CN219918724U - 一种用于储能变流器控制系统的供电装置 - Google Patents

Abstract

一种用于储能变流器的供电装置，包括：直流‑直流变换模块，输入端根据交流取电模块的输入电压的大小，选择从直流取电模块或交流取电模块取电，输出端联接储能变流器的控制系统，用于将输入直流电变换为设定电压的输出直流电；直流取电模块包括降压变换单元，用于将输入直流电变换为恒定电压的输出直流电，输入端联接输入直流电，输出端联接直流‑直流变换模块的输入端；交流取电模块用于将输入交流电变换为直流电，输入端联接输入交流电，输出端联接直流‑直流变换模块的输入端；直流取电模块和交流取电模块输出端与直流‑直流变换模块输入端的正极联接电路中均串联有二极管。该装置可优先从交流端取电，且无须增设UPS，成本低，可靠性高。

Description

一种用于储能变流器控制系统的供电装置

技术领域

本实用新型涉及储能变流器辅助电源领域，具体涉及一种用于储能变流器控制系统的供电装置。

背景技术

储能变流器是一种实现电能双向转换的装置，既可以把蓄电池的直流电逆变成交流电，输送给电网或者交流负荷使用；也可以把电网的交流电整流为直流电，给蓄电池充电。广泛运用于并网储能和微网储能等交流耦合储能系统中。

当有电网时，储能逆变器工作在给蓄电池充电状态。当电网掉电时，储能逆变器工作在逆变状态，输出交流电供负荷使用。在储能变流器的整个工作过程中，需要给储能变流器的控制系统提供一个稳定的低压DC24V控制电。储能变流器内部在直流输入端和交流输出端均配有隔离开关，以便在必要的时候将设备和蓄电池或电网隔开。大型储能变流器的单机容量达到兆瓦以上，蓄电池端电压一般在DC800V-DC1500V之间，交流电压在3AC550V-3AC690V之间。目前市面上适用于大型储能变流器的隔离开关所需控制电通常为DC220V直流电。综上所述，在有蓄电池供电或者市电供电时，大型储能变流器都需要一个稳定的DC24V和DC220V控制电。

目前，考虑到储能变流器直流端与蓄电池相连，一些储能变流器通过开关电源电路将蓄电池直流电变换为系统所需控制电。还有一些储能变流器采用UPS为其提供一个DC24V控制电，再用一个单端反激电路将DC24V升到DC220V，给隔离开关供电。

现有技术直接从蓄电池取电或设置UPS单独供电的方案均存在缺陷：通过开关电源电路将蓄电池直流电变换为系统所需控制电的方案，在电网有电的情况下增加了蓄电池的损耗或者降低了蓄电池的充电效率。另外在蓄电池馈电严重需要充电时，可能存在储能变流器无法正常工作，功能失效的风险。利用UPS供电方案需要另外增加UPS、电池以及开关电源电路，体积大，寿命短，成本高，且存在起火等风险。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述缺陷，本实用新型公开了一种用于储能变流器控制系统的供电装置，该装置可从变流器的直流端和交流端同时取电，直流端和交流端只要有一端有电，辅助电源均能正常工作，为变流器提供DC24V和DC220V两路控制电。该装置实现了变流器任意一端有电，变流器都能正常工作，并且当电网有电时不再消耗蓄电池的电能。

具体而言，本实用新型公开了一种用于储能变流器控制系统的供电装置，包括：

(1)直流-直流变换模块，设置输入端和输出端，其中，

所述的“输入端”根据交流取电模块的输入电压的大小，选择从直流取电模块或交流取电模块取电，以切换所述供电装置的供电来源，

所述的“输出端”联接储能变流器的控制系统，用于将输入直流电变换为设定电压的输出直流电，为储能变流器的控制系统供电；

(2)直流取电模块，包括降压变换单元，用于将输入直流电变换为恒定电压的输出直流电，其中，

所述直流取电模块的输入端联接输入直流电，

所述直流取电模块的输出端联接直流-直流变换模块的输入端；

(3)交流取电模块，包括隔离变压单元和不控整流单元，用于将输入交流电变换为直流电，

所述交流取电模块的输入端联接输入交流电，

所述交流取电模块的输出端联接直流-直流变换模块的输入端；

所述直流取电模块输出端、交流取电模块输出端均联接二极管，所述的两个二极管并联后接入直流-直流变换模块输入端的正极，所述的“直流-直流变换模块输入端”根据直流取电模块输出端、交流取电模块输出端的电势差，分别从直流取电模块或交流取电模块取电，实现切换供电来源的功能。

具体地，所述二极管的连接方式为：

所述的“直流取电模块输出端”正极与“直流-直流变换模块输入端”正极的联接电路上设置第一二极管，其中，所述“第一二极管”的阳极和阴极分别联接“直流取电模块输出端”正极和“直流-直流变换模块输入端”正极，

所述的“交流取电模块输出端”正极与“直流-直流变换模块输入端”正极的联接电路上设置第二二极管，其中，所述“第二二极管”的阳极和阴极分别联接“交流取电模块输出端”正极和“直流-直流变换模块输入端”正极，

