一種逆變器開(kāi)關(guān)電路、逆變器和光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種逆變器開(kāi)關(guān)電路，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，該逆變器開(kāi)關(guān)電路包括：用于連接逆變器的逆變器接口、用于連接電網(wǎng)的電網(wǎng)接口、用于連接重要負(fù)載的第一負(fù)載接口、用于連接非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載的第二負(fù)載接口、連接在所述逆變器接口和所述電網(wǎng)接口之間的并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)、連接在所述逆變器接口和所述第一負(fù)載接口之間的第一負(fù)載開(kāi)關(guān)，以及連接在所述第一負(fù)載接口和所述第二負(fù)載接口之間的旁路開(kāi)關(guān)，以提高重要負(fù)載供電的可靠性。此外，本申請(qǐng)開(kāi)公開(kāi)了一種逆變器和一種光伏發(fā)電系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】一種逆變器開(kāi)關(guān)電路、逆變器和光伏發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種逆變器開(kāi)關(guān)電路、逆變器和光伏發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換裝置，用于將光伏電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電后送入電網(wǎng)。其運(yùn)行模式包括以下兩種:逆變器接入電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行和逆變器脫離電網(wǎng)孤立運(yùn)行。
[0003]但是，光伏發(fā)電系統(tǒng)在為負(fù)載供電時(shí)不區(qū)分負(fù)載的重要性和負(fù)載的功率等級(jí)，因而也就不能保證重要負(fù)載的可靠供電。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種逆變器開(kāi)關(guān)電路、逆變器和光伏發(fā)電系統(tǒng)，以提高重要負(fù)載供電的可靠性。
[0005]一種逆變器開(kāi)關(guān)電路，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述逆變器開(kāi)關(guān)電路包括:
[0006]用于連接逆變器的逆變器接口、用于連接電網(wǎng)的電網(wǎng)接口、用于連接重要負(fù)載的第一負(fù)載接口、用于連接非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載的第二負(fù)載接口、連接在所述逆變器接口和所述電網(wǎng)接口之間的并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)、連接在所述逆變器接口和所述第一負(fù)載接口之間的第一負(fù)載開(kāi)關(guān)，以及連接在所述第一負(fù)載接口和所述第二負(fù)載接口之間的旁路開(kāi)關(guān)。
[0007]其中，所述并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)、所述第一負(fù)載開(kāi)關(guān)和所述旁路開(kāi)關(guān)均為可控開(kāi)關(guān)。
[0008]其中，任一個(gè)所述可控開(kāi)關(guān)為繼電器或接觸器。
[0009]可選地，所述逆變器開(kāi)關(guān)電路還包括:連接在所述電網(wǎng)接口和所述第二負(fù)載接口之間的第二負(fù)載開(kāi)關(guān)。
[0010]其中，所述第二負(fù)載開(kāi)關(guān)為可控開(kāi)關(guān)。
[0011]其中，所述可控開(kāi)關(guān)為繼電器或接觸器。
[0012]一種逆變器，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述逆變器包括逆變器本體和與所述逆變器本體相連的開(kāi)關(guān)電路，其中所述開(kāi)關(guān)電路為上述任一種逆變器開(kāi)關(guān)電路。
[0013]其中，所述逆變器本體為光伏和蓄電池混合輸入的儲(chǔ)能逆變器。
[0014]其中，所述逆變器本體為僅光伏輸入的光伏逆變器。
[0015]—種光伏發(fā)電系統(tǒng),包括上述任一種逆變器。
[0016]從上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型通過(guò)將重要負(fù)載掛在并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)的逆變器側(cè)，并將非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載掛在所述逆變器側(cè)和所述并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)的電網(wǎng)側(cè)，實(shí)現(xiàn)了全部負(fù)載在逆變器并網(wǎng)運(yùn)行模式下的可靠供電，而當(dāng)逆變器處于離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式時(shí)也只需一并切除所述非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載，就可降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)重要負(fù)載的不間斷供電，從而提高了重要負(fù)載供電的可靠性，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的一種逆變器開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2a_2f為圖1所示逆變器開(kāi)關(guān)電路在不同工作狀態(tài)下的電流走向示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的又一種逆變器開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為圖3所示逆變器開(kāi)關(guān)電路在離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式下的電流走向示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器開(kāi)關(guān)電路，以提高重要負(fù)載供電的可靠性，該逆變器開(kāi)關(guān)電路包括:
