一种并离网混合型逆变器的制作方法

专利2022-06-30  80


本发明涉及电力电子技术领域,更具体地说,涉及一种并离网混合型逆变器。



背景技术:

并网逆变器用于将输入的直流电转换为交流电后输送到电网,从而为挂在电网上的负载(负载分为重要负载和一般负载两个等级)供电。但是当遇到电网供电质量较差时,无法保证重要负载和一般负载供电的安全性,以及当遇到电网掉电时,无法保证重要负载供电的可靠性。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供一种并离网混合型逆变器,以提高所有负载供电的安全性以及重要负载供电的可靠性。

一种并离网混合型逆变器,其中:

所述逆变器具有并网端口、负载端口和至少一个直流端口,其中:并网端口用于连接电网;负载端口用于连接负载,所述负载分为重要负载和一般负载两个等级;直流端口用于连接直流电源,其中至少一个直流电源为储能电池;

所述逆变器内部具有dc/ac变换器和三个开关电路k1~k3,其中:各直流端口耦合在dc/ac变换器的直流母线上,并且连接储能电池的直流端口经过dc/dc变换器耦合在所述直流母线上;dc/ac变换器的交流侧通过开关电路k1连接并网端口、通过开关电路k2连接负载端口;并网端口与负载端口之间还连接有开关电路k3;

所述逆变器在能量管理系统控制下实现各个端口之间的功率流动,包括:

若接收到用户指令,则在电网供电质量符合预期时,闭合开关电路k3,由电网为所述负载供电,以及闭合开关电路k1,由电网为储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电;

在电网掉电或者电网供电质量不符合预期时,断开开关电路k1和开关电路k3,闭合开关电路k2,由直流电源向所述负载供电。

可选的,所述逆变器允许dc/ac变换器为所述负载供电的功率超过逆变器额定并网功率,以及所述逆变器允许从电网通过开关电路k3为所述负载供电的功率超过逆变器额定并网功率。

可选的,所述逆变器从电网为储能电池充电的功率大于逆变器额定并网功率。

可选的,在电网给所述负载供电的支路上串联有漏电流检测装置。

可选的,开关电路k3上串联有限流装置。

可选的,所述逆变器上设置有急停开关;在系统处于紧急情况时,通过触发所述急停开关,停止所述逆变器的运行以及断开所有开关电路。

一种并离网混合型逆变器,其中:

所述逆变器具有并网端口、负载端口1、负载端口2和至少一个直流端口,其中:并网端口用于连接电网;负载端口1用于连接重要负载,负载端口2用于连接一般负载;直流端口用于连接直流电源,其中至少一个直流电源为储能电池;

所述逆变器内部具有dc/ac变换器和三个开关电路k1~k3,其中:各直流端口耦合在dc/ac变换器的直流母线上,并且连接储能电池的直流端口经过dc/dc变换器耦合在所述直流母线上;dc/ac变换器的交流侧通过开关电路k1连接并网端口、通过开关电路k2连接负载端口2;依次通过开关电路k1、第三开关电路k3连接负载端口1;

所述逆变器在能量管理系统控制下实现各个端口之间的功率流动,包括:

若接收到用户指令,则在电网供电质量达到预期时,闭合开关电路k1~k3,使电网向负载端口2和负载端口1供电,同时通过dc/ac变换器使电网向储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电;

在电网掉电或者电网供电质量不符合预期时,断开开关电路k1和开关电路k3,闭合开关电路k2,由直流电源向负载端口1供电。

一种并离网混合型逆变器,其中:

所述逆变器具有并网端口、负载端口1、负载端口2和至少一个直流端口,其中:并网端口用于连接电网;负载端口1用于连接重要负载,负载端口2用于连接一般负载;直流端口用于连接直流电源,其中至少一个直流电源为储能电池;

所述逆变器内部具有dc/ac变换器1、dc/ac变换器2和三个开关电路k1~k3,其中:各直流端口耦合在dc/ac变换器的直流母线上,并且连接储能电池的直流端口经过dc/dc变换器耦合在所述直流母线上;dc/ac变换器1的交流侧通过开关电路k1连接并网端口,依次通过开关电路k1、开关电路k3连接负载端口1;dc/ac变换器2的交流侧通过开关电路k2连接负载端口2;

所述逆变器在能量管理系统控制下实现各个端口之间的功率流动,包括:

