CN110729761A - 一种光伏逆变器的并网与离网切换电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏逆变器的并网与离网切换电路及方法，其通过控制8个继电器的开闭即可实现储能逆变器的工作状态切换，降低了成本的同时，减小了损耗并提高了效率。该并网与离网切换电路的继电器组由8个继电器组成；第一主继电器和第一副继电器依次串接于逆变器和负载之间；第二主继电器和第二副继电器依次串接于逆变器和负载之间；第一负载继电器的一端和第二负载继电器的一端相互串接，第一负载继电器的另一端连接于第一副继电器与负载的连接点，第二负载继电器的另一端连接于电网；第三负载继电器的一端和第四负载继电器的一端相互串接，第三负载继电器的另一端连接于第二副继电器和负载的连接点，第四负载继电器的另一端连接于电网。

Description

一种光伏逆变器的并网与离网切换电路及方法

技术领域

本发明属于光伏并网逆变器领域，涉及一种光伏逆变器的并网与离网切换电路及方法。

背景技术

光伏并网逆变器用来将太阳能电池板产生的直流电转换成交流电直接输送到电网上或供给负载，即逆变器的输出端将直接或通过变压器等与电网、负载相电性连接。为满足安全要求，安规要求在逆变器输出端和电网输入端需串联多组继电器，在逆变器输出侧和负载输入端需串联多组继电器等，以保证系统出现异常时逆变器能及时可靠地与电网断开。参照图1所示，传统的解决方案中，至少需要设置12个继电器，其中，逆变器1到电网4需4颗（主RELAY及副RELAY），逆变器1到负载3需4颗（离网RELAY），电网4到负载3还有4颗（负载ELAY），才能实现储能逆变器1的并网与离网切换，拓扑复杂，成本高，损耗大，效率低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目是提供一种光伏逆变器的并网与离网切换电路及方法，其在满足安规要求的前提下，通过控制8个继电器的开闭即可实现储能逆变器的工作状态切换，降低了成本的同时，减小了损耗并提高了效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光伏逆变器的并网与离网切换电路，包括继电器组；

所述继电器组由第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器、第二副继电器、第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器组成；

其中，所述第一主继电器和所述第一副继电器依次串接于逆变器和负载的输入线L之间；所述第二主继电器和所述第二副继电器依次串接于逆变器和负载的输入线N之间；

所述第一负载继电器的一端和所述第二负载继电器的一端相互串接，所述第一负载继电器的另一端连接于所述第一副继电器与所述负载的输入线L的连接点，所述第二负载继电器的另一端连接于电网的输入线L1；

所述第三负载继电器的一端和所述第四负载继电器的一端相互串接，所述第三负载继电器的另一端连接于所述第二副继电器和所述负载的输入线N的连接点，所述第四负载继电器的另一端连接于电网的输入线L2。

本文中，两个元器件（如第二副继电器和负载的输入线N）的连接点是指两个元器件之间的任一点，具体为电性连接于两个元器件之间的导电介质的任一点。

优选地，所述并网与离网切换电路具有并网工作模式、离网工作模式及旁路模式；

当所述并网与离网切换电路在并网工作模式时，所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器、第二副继电器、第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器均为闭合状态；

当所述并网与离网切换电路在离网工作模式时，所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器及第二副继电器为闭合状态，所述第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器为断开状态；

当所述并网与离网切换电路在旁路模式时，所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器及第二副继电器为断开状态，所述第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器为闭合状态。

本发明还采用如下技术方案：

一种如上所述的光伏逆变器的并网与离网切换电路的并网与离网切换方法，包括如下步骤：

闭合所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器、第二副继电器、第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器，使所述并网与离网切换电路处于并网工作模式，所述光伏逆变器并网工作；

闭合所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器及第二副继电器，断开所述第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器，使所述并网与离网切换电路处于离网工作模式，所述光伏逆变器离网工作；

断开所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器及第二副继电器，闭合所述第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器，由电网对所述负载供电。

本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

本发明中，在满足安规的要求的前提下，仅使用8颗继电器，并网状态下的继电器复用了离网工和旁路状态下的继电器，相比现有技术减少了4颗继电器，成本降低三分之一，损耗也大大降低，提高了整机的效率。同时由于数量减少，继电器检测逻辑也简单很多，大大提高了软件、硬件的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统的光伏逆变器的并网与离网切换电路示意图；

图2为根据本发明实施例的一种光伏逆变器的并网与离网切换电路示意图。

其中：

1、逆变器；

2、继电器组；21、第一主继电器；22、第二主继电器；23、第一副继电器；24、第二副继电器；25、第一负载继电器；26、第二负载继电器；27、第三负载继电器；28、第四负载继电器

3、负载；

4、电网。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

本实施例提供一种光伏逆变器的并网与离网切换电路，其适用于光伏储能逆变器中对逆变器的工作模式进行切换。参照图2所示，该并网与离网切换电路包括继电器组2，继电器组2设置于逆变器1与负载3、电网4之间。所述继电器组2由第一主继电器21、第二主继电器22、第一副继电器23、第二副继电器24、第一负载继电器25、第二负载继电器26、第三负载继电器27及第四负载继电器28组成，仅由8个继电器组成。

所述第一主继电器21和所述第一副继电器23依次串接于逆变器1和负载3的输入线L之间；所述第二主继电器22和所述第二副继电器24依次串接于逆变器1和负载3的输入线N之间。即第一主继电器21和第一副继电器23相互串接，第二主继电器22和第二副继电器24相互串接，这四个继电器设置在逆变器1和负载3之间。