[0024]用于連接逆變器的逆變器接口 32、
[0025]用于連接電網(wǎng)的電網(wǎng)接口 34、
[0026]用于連接重要負(fù)載的第一負(fù)載接口 33、
[0027]用于連接非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載的第二負(fù)載接口 35、
[0028]連接在逆變器接口 32和電網(wǎng)接口 34之間的并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)11、
[0029]連接在逆變器接口 32和第一負(fù)載接口 33之間的第一負(fù)載開(kāi)關(guān)12，
[0030]以及連接在第一負(fù)載接口 33和第二負(fù)載接口 35之間的旁路開(kāi)關(guān)13。
[0031]其中，所述逆變器具有雙并網(wǎng)開(kāi)關(guān)和與所述雙并網(wǎng)開(kāi)關(guān)相連接的并網(wǎng)接口 31 ;具體的，所述雙并網(wǎng)開(kāi)關(guān)包括相串聯(lián)的第一并網(wǎng)開(kāi)關(guān)21和第二并網(wǎng)開(kāi)關(guān)22，并網(wǎng)接口 31即為所述逆變器的交流電能輸出口，逆變器接口 32通過(guò)并網(wǎng)接口 31與所述逆變器相連接。
[0032]下面，從“逆變器接入電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行”和“逆變器脫離電網(wǎng)孤立運(yùn)行”兩種運(yùn)行模式入手，對(duì)本實(shí)施例所述逆變器開(kāi)關(guān)電路的工作原理進(jìn)行詳述。
[0033]I)逆變器接入電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行
[0034]當(dāng)逆變器處于并網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)，第一并網(wǎng)開(kāi)關(guān)21、第二并網(wǎng)開(kāi)關(guān)22、并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)11和第一負(fù)載開(kāi)關(guān)12均閉合，旁路開(kāi)關(guān)13斷開(kāi)，此時(shí)逆變器存在下述4種工作狀態(tài):
[0035]工作狀態(tài)1:當(dāng)逆變器的輸出電能足以滿足全部負(fù)載(所述全部負(fù)載包括接入第一負(fù)載接口 33的重要負(fù)載和接入第二負(fù)載接口 35的非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載)的用電需求時(shí)，由逆變器給全部負(fù)載供電，剩余電量饋入電網(wǎng)；當(dāng)無(wú)負(fù)載時(shí)，所述逆變器并網(wǎng)發(fā)電。該工作狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的電流走向如圖2a所示。
[0036]工作狀態(tài)2:當(dāng)逆變器的輸出電能不足以滿足全部負(fù)載用電需求時(shí)，由逆變器和電網(wǎng)共同給全部負(fù)載供電。該工作狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的電流走向如圖2b所示。
[0037]工作狀態(tài)3:當(dāng)逆變器不發(fā)電時(shí)，由電網(wǎng)給全部負(fù)載供電，且當(dāng)所述逆變器為光伏和蓄電池混合輸入的儲(chǔ)能逆變器時(shí)，電網(wǎng)會(huì)同時(shí)為所述蓄電池充電；無(wú)負(fù)載時(shí)，電網(wǎng)僅給所述蓄電池充電。該工作狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的電流走向如圖2c所示。
[0038]工作狀態(tài)4:當(dāng)處于并網(wǎng)運(yùn)行模式的逆變器出現(xiàn)故障或需要拆除維修時(shí)，第一并網(wǎng)開(kāi)關(guān)21、第二并網(wǎng)開(kāi)關(guān)22、并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)11和第一負(fù)載開(kāi)關(guān)12均斷開(kāi)，旁路開(kāi)關(guān)13閉合，此時(shí):由電網(wǎng)給全部負(fù)載供電，對(duì)應(yīng)的電流走向如圖2d所示。
[0039]由此可見(jiàn)，當(dāng)逆變器并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，由于存在電網(wǎng)支撐，因此無(wú)論光伏電池的發(fā)電量是否受日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、負(fù)載變化等外部因素的影響而發(fā)生改變，也不論蓄電池的蓄電量是否充足，也不論逆變器是否故障或需要拆除維修，本實(shí)施例均能保障全部負(fù)載的可靠供電。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電系統(tǒng)自發(fā)自用，剩余電量上網(wǎng)的系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)。
