具有不間斷電源功能的混合逆變器的製造方法
2023-10-10 04:01:04 2
具有不間斷電源功能的混合逆變器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種具有不間斷電源功能的混合逆變器，其包括變換器、雙向變換器、雙向逆變器、母線、控制器、第一路開關、第二路開關以及第三路開關；第一路開關、第二路開關以及第三路開關首尾相接，每兩個開關的中間引出一個埠，分別為第一埠、第二埠、第三埠，第一埠和混合逆變器主體的交流輸出連接，第二埠、第三埠分別用於和電網、負載連接；變換器一端接入光伏等新能源發電單元，另一端和母線連接，雙向變換器一端接入儲能單元，另一端和母線連接，雙向逆變器一端連接母線，另一端和第一埠連接。當電網或混合逆變器中一個故障時，重要負荷仍然可以供電，實現不間斷供電。
【專利說明】具有不間斷電源功能的混合逆變器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種逆變器，尤其涉及具有不間斷電源功能的混合逆變器。
【背景技術】
[0002]傳統的併網逆變器僅僅能夠實現光伏功率併網，在電網故障斷開時，只能停機，無法離網供電，更無法實現重要負荷的UPS (Uninterrupted Power Supply)不間斷供電的需求。
[0003]目前，太陽能發電已經取得大規模的應用，太陽能發電在電網中的比重也日益提高。由於太陽能發電的間歇性和隨機性，對電網造成一定的衝擊。在太陽能大力發展的歐洲，已經開始限制太陽能併網的最大功率，而且隨著太陽能發電成本的降低，光伏補貼價格也逐年下降。
[0004]因此帶有蓄電池的混合逆變器成為太陽能逆變器發展趨勢。
[0005]當光伏組件的發電功率大於限定功率時，將多餘的電能存儲在電池，待光伏組件功率下降時，電池再將存儲的能量併入電網，最大限度地發揮光伏組件的發電能力。
[0006]如果光伏補貼價格下降到讓用戶覺得併網不合算甚至虧本，則可以將光伏組件發出的電能除了供負載使用外，其餘電能全部存儲在電池中，待夜間和陰雨天使用。
實用新型內容
[0007]本實用新型提出混合逆變器結構，在實現儲能和併網功能的同時，可以提供單獨的供電接口，實現重要負荷的不間斷供電需求。
[0008]本實用新型提供了一種具有不間斷電源功能的混合逆變器，其包括變換器、雙向變換器、母線、雙向逆變器、控制器、第一路開關、第二路開關以及第三路開關；
[0009]第一路開關、第二路開關以及第三路開關首尾相接，每兩個開關的中間引出一個埠，分別為第一埠、第二埠、第三埠，第一埠和混合逆變器主體的交流輸出連接，第二埠、第三埠分別用於和電網、負載連接；
[0010]變換器一端接入新能源發電單元，另一端和母線連接，雙向變換器一端接入儲能單元，另一端和母線連接，雙向逆變器一端連接母線，另一端和第一埠連接；
[0011]控制器檢測並控制變換器、雙向變換器、雙向逆變器、母線、第一路開關、第二路開關以及第二路開關；
[0012]控制器通過控制變換器接納新能源發電單元的電力輸入，通過控制雙向變換器控制儲能單元的充、放電和保護，通過控制雙向逆變器控制交流電力的輸出和輸入，並維持母線功率平衡。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，第一路開關是由單個或多個開關串並聯組合而成。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，第二路開關是由單個或多個開關串並聯組合而成。[0015]作為本實用新型的進一步改進，第三路開關是由單個或多個開關串並聯組合而成。
[0016]作為本實用新型的進一步改進，第一路開關、第二路開關以及第三路開關為機械開關或為可控的電力電子器件。
[0017]作為本實用新型的進一步改進，第一路開關、第二路開關以及第三路開關全部內置在混合逆變器內部，或放置在混合逆變器外部獨立成套，或部分在混合逆變器內部，部分在混合逆變器外部。
[0018]作為本實用新型的進一步改進，家用的混合逆變器中，重要的負荷接在第三埠。
[0019]作為本實用新型的進一步改進，混合逆變器的母線作為一個單獨的部分，和變換器、雙向變換器、雙向逆變器連接。
[0020]作為本實用新型的進一步改進，母線分散到變換器、雙向變換器、雙向逆變器中的一個或一個以上，使得變換器、雙向變換器、雙向逆變器原先和母線連接的埠直接相連。母線也可以獨立存在。
[0021]本實用新型的有益效果是:
[0022]當電網或混合逆變器中一個故障時，重要負荷仍然可以供電，實現不間斷供電。
[0023]家用的混合逆變器中，可讓一些重要的負荷，如照明、電腦等接在N3 口，則電網故障或逆變器故障時，可以實現不間斷供電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型具有不間斷電源功能的混合逆變器的應用示意圖。K為市電與逆變器之間的隔離配電開關。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0026]本實用新型提出的混合逆變器包含變換器、雙向變換器、雙向逆變器、母線、控制器、和由K1、K2、K3組成的開關網絡，控制器可以控制開關K1、K2、K3和混合逆變器的各個單元，如圖1所示。
