CN109256850A - 储能变流器的并离网切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微电网供电技术领域，尤其涉及储能变流器的并离网切换装置，包括：至少一个第一开关装置，分别连接配电网、储能变流器；以及检测控制电路，分别连接配电网、第一开关装置、储能变流器；当检测到配电网的输出电压信号丢失时，控制电路控制第一开关装置进行分闸操作，储能变流器进入离网工作模式，储能变流器为负载供电；当检测到配电网的输出电压信号时，控制电路控制第一开关装置进行合闸操作，储能变流器进入并网工作模式，配电网为负载供电。通过使用本发明，可以实现以下效果：可以实现并、离网工作模式的无缝切换；满足单一故障，提高可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及微电网供电技术领域，尤其涉及同端口输出的储能变流器的并离网切换装置。
背景技术
目前，得益于国家政策和市场需求，微电网在我国发展迅速，其市场潜力十分巨大。微电网包括并网运行和离网运行两种运行模式。在并网运行模式下，当配电网出现断电故障或计划性停电时，微电网系统需要由并网运行模式切换至离网运行模式，此时可由微电网内的储能变流器作为主电源提供整个微电网所需的电能。当配电网正常时，微电网系统由离网运行模式切换至并网运行模式。
而对于一些并离网输出在同一个端口的变流器来说，这种并离网切换需要在离网时候，切断与市电的联系，以防止离网的时候，市电恢复导致变流器损坏，现有装置不能实现负载的不间断供电。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出储能变流器的并离网切换装置，用于实现负载的不间断供电。
储能变流器的并离网切换装置，包括：
至少一个第一开关装置，分别连接配电网、储能变流器；以及
检测控制电路，连接配电网、第一开关装置、储能变流器；用于检测配电网、储能变流器的输出电压信号，当检测到配电网的输出电压信号丢失时，控制电路控制第一开关装置进行分闸操作，储能变流器进入离网工作模式，储能变流器为负载供电；当检测到配电网的输出电压信号时，控制电路控制第一开关装置进行合闸操作，储能变流器进入并网工作模式，配电网为负载供电。
优选的，当检测到配电网的输出电压信号时，控制电路根据配电网、储能变流器的输出电压信号生成电压调节信号并发送到储能变流器，储能变流器根据电压调节信号调节储能变流器的输出电压信号，当储能变流器的输出电压信号与配电网的输出电压信号相同时，控制电路控制第一开关装置进行合闸操作。
优选的，当所述配电网输出电压信号未达到设定要求时，控制第一开关装置进行分闸操作，控制储能变流器进入离网工作模式。
优选的，所述第一开关装置为交流接触器，所述交流接触器包括第一线圈、第一触点、第二触点，所述第一线圈的两端连接检测控制电路，所述第一触点的一端连接储能变流器的火线侧，第一触点的另一端连接配电网的火线侧，所述第二触点的一端连接储能变流器的零线侧，第二触点的另一端连接配电网的零线侧。
优选的，所述交流接触器还包括：第三触点，所述第三触点的一端连接储能变流器的零线侧，第三触点的另一端连接配电网的地线侧，第三触点与第一触点、第二触点互锁。
优选的，还包括与第一开关装置数量相同的第二开关装置，所述第二开关装置的一端连接检测控制电路，另一端连接对应的第一开关装置。
优选的，所述第二开关装置为第一继电器，所述第一继电器包括第二线圈、第四触点，所述第二线圈的两端连接检测控制电路，第四触点的一端连接检测控制电路，另一端连接对应的第一开关装置。
优选的，还包括：第三开关装置、第四开关装置，所述第三开关装置分别连接第一触点的输出端、储能变流器以及检测控制电路，所述第四开关装置分别连接第二触点的输出端、储能变流器以及检测控制电路。
优选的，所述：第三开关装置、第四开关装置为第二继电器、第三继电器，所述第二继电器包括第三线圈、第五触点，所述第三继电器包括第四线圈、第六触点，所述第三线圈的两端连接检测控制电路，所述第五触点的一端连接第一触点的输出端，第五触点的另一端连接储能变流器，所述第四线圈的两端连接检测控制电路，所述第六触点的一端连接第二触点的输出端，第六触点的另一端连接储能变流器。
通过使用本发明，可以实现以下效果：
1、当检测到配电网的输出电压信号丢失时，控制电路控制第一开关进行分闸操作，储能变流器进入离网工作模式，储能变流器为负载供电；当检测到配电网的输出电压信号时，控制电路控制第一开关进行合闸操作，储能变流器进入并网工作模式，配电网为负载供电，实现并、离网工作模式的无缝切换；
2、在储能变流器进入并网工作模式时，对储能变流器的输出电压信号进行调节，使储能变流器的输出电压信号与配电网输出电压信号一致，然后控制电路控制第一开关合闸操作，避免了由于储能变流器在导通的过程中，由于电压信号不一致而对储能变流器及用电设备产生损害。
