CN218335957U - 光伏逆变器集iso检测、pid修复、夜间供电的多功能电路 - Google Patents
光伏逆变器集iso检测、pid修复、夜间供电的多功能电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN218335957U CN218335957U CN202222393360.5U CN202222393360U CN218335957U CN 218335957 U CN218335957 U CN 218335957U CN 202222393360 U CN202222393360 U CN 202222393360U CN 218335957 U CN218335957 U CN 218335957U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unidirectional conducting
- switch
- port
- power supply
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 14
- 101710163092 D-lysergyl-peptide-synthetase subunit 1 Proteins 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种光伏逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，包括单向导通器件一、单向导通器件二、单向导通器件三、单向导通器件四；开关器件一、开关器件二、开关器件三、开关器件四、开关器件五、开关器件六；电阻器件R1、电阻器件R2。本实用新型提出一种集成光伏逆变器所需要ISO绝缘阻抗检测功能、PID修复功能、夜间母线供电于一体的多功能复合电路，采用本实用新型提供的电路后，基于本实用新型电路中不同的器件控制逻辑能够在逆变器运行的不同阶段实现相应的不同功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种集成光伏逆变器所需多种功能的多功能复合电路。
背景技术
随着光伏电站的大规模发展，人们逐渐认识到光伏组件PID效应对电站发电效率的影响。而以往电站适配PID修复功能时，需要添加独立PID修复功能箱，或者选配PID修复功能板。基于目前组串逆变器应用需求，原来作为用户可选择的PID修复功能越来越成为逆变器标配功能。原来使用选配PID修复功能箱或功能板的方式实现PID修复功能不仅成本高，还需要增加一定量的接线工作，维护相对复杂。为了提高光伏逆变器利用率，提出使用逆变器夜间进行SVG补偿。这时需要使用外部电源对逆变器直流母线供电，进而进行启动。因此需要夜间通过电源对母线进行充电。该功能也需要一定控制电路以及控制逻辑，增加系统复杂度。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：原来使用选配PID修复功能箱或功能板的方式实现PID修复功能不仅成本高，还需要增加一定量的接线工作，维护相对复杂；使用逆变器夜间进行SVG补偿，需要夜间通过电源对母线进行充电，该功能也需要一定控制电路以及控制逻辑，增加系统复杂度。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种光伏逆变器集 ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，所述多功能电路的电路拓扑包括单向导通器件一、单向导通器件二、单向导通器件三、单向导通器件四以及具有两对端口的开关器件六，将开关器件六的一对端口定义为端口一及端口二，将开关器件六的另一对端口定义为端口三及端口四；
单向导通器件一的电流流入端、单向导通器件三的电流流出端连接至光伏逆变器直流母线BUS+端口；单向导通器件二的电流流入端、单向导通器件四的电流流出端连接到光伏逆变器直流母线BUS-端口；
单向导通器件一的电流流出端、单向导通器件二的电流流出端连接至开关器件一的一端；开关器件一的另一端连接至开关器件六的端口二及开关器件四的一端；开关器件六的端口一连接到可控直流电源的负端；开关器件四的另一端连接至电阻器件R1的一端；
单向导通器件三的电流流入端、单向导通器件四的电流流入端连接至开关器件三的一端；开关器件三的另一端连接至开关器件六的端口四及开关器件二的一端；关器件六的端口三连接到可控直流电源的正端；开关器件二的另一端连接至电阻器件R2的一端；
电阻器件R1的另一端与电阻器件R2的另一端相互连接后连接到光伏逆变器接地端PE。
