CN206401910U - 一种供电装置 - Google Patents

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骆炎
刘伟
吕楠
朱凤天
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Abstract

本实用新型提供一种供电装置，包括依次连接的滤波电路、直流变换器、逆变器、EMI滤波电路，其中直流变换器、逆变器与控制器相连，供电装置还包括多个发电装置接入端口与储能装置接入端口，发电装置接入端口用于将发电装置连接到滤波电路，储能装置接入端口用于将储能装置连接到滤波电路，供电装置还包括负载端口，用于向负载供电。本实用新型提供的供电装置，减少外部接线与设备体积，也降低设备成本；设置有隔离变压器，保证使用安全；采用最大功率跟踪，提高了光伏发电的效率，增加了用户的收益同时也降低了用电成本；进行孤岛检测并进行平滑的并离网切换，保证供电系统的安全运行，在线绝缘电阻监测保证操作人员人生安全。

Description

一种供电装置
技术领域
本实用新型涉及电气控制领域，具体涉及一种供电装置。
背景技术
现有的并网光伏发电系统包括以下几种类型：
1、有逆流并网光伏发电系统
有逆流并网光伏发电系统：当太阳能光伏系统发出的电能充裕时，可将剩余电能馈入公共电网，向电网供电(卖电)；当太阳能光伏系统提供的电力不足时，由电能向负载供电(买电)。由于向电网供电时与电网供电的方向相反，所以称为有逆流光伏发电系统。
2、无逆流并网光伏发电系统
无逆流并网光伏发电系统：太阳能光伏发电系统即使发电充裕也不向公共电网供电，但当太阳能光伏系统供电不足时，则由公共电网向负载供电。
3、切换型并网光伏发电系统
所谓切换型并网光伏发电系统，实际上是具有自动运行双向切换的功能。一是当光伏发电系统因多云、阴雨天及自身故障等导致发电量不足时，切换器能自动切换到电网供电一侧，由电网向负载供电；二是当电网因为某种原因实然停电时，光伏系统可以自动切换使电网与光伏系统分离，成为独立光伏发电系统工作状态。有些切换型光伏发电系统，还可以在需要时断开为一般负载的供电，接通对应急负载的供电。一般切换型并网发电系统都带有储能装置。
4、有储能装置的并网光伏发电系统
有储能装置的并网光伏发电系统：就是在上述几类光伏发电系统中根据需要配置储能装置。带有储能装置的光伏系统主动性较强，当电网出现停电、限电及故障时，可独立运行，正常向负载供电。因此带有储能装置的并网光伏发电系统可以作为紧急通信电源、医疗设备、加油站、避难场所指示及照明等重要或应急负载的供电系统。
以上各种并网光伏发电系统存在以下问题：
1、有逆流并网光伏发电系统在大电网故障时并不能向用电侧直接供电；
2、无逆流并网光伏发电系统在光伏发电量大于用电侧用电量时会出现弃光现象，浪费一定的能源；
3、切换性并网光伏发电系统同时对用电侧及电网输出功率，当用电侧完全吸收光伏的输出功率时会产生孤岛效应，会对设备及电网产生一定的安全影响，同时满足用户侧及电网的输出要求对设备整体控制需要较高的要求；
4、有储能装置的并网光伏发电系统能够弥补光伏供电部分不足之处，能够让系统更稳定安全的运行，同时对系统、电池充放电控制有较高的要求，增加设备购买及运行成本；将光伏并网、储能集成为一个系统时会遇到：控制困难、接线复杂、通信复杂、保护要求高等问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种供电装置，将滤波电路、直流变换电路、逆变器、EMI滤波电路以及控制器集成在供电装置中，减少外部接线与设备体积，也降低设备成本；采用最大功率跟踪，使得光伏发电装置工作在最大功率点，提高了光伏发电的效率，增加了用户的收益同时也降低了用电成本；进行孤岛检测并进行平滑的并离网切换，保证供电系统的安全运行，在线绝缘电阻监测保证操作人员人生安全；提供人机交互及远程运行维护，改善用户体验。