若接收到用户指令,则在电网供电质量符合预期时,闭合开关电路k1、开关电路k2、开关电路k3,使电网向负载端口2供电,同时电网能量先通过dc/ac变换器1整流、再通过dc/ac变换器2逆变后为负载端口1供电,同时dc/ac变换器1从电网吸收电能向储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电;

在电网掉电或者电网供电质量不符合预期时,断开开关电路k3和开关电路k1,闭合开关电路k2,直流电源通过dc/ac变换器2向负载端口1供电。

可选的,电网供电质量不符合预期时的控制程序替换为:断开k3,闭合k1和k2,电网能量先通过dc/ac变换器1整流、再通过dc/ac变换器2逆变后为负载端口1供电,保证了重要负载用电的可靠性,同时dc/ac变换器1从电网吸收电能向储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电。

可选的,若未接收到所述用户指令,则在电网供电质量符合预期时,闭合k1、k2、k3,使电网向负载端口2供电,通过dc/ac变换器1使直流电源向并网端口和负载端口2供电,通过dc/ac变换器2使直流电源向负载端口1供电;

其中,dc/ac变换器2的额定功率小于dc/ac变换器1的额定功率。

从上述的技术方案可以看出,本发明在电网供电质量较佳时,由电网为所有负载供电,在电网掉电或者电网供电质量变差时,切换为由逆变器直流侧能量为所有负载至少是重要负载供电,保证了重要负载供电可靠性(即保证了重要负载不间断供电)和所有负载供电安全性(即避免了因供电质量差而损坏负载)。而且,本发明在逆变器直流侧加入了储能电池,电网在为所有负载供电的同时还可以随时为储能电池充电,这样就保证了每次遇到电网掉电或者电网供电质量变差的情况时逆变器直流侧能量都是充足的,能够坚持更长时间来维持供电可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种并离网混合型逆变器的主电路拓扑结构示意图;

图2为本发明实施例公开的又一种并离网混合型逆变器的主电路拓扑结构示意图;

图3为本发明实施例公开的又一种并离网混合型逆变器的主电路拓扑结构示意图。

上述图1~图3中,采用单线图的方式绘图,本领域技术人员应当清楚这种简化画法,对于直流来说,可以是一对或者多对正负电力线、一对或者多对带正极、母线中点、负极的电力线;对于交流来说,可以是l、n单相线,也可以是三相三线制、三相四线制、带地线的交流线等。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

参见图1,本发明实施例公开了一种并离网混合型逆变器,其主电路拓扑结构如下:

该并离网混合型逆变器具有并网端口、负载端口和n个直流端口,n≥2;

所述并网端口用于连接电网;

所述负载端口用于连接负载,所述负载分为重要负载和一般负载两个等级;重要负载是指例如照明、通信用电、电冰箱等,功率不高但是必须维持不间断供电的负载;一般负载是指例如空调、水泵等,功率较高但在供电有限的情况下,允许掉电的负载;

所述直流端口用于连接直流电源;

该并离网混合型逆变器内部具有dc/ac变换器、开关电路k1、开关电路k2和开关电路k3(开关电路是指具有“接通”和“断开”两种状态的电路,每个开关电路均可以由一组开关独立构成或者由多组开关并联冗余构成,每组开关由由一个开关独立构成或者由多个开关串联冗余构成;开关类型例如可以为接触器);

其中的m个直流端口通过所述dc/dc变换器耦合在所述dc/ac变换器的直流母线上,m≤n,其余的n-m个直流端口直接耦合在所述直流母线上;所述m个直流端口中至少有一个直流端口连接的直流电源为储能电池,所述m个直流端口中其余的直流端口连接的直流电源以及所述其余的n-m个直流端口连接的直流电源可以是光伏电源或者经整流的风力发电源等,并不局限;图1仅以n=2,m=1,两个直流端口分别接光伏电源和储能电池作为示例;

所述dc/ac变换器的交流侧通过开关电路k1连接所述并网端口、通过开关电路k2连接所述负载端口;所述并网端口与所述负载端口之间还连接有开关电路k3。

并离网混合型逆变器通过能量管理系统控制开关电路k1、开关电路k2、开关电路k3、dc/dc变换器、dc/ac变换器的动作来实现各个端口之间的功率流动,包括:

若接收到用户指令,则在电网供电质量符合预期时,闭合k3,由电网为所述负载供电,以及闭合k1,由电网通过dc/ac变换器反向为本储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电;

