CN103840483A - 一种用于低电压穿越供电*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于低电压穿越供电***，由多输出绕组变压器，整流桥，电容器，继电器，接触器及开关电源组成，当光伏并网逆变器正常工作时，多输出绕组变压器取电于逆变器交流输出侧，通过多输出绕组变压器的原边N1及副边N2、N3的匝比达到所需的交流电压，后经整流桥整流后用于接触器控制及辅助电路供电。本发明根据相应的低压穿越标准要求，在电网电压短时间跌落时，MCU控制单元根据采样的电网电压值发出相应的指令控制接触器的断开或吸合时间，通过简单的控制便能实现电网电压短时间跌落时，能在标准要求时间内为并网逆变器持续提供逆变器辅助电路及接触器开通和关断时所需的电压。

Description

一种用于低电压穿越供电***

技术领域

本发明涉及一种新能源发电技术，尤其涉及一种用于低电压穿越供电***。

背景技术

众所周知，电力电子技术的应用范围十分广泛。它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力***、通信***、计算机***、新能源***。能源危机后，各种新源、可再生能源以及新型发电方式越来越受到重视。其中风力发电、太阳能发电的发展得到快速发展，特别是经历了11年日本福岛核泄漏事件后，人们对核能应用的安全性提出了质疑，甚至有人提出去核化等思想。与此同时，风能、太阳能作为清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，从而加快了清洁可再生能源的发展。使得风能、光伏等清洁能源并网发电越来越受到人们的青睐。未来10年，在各国新能源政策扶持下，风能、光伏等新能源发电市场将通过降低成本，提高转化效率等手段迅速扩张，各类新能源发电相关材料市场也将迅猛发展，其中欧洲、美国和亚太地区将成为增长核心区。

随着大规模的光伏或风能并网发电的应用给电网带来了诸多问题，各国相应出台了各类并网发电的技术标准，在标准中针对大功率光伏并网逆变器，要求其必须具有低电压穿越，甚至具有零电压穿越功能。为了光伏并网逆变器能更好的实现低压穿越，现提出一种用于低电压穿越的供电电路。

低电压穿越电路主要由接触器（KM），继电器（REL1，REL2），多输出绕组变压器（T），控制器（MCU），电容器（C1，C2，C3，C4），开关电源（SMPS），整流器（D1，D2）组成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：大功率光伏并网逆变器正常工作时，多采用自供电方案，而在电网短时间内跌落到额定电压20%或零时，大功率光伏并网逆变器如何在低压或零电压穿越时实现并网逆变器供电问题。

针对上述问题，本发明采用的技术方案为：一种用于低电压穿越供电***，本供电电路方案由多输出绕组变压器（T），整流桥（D1，D2），电容器（C1，C2，C3，C4），继电器（REL1，REL2），接触器（KM）及开关电源（SMPS）组成，示意图图1所示。

1．  多输出绕组变压器（T）原边N1两端（A，B）连接于逆变器三相交流输出侧中任意两线上，此时逆变器工作于自供电模式条件下；

2．  变压器次级N2两端（C，D），连接于整流桥（D1）交流端，整流桥D1输出两端，正极接于继电器REL1第1脚，继电器REL1第2脚接于接触器的直流控制端正极，整流桥负极接接触器（KM）直流控制端负极端；大容量电解电容C1，C2正极接于D1输出正极端，电容负极接于D1输出负极；

3．  变压器次级N3两端（E，F）接于整流桥（D2）交流端，D2输出端正极接于开关电源输入正极端，D2输出负极接于开关电源（SMPS）输入负极端，大容量电解电容（C3、C4）正极接于D2输出正极端，电容负极接于D1输出负极端；开关电源（SMPS）24伏电压输出端，正极接于继电器REL2第1脚，继电器第2脚接于接触器（KM）PLC控制单元的正极端，开关电源24伏输出负极直接接于接触器（KM）PLC控制单元的负极端；大容量电解电容（C3、C4）正极接于整流桥输出正极端，电容负极接于整流桥输出负极端；

4．开关电源（SMPS）输出端同时为逆变器辅助电路及主控制单元（MCU）供电。

本发明的有益效果是：根据相应的低压穿越标准要求，在电网电压短时间跌落时，MCU控制单元根据采样的电网电压值发出相应的指令控制接触器的断开或吸合时间，通过简单的控制便能实现电网电压短时间跌落时，能在标准要求时间内为并网逆变器持续提供逆变器辅助电路及接触器开通和关断时所需的电压。