本实用新型提供一种供电装置，包括依次连接的滤波电路、直流变换器、逆变器、隔离变压器与EMI滤波电路，其中直流变换器、逆变器与控制器相连，供电装置还包括多个发电装置接入端口与储能装置接入端口，发电装置接入端口用于将发电装置连接到滤波电路，储能装置接入端口用于将储能装置连接到滤波电路，供电装置还包括负载端口，用于向负载供电。
进一步地，供电装置还包括电网连接端口。
进一步地，发电装置为光伏发电装置，供电装置还包括最大功率跟踪模块，使得光伏发电装置工作在最大功率点。
进一步地，供电装置还包括孤岛检测与并离网切换模块，孤岛检测与并离网切换模块能够在并网状态下对孤岛现象进行检测，并根据检测结果进行并/离网平滑切换；能够在离网状态下进行检同期，并根据检测结果进行离/并网平滑切换。
进一步地，供电装置还包括绝缘检测模块，用于检测直流母线、交流母线以及各个支路对地的绝缘状态。
进一步地，供电装置还包括储能装置管理模块，用于调节储能装置的充放电电流，以最优放电深度保证储能装置的寿命及使用效果。
进一步地，供电装置还包括人机交互模块，用于显示供电系统的运行状态，并用于具有相应的权限时设置供电系统的运行控制参数。
进一步地，供电装置还包括通信系统模块，用于数据传输，以实现远程运行维护。
与现有技术相比，本实用新型提供的供电装置，具有以下有益效果：
(1)将滤波电路、直流变换电路、逆变器、EMI滤波电路以及控制器集成在供电装置中，减少外部接线与设备体积，也降低设备成本；
(2)逆变器与EMI滤波电路之间设置有隔离变压器，不会发生触电，保证使用安全；
(3)采用最大功率跟踪，使得光伏发电装置工作在最大功率点，提高了光伏发电的效率，增加了用户的收益同时也降低了用电成本；
(4)进行孤岛检测并进行平滑的并离网切换，保证供电系统的安全运行，在线绝缘电阻监测保证操作人员人生安全；
(5)提供人机交互及远程运行维护，改善用户体验。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施例的供电装置的结构示意图；
图2是本实用新型的另一个实施例的供电装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的一个实施例的供电装置，包括依次连接的滤波电路、直流变换器、逆变器、隔离变压器与EMI滤波电路，其中直流变换器、逆变器与控制器相连，供电装置还包括多个发电装置接入端口与储能装置接入端口，发电装置接入端口用于将发电装置连接到滤波电路，储能装置接入端口用于将储能装置连接到滤波电路，供电装置还包括负载端口，用于向负载供电。
直流变换电路由BOOST升压电路实现，分别将发电装置接入端口与储能装置接入端口接入的直流电压升至额定直流母线电压。
逆变器采用三相桥式逆变电路将直流母线电压逆变输出为相电压为380V的三相交流电压。
通常使用的交流电源电压一根线和大地相连，另一根线与大地之间有220V的电位差，如果人接触会触电。隔离变压器的原理和普通变压器都是利用电磁感应，隔离变压器通常是指1：1的变压器，由于次级不与大地相连，也就是与负载相连的线不与大地相连，因而与负载相连的的任一根线与大地之间没有电位差，人接触任意一条线都不会发生触电，使用安全。
其次，隔离变压器的输出端与输入端是完全隔离的，这样就对变压器的输入端起到了良好的过滤作用，从而给负载提供了纯净的电源电压。
本实施例中采用额定容量为50KVA、相数为三相的隔离变压器。
利用本实施例中的供电装置，将发电装置，例如光伏发电装置连接到发电装置接入端口，将储能装置，例如电池连接到发电装置接入端口，将负载连接到负载端口，即可构成供电系统。
本实施例中的供电装置，将滤波电路、直流变换电路、逆变器、EMI滤波电路以及控制器集成在供电装置中，减少外部接线与设备体积，也降低设备成本。
供电装置还包括电网连接端口，光伏发电装置提供的功率大于负载功率时，向电网输出电能；而当光伏发电装置提供的功率小于负载功率时，从电网获取电能，以保证向负载正常供电。
发电装置为光伏发电装置，供电装置还包括最大功率跟踪模块，使得光伏发电装置工作在最大功率点。根据光伏发电装置的特性，其输出功率会随着温度和光照强度的变化而变化；在一定的温度和光照强度下其输出功率会随着工作点的变化而变化且存在最大功率点，因此为了充分利用光能发电，光伏发电装置需采用最大功率追踪(MPPT)控制，使得光伏发电装置工作在最大功率点。
