CN206850512U - 一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，包括第一输入隔离变换装置，还包括第二输入隔离变换装置、第三输入隔离变换装置和储能电路，所述第一输入隔离变换装置和第二输入隔离变换装置的输入端均与高压输入源连接且输出端均连接有直流220V母线，第三输入隔离变换装置的输入端与直流220V母线相连且输出端与储能电路相连，所述直流220V母线与第一负载电路相连且储能电路与第二负载电路相连。既能解决大功率冲击性负载的电源容量需求问题，减小供电系统容量从而降低电源成本，又能保证低电压穿越期间控制系统供电的持续性。

Description

一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统

技术领域

本实用新型涉及一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统。

背景技术

分布式发电的并网容量越来越大，逆变器的并网要求也越来越严格，为防止电网短时故障情况下逆变器大面积脱网，目前对逆变器的低电压穿越要求也越来越高。术语“低电压穿越”，指的是电网电压短时跌落到一定程度甚至到0时，逆变器在满足低电压穿越曲线的范围内不允许停机，同时要向电网注入无功电流以支撑电网电压的恢复（如，GB19964-2012中对光伏逆变器的低电压穿越能力要求：并网点电压跌至0，逆变器应能不脱网连续运行0.15秒）。同时目前光伏发电应用越来越广泛，现场光伏产品快速投运的要求也越来越高。当产品运往现场后，由于现场无交流电的情况下无法先行调试，而等到现场交流电具备的时候再调试光伏产品又严重滞后工期。所以目前光伏产品要求逆变器辅助电源供电系统具备直流电压输入的功能，该直流电压输入范围达到200V-1500VDC，范围宽，电压高。

另外逆变器系统中存在大功率冲击性负载——并网接触器吸合，其对供电电源的容量要求较高。术语“大功率冲击性负载”，指的是会有瞬时大功率消耗的负载：主并网接触器控制线圈为感性负载，动作瞬时功率需求大（可达1.5kW以上），但维持的功率只有100W以内。

为了满足低电压穿越过程中控制系统不失电，逆变器通常采用不间断电源UPS作为供电电源。但UPS供电方案存在以下问题：

1、成本较高；

2、UPS使用环境要求苛刻，难以满足光伏电站各种恶劣环境的要求；

3、电池的寿命短，并且需要定期维护；

4、逆变器系统中存在接触器线圈这样的大功率冲击性负载，对UPS功率容量要求较高，增加了成本。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，既能解决大功率冲击性负载的电源容量需求问题，减小供电系统容量从而降低电源成本，又能保证低电压穿越期间控制系统供电的持续性。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，包括第一输入隔离变换装置，还包括第二输入隔离变换装置、第三输入隔离变换装置和储能电路，所述第一输入隔离变换装置和第二输入隔离变换装置的输入端均与高压输入源连接且输出端均连接有直流220V母线，第三输入隔离变换装置的输入端与直流220V母线相连且输出端与储能电路相连，所述直流220V母线与第一负载电路相连且储能电路与第二负载电路相连。

优选，所述第一输入隔离变换装置和第二输入隔离变换装置相同，用于将输入电压变换为隔离的220VDC稳定输出电压。

优选，所述第三输入隔离变换装置将220VDC稳定输入电压变换为隔离的可波动的220VDC输出电压。

优选，所述高压输入源为220VAC或者200V-1500VDC。

优选，所述储能电路为蓄电池。

优选，所述储能电路为储能电容。

优选，第一负载电路包括220VDC用电设备，第二负载电路包括冲击性负载。

本实用新型的有益效果是：

第一、通过设置第三输入隔离变换装置：一方面，能够快速给储能电路恒流充电，另一方面，将大功率冲击性负载与直流220V母线分隔开，限制了从直流220V母线抽取较大的负荷，避免了直流220V母线电压的波动影响其他重要用电设备。

第二、通过储能电路和第三输入隔离变换装置共同提供大功率冲击性负载，降低了储能电路的容量，降低了成本，提高了电源的可靠性。

第三、本实用新型支持双输入，当发生低电压穿越或者只有一路供电的时候，电源正常工作，提高了电源冗余和系统运行的可靠性。

第四、本方案可取代UPS，减小了整个逆变器设备的成本，同时省去UPS可为逆变器节省空间，减小了设备体积，与UPS方案的电池相比寿命更长，更加环保，维护成本更低。

附图说明

图1是本实用新型一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统的结构示意图；

图2是本实用新型第一输入隔离变换装置的电路图；

图3是本实用新型第三输入隔离变换装置的电路图；

图4是本实用新型储能电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，包括第一输入隔离变换装置，还包括第二输入隔离变换装置、第三输入隔离变换装置和储能电路，所述第一输入隔离变换装置和第二输入隔离变换装置的输入端均与高压输入源连接且输出端均连接有直流220V母线，第三输入隔离变换装置的输入端与直流220V母线相连且输出端与储能电路相连，所述直流220V母线与第一负载电路相连且储能电路与第二负载电路相连。

