CN105207454A - 新能源发电变流器控制电源及包括该控制电源的变流器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新能源发电变流器控制电源及包括该控制电源的变流器，所述变流器控制电源包括电源输入单元、隔离变压器模块、整流模块、储能模块、电源输出单元；所述隔离变压模块，用于将电源输入单元输入的交流电源根据不同的负载转换成相应的交流电源；所述整流模块，用于将隔离变压模块输出的交流电源转换为直流电源；所述储能模块，用于将整流模块输出的直流电源滤波并储能；所述电源输出单元，包括交流输出电源连接端口和依次通过整流模块和储能模块的至少一路直流输出电源连接端口。本发明所述技术方案克服了现有新能源并网变流器控制电源存在的问题，解决现有控制电源设计方案复杂及蓄电池寿命不长、不能在低温工作等问题。
Description
技术领域
本发明涉及发电变流器控制电源。更具体地，涉及一种新能源发电变流器控制电源及包括该控制电源的变流器。
背景技术
在风力发电、光伏发电系统中，并网变流器是其中关键部件之一。为满足控制需要，变流器控制电源包括交流电源，供给风机等，同时应具直流电源，供控制电路板及芯片使用。传统变流器控制电源通常直接从电网取电，接通需要交流电源的部件使用，同时通过AC/DC变换模块，转换后得到所需的直流电源。然而，大功率光伏发电，风力发电等新能源发电变流器必须具备低电压及零电压穿越功能，即当电网短期内出现极低的电压或者短时电压为零，变流器必须正常工作，传统的变流器控制电源方案不再适用。
结合图1所示，为解决现有技术问题，变流器厂家通常采用串联在线式UPS的方案，以确保控制电源持续供电。但这种方案本身设计复杂且必须使用蓄电池，由于蓄电池本身的一些特殊性，如工作温度不能低于0℃，循环使用寿命不足等问题，并不能满足光伏、风力发电变流器20年或更长设计寿命需求。
同时，如果采用直流输入电压供电系统，则设计电路需要增加一级逆变电路，设计复杂，且变流器在零电压穿越瞬间，对直流输入电压造成较大波动，将影响控制电源的稳定性。
因此，需要提供一种新能源发电变流器控制电源及包括该控制电源的变流器，以满足设计方案简便，使用寿命长，电网短期内出现极低电源或者短时电压为零或低温状态下时，变流器能够正常工作。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种新能源发电变流器控制电源，该变流器控制电源能够克服现有光伏、风力发电及蓄电池储能等新能源并网变流器控制电源存在的问题，或能满足要求但控制电源方案本身复杂或使用寿命不足的缺陷，解决设计方案复杂及蓄电池寿命不长、不能在低温工作等问题；
本发明的另一个目的在于提供一种包括上述控制电源的变流器，该变流器控制电源直接从新能源输入电源取电，通过增加隔离变压器的抽头、整流模块和储能电容，解决了新能源发电系统中零电压穿越和低电压穿越的要求，同时在电网故障瞬间，给变流器留出了处理时间；相较一般的储能器件，电容实现简单，不需要加入过多的控制；从新能源输入电源取点，不再受普通电网输入电源的影响，非常适合新能源变流器的使用。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种新能源发电变流器控制电源，所述变流器控制电源包括电源输入单元、隔离变压器模块、整流模块、储能模块、电源输出单元；
所述隔离变压模块，用于将所述电源输入单元输入的交流电源根据不同的负载转换成相应的交流电源；
所述整流模块，用于将隔离变压模块输出的交流电源转换为直流电源；
所述储能模块，用于将整流模块输出的直流电源滤波并储能；
所述电源输出单元，包括交流输出电源连接端口和依次通过整流模块和储能模块的至少一路直流输出电源连接端口。
优选的，所述隔离变压器模块一次侧为单抽头输入，二次侧为多抽头输出；
所述输入端与电源输入单元连接；
所述输出端分别与交流负载和至少一个直流负载连接。
优选的，所述整流模块采用二极管全桥整流电路。
优选的，所述电源输入单元为一路交流输入；
交流输入电源可为常用电网电压或变流器并网电源中任意一路相电压或线电压。
优选的，所述储能模块采用电容储能。
优选的，所述电源输出单元中有一路交流输出端口和一路及以上直流输出连接端口；
其中一路直流输出连接端口连接开关电源，用于降低直流电压。
一种变流器，所述变流器包括以上所述的新能源发电变流器的控制电源。
优选的，所述变流器为光伏发电并网变流器或风力发电并网变流器。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案，通过增加隔离变压器的抽头、整流模块和储能电容，解决了新能源发电系统中零电压穿越和低电压穿越的要求，同时在电网故障瞬间，给变流器留出了处理时间。相较一般的储能器件，电容实现简单，不需要加入过多的控制。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出现有并网变流器控制支撑电源常用逻辑电路；
图2示出本发明实施例中并网变流器控制支撑电源逻辑拓扑图；
图3示出本发明实施例中一种新能源输入电源的电网接入示意图；
图4示出本发明实施例中隔离变压器模块逻辑拓扑图；
