CN114844196A - 一种中高压直挂装置及其电源切换电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种高压级联储能装置及其电源切换电路，涉及电子电路领域。本申请所提供的电源切换电路，包括继电器，高压二极管，低压二极管，高压电源，低压电源，中高压直挂装置的主控系统连接继电器的控制端，从而控制高压电源以及低压电源的开闭，通过高压二极管以及低压二极管进行选择性比较输入，即电压大的电源对主控系统进行供电，因此是高压二极管对主控系统进行供电，当需要切换运行电源时，则主控系统控制高压电源部分断开，从而由低压电源进行供电，实现电源的无缝切换，因此与现有技术相比，本申请由于在断开高压电源时，低压电源一直处于运行状态，因此在切换时，不会存在电源供应中断的问题，从而实现了电源的无缝切换。

Description

一种中高压直挂装置及其电源切换电路

技术领域

本申请涉及电路电子领域，特别是涉及一种高压级联储能装置及其电源切换电路。

背景技术

近年来，随着社会工业化的加快以及进步，对于高压用电情况越来越多，现目前常见的中高压直挂装置就包括，中高压直挂储能系统，以及中高压直挂并网光伏发电系统等等，而对于这些系统，由于本身的中高位取电特性，通常需要对其电源进行切换。

现有的中高压直挂装置的电源切换通常是通过控制开关，从而控制电路断开后，通过电路中的连接方式改变接入主控系统的电源，从而进行的电源切换，但如此一来，会导致系统在短时间内，存在供电空隙，而在工业生产中，即便短时间的断电，都可能带来较大的损失，且存在由于继电器或控制开关等故障所导致的不能及时切换等问题。

鉴于上述技术，寻找一种能实现无缝切换的电源切换电路是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种电源切换电路，以便于解决当前的电源切换电路由于无法无缝切换，从而导致带来生产生活的损失。

为解决上述技术问题，本申请提供一种电源切换电路，应用于中高压直挂装置，包括：继电器，高压二极管，低压二极管，高压电源，低压电源；

所述继电器的线圈与所述中高压直挂装置的主控系统连接，所述继电器的第一开关端连接所述高压电源，所述继电器的第二开关端连接所述低压电源，用于根据所述主控系统的信号控制对所述线圈的供电，从而控制所述第一开关端和所述第二开关端的开闭以便于控制所述高压电源以及所述低压电源的开闭；

所述高压二极管的输入端连接所述高压电源的输出端，输出端连接所述主控系统的电源供应端；

所述低压二极管的输入端连接所述低压电源的输出端，输出端连接所述主控系统的电源供应端。

优选地，所述继电器的所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与所述第一开关端对应，用于控制所述第一开关端的开闭，所述第二线圈与所述第二开关端对应，用于控制所述第二开关端的开闭。

优选地，还包括：电压采样装置，所述电压采样装置的一端连接所述主控系统，另一端连接所述低压电源。

优选地，所述高压二极管与所述低压二极管均为肖特基二极管。

优选地，所述高压电源为通过电流互感器获取得到的高位电源。

优选地，所述低压电源为直流UPS电源或交流UPS电源。

优选地，所述中高压直挂装置为中高压直挂光伏发电装置，所述高压电源为通过并网高电位获取的电源，所述低压电源为取自光伏发电系统DC-DC变换的MPPT环节后的母线电压。

优选地，还包括：报警装置，所述报警装置连接所述主控系统。

为解决上述问题，本申请还提供一种中高压直挂装置，包括上述的电源切换电路。

本申请所提供的电源切换电路，应用于中高压直挂装置，包括继电器，高压二极管，低压二极管，高压电源，低压电源，中高压直挂装置的主控系统连接继电器的控制端，从而控制高压电源以及低压电源的开闭，高压电源以及低压电源的输出分别连接高压二极管以及低压二极管的输入，且高压二极管与低压二极管的输出连接主控系统的电源供应端，从而在主控系统正常工作时，控制继电器同时让高压电源与低压电源运行，通过高压二极管以及低压二极管进行选择性比较输入，即电压大的电源对主控系统进行供电，因此是高压二极管对主控系统进行供电，当需要切换运行电源时，则主控系统控制高压电源部分断开，从而由低压电源进行供电，实现电源的无缝切换，因此与现有技术相比，本申请由于在断开高压电源时，低压电源一直处于运行状态，因此在切换时，不会存在电源供应中断的问题，从而实现了电源的无缝切换。

本申请提供的中高压直挂装置包含上述的电源切换电路，因此有益效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种电源切换电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种电源切换电路，以便于解决当前的电源切换电路由于无法无缝切换，从而导致带来生产生活的损失。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种电源切换电路的电路图，应用于中高压直挂装置，如图1所示，该电源切换电路包括：继电器U1，高压二极管D1，低压二极管D2，高压电源1，低压电源2；

