[實用新型]一種光伏并網(wǎng)逆變器控制裝置的冗余供電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220454563.4
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN202798125U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚為正;張建;劉剛;張海龍;牛化鵬;孟向軍;王俊杰;汪海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安許繼電力電子技術(shù)有限公司;許繼集團(tuán)有限公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于光伏并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光伏并網(wǎng)逆變器控制裝置的冗余供電系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

隨著不可再生能源的日益枯竭，太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電等新能源產(chǎn)業(yè)得到了如火如荼的發(fā)展。由于太陽能資源無處不在、用之不盡的獨特優(yōu)勢，而且各國政府對太陽能發(fā)電加以補(bǔ)貼，光伏行業(yè)迅速發(fā)展壯大。為保持光伏行業(yè)良性發(fā)展，避免污染電網(wǎng)甚至損害用電設(shè)備，市場對光伏并網(wǎng)的核心部件——逆變器提出了嚴(yán)格的要求：低電壓穿越，過電壓穿越等。同時，基于對綠色低碳型地球的追求，人們對光伏逆變器的效率和成本不斷提出新的要求。光伏并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)供電系統(tǒng)目前多采用內(nèi)取電模式（即從逆變器并網(wǎng)側(cè)取電），此類供電方式構(gòu)架簡單，成本低廉，但在實際應(yīng)用中存在如下兩個問題：

1)系統(tǒng)發(fā)生低電壓穿越時，電網(wǎng)電壓跌落，傳統(tǒng)內(nèi)取電模式在跌落時間段內(nèi)失電，無法滿足低電壓穿越下逆變器控制系統(tǒng)供電要求；

???2)光伏并網(wǎng)電價目前要高于工業(yè)電價，傳統(tǒng)內(nèi)取電模式使用逆變器所發(fā)電，因此從經(jīng)濟(jì)上考慮并不如使用外部工業(yè)用電。

綜上，從光伏電站實際應(yīng)用角度出發(fā)，光伏逆變器控制系統(tǒng)供電方案除需要滿足低電壓穿越時供電需求外，還要實現(xiàn)內(nèi)外取電無縫切換，同時保證可靠性及經(jīng)濟(jì)性。基于此，高效率冗余供電方式便應(yīng)運而生。

現(xiàn)有的內(nèi)取電模式，即光伏逆變器控制系統(tǒng)直接由電網(wǎng)供電（如圖1所示）。這種模式的弊端在于：在電網(wǎng)發(fā)生低電壓穿越時，控制系統(tǒng)失電，無法滿足低電壓穿越下逆變器供電需求。

為了解決這一問題，交直流取電的模式應(yīng)運而生，即控制系統(tǒng)由電網(wǎng)和太陽能電池板一起來做冗余供電（如圖2所示），設(shè)定V1>V2。當(dāng)電網(wǎng)正常運轉(zhuǎn)時，控制構(gòu)架由電網(wǎng)給電；出現(xiàn)低壓穿越時，電網(wǎng)掉電，逆變器控制系統(tǒng)由太陽能電池板供電。

但采用內(nèi)取電模式時，逆變器將消耗一部分光伏發(fā)電用于自身控制系統(tǒng)供電。對比工業(yè)用電，光伏發(fā)電成本較高，所以，如果控制構(gòu)架由外部工業(yè)用電給電（如圖3所示），用電成本就會大幅下降。

但是如果單純采用外部供電模式，當(dāng)外部供電異常時，即可能存在光伏逆變器控制系統(tǒng)供電異常，影響光伏逆變器的正常運行，因此根據(jù)光伏電站的實際需求，逆變器控制系統(tǒng)還需滿足內(nèi)外供電無縫切換，以實現(xiàn)光伏逆變器更加可靠的運行。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種既能滿足低電壓穿越供電需求并可滿足內(nèi)外取電無縫切換的光伏并網(wǎng)逆變器控制裝置的冗余供電系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的光伏并網(wǎng)逆變器控制裝置的冗余供電系統(tǒng)技術(shù)方案如下：該系統(tǒng)包括分別由電網(wǎng)和太陽能電池板提供供電電源為光伏并網(wǎng)逆變器控制裝置冗余供電的電網(wǎng)供電子系統(tǒng)和太陽能電池板供電子系統(tǒng)，還包括由外部工業(yè)用電為光伏逆變器控制裝置供電的外部工業(yè)用電供電子系統(tǒng)，所述三個供電子系統(tǒng)分別通過各自連接的二極管設(shè)置供電優(yōu)先等級構(gòu)成冗余供電。

本實用新型的光伏并網(wǎng)逆變器控制裝置的冗余供電系統(tǒng)，通過對內(nèi)取電、外取電以及電池板直流取電通過二極管設(shè)置供電優(yōu)先級給并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)供電，既可以滿足光伏逆變器低電壓穿越狀況下控制系統(tǒng)供電需求，同時在正常工作下逆變器控制系統(tǒng)均由外部工業(yè)用電提供，價格低，有效的減小了光伏電站并網(wǎng)逆變器運行成本；內(nèi)取電、外取電、電池板直流供電三路冗余供電方案可以實現(xiàn)無縫切換，其中一路或兩路出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)保持供電，逆變器的工作不受影響。這種工作模式既保證了供電系統(tǒng)的可靠性也保證了供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1是控制系統(tǒng)內(nèi)取電示意圖；

圖2是電網(wǎng)和電池板冗余供電示意圖；

圖3是外部供電和電池板冗余供電示意圖；

圖4是內(nèi)取電、外取電和電池板直流取電無縫切換冗余供電示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

?光伏并網(wǎng)逆變器控制裝置的冗余供電系統(tǒng)包括分別由電網(wǎng)和太陽能電池板提供供電電源為光伏并網(wǎng)逆變器控制裝置冗余供電的電網(wǎng)供電子系統(tǒng)和太陽能電池板供電子系統(tǒng)，還包括由外部工業(yè)用電為光伏逆變器控制裝置供電的外部工業(yè)用電供電子系統(tǒng)，上述三個供電子系統(tǒng)分別通過各自連接的二極管設(shè)置供電優(yōu)先等級構(gòu)成冗余供電系統(tǒng)。

如圖4所示，太陽能電池板供電子系統(tǒng)中太陽能電池板經(jīng)電源2后，輸出電壓為V2；電網(wǎng)供電子系統(tǒng)中，電網(wǎng)內(nèi)取電經(jīng)電源1后，輸出電壓為V1；外部工業(yè)用電供電子系統(tǒng)中，外部供電經(jīng)電源3后，輸出電壓為V3。V1,?V2?和V3分別經(jīng)二極管給光伏并網(wǎng)逆變器控制裝置供電，這樣電壓最高的一路給控制系統(tǒng)供電，控制逆變器穩(wěn)定正常工作。