CN202888855U - 一种大功率光伏逆变器新型辅助电源 - Google Patents

一种大功率光伏逆变器新型辅助电源 Download PDF

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Abstract

一种大功率光伏逆变器新型辅助电源，涉及新能源控制与应用技术领域，其包括开关电源模块，在开关电源模块的火线与零线之间接有超级电容器，超级电容器经AC/DC变换器取电于三相交流电，采用成熟、稳定可靠、高效的AD/DC变换器和超级电容器来组成大功率光伏逆变器的辅助电源，与现有技术相比，由于AD/DC变换器成熟、稳定可靠、高效、干扰小和超级电容器损耗小、功率密度高、寿命长、无污染、安全可靠、充放电能力强等特点，使得本实用新型具有寿命长、无污染、干扰小、供电电压稳定、自身损耗小、稳定可靠等优点，能满足大功率光伏并网逆变器长达25年的使用寿命要求，提高了逆变器的效率、稳定性和可靠性。

Description

一种大功率光伏逆变器新型辅助电源
技术领域
本实用新型涉及新能源控制与应用技术领域，特别涉及一种大功率光伏逆变器新型辅助电源。
背景技术
一般大功率光伏并网逆变器的辅助电源供电系统都从交流侧取点，也就是说，辅助电源供电系统要从电网获取能量。在低电压穿越时，由于电网电压很低，辅助电源供电系统不能正常工作。要实现低电压穿越功能，在光伏逆变器的辅助电源供电系统中需要增加储能装置。
现有技术中，一般在大功率光伏并网逆变器中采取两种方案来实现：一种是采用UPS系统的蓄电池作为储能装置；一种是采用电解电容作为储能装置。
利用UPS系统的蓄电池储能的缺点是：1、对环境有污染；2、寿命短；3、系统复杂，可靠性差；4、效率低；5、蓄电池使用温度范围窄；6、蓄电池充电速度慢，充放电电路复杂，不可过冲和过放，抗短路性能差，安全性差；
利用电解电容储能的缺点是:：1、储存能量小；2、寿命短；3、ESR(等效串联电阻)大，漏电电流大，损耗大；4、安全性差，可能爆炸和起火；5、电容上的电压会随电网电压变化的波动，给接触器和风机的供电不稳定；6、电解电容的生产过程会造成污染。
发明内容
本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种大功率光伏逆变器新型辅助电源，该大功率光伏逆变器新型辅助电源，具有寿命长、无污染、干扰小、供电电压稳定、自身损耗小、稳定可靠等优点，能满足大功率光伏并网逆变器长达25年的使用寿命要求，提高了逆变器的效率、稳定性和可靠性。
为此给出一种大功率光伏逆变器新型辅助电源，包括开关电源模块，在开关电源模块的火线与零线之间接有超级电容器，超级电容器经AC/DC变换器取电于三相交流电。
其中，开关电源模块包括为采样、控制、显示等电路供电的第一开关电源模块和为驱动电路供电的第二开关电源模块；
第一开关电源模块的火线和零线之间、第二开关电源模块的火线和零线之间接所述超级电容器。 
本实用新型的一种大功率光伏逆变器新型辅助电源的有益效果是，本实用新型采用成熟、稳定可靠、高效的AD/DC变换器和超级电容器来组成大功率光伏逆变器的辅助电源，与现有技术的大功率光伏逆变器的辅助电源相比，由于AD/DC变换器成熟、稳定可靠、高效、干扰小和超级电容器损耗小、功率密度高、寿命长、无污染、安全可靠、充放电能力强等特点，使得本实用新型具有寿命长、无污染、干扰小、供电电压稳定、自身损耗小、稳定可靠等优点，能满足大功率光伏并网逆变器长达25年的使用寿命要求，提高了逆变器的效率、稳定性和可靠性。 
附图说明
图1是一种大功率光伏逆变器新型辅助电源的电路示意图。
具体实施方式
本实施例的一种大功率光伏逆变器新型辅助电源如图1所示，包括开关电源模块，在开关电源模块的火线与零线之间接有超级电容器，超级电容器经AC/DC变换器取电于光伏逆变器交流侧的三相交流电。
其中，开关电源模块包括为采样、控制、显示等电路供电的第一开关电源模块和为驱动电路供电的第二开关电源模块；