图5示出本发明实施例中整流模块和储能模块逻辑拓扑图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图2所示，本发明公开了一种新能源发电变流器控制电源，所述变流器控制电源包括一路交流输入接口201，隔离变压器模块202、不控整流模块203、不控整流模块204、储能模块206、储能模块207、一路交流输出接口205、直流输出接口208、直流输出接口209；
所述一路交流输入接口201，输入的是变流器并网电源中任意一路相电压或者任意一路线电压；
所述隔离变压器模块202，一次侧为单抽头输入，二次侧为多抽输出，根据电网电压等级及设备用电等级不同，接入不同输出抽头；在本实施例中隔离变压器模块202输出分为三路；
所述不控整流模块203和不控整流模块204，采用的是全桥整流电路，用于实现交流电源向直流电源转换；
隔离变压器模块202的输入端接收来自一路交流输入接口201输出的交流电源，根据负载设备用电等级，根据连接不同电压等级的负载，分为三路信号，一路信号经输出端进入一路交流输出接口205供交流设备使用，第二路信号进入不控整流模块203进行交流电源向直流电源转换后进入储能模块206进行储能，输出至直流输出接口208供直流设备使用；第三路信号进入不控整流模块204进行交流电源向直流电源转换后进入储能模块207进行储能，输出至直流输出接口209供直流设备使用，其中一路直流输出连接端口连接开关电源，电源通过反激电路后得到更低的直流电压。
如图3所示的一路交流输入电路，变流器并网电压分成La和Lb接入。
如图4所示的多抽头隔离变压器模块，输入单路接变流器并网电压，输出为多个抽头，因供给不同电压等级的负载，所以不同抽头的电压不同。
如图5所示的整流模块和储能模块，输入交流电压经两相不控整流桥后由直流电容滤波及储能，电阻作用充电限流，二极管作用防止电压反向。
本实施例中，本发明所述的储能模块采用的是电容储能，该电容模块在电网正常情况下，该储能模块在电网正常情况下，电容支撑输出电压稳定；当电网瞬时跌落时，电容处于放电状态，支撑变流器不故障停机；当电网断电时，短时支撑变流器做出因电网断电相应的措施。
本发明所述的电源输出包括交流电源输出和通过整流电路后的直流输出。交流输出供给交流用电设备，用电设备一般为功耗大，可以短时掉电的设备，比如风扇，加热器等；直流输出供给直流用电设备，为变流器的核心供电部分，不允许有短暂失电情况；一般为控制芯片，主要接触器等。
实施例2：
本发明还公开了一种并网变流器，包括以上所述的新能源发电变流器控制电源，该变流器可以是光伏并网变流器或风力发电并网变流器。
综上所述，本发明公开了一种新能源发电变流器控制电源及包括该控制电源的变流器，通过增加隔离变压器的抽头、整流模块和储能电容，克服现有光伏、风力发电及蓄电池储能等新能源并网变流器控制电源存在的问题，或能满足要求但控制电源方案本身复杂或使用寿命不足的缺陷；解决了设计方案复杂及蓄电池寿命不长、不能在低温工作等问题；解决了新能源发电系统中零电压穿越和低电压穿越的要求，同时在电网故障瞬间，给变流器留出了处理时间；相较一般的储能器件，电容实现简单，不需要加入过多的控制；从新能源输入电源取点，不再受普通电网输入电源的影响，非常适合新能源变流器的使用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (8)
1.一种新能源发电变流器控制电源，其特征在于，所述变流器控制电源包括电源输入单元、隔离变压器模块、整流模块、储能模块、电源输出单元；
所述隔离变压模块，用于将所述电源输入单元输入的交流电源根据不同的负载转换成相应的交流电源；
所述整流模块，用于将隔离变压模块输出的交流电源转换为直流电源；
所述储能模块，用于将整流模块输出的直流电源滤波并储能；
所述电源输出单元，包括交流输出电源连接端口和依次通过整流模块和储能模块的至少一路直流输出电源连接端口。
2.根据权利要求1所述的变流器控制电源，其特征在于，所述隔离变压器模块一次侧为单抽头输入，二次侧为多抽头输出；
所述输入端与电源输入单元连接；
所述输出端分别与交流负载和至少一个直流负载连接。
3.根据权利要求1所述的变流器控制电源，其特征在于，所述整流模块采用二极管全桥整流电路。
4.根据权利要求1所述的变流器控制电源，其特征在于，所述电源输入单元为一路交流输入；
交流输入电源可为常用电网电压或变流器并网电源中任意一路相电压或线电压。
5.根据权利要求1所述的变流器控制电源，其特征在于，所述储能模块采用电容储能。
6.根据权利要求1所述的变流器控制电源，其特征在于，所述电源输出单元中有一路交流输出端口和一路及以上直流输出连接端口；
其中一路直流输出连接端口连接开关电源，用于降低直流电压。
7.一种变流器，其特征在于，所述变流器包括权利要求1-6中任一项所述的控制电源。
8.根据权利要求7所述的变流器，其特征在于，所述变流器为光伏发电并网变流器或风力发电并网变流器。
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2015
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