优选地，还包括用于检测光伏逆变器的直流母线电压V2、光伏逆变器直流母线BUS+端口对光伏逆变器接地端PE电压V1、光伏逆变器直流母线BUS-端口对光伏逆变器接地端PE电压V3以及可控制直流电源输出电压V4的检测电路。
优选地，所述单向导通器件一、单向导通器件二、单向导通器件三及所述单向导通器件四采用由光伏逆变器控制器控制的开关器件。
优选地，所述单向导通器件一、单向导通器件二、单向导通器件三、所述单向导通器件四、所述开关器件一、所述开关器件二、所述开关器件三、所述开关器件四、所述开关器件五、所述开关器件六、所述电阻器件R1、所述电阻器件R2为单一器件。
优选地，所述单向导通器件一、单向导通器件二、单向导通器件三、所述单向导通器件四、所述开关器件一、所述开关器件二、所述开关器件三、所述开关器件四、所述开关器件五、所述开关器件六、所述电阻器件R1、所述电阻器件 R2为由多个单一器件组成的器件组。
优选地，所述开关器件一、所述开关器件二、所述开关器件三、所述开关器件四、所述开关器件五、所述开关器件六采用继电器、MOSFET或IGBT。
优选地，所述开关器件一、所述开关器件二、所述开关器件三、所述开关器件四、所述开关器件五、所述开关器件六采用高压干簧继电器。
优选地，所述单向导通器件一、所述单向导通器件二、所述单向导通器件三、所述单向导通器件四采用二极管串联。
优选地，所述单向导通器件一、所述单向导通器件二、所述单向导通器件三、所述单向导通器件四采用高压二极管串联。
优选地，所述单向导通器件一、所述单向导通器件二、所述单向导通器件三、所述单向导通器件四采用继电器。
本实用新型提出一种集成光伏逆变器所需要ISO绝缘阻抗检测功能、PID修复功能、夜间母线供电于一体的多功能复合电路，采用本实用新型提供的电路后，基于本实用新型电路中不同的器件控制逻辑能够在逆变器运行的不同阶段实现相应的不同功能。
附图说明
图1示意了本实用新型的电路拓扑，图中，对于单向导通器件而言，电流只能从图中标注的1号端口流向2号端口；对于开关器件而言，图纸中标注的端口3、4可以互换；
图2示意了ISO绝缘阻抗检测时的电路拓扑；
图3为图2的简化图；
图4及图5为图1实现PID补偿功能的电路简图；
图6为图1实现夜间供电功能的电路简图；
图7示意了图1所示电路的替换方案；
图8示意了图1所示电路的一种可行的实施方式；
图9示意了图1所示电路的另一种可行的实施方式。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本实施例公开的一种光伏逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路的电路拓扑由：单向导通器件Da、Db、Dc、Dd；开关器件 K1、K2、K3、K4、K5、K6；电阻器件R1、R2；具有可调输出的直流电源LPS1 组成。上文描述的器件可以是单一器件，也可以是实现类似功能的器件组，例如：单向导通器件Da、Db、Dc、Dd可以是多个单向导通器件(如二极管)串联，也可以是逻辑可控单向导通开关(如继电器、MOSFET、IGBT、SCR等)；开关器件K1、K2、K3、K4、K5、K6可以是多个开关器件(如继电器、MOSFET、 IGBT等)串联；电阻器件R1、R2也可以是多个电阻串联。
单向导通器件Da的1号端口、单向导通器件Dc的2号端口连接到光伏逆变器直流母线BUS+端口；单向导通器件Db的1号端口、单向导通器件Dd的2 号端口连接到光伏逆变器直流母线BUS-端口。电阻R1的2号端口、电阻R2的 2号端口相互连接后连接到光伏逆变器接地端PE。单向导通器件Da的2号端口与单向导通器件Db的2号端口互联后连接到开关器件K1的4号端口。单向导通器件Dc的1号端口与单向导通器件Dd的1号端口互联后连接到开关器件K3 的4号端口。开关器件K1的3号端口通过开关器件K4、电阻器件R1连接到光伏逆变器接地端PE。开关器件K3的3号端口通过开关器件K2、电阻器件R2 连接到光伏逆变器接地端PE。开关器件K1的3号端口通过开关器件K6的3/4 端连接到可控直流电源LPS1的负端-。开关器件K3的3号端口通过开关器件 K6的6端连接到可控直流电源LPS1的正端+。另需要专门的检测电路检测逆变器的直流母线电压V2；直流母线BUS+对PE电压V1；直流母线BUS-对地电压V3；可控制直流电源LPS1输出电压V4。逆变器控制器通过分析当前运行阶段以及逆变器用户设置情况，设置不同的开关器件K1、K2、K3、K4、K5、K6开通关断逻辑，实现逆变器ISO绝缘阻抗检测、PID修复、夜间供电等功能。
在上述电路拓扑中，单向导通器件Da、Db、Dc、Dd使用高压二极管或者二极管串联，开关器件K1、K2、K3、K4、K5、K6使用高压干簧继电器，则有图8所述的电路拓扑。