附图说明

图1为本发明的供电电路示意图。

图2为本发明的220V直流线包控制示意图。

图3为本发明的接触器PLC控制时示意图。

图4为本发明的电网跌落时线包控制示意图。

图5为本发明的电网跌落时PLC控制供电示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。

如图1所示，图1为本发明的供电电路示意图。本实施例的具体工作模式如下所示：

1、当光伏并网逆变器正常工作时，逆变器辅助电路由逆变器自供电，即多输出绕组变压器取电于逆变器交流输出侧，通过变压器的原边N1及副边N2、N3的匝比达到所需的交流电压，后经整流桥整流后用于接触器控制及辅助电路供电，连接方式示意图图如1所示；

2、当控制单元控制继电器REL1吸合时，接触器线包接220V直流电压，接触器吸合，当继电器REL1断开时，接触器同时断开；通过控制继电器REL1的吸合状态就能间接控制三相接触器吸合状态，从而控制并网逆变器的并、脱网工作状态；具体控制回路如图2所示；

3、当采用接触器24伏PLC单控制单元控制时， 电网正常时，交流电压经变压器（T）次级N3至整流桥整流后，再经开关电源（SMPS）输出24V直流电压，当控制继电器REL2吸合时，接触器PLC控制单元具有24V直流电压，接触器吸合，当继电器REL2断开时，PLC控制单元24V直流电压断开，相应的接触器同时断开；通过控制继电器REL2的吸合状态就能间接控制三相接触器吸合状态，从而控制并网逆变器与电网并脱网工作状态；具体控制电流如图3所示；

4、当电网短时间内跌落时，跌落持续时间在相应的标准范围内时，当电压电压跌落至额定电压的20%时甚至跌至0时，此时逆变器交流侧输出电压不足以维持逆变器辅助电路工作电压和接触器控制电压，此时，（1）当采用220V直流电压控制接触器控制时，此时短时间内供电由大容量电解电容（C1，C2）提供，供电电流回路如图4所示；（2） 当采用接触器24伏PLC控制单元作为接触器吸合控制单元时，24V开关电源通过大容量电解电容（C3，C4）供电，电流回路如图4所示；

5、根据相应的低穿或零电压穿越所需持续时间，通过控制器对电网电压采样值及跌落持续时间来控制逆变器的并、脱网工作状态，同时可根据标准所要求的持续时间，来选择电解电容（C1，C2，C3，C4）的容值大小。

以上所述仅为本发明之较佳实施例而已，并非以此限制本发明的实施范围，凡熟悉此项技术者，运用本发明的原则及技术特征，所作的各种变更及装饰，皆应涵盖于本权利要求书所界定的保护范畴之内。

Claims (2)

1.一种用于低电压穿越供电***，其特征在于：它由多输出绕组变压器（T），整流桥（D1，D2），电容器（C1，C2，C3，C4），继电器（REL1，REL2），接触器（KM）及开关电源（SMPS）组成，所述多输出绕组变压器（T）的原边N1两端（A，B）连接于逆变器三相交流输出侧中任意两线上；

所述多输出绕组变压器（T）的次级N2两端（C，D），连接于整流桥（D1）交流端，整流桥（D1）输出两端，正极接于继电器（REL1）第1脚，继电器（REL1）第2脚接于接触器的直流控制端正极，整流桥负极接接触器（KM）直流控制端负极端；大容量电解电容器（C1，C2）正极接于整流桥（D1）输出正极端，电容负极接于整流桥（D1）输出负极；

所述多输出绕组变压器（T）的次级N3两端（E，F）接于整流桥（D2）交流端，整流桥（D2）输出端正极接于开关电源输入正极端，整流桥（D2）输出负极接于开关电源（SMPS）输入负极端，大容量电解电容器（C3、C4）正极接于整流桥（D2）输出正极端，电容负极接于整流桥（D1）输出负极端；开关电源（SMPS）24伏电压输出端，正极接于继电器（REL2）第1脚，继电器（REL2）第2脚接于接触器（KM）PLC控制单元的正极端，开关电源24伏输出负极直接接于接触器（KM）PLC控制单元的负极端；大容量电解电容（C3、C4）正极接于整流桥输出正极端，电容负极接于整流桥输出负极端；

开关电源（SMPS）输出端同时为逆变器辅助电路及主控制单元（MCU）供电。

2.根据权利要求1所述的用于低电压穿越供电***，其特征在于：当光伏并网逆变器正常工作时，多输出绕组变压器（T）取电于逆变器交流输出侧，通过多输出绕组变压器（T）的原边N1及副边N2、N3的匝比达到所需的交流电压，后经整流桥整流后用于接触器控制及辅助电路供电。

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