3、离网工作模式时，储能变流器的零线连接配电网的地线；并网工作模式时，储能变流器的零线与配电网的地线断开。当负载的绝缘损坏或相线碰壳时，零线重复接地还能降低负载设备的对地电压，减小发生触电事故的危险性；
4、设有多个交流接触器、多个第一继电器，当其中一个损坏时，仍能继续工作，满足单一故障，提高可靠性；
5、可以检测配电网侧的市电电压和频率，对于较差的市电情况，可以自动切换为离网工作模式，保护负载。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，储能变流器的并离网切换装置，包括：检测控制电路，分别连接配电网、第一开关装置、储能变流器；至少一个第一开关装置，分别连接配电网、检测控制电路、储能变流器。
检测控制电路，用于检测配电网、储能变流器的输出电压信号，当检测到配电网的输出电压信号丢失时，控制电路控制第一开关装置进行分闸操作，储能变流器进入离网工作模式，储能变流器为负载供电；当检测到配电网的输出电压信号时，控制电路控制第一开关装置进行合闸操作，储能变流器进入并网工作模式，配电网为负载供电。通过对第一开关装置自动控制实现分闸操作和合闸操作，实现并、离网工作模式的无缝切换，避免了在切换工作中断电而对生产、生活带来影响。
具体的，检测控制电路包括：电压检测电路、相位检测电路、频率检测电路、通讯电路以及控制电路。电压检测电路对配电网、储能变流器的输出电压信号进行检测获取电压幅值；相位检测电路对配电网、储能变流器的输出电压信号进行检测获取电压相位；频率检测电路对配电网、储能变流器的输出电压信号进行检测获取电压频率；控制电路对第一开关装置进行控制，实现分闸操作或合闸操作，并根据配电网、储能变流器的输出电压信号生成电压调节信号；通讯电路用于发送电压调节信号到储能变流器，储能变流器根据电压调节信号对输出电压信号进行调节。
为避免由于在储能变流器在导通的过程中，由于储能变流器的输出电压信号与配电网输出电压信号不一致而对储能变流器产生损害，所以在控制第一开关装置进行合闸操作之前，需要对储能变流器的输出电压信号进行调节。当检测控制电路检测到配电网的输出电压信号时，说明市电已经恢复，储能变流器需要进入并网工作模式。控制电路根据配电网、储能变流器的输出电压信号生成电压调节信号并发送到储能变流器，储能变流器根据电压调节信号调节储能变流器的输出电压信号，当储能变流器的输出电压信号与配电网的输出电压信号的幅值、相位、频率相同时，控制电路控制第一开关装置进行合闸操作。
通过电压检测电路、相位检测电路、频率检测电路对配电网的输出电压信号进行检测，当所述配电网输出电压信号未达到设定要求时，即配电网输出电压不稳定，有较差的谐波等。控制电路控制第一开关装置进行分闸操作，控制储能变流器进入离网工作模式，控制储能变流器的输出，使负载或逆变器处于一个较好的工作电压及环境中，保护负载。
作为本实施例的优选，在上述储能变流器的并离网切换装置中增加了第二开关装置、第三开关装置、第四开关装置。下面结合附图2，对本发明装置进一步说明。
具体的，第一开关装置为交流接触器1。交流接触器1包括第一线圈11、第一触点12、第二触点13，第一线圈11的两端连接第二开关装置5，受控于检测控制电路2，第一触点12的一端连接储能变流器8的火线侧，第一触点12的另一端连接配电网的火线侧，第二触点13的一端连接储能变流器8的零线侧，第二触点13的另一端连接配电网的零线侧。在检测控制电路2为第一线圈11供电时，第一线圈11通电，此时第一触点12和第二触点13闭合，储能变流器进入并网工作模式；在检测控制电路2不为第一线圈11供电时，第一线圈11不通电，此时第一触点12和第二触点13打开，储能变流器8进入离网工作模式，储能变流器为负载3供电，同时储能变流器8输出端连接的逆变器4也能为电压源正常逆变工作。
上述交流接触器还包括：第三触点14，第三触点14的一端连接储能变流器的零线侧，第三触点14的另一端连接配电网的地线侧，第三触点14与第一触点12、第二触点13互锁。当储能变流器8进入并网工作模式时，第三触点14打开；储能变流器8进入离网工作模式，第三触点14闭合。离网工作模式时，储能变流器8的零线连接配电网的地线。并网工作模式时，储能变流器8的零线与配电网的地线断开，当负载的绝缘损坏或相线碰壳时，零线重复接地还能降低负载设备的对地电压，减小发生触电事故的危险性。
具体的，储能变流器8的并离网切换装置还包括与第一开关装置数量相同的第二开关装置5，在本实施例中为两个第一开关装置，两个第二开关装置5。第二开关装置5的一端连接检测控制电路2，另一端连接对应的第一开关装置的线圈。