所述第一负载继电器25的一端和所述第二负载继电器26的一端相互串接，所述第一负载继电器25的另一端连接于所述第一副继电器23与所述负载3的输入线L的连接点，所述第二负载继电器26的另一端连接于电网4的输入线L1；所述第三负载继电器27的一端和所述第四负载继电器28的一端相互串接，所述第三负载继电器27的另一端连接于所述第二副继电器24和所述负载3的输入线N的连接点，所述第四负载继电器28的另一端连接于电网4的输入线L2。即，第一负载继电器25和第二负载继电器26相互串接，第三负载继电器27和第四负载继电器28相互串接，这四个继电器作为负载RELAY设置在电网4前侧。本文中，两个元器件（如第二副继电器24和负载3的输入线N）的连接点是指两个元器件之间的任一点，具体为电性连接于两个元器件之间的导电介质的任一点。

所述并网与离网切换电路具有并网工作模式、离网工作模式及旁路模式：

当所述并网与离网切换电路在并网工作模式时，所述第一主继电器21、第二主继电器22、第一副继电器23、第二副继电器24、第一负载继电器25、第二负载继电器26、第三负载继电器27及第四负载继电器28均为闭合状态，光伏逆变器1以并网状态工作；

当所述并网与离网切换电路在离网工作模式时，所述第一主继电器21、第二主继电器22、第一副继电器23及第二副继电器24为闭合状态，所述第一负载继电器25、第二负载继电器26、第三负载继电器27及第四负载继电器28为断开状态，光伏逆变器1以离网状态工作；

当所述并网与离网切换电路在旁路模式时，所述第一主继电器21、第二主继电器22、第一副继电器23及第二副继电器24为断开状态，所述第一负载继电器25、第二负载继电器26、第三负载继电器27及第四负载继电器28为闭合状态，光伏逆变器1为旁路，由电网4直接给负载3供电。

本实施例还提供一种如上所述的光伏逆变器1的并网与离网切换电路的并网与离网切换方法。该光伏逆变器1的并网与离网切换方法，其应用在如图2所示的并网与离网切换电路上，具体包括如下步骤：

闭合所述第一主继电器21、第二主继电器22、第一副继电器23、第二副继电器24、第一负载继电器25、第二负载继电器26、第三负载继电器27及第四负载继电器28，使所述并网与离网切换电路处于并网工作模式，所述光伏逆变器1并网工作；

闭合所述第一主继电器21、第二主继电器22、第一副继电器23及第二副继电器24，断开所述第一负载继电器25、第二负载继电器26、第三负载继电器27及第四负载继电器28，使所述并网与离网切换电路处于离网工作模式，所述光伏逆变器1离网工作；

断开所述第一主继电器21、第二主继电器22、第一副继电器23及第二副继电器24，闭合所述第一负载继电器25、第二负载继电器26、第三负载继电器27及第四负载继电器28，由电网4对所述负载3供电。

上述并网与离网切换电路及方法中，仅使用8颗继电器，离网状态下，逆变器到负载使用4颗继电器，电网到负载使用4颗继电器，并网状态下，逆变器到电网使用8颗继电器。并网状态下的继电器复用了离网和旁路状态下的继电器，减少了4颗继电器。将继电器数量由12颗减少至8颗，成本降低三分之一，损耗也大大降低，提高了整机的效率。同时由于数量减少，继电器检测逻辑也简单很多，软件、硬件都大大提高了可靠性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种光伏逆变器的并网与离网切换电路，包括继电器组；其特征在于：

所述继电器组由第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器、第二副继电器、第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器组成；

其中，所述第一主继电器和所述第一副继电器依次串接于逆变器和负载的输入线L之间；所述第二主继电器和所述第二副继电器依次串接于逆变器和负载的输入线N之间；

所述第一负载继电器的一端和所述第二负载继电器的一端相互串接，所述第一负载继电器的另一端连接于所述第一副继电器与所述负载的输入线L的连接点，所述第二负载继电器的另一端连接于电网的输入线L1；

所述第三负载继电器的一端和所述第四负载继电器的一端相互串接，所述第三负载继电器的另一端连接于所述第二副继电器和所述负载的输入线N的连接点，所述第四负载继电器的另一端连接于电网的输入线L2。

2.根据权利要求1所述的并网与离网切换电路，其特征在于：所述并网与离网切换电路具有并网工作模式、离网工作模式及旁路模式；

当所述并网与离网切换电路在并网工作模式时，所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器、第二副继电器、第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器均为闭合状态；

当所述并网与离网切换电路在离网工作模式时，所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器及第二副继电器为闭合状态，所述第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器为断开状态；

当所述并网与离网切换电路在旁路模式时，所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器及第二副继电器为断开状态，所述第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器为闭合状态。

3.一种如权利要求1或2所述的光伏逆变器的并网与离网切换电路的并网与离网切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

闭合所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器、第二副继电器、第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器，使所述并网与离网切换电路处于并网工作模式，所述光伏逆变器并网工作；

闭合所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器及第二副继电器，断开所述第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器，使所述并网与离网切换电路处于离网工作模式，所述光伏逆变器离网工作；

断开所述第一主继电器、第二主继电器、第一副继电器及第二副继电器，闭合所述第一负载继电器、第二负载继电器、第三负载继电器及第四负载继电器，由电网对所述负载供电。

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