CN212343341U - 逆变器、模块化太阳能离并网系统、不间断电源 - Google Patents

Abstract

逆变器、模块化太阳能离并网系统、不间断电源，涉及逆变器技术领域，所述逆变器可应用于模块化太阳能离并网系统、不间断电源。所述逆变器包括功率模块，功率模块分别与市电、负载连接，还包括节能开关，节能开关设在功率模块与市电之间，功率模块经由节能开关与市电连接，节能开关可切断功率模块与市电之间的连接回路，以避免功率模块在市电上产生无功功率。增加了节能开关，预设好条件，达到预设条件即断开，通过节能开关切断功率模块与市电之间的连接回路，从根源上断绝了功率模块在市电上产生无功功率的可能，从而降低甚至避免功率模块在市电上产生无功功率。

Description

逆变器、模块化太阳能离并网系统、不间断电源

技术领域

本实用新型涉及逆变器技术领域。

背景技术

太阳能离并网系统、不间断电源(UPS)是很多场所常用的应急、备用电源系统，它们都有逆变器作为核心部件。以太阳能离并网系统为例，如图1所示，现有的太阳能离并网系统包括逆变器、太阳能模块5、蓄电池4，逆变器包括旁路模块2和功率模块1，旁路模块2是主要实现旁路切换功能的单元模块，作用是控制旁路输出可控开关的连通或切断，当功率模块停机或待机时，旁路输出模块的可控开关连通，使市电直接给负载3供电。功率模块1是主要实现功率变换功能的单元模块，作用是将市电、太阳能模块5和蓄电池4的能量按照客户的需求进行转换、能量调度和输出控制。图1中去掉太阳能模块5，基本就是不间断电源的模块结构。太阳能充足时，太阳能模块5发电量充足，通过逆变器给蓄电池4充电或给电网馈电。市电正常时，市电通过旁路模块2给负载3供电，市电异常时，蓄电池4通过逆变器给负载供电。

图1所示为现有的太阳能离并网系统，包括逆变器、太阳能模块5、蓄电池4，逆变器的旁路模块2和功率模块1并联，然后连接市电和负载3，达到预设条件时，不需要功率模块1工作，便会让功率模块待机，例如晚上市电正常时，太阳能不发电，此时为了节省能耗，通常会让功率模块1待机。功率模块1在待机状态，仍然接通市电，电路板和风扇均通电，风扇继续工作，会产生功耗。此外，功率模块1有滤波电路等具有电抗的电路，即使待机状态也会产生无功功率，此时太阳能不发电，不能给逆变器提供电能，这部分无功功率将会从电网取得，无功功率同样会产生电费，在某些国家/地区，针对无功功率的电费更贵。尤其是模块化结构的逆变器，如图1所示，功率模块1由多个功率子模块11并联而成，功率子模块11数量增多时，无功功率会成倍的增加。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种逆变器及应用该逆变器的模块化太阳能离并网系统、不间断电源，其能够降低甚至避免在市电上产生无功功率。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案。

逆变器，包括功率模块，功率模块分别与市电、负载连接，还包括节能开关，节能开关设在功率模块与市电之间，功率模块经由节能开关与市电连接，节能开关可切断功率模块与市电之间的连接回路，以避免功率模块在市电上产生无功功率。此为技术方案1。

本实用新型提供的逆变器，增加了节能开关，预设好条件，达到预设条件即断开，通过节能开关切断功率模块与市电之间的连接回路，从根源上断绝了功率模块在市电上产生无功功率的可能，从而降低甚至避免功率模块在市电上产生无功功率。

在技术方案1的基础上，节能开关切断功率模块与市电之间的连接回路后，控制功率模块停机。功率模块待机时，从电池上取电，风扇仍然运行，会产生功耗，且对电池寿命有损害，电路板通电也可能会有无功功率，让功率模块停机，从根源上消除无谓的功耗，即可保护电池，也更加节能。此为技术方案2。

在技术方案1的基础上，当前时刻在预设时间内，节能开关断开以切断功率模块与市电之间的连接回路。在某一预设时间段内，逆变器切断功率模块与市电之间的连接，尽可能避免在市电上产生无功功率。此为技术方案3。