在上述电路拓扑中，单向导通器件Da、Db、Dc、Dd使用继电器Ka、Kb、 Kc、Kd，基于软件逻辑控制实现单向导通特性，开关器件K1、K2、K3、K4、 K5、K6仍使用高压干簧继电器，则有图9所述的电路拓扑。
图1所示电路实现逆变器ISO绝缘阻抗检测、PID修复、夜间供电等功能的具体方法如下：
一)ISO检测功能实现方法
当逆变器上电后在运行之前需要实现ISO绝缘阻抗检测，这时开关器件K6 所有触点保持断开状态。如图2所示，图2中所示的A点电压大于BUS-，图2 中所示的B点电压小于BUS+，单向导通器件Db、Dc工作在截止状态。因此电路工作在ISO绝缘阻抗检测状态时简化电路如图3所示。
ISO绝缘检测功能实现如下：
第一步：逆变器控制器控制开关器件K1、K4导通，开关器件K2、K3断开。这时母线检测电压V2，记为Vbus；BUS-对PE绝缘电压为V1，记为Vb，各路PV 输入电压记为Vpv1,Vpv2,……,Vpvn，PV为光伏电池。根据基尔霍夫定律可以得出如下关系式：
式中，Rx1、Rx2、……、Rxn分别表示n路光伏电池正极输出端PV1+、 PV2+、……、PVn+对光伏逆变器接地端PE之间的绝缘阻抗，Rz表示光伏电池负极输出端PV-或者光伏逆变器直流母线BUS-端口对光伏逆变器接地端PE之间的绝缘阻抗。
第二步：逆变器控制器控制开关器件K1、K4导通，开关器件K2、K3也导通。这时应该母线检测电压V2保持不变，仍记为Vbus；BUS-对PE绝缘电压V1，记为Vc，各路输入各路PV输入电压记为Vpv1,Vpv2,……,Vpvn。根据基尔霍夫定律可以得出如下关系式：
第三步：断开所有开关器件，逆变器控制器根据检测到的Vb、Vc电压计算绝缘阻抗，计算方法如下：
设计电路时使R1＝R2，根据式(1)及式(2)得到下式(3)：
从式(3)中可以推导有绝缘阻抗Gx表达式如下式(4)所示。
二)PID补偿功能实现方法
当逆变器需要实现PID修复功能时，补偿前首先应保持所有开关器件K1、K2、K3、K4、K5、K6断开。逆变器控制器可以根据用户设置的逆变器设置参数：补偿电压方向、补偿偏置电压大小Vref；逆变器控制器控制开关器件通断以及可控直流电源LPS1输出电压V4大小。
当设置补偿电压方向为PV-正偏置时(PV-为光伏电池负极)，此时需要让 BUS-与PE之间增加正电压。因此逆变器控制器需要先控制开关器件K3、K4 导通，开关器件K1、K2断开，然后控制开关器件K6导通，再控制直流电源 LPS1输出设置的补偿偏置电压Vref。此时单向导通器件Dc工作在截止状态，开关器件K1、K2工作在断开状态，简化电路如图4所示，虚线箭头代表电路工作电流回路，即电路在BUS-与PE之间添加正电压V4，以达到PID修复作用。
当设置补偿电压方向为PV+负偏置时(PV+为光伏电池正极)，此时需要让 BUS+与PE之间增加负电压。因此逆变器控制器需要先控制开关器件K1、K2 导通，开关器件K3、K4断开，然后控制开关器件K6导通，再控制直流电源 LPS1输出设置的补偿偏置电压Vref。此时单向导通器件Db工作在截止状态，开关K3、K4工作在断开状态，简化电路如图5所示，虚线箭头代表电路工作电流回路，即电路在BUS+与PE之间添加负电压V4，以达到PID修复作用。
三)夜间供电功能实现方法
当光伏逆变器处于夜间时，此时光伏电池板无法为逆变器直流供电，逆变器控制器无法在夜间工作，这时需要首先闭合开关器件K6、K1、K3，断开开关器件K4、K2。然后使用外部电源LPS1输出需要的直流电压V4，使逆变器直流母线充电，进而使逆变器控制器工作在SVG无功补偿状态。逆变器工作后，断开所有开关器件，本实用新型提供的电路处于待机状态。本实用新型提供的电路处于此状态工作时，单向导通器件Db、Dc处于开通状态，Da、Dd处于截止状态，开关器件K4、K2处于断开状态，简化电路如图6所示，虚线箭头代表电路工作电流回路，即电路在BUS+与BUS-之间添加负电压V4，以达到夜间供电作用。
图1所示方案中，单向导通器件可采用逆变器控制器控制的开关器件实现其单向导通特性。即如图7、图9中，单向导通开关可以更换为开关器件，并在如上述逻辑中相应地控制其保持开通关断特性，就可实现不同功能的切换。如图7 所示，单向导通器件Da、Db、Dc、Dd由开关器件Ka、Kb、Kc、Kd代替。
Claims (10)
1.一种光伏逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，所述多功能电路的电路拓扑包括单向导通器件一、单向导通器件二、单向导通器件三、单向导通器件四以及具有两对端口的开关器件六，将开关器件六的一对端口定义为端口一及端口二，将开关器件六的另一对端口定义为端口三及端口四；
