CN210806839U - 一种离网逆变装置 - Google Patents

Abstract

一种离网逆变装置，用于串联于市电输入端与负载之间以及串联于储能模块与负载之间，离网逆变装置包括，控制模块、采样模块和输出模块；控制模块控制采样模块对市电输入端的市电输入采样，得到市电采样信息，该市电采样信息至少包括市电输入端中每根火线的电压相位；控制模块根据得到的市电采样信息，得到市电输入电压规格，并控制输出模块将储能模块提供的直流电转换为与市电输入电压规格相同的交流电，为负载供电；市电输入电压规格至少包括市电的线电压以及市电输入端中各相之间的相位差。上述离网逆变装置可根据市电输入而输出多种规格电压。

Description

一种离网逆变装置

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，具体涉及一种离网逆变装置。

背景技术

离网逆变器是一种解决电力供应不稳定、无电力供应地区用电问题的主要方式，离网逆变器可应用于各类新能源供能系统中，例如太阳能发电系统、风能发电系统等。随着组件价格的不断下降，离网发电系统的成本越来越低，终端用户的接受度越来越高。作为离网发电的核心部件，离网逆变器系统被广泛的使用。传统的离网逆变器采用工频逆变电路结构，利用工频变压器的自耦特性，使得逆变器的输出电压可实现120V和240V同时输出，但是传统离网逆变器只能输出固定规格的交流电压，且输入电压只能为单一电压，例如240V，因此产品的应用场景大受限制。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种可根据市电输入输出多种规格电压的离网逆变装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种离网逆变装置，用于串联于市电输入端与负载之间以及串联于储能模块与负载之间，离网逆变装置包括，控制模块、采样模块和输出模块；

控制模块控制采样模块对市电输入端的市电输入采样，得到市电采样信息，该市电采样信息至少包括市电输入端中每根火线的电压相位；

控制模块根据得到的市电采样信息，得到市电输入电压规格，并控制输出模块将储能模块提供的直流电转换为与市电输入电压规格相同的交流电，为负载供电；

市电输入电压规格至少包括市电的线电压以及市电输入端中各相之间的相位差。

进一步的，所述输出模块包括升压单元和逆变单元，储能模块提供的直流电依次经升压单元升压、逆变单元逆变传输至负载。

进一步的，还包括存储模块和计算模块；

计算模块用于根据每根火线的电压相位计算得到市电输入端中各相之间的相位差；

所述存储模块预设有市电输入端中各相之间的相位差与市电的线电压之间的相位差-线电压对应表，存储模块用于存储计算模块得到的市电输入端中各相之间的相位差；

控制模块用于根据相位差-线电压对应表得到市电的线电压。

进一步的，所述控制模块、采样模块和输出模块的数目与市电输入端的相数相等且分别一一对应设置；

每个控制模块分别控制对应的采样模块对市电输入端中每组火线与零线之间的电压输入采样，得到市电采样信息；

每个控制模块分别控制对应的输出模块将储能模块提供的直流电转换为一路交流电输出，并使得每两路交流电输出之间的相位差与线电压与市电输入电压规格相同。

进一步的，所述控制模块包括一个主控制模块和至少一个次控制模块，该主控制模块与次控制模块信号连接；

该主控制模块包括计算单元和存储单元；

计算单元用于根据每根火线的电压相位计算得到市电输入端中各相之间的相位差；

所述存储单元预设有市电输入端中各相之间的相位差与市电的线电压之间的相位差-线电压对应表，存储单元用于存储计算单元得到的市电输入端中各相之间的相位差；

主控制模块用于根据相位差-线电压对应表得到市电的线电压。

进一步的，还包括人机交互模块，该人机交互模块用于将接收的外部指令发送至控制模块。

进一步的，还包括市电输入模块，该市电输入模块受人机交互模块接收的外部指令控制，并用于接收或断开市电输入端向离网逆变装置提供的市电输入。

进一步的，还包括交流输出模块，该交流输出模块受人机交互模块接收的外部指令控制，并用于开启或关闭离网逆变装置对负载的供电。

依据上述实施例的离网逆变装置，可对市电输入进行采样并得到采样信息，基于采样信息可得到市电输入电压规格，在没有市电输入的时候，控制模块就控制储能模块经离网逆变装置输出与市电输入电压规格相同的交流电，对于不同的市电输入，该离网逆变装置均可识别并自我调整为与对应市电输入电压规格相同的交流电。