在技术方案3的基础上，所述逆变器为太阳能离并网逆变器，预设时间为当日19:00至次日7:00。此技术方案应用于太阳能逆变系统的逆变器，一般当日19:00至次日7:00没有阳光，太阳能逆变系统不发电，逆变器的损耗无法从太阳能获得，为避免逆变器从市电耗能，在此时切断节能开关，使功率模块与市电断开，防止功率模块在市电上产生无功功率。此为技术方案4。

在技术方案1的基础上，功率模块待机时，节能开关断开以切断功率模块与市电之间的连接回路。此为技术方案5。

在技术方案1的基础上，所述逆变器还包括旁路模块，旁路模块分别与市电、负载连接，节能开关由旁路模块控制闭合或断开。旁路模块连接市电，通过旁路模块控制开关，不需要人工或其他繁琐的控制，操作比较便捷，不需要再设置控制模块，简化结构。此为技术方案6。

在技术方案1的基础上，节能开关为接触器或继电器。接触器或继电器是电力和自动控制系统中应用最普遍的两种控制开关，结构简单，可频繁地通、断电路，以小电流控制大电流。接触器或继电器靠电磁场吸力通、断工作，相对于人手动分、合闸电路，接触器或继电器更高效率，更灵活运用，可以同时分、合多处负载线路。此为技术方案7。

在技术方案2的基础上，还包括启动模块，启动模块连接功率模块，以在功率模块停机状态下出现市电异常时启动功率模块。节能开关断开后，此时功率模块也停机，功率模块内部的启动模块无法感知市电的情况，因此增加启动模块，当市电异常时，启动模块可第一时间启动逆变器的功率模块，使功率模块从电池中获得电能，确保向负载正常供电。此为技术方案8。

在技术方案8的基础上，所述逆变器包括旁路模块，旁路模块分别与市电、负载连接，旁路模块连接启动模块以控制启动模块启动功率模块。旁路模块一直连接市电，可随时感知市电的情况，由旁路模块控制启动模块，可第一时间获知市电异常并控制启动模块启动功率模块，保障向负载供电的稳定性和连续性。此为技术方案9。

在技术方案8的基础上，启动模块包括可控开关，可控开关可受控导通功率模块的启动开关，以启动功率模块。可控开关可高效、灵活、精准地导通启动开关。此为技术方案10。

在技术方案1-10任一项所述的逆变器基础上，功率模块是模块化的，其包括至少一个功率子模块，各个功率子模块并联连接。模块化的多个功率模块并联，可灵活选择功率需求，且以后还可再增减，以便随时根据需求调整。此为技术方案11。

在技术方案11的基础上，所述逆变器为模块化太阳能离并网逆变器。此为技术方案12。

模块化太阳能离并网系统，包括离并网逆变器、太阳能模块、蓄电池，离并网逆变器分别与市电、蓄电池、太阳能模块、负载连接，其离并网逆变器为技术方案12所述的逆变器。此为技术方案13。

不间断电源，包括逆变器，其逆变器为技术方案1-11任一项所述的逆变器。此为技术方案14。

附图说明

图1为现有太阳能离并网系统的模块结构图；

图2为本实用新型的太阳能离并网系统的模块结构图。

附图标记包括：

节能开关K，功率模块1，功率子模块11，旁路模块2，负载3，蓄电池4，太阳能模块5，太阳能板51，启动模块6。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作详细说明。

本实施例的逆变器，可应用于太阳能离并网系统、不间断电源中。下面以应用在模块化太阳能离并网系统为例进行说明。如图2所示，模块化太阳能离并网系统，包括太阳能模块5、蓄电池4、逆变器，逆变器分别与市电(图中Grid为市电)、蓄电池4、太阳能模块5、负载3连接。逆变器包括功率模块1、旁路模块2和节能开关K。节能开关K可以是接触器或继电器，或者其他可实现可控的开关功能的器件。功率模块1为模块化涉及的，其由若干个功率子模块11并联而成，相应地，太阳能模块5也是模块化设计的，包括若干个太阳能板51，太阳能板51与功率子模块11一一对应连接。功率模块1与旁路模块2并联后分别与市电、负载3连接，节能开关K设在功率模块1和市电之间，功率模块1经由节能开关K与市电连接，节能开关K可断开，从而切断功率模块1与市电之间的连接回路。功率模块1与市电之间的连接回路断开，即从根源上断绝了功率模块1在市电上产生无功功率的可能，从而降低甚至避免功率模块在市电上产生无功功率。本实施例中，优选地，节能开关K由旁路模块2控制，由于旁路模块2连接市电，电源充足，由旁路模块2来控制节能开关K的通断，不必再设置控制模块，简化结构。

