、直流取电方法

技术领域

本发明属于电力系统变流器技术领域，涉及光伏逆变器、储能双向变流器等新能源变流器的二次回路供电的取电方式，尤其涉及一种能够适应在多种复杂工况下保证设备二次回路供电稳定性和灵活性的二次回路取电方案。

背景技术

近年来大功率变流器设备在光伏、风力发电、储能系统等新能源领域中的应用越来越广泛且占据越来越重要的位置。因此变流器设备的稳定、可靠运行直接影响着新能源供电系统的稳定性和可靠性。其中变流器设备的二次回路包括了测量、控制、保护、通讯传输等部分，这一部分供电的稳定性决定着变流器设备的稳定运行。

目前，变流器二次回路的取电通常采用UPS供电方式，以保证设备二次回路供电的连续性和稳定性。但是随着新能源变流器应用范围逐渐扩大，应用环境及条件逐渐变得复杂多样，原有的UPS供电方式的局限性逐渐显现：

1.UPS装置通常需要在变流器交流端口处取电并采用电池备电方式。因此在变流器的电网侧无电源供电的情况下，变流器设备二次回路供电只能依靠UPS备电电池工作。这种情况下，设备投运前的调试、验收等过程中往往需要随时、多次将电池备电耗尽的UPS带到有合适电源供电的地方充电。因此UPS供电的二次回路的取电方式在偏远的无电源地区给项目调试和装置投运带来巨大困难。

2.由于UPS内部电池模块的存在，使其对环境条件要求非常苛刻：通常所采用的UPS要求环境温度为0℃～40℃，且要求应用环境无盐分等。然而新能源变流器例如光伏变流器，储能变流器等的应用领域往往要面对野外环境的高温，低温，我国西南部的高原环境，我国东南沿海海岛高盐份环境等。这类应用条件通常会超出UPS所要求的环境条件。

发明内容

本申请基于如上背景，提出了一种新的变流器二次回路供电的交直流取电方法，直接从变流器主回路的的交流端口和直流端口取电，通过简单的回路可以完成两端口取电的任意切换，也可两端口同时取电，并通过宽范围DC/DC模块电源给变流器设备的二次回路供电。

由于新能源变流器启动条件下，必然会至少在交流侧或直流侧中的任意一侧带电，例如光伏应用中直流侧会有的光伏电池板供电，储能系统充电状态时的交流、直流两侧供电或储能系统放电状态时的储能元件侧供电等等。因此可保证设备二次回路供电连续型有效性。并且，由于不再采用UPS电池供电，可以避免因UPS内部电池使用环境条件的限制带来的整个设备应用环境条件的局限性。由此可见本申请提出的方案可保证设备二次侧有稳定可靠的供电，且能够适用新能源变流器的广泛应用。

本发明具体采用以下技术方案。

一种变流器二次回路供电的交、直流取电方法，其特征在于：

从变流器的交流端口和直流端口取电，并通过DC/DC模块给变流器的二次回路供电。

所述交、直流取电方法具体包括以下内容：

（1）在变流器交流端口处接入三相交流电源，经过整流并滤波后成为稳定的直流源；

（2）在变流器直流侧端口接入直流电源，并联接入变流器交流端口经过整流后的直流源，并在直流端口电源接线上接防反二极管；

（3）在变流器交流端口经整流后得到的直流源与变流器直流侧端口接入的直流电源并联后，作为DC/DC模块输入端，DC/DC模块的输出电源给二次回路器件供电。

此种取电方式可以在变流器网侧带电的情况下工作，例如储能变流器并网充电工况；可以在变流器网侧不带电，直流侧带电的工况下保证设备二次回路带电，例如光伏逆变器离网启动，即交流侧不带电，直流侧接入光伏电池板的工况；或是变流器交直流端口均带电的工况，例如储能变流器并网放电的工况。

由此可见，本方案工况适用范围广，基本可覆盖目前存在的新能源变流器所有工况；方案所采用器件或装置均为常用的电力电子器件或无源器件，货源丰富质量稳定性好；且本方案避免了电池等化学元件的使用，具备广泛的环境条件适用性。

附图说明

图1为本发明电路原理框图。

具体实施方式

本发明提供了一种电路简洁清晰，系统工作稳定可靠，环境条件要求低，工况适用性强的取电方法。本发明的具体实施方式如下：

如图1所示，在本发明的变流器二次回路供电的交、直流取电方法中，交直流取电位置分别为位置①和位置②，其中位置①在变流器电网侧，处于变流器交流断路器前端，端口电压可以选用270Vac、380Vac、500Vac、690Vac等变流器常用电压等级。位置②为变流器直流侧，位于变流器直流断路器后端，端口电压可以在150Vdc到1400Vdc的常用变流器直流端口电压范围内变动。在这两个位置取电可以保证取电电路在装置外部任意一侧带电时即可给二次回路供电。

交流侧取电后需经三相整流电路③和直流支撑电容滤波④后成为一个直流源并与直流侧取电并联。其中直流支撑电容④的选型可以依据整个二次回路取电容量及后端的DC/DC电源对输入电源波动的要求选取。

直流侧取电后经过放反二极管⑤与交流侧取电并整流后并联。防反二极管可以避免因交流整流和直流取电端口两侧电势差导致电流未流经主回路而通过二次取电回路在交流端口和直流端口间流动。防反二级管的选取需考虑变流器主回路结构，本发明中变流器直流侧为浮地系统，可以考虑防反二极管两端最大压差为直流电压最大值UDCMAX。

本发明在交流取电端口侧和直流取电端口侧分别配置交流微断⑥和直流微断⑦为二次供电回路提供保护。其中直流微断选型需选择直流额定电压不小于直流端口电压最大值UDCMAX的直流应用微断。

电路中的电源模块采用市场上已经有广泛应用，且具有成熟设计的宽范围DC/DC电源⑧。电压输入范围通常有150Vdc～1400Vdc或250Vdc～1000Vdc可根据需求选取。

应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种变流器二次回路供电的交、直流取电方法，其特征在于：

从变流器的交流端口和直流端口取电，并通过DC/DC模块给变流器的二次回路供电。

2.根据权利要求1所述的交、直流取电方法，其特征在于，所述方法包括以下内容：

（1）在变流器交流端口处接入三相交流电源，经过整流并滤波后成为稳定的直流源；

（2）在变流器直流侧端口接入直流电源，并联接入变流器交流端口经过整流后的直流源，并在直流端口电源接线上接防反二极管；

（3）在变流器交流端口经整流后得到的直流源与变流器直流侧端口接入的直流电源并联后，作为DC/DC模块输入端，DC/DC模块的输出电源给二次回路器件供电。