附图说明

图1为一种实施例的离网逆变装置的原理图；

图2为另一种实施例的离网逆变装置的原理图；

图3为另一种实施例的离网逆变装置的电气接线图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

市电即我们所说的工频交流电(AC)，用交流电的常用三个量来表征：电压、电流、频率。世界各国的常用交流电工频频率有50Hz(赫兹)与60Hz(赫兹)两种，民用交流电压分布由100V至380V不等，故各个国家乃至地区会有不同电压规格的市电。

而离网与并网的区别就在于是否接入市电才能发电，以光伏发电系统为例，离网光伏发电站系统可以不依赖电网而独立运行的发电系统，主要有太阳能电池板、储能蓄电池、充放电控制器、逆变器等部件组成。太阳能电池板发出的电直接流入蓄电池并储存起来，在没有市电输入又需要给电器供电时，蓄电池里的直流电流经逆变器并转换成当地电压规格的交流电。这种发电系统由于不受地域的限制，使用很广泛，只要有阳光照射的地方就可以安装使用，因此非常适合于偏远无电网地区、孤岛、渔船、户外养殖基地等，也可以作为经常停电地区的应急发电设备。

请参考图1，本实施例提供了一种离网逆变装置100，该离网逆变装置100分别串联于市电输入端200与负载300之间和储能模块400与负载300之间。离网逆变装置100包括市电输入模块110、交流输出模块120、人机交互模块130、控制模块140、采样模块150、计算模块160、存储模块170和输出模块180。

市电输入模块110用于接收或断开市电输入端200向离网逆变装置100提供的市电输入，交流输出模块120用于开启或关闭离网逆变装置100对负载300的供电，控制模块140用于控制离网逆变装置100输出预设规格的交流电，市电输入模块110、交流输出模块120和控制模块140分别可受到人机交互模块130接收的外部指令的控制，例如可使用触控屏或遥控器设置交流电的输出规格或是断开市电输入转用储能模块400供电等。

控制模块140控制离网逆变装置100输出预设规格的交流电时，控制采样模块150对市电输入端200的市电输入采样，得到了市电采样信息，该市电采样信息包括市电输入端200中每根火线的电压相位，除了电压相位，还可以包括输入频率等信息。得到每根火线的电压相位后，计算模块160计算得到市电输入端200中各相之间的相位差，计算方法可采用常见的过零法等方法。

而在存储模块170预设有市电输入端100中各相之间的相位差与市电的线电压之间的相位差-线电压对应表，该相位差-线电压对应表可参照离网逆变装置100使用地的市电规格设置，例如，离网逆变装置100使用地为美洲，美洲的市电系统中，有以下常见几种电压规格：相位差为零，线电压120V；相位差为120度，线电压208V；相位差180度，线电压240V，存储模块170存储该相位差后，控制模块140可根据相位差-线电压对应表得到线电压，从而得到市电输入电压规格。由上可知，该市电输入电压规格至少包括市电的线电压以及市电输入端200中各相之间的相位差。若离网逆变装置100的使用地为其他国家或地区，可对相位差-线电压对应表作相应的调整。

输出模块180包括升压单元181和逆变单元182，控制模块140控制升压单元181将储能模块400提供的直流电升压，再控制逆变模块182将升压后的直流电逆变为与市电输入电压规格相同的交流电，为负载300供电。与市电输入电压规格相同的交流电，指的不但是幅值相同，也包括了频率相同，各相之间的相位差相同，这样就可以使离网逆变装置100输出多种与市电输入电压规格相同的交流电。

在有的实施例中，可采用类似“分布式”的控制系统，使控制模块140、采样模块150和输出模块180的数目与市电输入端200的相数相等且分别一一对应设置，每个控制模块140分别控制对应的采样模块150对市电输入端200中每组火线与零线之间的电压输入采样，得到市电采样信息；每个控制模块140分别控制对应的输出模块180将储能模块400提供的直流电转换为一路交流电输出，并使得每两路交流电输出之间的相位差与线电压与市电输入电压规格相同。例如如图2所示，该市电输入端为两相三线制，包括两根火线一根零线。离网逆变装置100包括第一采样模块150a、第二采样模块150b、主控制模块140a、次控制模块140b、第一输出模块180a、第二输出模块180b。主控制模块140a包括计算单元160a和存储单元170a，主控制模块140a与次控制模块140b信号连接，相互可传输接收信息。

