CN220139248U - 一种逆变器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种逆变器系统，涉及逆变器技术领域，逆变器系统包括逆变器、逆变器开关电路及交流辅源，逆变器开关电路用于连接在逆变器、电网以及负载之间，包括并网开关组和离网开关组，并网开关组的第一连接端用于连接逆变器，并网开关组的第二连接端用于连接离网开关组的第一连接端和负载，离网开关组的第一连接端还用于连接负载，离网开关组的第二连接端用于连接电网。当逆变器出现故障无法为负载供电，或者逆变器处于关闭状态时，并网开关组断开，仅闭合离网开关组，负载继续由电网带载不掉电，以此保证负载运行的持续性，提高负载的安全性。

Description

一种逆变器系统

技术领域

本实用新型涉及逆变器技术领域，具体而言，涉及一种逆变器系统。

背景技术

逆变器是光伏发电系统中的能量转换装置，用于将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为交流电后送入电网或者为负载供电。

现有技术中，参考图1，负载通常通过backup端口处的开关连接至逆变器，但是，在逆变器遇到故障停机时，不仅会导致连接在backup端口的负载全部突然断电，也会瞬间拉高backup端口电压，影响连接在backup端口用电负载的使用安全性。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是如何保证连接在backup端口用电负载的使用安全性。

为解决上述问题，本实用新型提供一种逆变器系统，包括逆变器、逆变器开关电路及交流辅源；

所述逆变器开关电路，用于连接在逆变器、电网以及负载之间，包括并网开关组和离网开关组，所述并网开关组的第一连接端用于连接所述逆变器，所述并网开关组的第二连接端用于连接所述离网开关组的第一连接端和所述负载，所述离网开关组的第一连接端还用于连接所述负载，所述离网开关组的第二连接端用于连接所述电网；

所述交流辅源与所述逆变器开关电路的离网开关组连接；

所述交流辅源包括交流电源输入端，所述交流电源输入端用于与电网连接；

所述交流辅源还包括整流二极管、NTC电阻、电源管理芯片和变压器，所述电网的交流电从所述交流电源输入端输入后，依次流经所述整流二极管、所述NTC电阻、所述电源管理芯片和所述变压器，由所述变压器输出至所述离网开关组。

可选地，所述交流辅源还包括可调并联稳压器，所述可调并联稳压器的一端与所述变压器的输出连接，另一端与所述电源管理芯片连接。

可选地，所述并网开关组包括串联连接的第一开关和第二开关，所述第一开关的第一连接端用于连接所述逆变器、所述第一开关的第二连接端用于连接所述第二开关的第一连接端，所述第二开关的第二连接端用于连接所述离网开关组的第一连接端和所述负载。

可选地，所述离网开关组包括串联连接的第三开关和第四开关，所述第三开关的第一连接端用于连接所述第二开关的第二连接端和所述负载，所述第三开关的第二连接端用于连接所述第四开关的第一连接端，所述第四开关的第二连接端用于连接所述电网。

可选地，所述并网开关组和所述离网开关组均包括继电器。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

通过设计一种逆变器系统，其包括逆变器、逆变器开关电路及交流辅源，逆变器开关电路设置电网与负载之间的旁路，可供负载通过并网开关组连接逆变器的同时，还通过离网开关组连接电网，即，离网开关组一方面作为逆变器与电网之间通断切换开关，另一方面还作为电网与负载之间的旁路开关，使得当逆变器出现故障无法为负载供电，或者逆变器处于关闭状态时，并网开关组断开，仅闭合离网开关组，负载继续由电网带载不掉电，以此保证负载运行的持续性，从而当逆变器发生故障时，不会因为突然断电导致拉高负载端口电压，影响负载的工作安全性。可人为对负载进行断电再检测负载设备故障。

附图说明

图1为现有技术中的逆变器开关电路示意图；

图2为本实用新型逆变器系统中逆变器开关电路一实施例示意图；

图3为本实用新型逆变器系统中逆变器开关电路另一实施例示意图；

图4为本实用新型逆变器系统中离网开关组的连接端子示意图；

图5为本实用新型逆变器系统中交流辅源一实施例示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

参考图1示出的开关电路方案，其中K5、K6为并/离网继电器，负载通常通过backup端口处的开关K7、K8直接连接至逆变器，当逆变器遇到故障突然停机时，会导致通往backup端口的电流突降至0，而backup端口的瞬态功率不变，基于P=UI（P为功率，U为电压，I为电流）的功率公式，功率不变，电流降低，backup端口电压会被瞬间拉高，影响连接在backup端口用电负载的使用安全性。