第一开关电源模块的火线和零线之间、第二开关电源模块的火线和零线之间接所述超级电容器。
本实用新型采用成熟、稳定可靠、高效的AD/DC变换器和超级电容器来组成大功率光伏逆变器的辅助电源，与现有技术的大功率光伏逆变器的辅助电源相比，由于AD/DC变换器成熟、稳定可靠、高效、干扰小和超级电容器损耗小、功率密度高、寿命长、无污染、安全可靠、充放电能力强等特点，使得本实用新型具有寿命长、无污染、干扰小、供电电压稳定、自身损耗小、稳定可靠等优点，能满足大功率光伏并网逆变器长达25年的使用寿命要求，提高了逆变器的效率、稳定性和可靠性。 
本实用新型的工作原理如下：
当电网电压正常时，取自光伏逆变器交流侧的三相交流电，供给充电模块。充电模块是采用高频软开关控制技术的AD/DC变换器。现有的大功率光伏逆变器对辅助电源的功率要求在500W左右，在此功率范围的高频软开关AD/DC变换器非常成熟稳定，效率可高达96%，这样整个辅助电源的效率就很高，有利于提高光伏逆变器的运行效率和减小待机损耗。AD/DC变换器将三相交流电转换为220V的直流电，为超级电容器充电，同时供给接触器和风机使用，同时也通过第一开关电源模块将220伏的直流电变换成24V直流电给采样、控制、显示等电路供电，通过第二开关电源模块将220伏的直流电变换成24V直流电给驱动电路供电。AD/DC变换器能完全满足电磁干扰的标准，对周围部件或设备的电磁干扰小。AD/DC变换器输出的电压精度高，而且稳定，这样就给超级电容器、接触器、风机和采样、控制、显示、驱动等电路提供了一个良好的电能环境。
在低电压穿越时，电网电压不正常。此时超级电容器中储存的能量供给接触器和风机使用，同时也通过第一开关电源模块变换成24V直流给采样、控制、显示等电路供电，通过第二开关电源模块变换成24V直流给驱动电路供电，保证光伏逆变器正常运行。
超级电容器和蓄电池、电解电容相比有如下优点：
1、超级电容器ESR(等效串联电阻)小，漏电电流小，损耗小，抗过充过放，短路性能好。
2、超级电容器有非常高的功率密度，是电池的数十倍，可在短时间内放出几百到几千安倍的电流，非常适用于短时间高功率的场合。
3、超级电容器寿命超强，深度充放电循环使用次数大于50万次，如果对超级电容器每天充放电20次，连续使用可达68年。
4、产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源。
5、超级电容器安全可靠，超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出，失效开路，过电压不击穿。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。电解电容过电压可能爆炸。
6、超级电容器可快速充电和大电流充电，10秒内可达到额定容量的95%，充电时间短，充放电能力强，对充放电电路要求简单，无记忆效应，安全系数高。
7、免维护，可密封。
8、温度范围宽-40℃～+70℃，低温性能优越，容量随温度衰减非常小，一般电池是-20℃～60℃。
从上述超级电容器的特点可看出，本发明的辅助电源非常适应光伏逆变器应用的要求。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (2)

1.一种大功率光伏逆变器新型辅助电源，包括开关电源模块，其特征是，在开关电源模块的火线与零线之间接有超级电容器，超级电容器经AC/DC变换器取电于三相交流电。
2.根据权利要求1所述的一种大功率光伏逆变器新型辅助电源，其特征是，开关电源模块包括为采样、控制、显示等电路供电的第一开关电源模块和为驱动电路供电的第二开关电源模块；
第一开关电源模块的火线和零线之间、第二开关电源模块的火线和零线之间接所述超级电容器。
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