主控制模块140a控制第一采样模块150a对一组火线与零线之间的电压输入采样，得到第一路市电采样信息，次控制模块140b控制第二采样模块150b对另一组火线与零线之间的电压输入采样，得到第二路市电采样信息，并将该第二路市电采样信息发送至主控制模块140a。

与上个实施例类似，主控制模块140a在得到两路市电采样信息后，计算单元160a可根据每根火线的电压相位计算得到市电输入端200中各相之间的相位差，存储单元170a存储该相位差且存储单元170a预设有市电输入端200中各相之间的相位差与市电的线电压之间的相位差-线电压对应表，主控制模块140a由此可确定第一路市电输入电压规格和第二路市电输入电压规格。主控制模块140a再将第二路市电输入规格发送至次控制模块140b。

主控制模块140a根据第一路市电输入电压规格控制第一输出模块180a将储能模块400提供的直流电转换为与第一路市电输入电压规格相同的一路交流电，次控制模块140b根据第二路市电输入电压规格控制第二输出模块180b将储能模块400提供的直流电转换为与第二路市电输入电压规格相同的另一路交流电，为负载300供电。

图3显示了上述实施例的市电输入模块电气接线图，由图中可知，两个输出模块的地线连接在一起作为离网逆变装置100的地线，两个输出模块的火线分别作为离网逆变装置100输出的两根火线。

在有的实施例中，也可以直接根据人机交互模块130的输入确定离网逆变装置输出的交流电的电压规格满足客户的具体使用要求。

上述实施例的离网逆变装置，可对市电输入进行侦测，并识别输入的电压规格，从而输出多种与输入电压规格相同的交流电，满足客户的具体使用要求，实现一机多用，解决不同电压规格的供电问题。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种离网逆变装置，用于串联于市电输入端与负载之间以及串联于储能模块与负载之间，其特征在于离网逆变装置包括，控制模块、采样模块和输出模块；

控制模块控制采样模块对市电输入端的市电输入采样，得到市电采样信息，该市电采样信息至少包括市电输入端中每根火线的电压相位；

控制模块根据得到的市电采样信息，得到市电输入电压规格，并控制输出模块将储能模块提供的直流电转换为与市电输入电压规格相同的交流电，为负载供电；

市电输入电压规格至少包括市电的线电压以及市电输入端中各相之间的相位差。

2.如权利要求1所述的离网逆变装置，其特征在于，所述输出模块包括升压单元和逆变单元，储能模块提供的直流电依次经升压单元升压、逆变单元逆变传输至负载。

3.如权利要求1所述的离网逆变装置，其特征在于，还包括存储模块和计算模块；

计算模块用于根据每根火线的电压相位计算得到市电输入端中各相之间的相位差；

所述存储模块预设有市电输入端中各相之间的相位差与市电的线电压之间的相位差-线电压对应表，存储模块用于存储计算模块得到的市电输入端中各相之间的相位差；

控制模块用于根据相位差-线电压对应表得到市电的线电压。

4.如权利要求1所述的离网逆变装置，其特征在于，所述控制模块、采样模块和输出模块的数目与市电输入端的相数相等且分别一一对应设置；

每个控制模块分别控制对应的采样模块对市电输入端中每组火线与零线之间的电压输入采样，得到市电采样信息；

每个控制模块分别控制对应的输出模块将储能模块提供的直流电转换为一路交流电输出，并使得每两路交流电输出之间的相位差与线电压与市电输入电压规格相同。

5.如权利要求4所述的离网逆变装置，其特征在于，所述控制模块包括一个主控制模块和至少一个次控制模块，该主控制模块与次控制模块信号连接；

该主控制模块包括计算单元和存储单元；

计算单元用于根据每根火线的电压相位计算得到市电输入端中各相之间的相位差；

所述存储单元预设有市电输入端中各相之间的相位差与市电的线电压之间的相位差-线电压对应表，存储单元用于存储计算单元得到的市电输入端中各相之间的相位差；

主控制模块用于根据相位差-线电压对应表得到市电的线电压。

6.如权利要求1所述的离网逆变装置，其特征在于，还包括人机交互模块，该人机交互模块用于将接收的外部指令发送至控制模块。

7.如权利要求6所述的离网逆变装置，其特征在于，还包括市电输入模块，该市电输入模块受人机交互模块接收的外部指令控制，并用于接收或断开市电输入端向离网逆变装置提供的市电输入。

8.如权利要求6所述的离网逆变装置，其特征在于，还包括交流输出模块，该交流输出模块受人机交互模块接收的外部指令控制，并用于开启或关闭离网逆变装置对负载的供电。

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