所述“第一二极管”和“第二二极管”的阴极并联后，与“直流-直流变换模块输入端”正极联接。

优选地，所述直流取电模块的“降压变换单元”的输出电压恒定为DC300V；

所述交流取电模块的“隔离变压单元”变比为440:280；

当交流取电模块的输入电压大于AC345V时，交流取电模块的输出电压大于DC311V，同时大于直流取电模块的输出电压，此时直流-直流变换模块由交流取电模块(亦即电网)供电；当交流取电模块的输出电压小于直流取电模块的输出电压时(例如电网处于无电状态时)，此时直流-直流变换模块由直流取电模块(亦即蓄电池)供电。

优选地，所述的“直流-直流变换模块”设置多个输出端，分别输出不同电压设定值的直流电。

该装置相对于现有技术的有益效果在于：该装置兼容从变流器的直流端和交流端取电，并通过二极管的设置优先从交流端取电以避免消耗蓄电池的能量，且无须增设UPS，成本低，体积小，可靠性更高。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例所公开的一种用于储能变流器控制系统的供电装置的电路图，其中，BUCK电路即降压变换单元，DC-DC变换电路即直流-直流变换模块；

图2为本实用新型具体实施例的直流-直流变换模块(即“DC-DC变换电路”)的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例阐述本实用新型的工作原理。

本实用新型具体实施例所公开的一种用于储能变流器控制系统的供电装置的主电路可按图1进行连接。

直流输入电正极DC+接到降压变换单元(下称“BUCK电路”)的I+，直流输入电负极DC-接到BCUK电路的I-；BUCK电路的输出O+接到二极管D1的阳极，二极管D1的阴极接到直流-直流变换模块(下称“DC-DC变换电路”)的I+；BUCK电路的输出O-接到DC-DC变换电路的I-。

交流输入的火线(下称“ACL”)接隔离变压器的A，交流输入的零线(下称“ACN”)接隔离变压器(单元)的B；隔离变压器的X与不控整流电路(单元)的A相连，隔离变压器的Y与不控整流电路的B相连；不控整流电路的输出端O+接二极管D2的阳极；不控整流电路的输出O-接DC-DC变换电路的I-，同时和BUCK电路的O-连接在一起。二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接在一起，同时和DC-DC变换电路的I+连接。

DC-DC变换电路的O1+作为DC24V+的输出，O1-作为DC24V-的输出，O2+作为DC220V+的输出，O2-作为DC220V-的输出。

当输入直流电在DC600V-DC1500V的范围内时，BUCK电路正常工作，输出电压恒定为DC300V。

本实用新型图中隔离变压器变比为440:280。

当电网线电压大于AC345V时，不控整流电路输出大于DC311V，DC-DC变换电路由不控整流电路的输出供电，控制电系统由电网供电。

当电网无电时，DC-DC变换电路的输入来自于BUCK电路的输出，控制电系统由蓄电池供电。

本实用新型DC-DC变换电路的主电路原理图如图2所示，通过合理地设计高频变压器T401，一个DC-DC变换电路可以同时输出DC24V和DC220V控制电。

综上所述，与目前通用的辅助电从蓄电池取电相比较，本实用新型通过一个BUCK电路，一个单相隔离变压器，一个不控整流电路和一个DC-DC变换电路实现了一种大功率储能变流器的辅助电源设计。该辅助电源可以从变流器的直流端和交流端同时取电。特别的，当两种电源同时存在时，只从电网取电，不过多地消耗蓄电池的能量。当蓄电池严重馈电时，只要电网有电，就可以启动辅助控制电，照常可以给蓄电池充电。与增加UPS供电方案相比，本实用新型不需要增加多余的蓄电池，成本低，体积小，可靠性更高。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非限定本实用新型的保护范围。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种用于储能变流器控制系统的供电装置，包括：

(1)直流-直流变换模块，包括输入端和输出端，其中，

所述直流-直流变换模块的输入端根据交流取电模块的输入电压的大小，选择从直流取电模块或交流取电模块取电，

所述直流-直流变换模块的输出端联接储能变流器的控制系统，用于将输入直流电变换为设定电压的输出直流电；

(2)直流取电模块，包括降压变换单元，用于将输入直流电变换为恒定电压的输出直流电，其中，直流取电模块包括输入端和输出端：

所述直流取电模块的输入端联接输入直流电，

所述直流取电模块的输出端联接直流-直流变换模块的输入端；

(3)交流取电模块，包括隔离变压单元和不控整流单元，用于将输入交流电变换为直流电，交流取电模块包括输入端和输出端：

所述交流取电模块的输入端联接输入交流电，

所述交流取电模块的输出端联接直流-直流变换模块的输入端；

其特征在于，所述直流取电模块输出端、交流取电模块输出端均联接二极管，所述的两个二极管并联后接入直流-直流变换模块输入端的正极。

2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述二极管的连接方式为：

所述的直流取电模块输出端正极与直流-直流变换模块输入端正极的联接电路上设置第一二极管，其中，所述第一二极管的阳极和阴极分别联接直流取电模块输出端正极和直流-直流变换模块输入端正极，

所述的交流取电模块输出端正极与直流-直流变换模块输入端正极的联接电路上设置第二二极管，其中，所述第二二极管的阳极和阴极分别联接交流取电模块输出端正极和直流-直流变换模块输入端正极，

所述第一二极管和第二二极管的阴极并联后，与直流-直流变换模块输入端正极联接。

3.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，

所述直流取电模块的降压变换单元的输出电压恒定为DC300V；

所述交流取电模块的隔离变压单元变比为440:280。

4.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述的直流-直流变换模块设置多个输出端，分别输出不同电压设定值的直流电。