图2为本实用新型逆变器系统中逆变器开关电路一实施例的示意图，其中，KB指代并网开关组，KL指代离网开关组，INV指逆变器，GRID指电网，backup指负载，a指第一连接端，b指第二连接端。

参考图2，本实用新型逆变器系统中逆变器开关电路一实施例中，逆变器开关电路用于连接在逆变器、电网以及负载之间，包括并网开关组和离网开关组，并网开关组的第一连接端用于连接逆变器，并网开关组的第二连接端用于连接离网开关组的第一连接端和负载，离网开关组的第一连接端还用于连接负载，离网开关组的第二连接端用于连接电网。

其中，并网开关组和离网开关组连接在逆变器和电网之间，通过并网开关组和离网开关组的开关状态切换，改变逆变器、电网以及负载之间的连接状态。并网状态下，并网开关组和离网开关组均闭合，逆变器与电网、负载连通，逆变器将直流电转换为交流电后，可送入电网，也可为负载供电。离网状态下，并网开关组闭合，离网开关组断开，逆变器与负载连通，逆变器将直流电转换为交流电后，可为负载供电，不可送入电网。当逆变器在并网状态下发生故障时，逆变器与电网之间的连接断开，逆变器与负载之间的连接断开，离网开关组保持闭合状态不断开，此时电网与负载连通，电网为负载供电，保证负载不断电；当逆变器在离网状态下发生故障时，逆变器与负载之间的连接断开，离网开关组闭合，此时电网与负载连通，电网为负载供电，保证负载不断电。

本实用新型通过设计一种逆变器系统，其包括逆变器、逆变器开关电路及交流辅源，逆变器开关电路中，增加电网与负载之间的旁路，可供负载通过并网开关组连接逆变器的同时，还通过离网开关组连接电网，即，离网开关组一方面作为逆变器与电网之间的通断切换开关，另一方面还作为电网与负载之间的旁路开关，使得当逆变器出现故障无法为负载供电，或者逆变器处于关闭状态时，并网开关组断开，仅闭合离网开关组，负载继续由电网带载不掉电，以此保证负载运行的持续性，从而当逆变器发生故障时，不会因为突然断电导致拉高负载端口电压，影响负载的工作安全性。可人为对负载进行断电再检测负载设备故障。

并网开关组、离网开关组均为可控开关器件，包括但不限于继电器。继电器通过电磁作用可以起到隔离强电弱电的，接通关断线路的作用，且继电器具有较高的开关速度，成本低，结构简单，使用方便，便于安装维护。

可选地，并网开关组包括串联连接的第一开关和第二开关，第一开关的第一连接端用于连接逆变器、第一开关的第二连接端用于连接第二开关的第一连接端，第二开关的第二连接端用于连接离网开关组的第一连接端和负载。

在离网状态下，并网开关组闭合，离网开关组断开，通过限定并网开关组包括串联的第一开关和第二开关，在其中一个开关发生故障无法断开时，可通过另一个开关断开所在通路，从而保证逆变器开关电路所属系统的安全性。且，保证第一开关和第二开关串联使用，符合安全规范标准。

可选地，第一开关和第二开关均为继电器。

可选地，离网开关组包括串联连接的第三开关和第四开关，第三开关的第一连接端用于连接第二开关的第二连接端和负载，第三开关的第二连接端用于连接第四开关的第一连接端，第四开关的第二连接端用于连接电网。

当逆变器出现故障或者逆变器关闭时，电网与负载之间通过离网开关组连接，即通过第三开关和第四开关连接，通过在电网与负载之间设置两个开关，符合电气隔离要求，而且，在一个开关出现故障时，另一开关的存在可以确保能切断电网与负载之间的连接通路，保证安全。

可选地，第三开关和第四开关均为继电器。

图3示出了本实用新型逆变器系统中逆变器开关电路另一实施例的示意图，其中，INV指逆变器，GRID指电网，backup指负载，K1指并网开关组中的第一开关，K2指并网开关组中的第二开关，K3指离网开关组中的第三开关， K4指离网开关组中的第四开关，a指第一连接端，b指第二连接端，K1、K2、K3、K4均为继电器。参考图3，逆变器开关电路功能实现的过程如下：并网状态下，吸合K1、K2、K3、K4继电器；正常离网状态下，吸合K1、K2继电器，断开K3、K4继电器；当逆变器出现故障时，K1、K2继电器断开，K3、K4继电器闭合，此时，由于电网不断电，通过交流辅源的供电，K3、K4继电器持续闭合，负载继续由电网带载不掉电。并且，本实施方式给出的逆变器开关电路，继电器数量少，且处在任何一个工作模式下，每个回路都存在两个继电器，符合安全规定。