单向导通器件一的电流流入端、单向导通器件三的电流流出端连接至光伏逆变器直流母线BUS+端口；单向导通器件二的电流流入端、单向导通器件四的电流流出端连接到光伏逆变器直流母线BUS-端口；
单向导通器件一的电流流出端、单向导通器件二的电流流出端连接至开关器件一的一端；开关器件一的另一端连接至开关器件六的端口二及开关器件四的一端；开关器件六的端口一连接到可控直流电源的负端；开关器件四的另一端连接至电阻器件R1的一端；
单向导通器件三的电流流入端、单向导通器件四的电流流入端连接至开关器件三的一端；开关器件三的另一端连接至开关器件六的端口四及开关器件二的一端；关器件六的端口三连接到可控直流电源的正端；开关器件二的另一端连接至电阻器件R2的一端；
电阻器件R1的另一端与电阻器件R2的另一端相互连接后连接到光伏逆变器接地端PE。
2.如权利要求1所述的一种光伏逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，还包括用于检测光伏逆变器的直流母线电压V2、光伏逆变器直流母线BUS+端口对光伏逆变器接地端PE电压V1、光伏逆变器直流母线BUS-端口对光伏逆变器接地端PE电压V3以及可控制直流电源输出电压V4的检测电路。
3.如权利要求1所述的一种光伏逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，所述单向导通器件一、单向导通器件二、单向导通器件三及所述单向导通器件四采用由光伏逆变器控制器控制的开关器件。
4.如权利要求1所述的一种光伏逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，所述单向导通器件一、单向导通器件二、单向导通器件三、所述单向导通器件四、所述开关器件一、所述开关器件二、所述开关器件三、所述开关器件四、所述开关器件五、所述开关器件六、所述电阻器件R1、所述电阻器件R2为单一器件。
5.如权利要求1所述的一种光伏逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，所述单向导通器件一、单向导通器件二、单向导通器件三、所述单向导通器件四、所述开关器件一、所述开关器件二、所述开关器件三、所述开关器件四、所述开关器件五、所述开关器件六、所述电阻器件R1、所述电阻器件R2为由多个单一器件组成的器件组。
6.如权利要求1所述的一种逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，所述开关器件一、所述开关器件二、所述开关器件三、所述开关器件四、所述开关器件五、所述开关器件六采用继电器、MOSFET或IGBT。
7.如权利要求1所述的一种逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，所述开关器件一、所述开关器件二、所述开关器件三、所述开关器件四、所述开关器件五、所述开关器件六采用高压干簧继电器。
8.如权利要求1所述的一种逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，所述单向导通器件一、所述单向导通器件二、所述单向导通器件三、所述单向导通器件四采用二极管串联。
9.如权利要求1所述的一种逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，所述单向导通器件一、所述单向导通器件二、所述单向导通器件三、所述单向导通器件四采用高压二极管串联。
10.如权利要求1所述的一种逆变器集ISO检测、PID修复、夜间供电的多功能电路，其特征在于，所述单向导通器件一、所述单向导通器件二、所述单向导通器件三、所述单向导通器件四采用继电器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222393360.5U CN218335957U (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 光伏逆变器集iso检测、pid修复、夜间供电的多功能电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222393360.5U CN218335957U (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 光伏逆变器集iso检测、pid修复、夜间供电的多功能电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218335957U true CN218335957U (zh) | 2023-01-17 |
Family