继电器U1的线圈与中高压直挂装置的主控系统3连接，继电器U1的第一开关端连接高压电源1，继电器U1的第二开关端连接低压电源2，用于根据主控系统3的信号控制对线圈的供电，从而控制第一开关端和第二开关端的开闭以便于控制高压电源1以及低压电源2的开闭；

高压二极管D1的输入端连接高压电源1的输出端，输出端连接主控系统3的电源供应端；

低压二极管D2的输入端连接低压电源2的输出端，输出端连接主控系统3的电源供应端。

继电器(Relay)，也称电驿，是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。需要说明的是，本实施例中对于继电器的具体类型不进行限定，如图1所示因为继电器U1是由线圈和触点组两部分组成的，所以继电器U1在电路图中的图形符号也包括两部分：一个长方框表示线圈；一组触点符号表示触点组合，在本实施例中第一开关端以及第二开关端均为继电器U1的触点，可以理解的是本实施例中的线圈对于第一开关端以及第二开关端的控制方式，可以采取两个触点响应方式不同的形式解决，也可以采用通过两个线圈分别对应两个开关端的方式解决，在此不进行具体限定。

需要说明的是，本实施例中对于继电器U1的连接方式不进行限定，即对于第一开关端以及第二开关端和继电器U1线圈的具体接线以及相应的电路连接方式不进行具体限定。

在本实施例中，对于高压电源1，低压电源2以及对应的主控系统3的具体类型以及装置不进行限定，视中高压直挂装置的不同，高压电源1以及低压电源2和对应的主控装置存在不同的优选取用，例如，因功耗限制，为充分保证电池利用率及效率，电池的荷电状态放电效率，系统效率等，不建议供电电源直接由电池提供，在满足条件的前提下须由交流侧高压(10/35kV)处取电；又或者在中高直挂式光伏发电系统中，为了系统的高可靠性，电源冗余部分，需要取自不同的电源供应，低压电源2取自光伏发电系统DC-DC变换的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)环节后的母线电压，高压电源1取自高电位的并网侧。

二极管，电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压)，反向时阻断(称为逆向偏压)。因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。因此由于二极管的逆向阻断的能力，所以，在本方案中，可以起到相应的选择作用，即选择电压高的一端进行导通，所以可以理解的是，主控系统3需要供电时控制继电器U1，从而闭合高压电源1和低压电源2相应的第一开关端以及第二开关端，通过开关端的闭合从而同时启动高压电源1以及低压电源2，由于高压二极管D1以及低压二极管D2的存在，所以此时导通接入主控系统3电源的为电压较高的高压电源1，而电压较低的低压电源2被阻断，而当需要接入低压电源2时，只需要主控系统3断开第一开关端即可，此时高压电源1的电压为0因此接入的是低压电源2，且本实施例中所采用的双二极管构造相比比较器而言，成本较低。

本实施例所提供的电源切换电路，应用于中高压直挂装置，包括继电器U1，高压二极管D1，低压二极管D2，高压电源1，低压电源2，中高压直挂装置的主控系统3连接继电器U1的控制端，从而控制高压电源1以及低压电源2的开闭，高压电源1以及低压电源2的输出分别连接高压二极管D1以及低压二极管D2的输入，且高压二极管D1与低压二极管D2的输出连接主控系统3的电源供应端，从而在主控系统3正常工作时，控制继电器U1同时让高压电源1与低压电源2运行，通过高压二极管D1以及低压二极管D2进行选择性比较输入，即电压大的电源对主控系统3进行供电，因此是高压二极管D1对主控系统3进行供电，当需要切换运行电源时，则主控系统3控制高压电源1部分断开，从而由低压电源2进行供电，实现电源的无缝切换，因此与现有技术相比，本申请由于在断开高压电源1时，低压电源2一直处于运行状态，因此在切换时，不会存在电源供应中断的问题，从而实现了电源的无缝切换。

上述实施例中，对于继电器U1的具体类型未进行限定，在此提出优选方案，继电器U1的线圈包括第一线圈和第二线圈，第一线圈与第一开关端对应，用于控制第一开关端的开闭，第二线圈与第二开关端对应，用于控制第二开关端的开闭。

需要说明的是，继电器U1的控制的原理是通过线圈以及触点之间的电磁感应，即通过线圈的得电以及失电，从而控制触点的闭合，因此，在本实施例中采取了双线圈对应双触点的继电器U1形式，从而达到能精准控制第一触点以及第二触点，增加了电路的可控性。

考虑到需要保证主控系统3电源的高可靠性，在此提出优选方案，该电路还包括：电压采样装置4，电压采样装置4的一端连接主控系统3，另一端连接低压电源2。

需要说明的是电压采样装置4即对于低压电源2的电压采样，可以理解的是，对于高压电源1一般由于电压过高，数量级较大，且由于高压供电时，对于电压精度要求不高，因此一般不对高压电源1进行采样，而对于低压电源2而言，针对于低压电源2进行采样，从而保证中高压直挂装置在低压状态下的电压的稳定性能，通过电压采样控制输入至主控系统3中的实际电压，从而保证低压电压下主控系统3的稳定工作。