供电装置还包括孤岛检测与并离网切换模块，孤岛检测与并离网切换模块能够在并网状态下对孤岛现象进行检测，并根据检测结果进行并/离网平滑切换；能够在离网状态下进行检同期，并根据检测结果进行离/并网平滑切换。
利用电网断电时逆变器输出端电压、频率、相位或谐波的变化进行孤岛效应检测，电网正常工作时，通过控制逆变器，使其输出功率、频率或相位存在一定的扰动，由于电网的平衡作用，检测不到这些扰动；一旦电网出现故障，逆变器输出的扰动将快速累积并超出允许范围，使得孤岛检测与并离网切换模块中的孤岛检测电路识别出孤岛效应，采取相应的措施，从而保证供电系统的运行安全。
供电装置还包括绝缘检测模块，用于检测直流母线、交流母线以及各个支路对地的绝缘状态，以保护维护人员的人身安全。通过给绝缘介质加上直流电压，测量介质中流过的直流电流，经过换算得到绝缘电阻，再与规定的最低限值相比较，从而判定电气设备的绝缘状态。采用平衡电桥-非平衡电桥方法在线检测绝缘电阻。
供电装置还包括储能装置管理模块，用于调节储能装置的充放电电流，以最优放电深度保证储能装置的寿命及使用效果。
供电装置还包括人机交互模块，一般采用触摸屏，用于显示供电系统的运行状态，并用于具有相应的权限时设置供电系统的运行控制参数。
供电装置还包括通信系统模块，用于供电装置与后台之间数据传输，以实现远程运行维护。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种供电装置，其特征在于，所述供电装置包括依次连接的滤波电路、直流变换器、逆变器、隔离变压器与EMI滤波电路，其中所述直流变换器、所述逆变器与控制器相连，所述供电装置还包括多个发电装置接入端口与储能装置接入端口，所述发电装置接入端口用于将发电装置连接到所述滤波电路，所述储能装置接入端口用于将储能装置连接到所述滤波电路，所述供电装置还包括负载端口，用于向负载供电。
2.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括电网连接端口。
3.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，发电装置为光伏发电装置，所述供电装置还包括最大功率跟踪模块，使得所述光伏发电装置工作在最大功率点。
4.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括孤岛检测与并离网切换模块，所述孤岛检测与并离网切换模块能够在并网状态下对孤岛现象进行检测，并根据检测结果进行并/离网平滑切换；能够在离网状态下进行检同期，并根据检测结果进行离/并网平滑切换。
5.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括绝缘检测模块，用于在线检测直流母线、交流母线以及各个支路对地绝缘状态。
6.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括储能装置管理模块，用于调节所述储能装置的充放电电流，以最优放电深度保证所述储能装置的寿命及使用效果。
7.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括人机交互模块，用于显示供电系统的运行状态，并用于具有相应的权限时设置供电系统的运行控制参数。
8.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括通信系统模块，用于数据传输，以实现远程运行维护。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107482498A (zh) * 2017-09-23 2017-12-15 陈杰 一种盐碱地用配电柜

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