可选地，图4示出了离网开关组的连接端子的简图，其中，a指第一连接端，b指第二连接端，c指控制端。离网开关组包括第一连接端，第二连接端和控制端，第一连接端、第二连接端用于接入待控线路，控制端用于与交流辅源连接，以从交流辅源取电。一实施方式中，离网开关组包括两个继电器，该两个继电器的控制端均与交流辅源连接，从交流辅源取电，当逆变器出现故障或者逆变器关闭时，交流辅源输出电压/电流至继电器的控制端，使继电器线圈通电，继电器内第一连接端与第二连接端之间的常开回路闭合，从而连通电网和负载，负载继续由电网带载不掉电，以此保证负载运行的持续性，提高负载供电的可靠性。

本实用新型提出一种逆变器系统，包括逆变器和如上所述的逆变器开关电路。其中的逆变器包括光伏逆变器。逆变器系统相对于现有技术所具有的有益效果与上述逆变器开关电路基本一致，此处不赘述。

可选地，逆变器系统还包括交流辅源，交流辅源与逆变器开关电路的离网开关组连接，用于为离网开关组供电。可选地，交流辅源输出12V给离网开关组供电。当逆变器出现故障或者逆变器关闭时，交流辅源为离网开关组供电，使离网开关组闭合，从而连通电网和负载，负载继续由电网带载不掉电，以此保证负载运行的持续性，提高负载供电的可靠性。

可选地，交流辅源包括交流电源输入端（图5中AC输入），交流电源输入端用于与电网连接。使得交流辅源能从电网取电，而电网通常处于相对稳定的状态，可保证交流辅源的稳定供电，从而保证离网开关组的稳定闭合。

可选地，如图5，交流辅源还包括整流二极管、NTC电阻、电源管理芯片和变压器，电网的交流电从交流电源输入端输入后，依次流经整流二极管、NTC电阻、电源管理芯片和变压器，由变压器输出至离网开关组。

来自电网的交流电从交流电源输入端输入后，通过整流二极管进行整流，经过NTC电阻作限流处理，再通过电源管理芯片对辅源进行控制，通过变压器输出至离网开关组。其中，电源管理芯片可包括但不限于ICE3A芯片，ICE3A芯片具有启动、VCC供电、反馈、过流保护等功能，使交流辅源可对过载进行判断和控制。

可选地，如图5，交流辅源还包括可调并联稳压器，可调并联稳压器的一端与变压器的输出连接，另一端与电源管理芯片连接。

可调并联稳压器将从变压器的输出中采用得到的电压信号反馈回电源管理芯片，因逆变器系统处于变化状态中，通过设置反馈回路实现对芯片的控制。可调并联稳压器包括但不限于TL431芯片。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种逆变器系统，其特征在于，包括逆变器、逆变器开关电路及交流辅源；

所述逆变器开关电路，用于连接在逆变器、电网以及负载之间，包括并网开关组和离网开关组，所述并网开关组的第一连接端用于连接所述逆变器，所述并网开关组的第二连接端用于连接所述离网开关组的第一连接端和所述负载，所述离网开关组的第一连接端还用于连接所述负载，所述离网开关组的第二连接端用于连接所述电网；

所述交流辅源与所述逆变器开关电路的离网开关组连接；

所述交流辅源包括交流电源输入端，所述交流电源输入端用于与电网连接；

所述交流辅源还包括整流二极管、NTC电阻、电源管理芯片和变压器，所述电网的交流电从所述交流电源输入端输入后，依次流经所述整流二极管、所述NTC电阻、所述电源管理芯片和所述变压器，由所述变压器输出至所述离网开关组。

2.如权利要求1所述的逆变器系统，其特征在于，所述交流辅源还包括可调并联稳压器，所述可调并联稳压器的一端与所述变压器的输出连接，另一端与所述电源管理芯片连接。

3.如权利要求1或2所述的逆变器系统，其特征在于，所述并网开关组包括串联连接的第一开关和第二开关，所述第一开关的第一连接端用于连接所述逆变器、所述第一开关的第二连接端用于连接所述第二开关的第一连接端，所述第二开关的第二连接端用于连接所述离网开关组的第一连接端和所述负载。

4.如权利要求3所述的逆变器系统，其特征在于，所述离网开关组包括串联连接的第三开关和第四开关，所述第三开关的第一连接端用于连接所述第二开关的第二连接端和所述负载，所述第三开关的第二连接端用于连接所述第四开关的第一连接端，所述第四开关的第二连接端用于连接所述电网。

5.如权利要求1或2所述的逆变器系统，其特征在于，所述并网开关组和所述离网开关组均包括继电器。