一種逆變器輔助電源供電系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于分布式發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種逆變器輔助電源供電系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式發(fā)電的并網(wǎng)容量越來(lái)越大，逆變器的并網(wǎng)要求也越來(lái)越嚴(yán)格。為防止電網(wǎng)短時(shí)故障情況下逆變器大面積脫網(wǎng)，目前對(duì)逆變器的低電壓穿越要求也越來(lái)越高。術(shù)語(yǔ)“低電壓穿越”，指的是電網(wǎng)電壓短時(shí)跌落到一定程度甚至到O時(shí)，逆變器在滿足低電壓穿越曲線的范圍內(nèi)不允許停機(jī)，同時(shí)要向電網(wǎng)注入無(wú)功電流以支撐電網(wǎng)電壓的恢復(fù)(如，GB19964-2012中對(duì)光伏逆變器的低電壓穿越能力要求:并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至0，逆變器應(yīng)能不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行0.15秒)。
[0003]一般采用從電網(wǎng)交流側(cè)自取電的供電方式，逆變器因其獨(dú)特的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行模式，對(duì)輔助電源供電系統(tǒng)有以下兩個(gè)特殊的需求:
[0004]1、低電壓穿越過(guò)程中電壓跌落到20%以下甚至0%時(shí)，逆變器控制系統(tǒng)不允許失電；
[0005]2、存在大功率沖擊性負(fù)載，對(duì)供電電源的容量要求較高。術(shù)語(yǔ)“大功率沖擊性負(fù)載”，指的是會(huì)有瞬時(shí)大功率消耗的負(fù)載，如:主并網(wǎng)接觸器控制線圈為感性負(fù)載，動(dòng)作瞬時(shí)功率需求大(可達(dá)1.5kff以上)，但維持的功率很小。
[0006]為了滿足低電壓穿越過(guò)程中控制系統(tǒng)不失電，逆變器通常采用不間斷電源UPS作為供電電源。UPS供電方案存在以下問(wèn)題:
[0007]1、成本較高；
[0008]2, UPS使用環(huán)境要求苛刻，難以滿足光伏電站各種惡劣環(huán)境的要求；
[0009]3、電池的壽命短，并且需要定期維護(hù)；
[0010]4、逆變器系統(tǒng)中存在接觸器線圈這樣的大功率沖擊性負(fù)載，對(duì)UPS功率容量要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的，在于提供一種逆變器輔助電源供電系統(tǒng)及其使用方法。既能解決大功率沖擊性負(fù)載的電源容量需求問(wèn)題，減小供電系統(tǒng)容量從而降低電源成本；又能保證低電壓穿越期間控制系統(tǒng)供電的持續(xù)性。
[0012]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的解決方案如下:一種逆變器輔助電源供電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括隔離變換裝置(I)、直流母線(2)、儲(chǔ)能電路(3)、兩組負(fù)載電路(4);所述隔離變換裝置(I) 一側(cè)與交流輸入連接，另一側(cè)與直流母線(2)連接，第一負(fù)載電路
(5)與直流母線(2)連接，第二負(fù)載電路(6)通過(guò)儲(chǔ)能電路與直流母線(2)連接。
[0013]上述方案中:所述儲(chǔ)能電路(3)包括儲(chǔ)能元件(7)、限流元件(8)、放電元件(9)；所述限流元件和放電元件并聯(lián)后連接到儲(chǔ)能元件。
[0014]上述方案中:所述隔離變換裝置⑴由開(kāi)關(guān)(10)、變壓器(11)、整流器(12)、DC/DC變換器(13)依次連接組合而成。
[0015]上述方案中:所述兩組負(fù)載電路⑷中，第一負(fù)載電路(5)為小功率普通負(fù)載；第二負(fù)載電路(6)為大功率沖擊性負(fù)載。
[0016]上述方案中:所述儲(chǔ)能元件(7)至少包含I個(gè)電容。
[0017]上述方案中:所述限流元件(8)至少包含I個(gè)電阻。
[0018]上述方案中:所述放電元件(9)至少包含I個(gè)二極管。
[0019]另外本發(fā)明提供一種使用如權(quán)利要求2所述電源供電系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0020]-交流輸入經(jīng)過(guò)隔離變換裝置(I)以設(shè)定電壓匯入直流母線(2)，
[0021]-第一負(fù)載電路(5)直接從直流母線上(2)取電，
[0022]-直流母線(2)通過(guò)限流元件(8)給儲(chǔ)能元件(7)充電，儲(chǔ)能元件(7)給第二負(fù)載電路(6)供電，抑制直流母線⑵的電壓波動(dòng)，
[0023]-當(dāng)發(fā)生低電壓穿越，交流輸入電壓下降到隔離變換裝置⑴的動(dòng)作門檻值以下時(shí)，隔離變換裝置(I)停止輸出，儲(chǔ)能元件(7)繼續(xù)給第二負(fù)載電路(6)供電，同時(shí)通過(guò)放電元件(9)快速給直流母線(2)供電，維持第一負(fù)載電路(5)的運(yùn)行。
[0024]上述方案中，其特征在于，所述隔離變換裝置(I)的動(dòng)作門檻值范圍為正常工作電壓的20% -60% ο
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026]I)本發(fā)明方案通過(guò)設(shè)置儲(chǔ)能電路(3):—方面，能夠在控制接觸器分/合時(shí)為接觸器線圈這樣的大功率沖擊性負(fù)載(6)提供電壓支撐；另一方面，在低電壓穿越期間為直流母線(2)提供支撐，保證所有負(fù)載電路的供電。同時(shí)滿足了逆變器對(duì)供電系統(tǒng)的兩個(gè)特殊需求，充分發(fā)揮了儲(chǔ)能元件在不同工況下的利用率。
[0027]2)當(dāng)發(fā)生低電壓穿越，交流輸入電壓下降到隔離變換裝置⑴的動(dòng)作門檻值，隔離變換裝置(I)停止輸出時(shí)，本發(fā)明方案通過(guò)放電元件(9)向直流母線(2)快速放電，可以迅速支撐直流母線電壓，保障所有負(fù)載電路的供電連續(xù)性。
[0028]3)在供電系統(tǒng)啟動(dòng)或儲(chǔ)能元件(7)的電壓下降時(shí)，本發(fā)明通過(guò)限流元件⑶給儲(chǔ)能元件(7)緩慢充電，有效的限制了系統(tǒng)功率，降低設(shè)備成本。
[0029]4)本發(fā)明方案可取代UPS，減小了整個(gè)逆變器設(shè)備的成本，同時(shí)省去UPS可為逆變器節(jié)省空間，減小了設(shè)備體積。
[0030]5)本發(fā)明方案儲(chǔ)能元件采用電容，與UPS方案的電池相比壽命更長(zhǎng)，更加環(huán)保，維護(hù)成本更低。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種電路結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖3為本發(fā)明的儲(chǔ)能元件充電示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明的儲(chǔ)能元件在正常工作狀態(tài)下向負(fù)載供電示意圖；
[0035]圖5為本發(fā)明的儲(chǔ)能元件在低電壓穿越狀態(tài)下向負(fù)載供電示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)一種逆變器輔助電源供電系統(tǒng)，包括隔離變換裝置(1)、直流母線(2)、儲(chǔ)能電路(3)、兩組負(fù)載電路(4)。
[0038]其中，儲(chǔ)能電路(3)包括儲(chǔ)能元件(7)、限流元件(8)、放電元件(9);兩組負(fù)載電路(4)中:第一負(fù)載電路(5)為小功率普通負(fù)載，第二負(fù)載電路(6)為大功率沖擊性負(fù)載。
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