在电网掉电或者电网供电质量不符合预期时,断开k1和k3,闭合k2,由直流电源向所述负载供电。

其中,评判电网供电质量是否符合预期时的所依据的参数,可以是电网电压、电网频率、电网电压畸变率、电网三相电压不平衡度、电网闪变频率、电网侧浪涌次数、电网阻抗中的一种或任意几种的组合。例如,当依据的参数是电网三相电压不平衡度时,可设定三相电压不平衡度上限是5%,当检测到电网三相电压不平衡度不超过5%时,则认为电网供电质量符合预期。

在未接收到所述用户指令时,能量管理系统也可以实现各个端口之间其他形式的功率流动,例如:闭合k2和k3,先由直流电源输出功率为所述负载供电,在直流电源输出功率低于负载所需功率时,从电网补充能量为所述负载供电。

由以上述描述可以看出,本发明实施例在电网供电质量较佳时,由电网为负载供电,在电网掉电或者电网供电质量变差时,切换为由逆变器直流侧能量为负载供电,保证了负载供电可靠性(即保证了负载不间断供电)和安全性(即避免了因供电质量差而损坏负载)。而且,本发明实施例在逆变器直流侧加入了储能电池,电网在为负载供电的同时还可以随时为储能电池充电,这样就保证了每次遇到电网掉电或者电网供电质量变差的情况时逆变器直流侧能量都是充足的,能够坚持更长时间来维持供电可靠性。

在本发明实施例中,由于存在电网能量同时为负载和储能电池供电的场景,所以本发明实施例在器件选型时的功率限制上需满足,所述并网端口允许电网反向流经的功率≥电网dc/ac变换器反向给储能电池充电的最大功率 电网经过k3给负载提供的最大功率。

可选的,在由直流电源向所述负载供电的情况下,当直流电源输出功率低于负载所需功率或者储能电池达到放电截止条件(该放电截止条件例如为储能电池的soc值低于预设的放电截止soc值)时,应断开k2,停止向所述负载供电,以避免储能电池过放而影响储能电池循环使用寿命。

在上述公开的任一实施例中,逆变器的额定并网功率受安装地点的光伏电源容量以及当地电网法规和补贴政策约束,为一个受限的值,而逆变器为负载供电(自发自用)则没有这个限制。因此作为一个可选方案,在器件功率限制上,本发明实施例可以设置允许dc/ac变换器为负载供电的功率超过额定并网功率,这样可以维持更大的负载稳定运行,适用范围更广。例如,为负载供电的功率可以设置为额定并网功率的1.2倍或以上。

同样的,本发明实施例还设置允许从电网通过k3为负载供电的功率超过额定并网功率。例如为k3支路上的器件选型功率可以设置为额定并网功率的1.2倍或以上。

可选的,在上述公开的任一实施例中,为了在离网条件下能更持久地为负载供电,可以设置逆变器从电网为储能电池反向充电的功率大于额定并网功率。这样电网可以快速将电池充满。本发明实施例非常适用于电网间歇性供电的区域,例如海岛上,大型柴油发电机在固定时间段运行数小时,本发明实施例的逆变器可以利用这个时间段快速将电池充满。例如,电网为储能电池反向充电的功率可以设置为额定并网功率的1.2倍或以上。

可选的,在上述公开的任一实施例中,为了进一步保证负载用电的安全性,当由电网为负载供电时,在电网给负载供电的支路上串联漏电流检测装置rcd。rcd可以设置在电网端口、k3支路上或者负载端口。当检测到漏电流超标时,切断k3。

可选的,在上述公开的任一实施例中,为了提高逆变器的突加负载能力,k3上还串联有限流装置,用于在k3闭合时,抑制冲击电流。所述限流装置采用双向晶闸管实现,如图1所示,在需要通过电网给负载供电时,先闭合k3,再在电压过零点时闭合双向晶闸管,以抑制合闸冲击电流。当然,所述限流装置的拓扑结构并不局限于此,例如也可以用其他受控的半导体开关(如igbt、mosfet),或者正温度系数热敏电阻、电感等无源器件来实现。

可选的,所述逆变器上设置有急停开关。在系统处于紧急情况时,通过触发所述急停开关,停止逆变器的运行以及断开交流侧的所有开关电路,使系统处于安全模式。所述急停开关例如可以设置为手动控制的按压式开关。

可选的,为了符合并网法规,可以在并网端口增加检测装置ct,并根据负载功率变化、直流输入功率变化实时调节并网端口的功率大小,以保证输送到电网的功率大小不会超过电网公司的允许值。该值一般≤额定并网功率,例如为70%的额定并网功率。