上述实施例中未限定二极管的类型，在此提供优选方案，高压二极管D1与低压二极管D2均为肖特基二极管。

需要说明的是，由于中高压直挂装置的具体类型不同，所以高压电源1以及低压电源2所选取的类型也不同，因此输入至主控系统3的电流可能为交流，也可能为直流，可以理解的是，通过将高压二极管D1以及低压二极管D2设置为肖特基二极管，从而在保证了高压二极管D1和低压二极管D2对电压的接入选择的情况下，还可以稳定输入至主控系统3的电源，对输入的高压电流或低压电流进行调压或整流，从而保证了电路的稳定，维持了主控系统3电源的稳定工作。

上述实施例中，对于高压电源1未进行具体限定，在此提出优选方案，高压电源1为通过电流互感器获取得到的高位电源。

电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来使用，二次侧不可开路。电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途，通过电流互感器，保证了电路中元件的安全，避免高压电源1直接接入电路所导致的电流过大烧坏元件。

上述实施例中，未对低压电源2进行限定，在此提出优选方案，低压电源2为直流UPS电源或交流UPS电源。

不间断电源(Uninterruptible Power System，UPS)，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。通过选用直流UPS电源或交流UPS电源从而维持电路在低压状态下的稳定工作，避免电压过低。

上述实施例中，对于中高压直挂装置的具体类型情况下的高压电源1选择以及低压电源2选择未进行具体限定，在此提出优选方案，中高压直挂装置为中高压直挂光伏发电装置，高压电源1为通过并网高电位获取的电源，低压电源2为取自光伏发电系统DC-DC变换的MPPT环节后的母线电压。

需要说明的是，光伏，是太阳能光伏发电系统的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。并网在电力行业是指发电机组的输电线路与输电网接通。"最大功率点跟踪"(Maximum Power PointTracking，MPPT)，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品所采用的核心技术。

在本实施例中，限定了在选取的中高压直挂装置为光伏发电装置时，高压电源1以及低压电源2的选择，从而保证了在光伏系统下，对于光伏发电电源的最大利用以及维持其电源供应的稳定性，从而实现光伏发电装置的自发电控制。

考虑到在特殊情况下，主控系统3未能及时对电源进行切换，还包括：报警装置，报警装置连接主控系统3。

即本实施例中提供的报警装置及在检测到主控系统3电源中的接入的电压与主控系统3所需求的电压不符时，发出警报，在本实施例中，对于报警装置的具体类型不进行限定，可以理解的是，报警装置可以是蜂鸣器，警示灯等等。

本实施例中提供的优选方案，通过报警装置，从而提醒用户主控系统3中供应电源存在问题，从而排除故障，避免安全事故的发生。

为解决上述问题，本申请还提供一种中高压直挂装置，包括上述的电源切换电路。

本申请所提供的中高压直挂装置与上述电源切换电路为包含关系，即中高压直挂装置中包含上述电源切换电路，因此具体实施例及有益效果见电源切换电路部分，在此不再赘述。

以上对本申请所提供的一种中高压直挂装置及其电源切换电路进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种电源切换电路，其特征在于，应用于中高压直挂装置，包括：继电器，高压二极管，低压二极管，高压电源，低压电源；

所述继电器的线圈与所述中高压直挂装置的主控系统连接，所述继电器的第一开关端连接所述高压电源，所述继电器的第二开关端连接所述低压电源，用于根据所述主控系统的信号控制对所述线圈的供电，从而控制所述第一开关端和所述第二开关端的开闭以便于控制所述高压电源以及所述低压电源的开闭；

所述高压二极管的输入端连接所述高压电源的输出端，所述高压二极管的输出端连接所述主控系统的电源供应端；

所述低压二极管的输入端连接所述低压电源的输出端，所述低压二极管的输出端连接所述主控系统的电源供应端。

2.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述继电器的所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与所述第一开关端对应，用于控制所述第一开关端的开闭，所述第二线圈与所述第二开关端对应，用于控制所述第二开关端的开闭。

3.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，还包括：电压采样装置，所述电压采样装置的一端连接所述主控系统，另一端连接所述低压电源。

4.根据权利要求3所述的电源切换电路，其特征在于，所述高压二极管与所述低压二极管均为肖特基二极管。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的电源切换电路，其特征在于，所述高压电源为通过电流互感器获取得到的高位电源。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的电源切换电路，其特征在于，所述低压电源为直流UPS电源或交流UPS电源。

7.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述中高压直挂装置为中高压直挂光伏发电装置，所述高压电源为通过并网高电位获取的电源，所述低压电源为取自光伏发电系统DC-DC变换的MPPT环节后的母线电压。

8.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，还包括：报警装置，所述报警装置连接所述主控系统。

9.一种中高压直挂装置，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的电源切换电路。

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