變流器二次回路供電的交、直流取電方法
【專利摘要】一種變流器二次回路供電的交直流取電方法，直接從變流器的交流端口和直流端口取電，通過簡單的回路可以完成兩端口取電的任意切換，也可兩端口同時取電，并通過寬范圍DC/DC模塊電源給變流器設備的二次回路供電。由于新能源變流器啟動條件下，必然會至少在交流側(cè)或直流側(cè)中的任意一側(cè)帶電，例如光伏應用中直流側(cè)會有的光伏電池板供電，儲能系統(tǒng)充電狀態(tài)時的交流、直流兩側(cè)供電或儲能系統(tǒng)放電狀態(tài)時的儲能元件側(cè)供電等等。本申請的方案可保證設備二次側(cè)有穩(wěn)定可靠的供電，且能夠適用新能源變流器的廣泛應用。
【專利說明】變流器二次回路供電的交、直流取電方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)變流器【技術領域】，涉及光伏逆變器、儲能雙向變流器等新能源變流器的二次回路供電的取電方式，尤其涉及一種能夠適應在多種復雜工況下保證設備二次回路供電穩(wěn)定性和靈活性的二次回路取電方案。
【背景技術】
[0002]近年來大功率變流器設備在光伏、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)等新能源領域中的應用越來越廣泛且占據(jù)越來越重要的位置。因此變流器設備的穩(wěn)定、可靠運行直接影響著新能源供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其中變流器設備的二次回路包括了測量、控制、保護、通訊傳輸?shù)炔糠?，這一部分供電的穩(wěn)定性決定著變流器設備的穩(wěn)定運行。
[0003]目前，變流器二次回路的取電通常采用UPS供電方式，以保證設備二次回路供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性。但是隨著新能源變流器應用范圍逐漸擴大，應用環(huán)境及條件逐漸變得復雜多樣，原有的UPS供電方式的局限性逐漸顯現(xiàn):
[0004]1.UPS裝置通常需要在變流器交流端口處取電并采用電池備電方式。因此在變流器的電網(wǎng)側(cè)無電源供電的情況下，變流器設備二次回路供電只能依靠UPS備電電池工作。這種情況下，設備投運前的調(diào)試、驗收等過程中往往需要隨時、多次將電池備電耗盡的UPS帶到有合適電源供電的地方充電。因此UPS供電的二次回路的取電方式在偏遠的無電源地區(qū)給項目調(diào)試和裝置投運帶來巨大困難。
[0005]2.由于UPS內(nèi)部電池模塊的存在，使其對環(huán)境條件要求非常苛刻:通常所采用的UPS要求環(huán)境溫度為0°C?40°C，且要求應用環(huán)境無鹽分等。然而新能源變流器例如光伏變流器，儲能變流器等的應用領域往往要面對野外環(huán)境的高溫，低溫，我國西南部的高原環(huán)境，我國東南沿海海島高鹽份環(huán)境等。這類應用條件通常會超出UPS所要求的環(huán)境條件。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本申請基于如上背景，提出了一種新的變流器二次回路供電的交直流取電方法，直接從變流器主回路的的交流端口和直流端口取電，通過簡單的回路可以完成兩端口取電的任意切換，也可兩端口同時取電，并通過寬范圍DC/DC模塊電源給變流器設備的二次回路供電。
[0007]由于新能源變流器啟動條件下，必然會至少在交流側(cè)或直流側(cè)中的任意一側(cè)帶電，例如光伏應用中直流側(cè)會有的光伏電池板供電，儲能系統(tǒng)充電狀態(tài)時的交流、直流兩側(cè)供電或儲能系統(tǒng)放電狀態(tài)時的儲能元件側(cè)供電等等。因此可保證設備二次回路供電連續(xù)型有效性。并且，由于不再采用UPS電池供電，可以避免因UPS內(nèi)部電池使用環(huán)境條件的限制帶來的整個設備應用環(huán)境條件的局限性。由此可見本申請?zhí)岢龅姆桨缚杀ＷC設備二次側(cè)有穩(wěn)定可靠的供電，且能夠適用新能源變流器的廣泛應用。
[0008]本發(fā)明具體采用以下技術方案。
[0009]一種變流器二次回路供電的交、直流取電方法，其特征在于:[0010]從變流器的交流端口和直流端口取電，并通過DC/DC模塊給變流器的二次回路供電。
[0011]所述交、直流取電方法具體包括以下內(nèi)容:
[0012](I)在變流器交流端口處接入三相交流電源，經(jīng)過整流并濾波后成為穩(wěn)定的直流源；