在负载用电较大的场合,若电网掉电,直流电源可能不足以提供足够的功率、或者难以维持负载长时间运行,因此可以将重要负载和一般负载分开连接至不同的负载端口。如图2所示,本发明实施例还公开了又一种并离网混合型逆变器,其主电路拓扑结构如下:

所述并离网混合型逆变器具有并网端口、负载端口1、负载端口2和n个直流端口,n≥2;

所述并网端口用于连接电网;

所述负载端口1用于连接重要负载,所述负载端口2用于连接一般负载;

所述直流端口用于连接直流电源;

所述并离网混合型逆变器内部具有dc/ac变换器、第一开关电路k1、第二开关电路k2和第三开关电路k3;

m个直流端口通过所述dc/dc变换器耦合在所述dc/ac变换器的直流母线上,剩余n-m个直流端口直接耦合在所述直流母线上,m≤n;所述m个直流端口中至少有一个直流端口连接的直流电源为储能电池,而所述m个直流端口中其余的直流端口连接的直流电源以及所述剩余n-m个直流端口连接的直流电源可以是光伏电源或者经整流的风力发电源等,并不局限;图2仅以n=2,m=1,两个直流端口分别接光伏电源和储能电池作为示例;

所述dc/ac变换器的交流侧通过第一开关电路k1连接所述并网端口、通过第二开关电路k2连接所述负载端口2;通过第一开关电路k1、第三开关电路k3连接所述负载端口1。

所述逆变器在能量管理系统控制下实现各个端口之间的功率流动,包括:

若接收到所述用户指令,则在电网供电质量达到预期时,闭合k1、k2、k3,使电网向负载端口2和负载端口1供电,同时通过dc/ac变换器使电网向储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电;

在电网掉电或电网供电质量不能达到预期时,断开k1和k3,闭合k2,由直流电源向负载端口1供电。

在未接收到所述用户指令时,能量管理系统也可以实现各个端口之间其他形式的功率流动,例如:闭合k1、k2、k3,使电网向负载端口2供电,同时通过dc/ac变换器使直流电源向并网端口、负载端口1和负载端口2供电。

本实施例的逆变器在并网时可以同时为负载1和负载2供电,维持更大的负载稳定运行,dc/ac变换器的最大输出功率可以设置为超过额定并网功率。例如,dc/ac变换器的最大输出功率可以设置为额定并网功率的1.2倍或以上。

可选的,在图2所示实施例中,所述逆变器从电网为储能电池充电的功率大于逆变器额定并网功率。

可选的,在图2所示实施例中,在电网给所述一般负载和/或重要负载供电的支路上串联有漏电流检测装置。

可选的,在图2所示实施例中,开关电路k3上串联有限流装置。

可选的,在图2所示实施例中,所述逆变器上设置有急停开关;在系统处于紧急情况时,通过触发所述急停开关,停止所述逆变器的运行以及断开所有开关电路。

可选的,在图2所示实施例中,为了符合并网法规,可以在并网端口增加检测装置ct,并根据负载功率变化、直流输入功率变化实时调节并网端口的功率大小,以保证输送到电网的功率大小不会超过电网公司的允许值。

在负载用电较大的场合,若电网掉电,直流电源可能不足以提供足够的功率、或者难以维持负载长时间运行,因此可以将重要负载和一般负载分开连接至不同的负载端口。如图3所示,本发明实施例还公开了又一种并离网混合型逆变器,其主电路拓扑结构如下:

所述并离网混合型逆变器具有并网端口、负载端口1、负载端口2和n个直流端口,n≥2;

所述并网端口用于连接电网;

所述负载端口1用于连接重要负载,所述负载端口2用于连接一般负载;

所述直流端口用于连接直流电源;

所述并离网混合型逆变器内部具有dc/ac变换器1、dc/ac变换器2、第一开关电路k1、第二开关电路k2和第三开关电路k3;

m个直流端口通过所述dc/dc变换器耦合在所述dc/ac变换器的直流母线上,剩余n-m个直流端口直接耦合在所述直流母线上,m≤n;所述m个直流端口中至少有一个直流端口连接的直流电源为储能电池,而所述m个直流端口中其余的直流端口连接的直流电源以及所述剩余n-m个直流端口连接的直流电源可以是光伏电源或者经整流的风力发电源等,并不局限;图3仅以n=2,m=1,两个直流端口分别接光伏电源和储能电池作为示例;