[0040]2)逆變器脫離電網(wǎng)孤立運(yùn)行
[0041]當(dāng)逆變器處于離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式時(shí)，第一并網(wǎng)開(kāi)關(guān)21、第二并網(wǎng)開(kāi)關(guān)22和第一負(fù)載開(kāi)關(guān)12均閉合，并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)11和旁路開(kāi)關(guān)13斷開(kāi)，此時(shí):逆變器僅給接入第一負(fù)載接口 33的重要負(fù)載供電，對(duì)應(yīng)的電流走向如圖2e所示。
[0042]由此可見(jiàn)，當(dāng)逆變器離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，由于不存在電網(wǎng)支撐，因此當(dāng)逆變器的輸出電能不足以滿足全部負(fù)載的用電需求時(shí)，根據(jù)無(wú)法保障重要負(fù)載的不間斷供電，而在本實(shí)施例中只需斷開(kāi)旁路開(kāi)關(guān)13即可降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷，從而保障重要負(fù)載的不間斷供電。
[0043]由I)-2)的描述可知，本實(shí)施例通過(guò)將重要負(fù)載掛在并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)11的逆變器側(cè)，并將非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載掛在所述逆變器側(cè)和并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)11的電網(wǎng)側(cè)，實(shí)現(xiàn)了全部負(fù)載在逆變器并網(wǎng)運(yùn)行模式下的可靠供電，而當(dāng)逆變器處于離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式時(shí)也只需一并切除所述非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載，就可降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)重要負(fù)載的不間斷供電，從而提高了重要負(fù)載供電的可靠性，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。
[0044]此外，當(dāng)逆變器處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)，通過(guò)控制第一并網(wǎng)開(kāi)關(guān)21和第二并網(wǎng)開(kāi)關(guān)22閉合，并控制并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)11、第一負(fù)載開(kāi)關(guān)12和旁路開(kāi)關(guān)13斷開(kāi)，即可實(shí)現(xiàn)該逆變器在離網(wǎng)、空載狀態(tài)下的安全啟動(dòng)(對(duì)應(yīng)的電流走向如圖2f所示)，保障逆變器后續(xù)的可靠運(yùn)行，可見(jiàn)，本實(shí)施例提出的逆變器開(kāi)關(guān)電路不會(huì)對(duì)該逆變器的安全啟動(dòng)造成任何干擾。
[0045]作為優(yōu)選，當(dāng)逆變器脫離電網(wǎng)孤立運(yùn)行時(shí)，為實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)不僅能夠保障重要負(fù)載的可靠供電，還能夠?qū)⑹Ｓ嚯娔芴峁┙o其它負(fù)載進(jìn)行供電，本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了又一種逆變器開(kāi)關(guān)電路。參見(jiàn)圖3，基于上述實(shí)施例，它還包括:連接在電網(wǎng)接口 34和第二負(fù)載接口 35之間的第二負(fù)載開(kāi)關(guān)14。
[0046]當(dāng)逆變器脫離電網(wǎng)孤立運(yùn)行時(shí)，通過(guò)控制并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)11和第二負(fù)載開(kāi)關(guān)14斷開(kāi)，并控制第一負(fù)載開(kāi)關(guān)12、第一并網(wǎng)開(kāi)關(guān)21、第二并網(wǎng)開(kāi)關(guān)22和旁路開(kāi)關(guān)13閉合(對(duì)應(yīng)的電流走向如圖4所示)，即可實(shí)現(xiàn):在光伏發(fā)電系統(tǒng)容量配比允許的情況下，由逆變器給全部負(fù)載供電，更為重要的是，由于此時(shí)并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)11和第二負(fù)載開(kāi)關(guān)14均處于斷開(kāi)狀態(tài)，使得電網(wǎng)接口 34處電壓為零，因而保證了用電安全。
[0047]圖3所示逆變器開(kāi)關(guān)電路的其他工作狀態(tài)與圖1所示逆變器開(kāi)關(guān)電路相似，此處不再一一贅述。
[0048]最后需要說(shuō)明的是，對(duì)于上述任一實(shí)施例公開(kāi)的逆變器開(kāi)關(guān)電路而言，所述逆變器開(kāi)關(guān)電路中的各項(xiàng)開(kāi)關(guān)優(yōu)選可控開(kāi)關(guān)，所述可控開(kāi)關(guān)包括但不限于繼電器和接觸器。
[0049]此外，本實(shí)用新型實(shí)施例還公開(kāi)了一種應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器，包括:逆變器本體和與所述逆變器本體相連的開(kāi)關(guān)電路，其中所述開(kāi)關(guān)電路可選用上述公開(kāi)的任一種逆變器開(kāi)關(guān)電路。所述逆變器本體可以是光伏和蓄電池混合輸入的儲(chǔ)能逆變器，也可以是目前普遍應(yīng)用的、僅光伏輸入的光伏逆變器。