[0027]混合逆變器正常工作時，控制器通過控制變換器最大限度地接納光伏等新能源電力輸入；控制器計算負載功率、新能源輸入功率、電池電量以及根據用戶設定參數，通過控制雙向變換器控制儲能單元的充、放電；控制器檢測母線電壓、負載功率、電網電壓和電流，通過控制雙向逆變器控制交流電力的輸出和輸入，並維持母線功率平衡和跟蹤負載功率，並在電網故障時，切換逆變器的控制方式，穩定輸出交流電壓和頻率。
[0028]重要負載的不間斷供電方式通過以下方式實現。
[0029]控制器通過檢測圖中混合逆變器主體各個單元，如變換器、雙向變換器、雙向逆變器的狀態，判斷混合逆變器主體是否正常。控制器通過檢測圖中電網的電壓和電流(開關K和電網之間)，判斷電網是否正常。
[0030]當控制器判斷電網正常、混合逆變器主體正常時，控制器通過控制信號(如繼電器幹接點信號)，讓Kl閉合，K2/K3中一個閉合或都閉合，這樣混合逆變器主體和電網通過Kl交換電能，負載通過K2或K3由電網或是逆變器供電；[0031]當控制器判斷電網故障，混合逆變器主體正常時，控制器通過控制信號讓Kl和K3迅速斷開(毫秒級)，將電網與逆變器、負載隔離，同時讓K2閉合，負載通過K2由混合逆變器主體實現不間斷供電；
[0032]當控制器判斷電網正常，混合逆變器主體異常時，控制器通過控制信號讓Kl和K2迅速斷開，將混合逆變器主體與電網、負載隔離，同時K3閉合，負載由K3實現不間斷供電；
[0033]如果混合逆變器主體和控制器故障，因為K3接的是繼電器的常閉觸點，而K1、K2為繼電器常開觸點，則K3自動閉合，K1/K2自動斷開，隔離故障混合逆變器主體，負載由K3實現不間斷供電。
[0034]因為K1、K2、K3均為電力電子開關或是繼電器等機械開關，動作時間短，可以滿足負載不間斷供電的需求。
[0035]因此，只要混合逆變器主體和電網有一路電源正常，都可為負載供電，而不需要手動切換。即使在控制器失效(即逆變器故障)時，也可以實現負載的不間斷供電。
[0036]1、該開關網絡含有至少三個輸出接口 N1、N2和N3，埠 N1、N2和N3分別和逆變器交流輸出、電網、負載相連；
[0037]2、組成開關網絡的三條支路K1，K2和K3是由單個或多個開關串並聯組合而成，而不限於圖中的單個開關；
[0038]3、開關網絡中的開關，不局限於繼電器、接觸器、斷路器等機械開關，也包含可控的電力電子器件；
[0039]4、本實用新型的開關Kl、Κ2、Κ3即可全部內置在混合逆變器內部，也可以放置在混合逆變器外部獨立成套，也可以部分在混合逆變器內部，部分在混合逆變器外部；
[0040]5、本實用新型的開關網絡不限於混合逆變器。
[0041]當電網或混合逆變器中一個故障時，重要負荷仍然可以供電，實現不間斷供電。
[0042]家用的混合逆變器中，可讓一些重要的負荷，如照明、電腦等接在Ν3 口，則電網故障或逆變器故障時，可以實現不間斷供電。
[0043]以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種具有不間斷電源功能的混合逆變器，其特徵在於:其包括變換器、雙向變換器、母線、雙向逆變器、控制器、第一路開關、第二路開關以及第三路開關； 第一路開關、第二路開關以及第三路開關首尾相接，每兩個開關的中間引出一個埠，分別為第一埠、第二埠、第三埠，第一埠和混合逆變器主體的交流輸出連接，第二埠、第三埠分別用於和電網、負載連接； 變換器一端接入新能源發電單元，另一端和母線連接，雙向變換器一端接入儲能單元，另一端和母線連接，雙向逆變器一端連接母線，另一端和第一埠連接； 控制器檢測並控制變換器、雙向變換器、雙向逆變器、母線、第一路開關、第二路開關以及第三路開關； 控制器通過控制變換器接納新能源發電單元的電力輸入，通過控制雙向變換器控制儲能單元的充、放電和保護，通過控制雙向逆變器控制交流電力的輸出和輸入，並維持母線功率平衡。
2.根據權利要求1所述的具有不間斷電源功能的混合逆變器，其特徵在於:第一路開關是由單個或多個開關串並聯組合而成。
3.根據權利要求1所述的具有不間斷電源功能的混合逆變器，其特徵在於:第二路開關是由單個或多個開關串並聯組合而成。
4.根據權利要求1所述的具有不間斷電源功能的混合逆變器，其特徵在於:第三路開關是由單個或多個開關串並聯組合而成。
5.根據權利要求1所述的具有不間斷電源功能的混合逆變器，其特徵在於:第一路開關、第二路開關以及第三路開關為機械開關或為可控的電力電子器件。
6.根據權利要求1所述的具有不間斷電源功能的混合逆變器，其特徵在於:第一路開關、第二路開關以及第三路開關全部內置在混合逆變器內部，或放置在混合逆變器外部獨立成套，或部分在混合逆變器內部，部分在混合逆變器外部。
7.根據權利要求1所述的具有不間斷電源功能的混合逆變器，其特徵在於:家用的混合逆變器中，重要的負荷接在第三埠。
8.根據權利要求1所述的具有不間斷電源功能的混合逆變器，其特徵在於:混合逆變器的母線作為一個單獨的部分，和變換器、雙向變換器、雙向逆變器連接。
9.根據權利要求1所述的具有不間斷電源功能的混合逆變器，其特徵在於:母線分散到變換器、雙向變換器、雙向逆變器中的一個或一個以上，使得變換器、雙向變換器、雙向逆變器原先和母線連接的埠直接相連。
【文檔編號】H02J7/35GK203660641SQ201320797696
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月4日 優先權日:2013年12月4日
【發明者】劉程宇, 溫志偉, 許小虎 申請人:深圳科士達新能源有限公司