所述dc/ac变换器1的交流侧通过第一开关电路k1连接所述并网端口,依次通过第一开关电路k1、第三开关电路k3连接所述负载端口1;所述dc/ac变换器2的交流侧通过第二开关电路k2连接所述负载端口2。

所述逆变器在能量管理系统控制下实现各个端口之间的功率流动,包括:

若接收到所述用户指令,则在电网供电质量符合预期时,闭合k1、k2、k3,使电网向负载端口2供电,同时电网能量先通过dc/ac变换器1整流、再通过dc/ac变换器2逆变后为负载端口1供电,同时dc/ac变换器1从电网吸收电能向储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电;

在电网掉电或者电网供电质量不符合预期时,断开k3和k1,闭合k2,直流电源通过dc/ac变换器2向负载端口1供电。

或者,在电网供电质量不符合预期时,断开k3,闭合k1和k2,电网能量先通过dc/ac变换器1整流、再通过dc/ac变换器2逆变后为负载端口1供电,保证了重要负载用电的可靠性,同时dc/ac变换器1从电网吸收电能向储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电,以进一步保证重要负载供电可靠性以及所有负载供电安全性。

在未接收到所述用户指令时,能量管理系统也可以实现各个端口之间其他形式的功率流动,例如:在电网供电质量符合预期时,闭合k1、k2、k3,使电网向负载端口2供电,通过dc/ac变换器1使直流电源向并网端口和负载端口2供电,通过dc/ac变换器2使直流电源向负载端口1供电。

由于重要负载的功率通常较小,因此dc/ac变换器2的功率也可以设置的较小,例如为dc/ac1变换器的额定功率的20%,这样可以使逆变器具有较高的性价比。此时,dc/ac变换器2的额定功率小于dc/ac变换器1的额定功率。

可选的,在图3所示实施例中,所述逆变器从电网为储能电池充电的功率大于逆变器额定并网功率。

可选的,在图3所示实施例中,在电网给所述一般负载和/或重要负载供电的支路上串联有漏电流检测装置。

可选的,在图3所示实施例中,开关电路k3上串联有限流装置。

可选的,在图3所示实施例中,所述逆变器上设置有急停开关;在系统处于紧急情况时,通过触发所述急停开关,停止所述逆变器的运行以及断开所有开关电路。

可选的,在图3所示实施例中,为了符合并网法规,可以在并网端口增加检测装置ct,并根据负载功率变化、直流输入功率变化实时调节并网端口的功率大小,以保证输送到电网的功率大小不会超过电网公司的允许值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。


技术特征:

1.一种并离网混合型逆变器,其特征在于:

所述逆变器具有并网端口、负载端口和至少一个直流端口,其中:并网端口用于连接电网;负载端口用于连接负载,所述负载分为重要负载和一般负载两个等级;直流端口用于连接直流电源,其中至少一个直流电源为储能电池;

所述逆变器内部具有dc/ac变换器和三个开关电路k1~k3,其中:各直流端口耦合在dc/ac变换器的直流母线上,并且连接储能电池的直流端口经过dc/dc变换器耦合在所述直流母线上;dc/ac变换器的交流侧通过开关电路k1连接并网端口、通过开关电路k2连接负载端口;并网端口与负载端口之间还连接有开关电路k3;

所述逆变器在能量管理系统控制下实现各个端口之间的功率流动,包括:

若接收到用户指令,则在电网供电质量符合预期时,闭合开关电路k3,由电网为所述负载供电,以及闭合开关电路k1,由电网为储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电;

在电网掉电或者电网供电质量不符合预期时,断开开关电路k1和开关电路k3,闭合开关电路k2,由直流电源向所述负载供电。

2.根据权利要求1所述的并离网混合型逆变器,其特征在于,所述逆变器允许dc/ac变换器为所述负载供电的功率超过逆变器额定并网功率,以及所述逆变器允许从电网通过开关电路k3为所述负载供电的功率超过逆变器额定并网功率。

3.根据权利要求1所述的并离网混合型逆变器,其特征在于,所述逆变器从电网为储能电池充电的功率大于逆变器额定并网功率。

4.根据权利要求1所述的并离网混合型逆变器,其特征在于,还包括:在电网给所述负载供电的支路上串联有漏电流检测装置。

5.根据权利要求1所述的并离网混合型逆变器,其特征在于,还包括:开关电路k3上串联有限流装置。

6.根据权利要求1所述的并离网混合型逆变器,其特征在于,所述逆变器上设置有急停开关;在系统处于紧急情况时,通过触发所述急停开关,停止所述逆变器的运行以及断开所有开关电路。