[0050]儲(chǔ)能逆變器是光伏逆變器的衍生產(chǎn)品，在未來(lái)新能源市場(chǎng)上將占有重要地位，而配置有所述逆變器開(kāi)關(guān)電路的儲(chǔ)能逆變器由于具備保證重要負(fù)載可靠供電的優(yōu)越性，因此更易于融入現(xiàn)有的家庭配電裝置，保證家庭重要負(fù)載的不間斷供電。
[0051]此外，本實(shí)用新型實(shí)施例還公開(kāi)了一種利用上述公開(kāi)的任一種逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)。其中，包括有光伏電池、蓄電池和儲(chǔ)能逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)，在未來(lái)新能源市場(chǎng)推廣的重點(diǎn)。
[0052]綜上所述，本實(shí)用新型通過(guò)將重要負(fù)載掛在并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)的逆變器側(cè)，并將非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載掛在所述逆變器側(cè)和所述并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)的電網(wǎng)側(cè)，實(shí)現(xiàn)了全部負(fù)載在逆變器并網(wǎng)運(yùn)行模式下的可靠供電，而當(dāng)逆變器處于離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式時(shí)也只需一并切除所述非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載，就可降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)重要負(fù)載的不間斷供電，從而提高了重要負(fù)載供電的可靠性，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。
[0053]本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。
[0054]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種逆變器開(kāi)關(guān)電路，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器開(kāi)關(guān)電路包括: 用于連接逆變器的逆變器接口、用于連接電網(wǎng)的電網(wǎng)接口、用于連接重要負(fù)載的第一負(fù)載接口、用于連接非重要負(fù)載和/或大功率負(fù)載的第二負(fù)載接口、連接在所述逆變器接口和所述電網(wǎng)接口之間的并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)、連接在所述逆變器接口和所述第一負(fù)載接口之間的第一負(fù)載開(kāi)關(guān)，以及連接在所述第一負(fù)載接口和所述第二負(fù)載接口之間的旁路開(kāi)關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，所述并/離網(wǎng)切換開(kāi)關(guān)、所述第一負(fù)載開(kāi)關(guān)和所述旁路開(kāi)關(guān)均為可控開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變器開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，任一個(gè)所述可控開(kāi)關(guān)為繼電器或接觸器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的逆變器開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，還包括:連接在所述電網(wǎng)接口和所述第二負(fù)載接口之間的第二負(fù)載開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆變器開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，所述第二負(fù)載開(kāi)關(guān)為可控開(kāi)關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的逆變器開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，所述可控開(kāi)關(guān)為繼電器或接觸器。
7.一種逆變器，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器包括逆變器本體和與所述逆變器本體相連的開(kāi)關(guān)電路，其中所述開(kāi)關(guān)電路為權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的逆變器開(kāi)關(guān)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的逆變器，其特征在于，所述逆變器本體為光伏和蓄電池混合輸入的儲(chǔ)能逆變器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的逆變器，其特征在于，所述逆變器本體為僅光伏輸入的光伏逆變器。
10.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的逆變器。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK203984008SQ201420401058
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】程慕宇, 劉寶其, 薛麗英, 張彥虎, 胡兵 申請(qǐng)人:陽(yáng)光電源股份有限公司