[0013](2)在變流器直流側(cè)端口接入直流電源，并聯(lián)接入變流器交流端口經(jīng)過整流后的直流源，并在直流端口電源接線上接防反二極管；
[0014](3)在變流器交流端口經(jīng)整流后得到的直流源與變流器直流側(cè)端口接入的直流電源并聯(lián)后，作為DC/DC模塊輸入端，DC/DC模塊的輸出電源給二次回路器件供電。
[0015]此種取電方式可以在變流器網(wǎng)側(cè)帶電的情況下工作，例如儲能變流器并網(wǎng)充電工況；可以在變流器網(wǎng)側(cè)不帶電，直流側(cè)帶電的工況下保證設備二次回路帶電，例如光伏逆變器離網(wǎng)啟動，即交流側(cè)不帶電，直流側(cè)接入光伏電池板的工況；或是變流器交直流端口均帶電的工況，例如儲能變流器并網(wǎng)放電的工況。
[0016]由此可見，本方案工況適用范圍廣，基本可覆蓋目前存在的新能源變流器所有工況；方案所采用器件或裝置均為常用的電力電子器件或無源器件，貨源豐富質(zhì)量穩(wěn)定性好；且本方案避免了電池等化學元件的使用，具備廣泛的環(huán)境條件適用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明提供了一種電路簡潔清晰，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，環(huán)境條件要求低，工況適用性強的取電方法。本發(fā)明的【具體實施方式】如下:
[0019]如圖1所示，在本發(fā)明的變流器二次回路供電的交、直流取電方法中，交直流取電位置分別為位置①和位置②，其中位置①在變流器電網(wǎng)側(cè)，處于變流器交流斷路器前端，端口電壓可以選用270Vac、380Vac、500Vac、690Vac等變流器常用電壓等級。位置②為變流器直流側(cè)，位于變流器直流斷路器后端，端口電壓可以在150Vdc到HOOVdc的常用變流器直流端口電壓范圍內(nèi)變動。在這兩個位置取電可以保證取電電路在裝置外部任意一側(cè)帶電時即可給二次回路供電。
[0020]交流側(cè)取電后需經(jīng)三相整流電路③和直流支撐電容濾波④后成為一個直流源并與直流側(cè)取電并聯(lián)。其中直流支撐電容④的選型可以依據(jù)整個二次回路取電容量及后端的DC/DC電源對輸入電源波動的要求選取。
[0021 ] 直流側(cè)取電后經(jīng)過放反二極管⑤與交流側(cè)取電并整流后并聯(lián)。防反二極管可以避免因交流整流和直流取電端口兩側(cè)電勢差導致電流未流經(jīng)主回路而通過二次取電回路在交流端口和直流端口間流動。防反二級管的選取需考慮變流器主回路結構，本發(fā)明中變流器直流側(cè)為浮地系統(tǒng)，可以考慮防反二極管兩端最大壓差為直流電壓最大值UDCMAX。
[0022]本發(fā)明在交流取電端口側(cè)和直流取電端口側(cè)分別配置交流微斷⑥和直流微斷⑦為二次供電回路提供保護。其中直流微斷選型需選擇直流額定電壓不小于直流端口電壓最大值UDCMAX的直流應用微斷。[0023]電路中的電源模塊采用市場上已經(jīng)有廣泛應用，且具有成熟設計的寬范圍DC/DC電源⑧。電壓輸入范圍通常有150Vdc?1400Vdc或250Vdc?IOOOVdc可根據(jù)需求選取。
[0024]應說明的是:以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種變流器二次回路供電的交、直流取電方法，其特征在于: 從變流器的交流端口和直流端口取電，并通過DC/DC模塊給變流器的二次回路供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的交、直流取電方法，其特征在于，所述方法包括以下內(nèi)容: (1)在變流器交流端口處接入三相交流電源，經(jīng)過整流并濾波后成為穩(wěn)定的直流源； (2)在變流器直流側(cè)端口接入直流電源，并聯(lián)接入變流器交流端口經(jīng)過整流后的直流源，并在直流端口電源接線上接防反二極管； (3 )在變流器交流端口經(jīng)整流后得到的直流源與變流器直流側(cè)端口接入的直流電源并聯(lián)后，作為DC/DC模塊輸入端，DC/DC模塊的輸出電源給二次回路器件供電。
【文檔編號】H02J4/00GK103746443SQ201310740699
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權日:2013年12月27日
【發(fā)明者】劉智全, 張效宇, 王立超 申請人:北京四方繼保自動化股份有限公司