7.一种并离网混合型逆变器,其特征在于:

所述逆变器具有并网端口、负载端口1、负载端口2和至少一个直流端口,其中:并网端口用于连接电网;负载端口1用于连接重要负载,负载端口2用于连接一般负载;直流端口用于连接直流电源,其中至少一个直流电源为储能电池;

所述逆变器内部具有dc/ac变换器和三个开关电路k1~k3,其中:各直流端口耦合在dc/ac变换器的直流母线上,并且连接储能电池的直流端口经过dc/dc变换器耦合在所述直流母线上;dc/ac变换器的交流侧通过开关电路k1连接并网端口、通过开关电路k2连接负载端口2;依次通过开关电路k1、第三开关电路k3连接负载端口1;

所述逆变器在能量管理系统控制下实现各个端口之间的功率流动,包括:

若接收到用户指令,则在电网供电质量达到预期时,闭合开关电路k1~k3,使电网向负载端口2和负载端口1供电,同时通过dc/ac变换器使电网向储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电;

在电网掉电或者电网供电质量不符合预期时,断开开关电路k1和开关电路k3,闭合开关电路k2,由直流电源向负载端口1供电。

8.一种并离网混合型逆变器,其特征在于:

所述逆变器具有并网端口、负载端口1、负载端口2和至少一个直流端口,其中:并网端口用于连接电网;负载端口1用于连接重要负载,负载端口2用于连接一般负载;直流端口用于连接直流电源,其中至少一个直流电源为储能电池;

所述逆变器内部具有dc/ac变换器1、dc/ac变换器2和三个开关电路k1~k3,其中:各直流端口耦合在dc/ac变换器的直流母线上,并且连接储能电池的直流端口经过dc/dc变换器耦合在所述直流母线上;dc/ac变换器1的交流侧通过开关电路k1连接并网端口,依次通过开关电路k1、开关电路k3连接负载端口1;dc/ac变换器2的交流侧通过开关电路k2连接负载端口2;

所述逆变器在能量管理系统控制下实现各个端口之间的功率流动,包括:

若接收到用户指令,则在电网供电质量符合预期时,闭合开关电路k1、开关电路k2、开关电路k3,使电网向负载端口2供电,同时电网能量先通过dc/ac变换器1整流、再通过dc/ac变换器2逆变后为负载端口1供电,同时dc/ac变换器1从电网吸收电能向储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电;

在电网掉电或者电网供电质量不符合预期时,断开开关电路k3和开关电路k1,闭合开关电路k2,直流电源通过dc/ac变换器2向负载端口1供电。

9.根据权利要求1所述的并离网混合型逆变器,其特征在于,电网供电质量不符合预期时的控制程序替换为:断开k3,闭合k1和k2,电网能量先通过dc/ac变换器1整流、再通过dc/ac变换器2逆变后为负载端口1供电,保证了重要负载用电的可靠性,同时dc/ac变换器1从电网吸收电能向储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电。

10.根据权利要求1所述的并离网混合型逆变器,其特征在于,若未接收到所述用户指令,则在电网供电质量符合预期时,闭合k1、k2、k3,使电网向负载端口2供电,通过dc/ac变换器1使直流电源向并网端口和负载端口2供电,通过dc/ac变换器2使直流电源向负载端口1供电;

其中,dc/ac变换器2的额定功率小于dc/ac变换器1的额定功率。

技术总结
本申请公开了一种并离网混合型逆变器,以实现所有负载供电的安全性以及重要负载供电的可靠性。该逆变器具有并网端口、负载端口和至少一个直流端口,直流端口用于连接直流电源,其中至少一个直流电源为储能电池;所述逆变器内部具有DC/AC变换器和开关电路K1~K3;DC/AC变换器的交流侧通过开关电路K1连接并网端口、通过开关电路K2连接负载端口;并网端口与负载端口之间还连接有开关电路K3;在电网供电质量符合预期时,闭合K3,由电网为所述负载供电,以及闭合K1,由电网为储能电池充电,直至储能电池充满电时停止充电;在电网掉电或者电网供电质量不符合预期时,断开K1和K3,闭合K2,由直流电源向负载供电。

技术研发人员:倪华;俞雁飞;张志飞
受保护的技术使用者:阳光电源股份有限公司
技术研发日:2020.03.19
技术公布日:2020.06.05

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