功率模块1与市电的连接回路被切断后，功率模块1待机的话，就需要从蓄电池4取电。为进一步降低能耗且保护电池，当节能开关K断开时，功率模块1与市电之间的连接回路被切断后，控制功率模块1停机。功率模板1停机，既不会消耗市电也不会从蓄电池4取电，从根源上消除无谓的功耗，即可保护电池也更加节能。

节能开关K断开后，功率模块1与市电之间的连接回路被切断，功率模块1无法检测到市电的情况，如果此时市电异常，功率模块1就需要启动工作，以从蓄电池4取电给负载3供电。因此，本实施例中，逆变器还包括启动模块6，启动模块6连接功率模块1，在功率模块1停机状态下，如果市电异常，启动模块6则启动功率模块1。优选地，启动模块6连接旁路模块2，由旁路模块2来控制启动模块6，旁路模块2连接市电，可实时监测到市电是否异常，在市电异常时，可第一时间控制启动模块6来启动功率模块1，以保证能够持续、稳定地向负载3供电。具体地，启动模块6包括可控开关，该可控开关受控导通后，则导通功率模块1(或各功率子模块11)的启动开关，从而启动功率模块1。

可设置预设条件，对节能开关K进行自动控制，达到预设条件时，节能开关K断开，从而切断功率模块1与市电之间的连接回路。对于太阳能离并网系统而言，可设置一个时间段，在该时间段内，就断开节能开关。例如，在当日19:00至次日7:00时间段内，也就是晚上，没有阳光，太阳能不足，太阳能模块5无法向功率模块1供电，此时将节能开关K断开，使得功率模块无法从市电取电，从而避免此时在市电上产生无功功率。

在其他实施例中，如果有其他考虑，需要让功率模块1待机而不能停机，则将预设条件设置为，功率模块1待机时，节能开关K断开。

上述逆变器也可应用在不间断电源中。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以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地说明，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 (14)

1.逆变器，包括功率模块，功率模块分别与市电、负载连接，其特征在于，还包括节能开关，节能开关设在功率模块与市电之间，功率模块经由节能开关与市电连接，节能开关可切断功率模块与市电之间的连接回路，以避免功率模块在市电上产生无功功率。

2.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，节能开关切断功率模块与市电之间的连接回路后，控制功率模块停机。

3.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，当前时刻在预设时间内，节能开关断开以切断功率模块与市电之间的连接回路。

4.如权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器为太阳能离并网逆变器，预设时间为当日19:00至次日7:00。

5.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，功率模块待机时，节能开关断开以切断功率模块与市电之间的连接回路。

6.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括旁路模块，旁路模块分别与市电、负载连接，节能开关由旁路模块控制闭合或断开。

7.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，节能开关为接触器或继电器。

8.如权利要求2所述的逆变器，其特征在于，还包括启动模块，启动模块连接功率模块，以在功率模块停机状态下出现市电异常时启动功率模块。

9.如权利要求8所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器包括旁路模块，旁路模块分别与市电、负载连接，旁路模块连接启动模块以控制启动模块启动功率模块。

10.如权利要求8所述的逆变器，其特征在于，启动模块包括可控开关，可控开关可受控导通功率模块的启动开关，以启动功率模块。

11.如权利要求1-10任一项所述的逆变器，其特征在于，功率模块是模块化的，其包括至少一个功率子模块，各个功率子模块并联连接。

12.如权利要求11所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器为模块化太阳能离并网逆变器。

13.模块化太阳能离并网系统，包括离并网逆变器、太阳能模块、蓄电池，离并网逆变器分别与市电、蓄电池、太阳能模块、负载连接，其特征在于，离并网逆变器为权利要求12所述的逆变器。

14.不间断电源，包括逆变器，其特征在于，逆变器为权利要求1-11任一项所述的逆变器。

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