ID=84834753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202222393360.5U Active CN218335957U (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 光伏逆变器集iso检测、pid修复、夜间供电的多功能电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218335957U (zh) |
-
2022
- 2022-09-07 CN CN202222393360.5U patent/CN218335957U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102545257B (zh) | 太阳能光伏发电单相并网逆变器的控制方法 | |
| CN102013692B (zh) | 一种太阳能发电系统及其汇流箱的控制方法 | |
| CN104348377B (zh) | 用于功率转换器的系统和方法 | |
| CN107565811A (zh) | 基于开关电容网络的高增益双输入直流变换器及调制方法 | |
| CN106410934A (zh) | 混合式太阳能发电系统 | |
| CN108879672B (zh) | 一种微电网三相晶闸管快速开关及控制方法 | |
| CN106936148A (zh) | 一种光伏‑储能变流系统及其控制方法 | |
| CN110166002B (zh) | 一种绝缘电阻检测电路、方法和应用其的光伏系统 | |
| CN106655768A (zh) | 一种恒流输入电源控制电路 | |
| CN201230281Y (zh) | 太阳能电池板模拟器 | |
| CN208128137U (zh) | 接口控制电路和供电系统 | |
| CN110112943A (zh) | 一种双端多电平逆变电路及逆变系统 | |
| CN207426787U (zh) | 一种电源及其充电电路 | |
| CN218335957U (zh) | 光伏逆变器集iso检测、pid修复、夜间供电的多功能电路 | |
| CN107026475B (zh) | 一种太阳能分布式发电系统入网控制方法 | |
| CN107154730B (zh) | 一种新能源发电用双向变换电路及控制方法 | |
| CN206533189U (zh) | 一种变换电路及一种不间断电源 | |
| CN115542188A (zh) | 逆变器集iso检测、pid修复、夜间供电的多功能电路及方法 | |
| CN106183856B (zh) | 一种电动汽车的辅助供电装置及其控制方法 | |
| CN107147319A (zh) | 非隔离光伏并网逆变器、光伏并网发电系统及控制方法 | |
| CN114884197A (zh) | 一种户外光伏均衡供电系统 | |
| CN103825453B (zh) | 一种变结构多输入高增益直流变换器 | |
| CN205753400U (zh) | 一种家用直流微电网稳压电路 | |
| CN110212628B (zh) | 一种太阳能光伏发电逆变控制切换系统的切换方法 | |
| CN107689742A (zh) | 一种光伏并网逆变器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240318 Address after: 201600 block B, building 4, 3255 Sixian Road, Songjiang District, Shanghai Patentee after: SHANGHAI CHINT POWER SYSTEMS Co.,Ltd. Country or region after: China Patentee after: Shenzhen Zhengtai Power System Co.,Ltd. Address before: 201600 block B, building 4, 3255 Sixian Road, Songjiang District, Shanghai Patentee before: SHANGHAI CHINT POWER SYSTEMS Co.,Ltd. Country or region before: China Patentee before: Zhejiang Zhengtai Power System Co.,Ltd. Patentee before: Shenzhen Zhengtai Power System Co.,Ltd. |