下面进行详细说明。

优选所述第一输入隔离变换装置和第二输入隔离变换装置相同，用于将输入电压变换为隔离的220VDC稳定输出电压。如图2所示，是一种高压宽范围输入隔离变换装置的电路图实施例，其由MOSFET开关管、变压器等电力电子元器件将宽范围输入电压变换为隔离的220VDC稳定输出电压，该变换器包含所有涉及到宽范围输入的隔离变换器，以双管反激变换器为例：其中VT1、VT2为主开关，VD1、VD2为原边续流二极管，C1、C2为原边输入电容，T1为隔离变压器，VD3为副边整流二极管，C3为输出电容。

优选，高压输入源为220VAC或者200V-1500VDC，即本辅助电源系统从输入端取电220VAC或者200V-1500VDC，将输入端的电压通过第一输入隔离变换装置或第二输入隔离变换装置变换为220VDC输出电压，形成稳定可靠的直流220V母线电压，该输出电压给逆变器系统中的各种用电设备供电压。

相应的，所述第三输入隔离变换装置将220VDC稳定输入电压变换为隔离的可大范围波动的220VDC输出电压。如图3所示，是一种低压窄范围输入隔离变换装置的电路图实施例，由MOSFET开关管、变压器等电力电子元器件将220VDC稳定输入电压变换为隔离的可大范围波动的220VDC输出电压，该变换器包含涉及到适合窄范围输入的变换器，如单管正激变换器、双管正激变换器等隔离变换器，以双管正激变换器为例：其中S1、S2为主开关，D1、D2为原边续流二极管，TR为隔离变压器，DR1为副边整流二极管，DR2为副边续流二极管，C4为输出电容，L为输出滤波电感。

储能电路包括一切可以储存能力的器件，如蓄电池或者储能电容，图4中以储能电容为例，其中C5、C6…Cn为储能电容，多个储能电容并联构成储能回路。

本实用新型中共分成两组负载电路，第一负载电路为普通220VDC用电设备，第二负载电路包括冲击性大功率负载，冲击性大功率负载指的是所有功能较大、时间较短的突变型负载，如机械开关或者大功率并网接触器。比如，第二负载电路为短时冲击性大功率负载（并网接触器吸合功率）和长时间小功率负载（并网接触器保持功率）。

本实用新型既能充分利用并网接触器合闸线圈宽范围电压工作的优势以及利用低压窄范围输入隔离变换装置共同给并网接触器负载供电，减少了储能电路的储能容量，从而降低了电源成本，又能避免并网接触器负载低温下动作或者异常动作时影响到直流220V母线的电压，保证其他重要220VDC供电设备的正常运行，提高了光伏逆变器系统整体运行的可靠性。同时，本发明通过低压窄范围输入隔离变换装置快速地给储能电路充电，不用长时间使用充电电阻，提高了效率，减少了电源局部发热点，进一步提高了电源的可靠性，保证了逆变器系统的正常工作。

申请号为201510037306.9的中国专利，公开了一种逆变器辅助电源供电系统及方法，与之相比，本实用新型的有益效果是：

第一、通过设置第三输入隔离变换装置：一方面，能够快速给储能电路恒流充电，另一方面，将大功率冲击性负载与直流220V母线分隔开，限制了从直流220V母线抽取较大的负荷，避免了直流220V母线电压的波动影响其他重要用电设备。

第二、通过储能电路和第三输入隔离变换装置共同提供大功率冲击性负载，降低了储能电路的容量，降低了成本，提高了电源的可靠性。

第三、本实用新型支持双输入，当发生低电压穿越或者只有一路供电的时候，电源正常工作，提高了电源冗余和系统运行的可靠性。

另外，本方案可取代UPS，减小了整个逆变器设备的成本，同时省去UPS可为逆变器节省空间，减小了设备体积，与UPS方案的电池相比寿命更长，更加环保，维护成本更低。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，包括第一输入隔离变换装置，其特征在于，还包括第二输入隔离变换装置、第三输入隔离变换装置和储能电路，所述第一输入隔离变换装置和第二输入隔离变换装置的输入端均与高压输入源连接且输出端均连接有直流220V母线，第三输入隔离变换装置的输入端与直流220V母线相连且输出端与储能电路相连，所述直流220V母线与第一负载电路相连且储能电路与第二负载电路相连。

2.根据权利要求1所述的一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，其特征在于，所述第一输入隔离变换装置和第二输入隔离变换装置相同，用于将输入电压变换为隔离的220VDC稳定输出电压。

3.根据权利要求2所述的一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，其特征在于，所述第三输入隔离变换装置将220VDC稳定输入电压变换为隔离的可波动的220VDC输出电压。

4.根据权利要求1所述的一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，其特征在于，所述高压输入源为220VAC或者200V-1500VDC。

5.根据权利要求1所述的一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，其特征在于，所述储能电路为蓄电池。

6.根据权利要求1所述的一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，其特征在于，所述储能电路为储能电容。

7.根据权利要求3所述的一种双输入光伏逆变器辅助电源供电系统，其特征在于，第一负载电路包括220VDC用电设备，第二负载电路包括冲击性负载。