上述第二开关装置5为第一继电器，第一继电器包括第二线圈51、第四触点52，第二线圈51的两端连接检测控制电路2，第四触点52的一端连接检测控制电路2，另一端连接对应的第一开关装置的线圈。在第二线圈51通电时，第四触点52闭合，此时第一线圈11也通电，第一触点12、第二触点13闭合，第三触点14打开；在第二线圈51不通电时，第四触点52打开，此时第一线圈11也不通电，第一触点12、第二触点13打开，第三触点52闭合。
为避免第一开关装置的误触发，在储能变流器8的并离网切换装置中增加了第三开关装置6、第四开关装置7，第三开关装置6分别连接第一触点12的输出端、储能变流器8以及检测控制电路2，第四开关装置7分别连接第二触点13的输出端、储能变流器8以及检测控制电路2。
上述第三开关装置6、第四开关装置7为第二继电器、第三继电器，第二继电器包括第三线圈61、第五触点62，第三继电器包括第四线圈71、第六触点72，第三线圈61的两端连接检测控制电路2，第五触点62的一端连接第一触点12的输出端，第五触点62的另一端连接储能变流器8，第四线圈71的两端连接检测控制电路2，第六触点72的一端连接第二触点的输出端，第六触点72的另一端连接储能变流器8。
在增加了第二继电器后，只有在第二线圈51通电且第三线圈61、第四线圈71通电时，第四触点52、第五触点62、第六触点72闭合，此时第一线圈11也通电，第一触点12、第二触点13闭合，第三触点14打开；在第二线圈51不通电或者第三线圈61、第四线圈71不通电时，第四触点52或第五触点62、第六触点72打开，此时第一线圈11也不通电，第一触点12、第二触点13打开，第三触点14闭合。
在储能变流器的并离网切换装置中设有多个交流接触器、多个第一继电器，当其中一个损坏时，仍能继续工作，满足单一故障，提高可靠性。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.储能变流器的并离网切换装置，其特征在于，包括：
至少一个第一开关装置，分别连接配电网、储能变流器；以及
检测控制电路，连接配电网、第一开关装置、储能变流器；用于检测配电网、储能变流器的输出电压信号，当检测到配电网的输出电压信号丢失时，控制电路控制第一开关装置进行分闸操作，储能变流器进入离网工作模式，储能变流器为负载供电；当检测到配电网的输出电压信号时，控制电路控制第一开关装置进行合闸操作，储能变流器进入并网工作模式，配电网为负载供电。
2.根据权利要求1所述的储能变流器的并离网切换装置，其特征在于，当检测到配电网的输出电压信号时，控制电路根据配电网、储能变流器的输出电压信号生成电压调节信号并发送到储能变流器，储能变流器根据电压调节信号调节储能变流器的输出电压信号，当储能变流器的输出电压信号与配电网的输出电压信号相同时，控制电路控制第一开关装置进行合闸操作。
3.根据权利要求1所述的储能变流器的并离网切换装置，其特征在于，当所述配电网输出电压信号未达到设定要求时，控制第一开关装置进行分闸操作，控制储能变流器进入离网工作模式。
4.根据权利要求1所述的储能变流器的并离网切换装置，其特征在于，所述第一开关装置为交流接触器，所述交流接触器包括第一线圈、第一触点、第二触点，所述第一线圈的两端连接检测控制电路，所述第一触点的一端连接储能变流器的火线侧，第一触点的另一端连接配电网的火线侧，所述第二触点的一端连接储能变流器的零线侧，第二触点的另一端连接配电网的零线侧。
5.根据权利要求4所述的储能变流器的并离网切换装置，其特征在于，所述交流接触器还包括：第三触点，所述第三触点的一端连接储能变流器的零线侧，第三触点的另一端连接配电网的地线侧，第三触点与第一触点、第二触点互锁。
6.根据权利要求4所述的储能变流器的并离网切换装置，其特征在于，还包括与第一开关装置数量相同的第二开关装置，所述第二开关装置的一端连接检测控制电路，另一端连接对应的第一开关装置。
7.根据权利要求6所述的储能变流器的并离网切换装置，其特征在于，所述第二开关装置为第一继电器，所述第一继电器包括第二线圈、第四触点，所述第二线圈的两端连接检测控制电路，第四触点的一端连接检测控制电路，另一端连接对应的第一开关装置。
8.根据权利要求6所述的储能变流器的并离网切换装置，其特征在于，还包括：第三开关装置、第四开关装置，所述第三开关装置分别连接第一触点的输出端、储能变流器以及检测控制电路，所述第四开关装置分别连接第二触点的输出端、储能变流器以及检测控制电路。
9.根据权利要求8所述的储能变流器的并离网切换装置，其特征在于，所述：第三开关装置、第四开关装置为第二继电器、第三继电器，所述第二继电器包括第三线圈、第五触点，所述第三继电器包括第四线圈、第六触点，所述第三线圈的两端连接检测控制电路，所述第五触点的一端连接第一触点的输出端，第五触点的另一端连接储能变流器，所述第四线圈的两端连接检测控制电路，所述第六触点的一端连接第二触点的输出端，第六触点的另一端连接储能变流器。
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