一種逆變器輔助電源供電系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于分布式發電領域，特別涉及一種逆變器輔助電源供電系統及方法。
【背景技術】
[0002]分布式發電的并網容量越來越大，逆變器的并網要求也越來越嚴格。為防止電網短時故障情況下逆變器大面積脫網，目前對逆變器的低電壓穿越要求也越來越高。術語“低電壓穿越”，指的是電網電壓短時跌落到一定程度甚至到O時，逆變器在滿足低電壓穿越曲線的范圍內不允許停機，同時要向電網注入無功電流以支撐電網電壓的恢復(如，GB19964-2012中對光伏逆變器的低電壓穿越能力要求:并網點電壓跌至0，逆變器應能不脫網連續運行0.15秒)。
[0003]一般采用從電網交流側自取電的供電方式，逆變器因其獨特的系統結構及運行模式，對輔助電源供電系統有以下兩個特殊的需求:
[0004]1、低電壓穿越過程中電壓跌落到20%以下甚至0%時，逆變器控制系統不允許失電；
[0005]2、存在大功率沖擊性負載，對供電電源的容量要求較高。術語“大功率沖擊性負載”，指的是會有瞬時大功率消耗的負載，如:主并網接觸器控制線圈為感性負載，動作瞬時功率需求大(可達1.5kff以上)，但維持的功率很小。
[0006]為了滿足低電壓穿越過程中控制系統不失電，逆變器通常采用不間斷電源UPS作為供電電源。UPS供電方案存在以下問題:
[0007]1、成本較高；
[0008]2, UPS使用環境要求苛刻，難以滿足光伏電站各種惡劣環境的要求；
[0009]3、電池的壽命短，并且需要定期維護；
[0010]4、逆變器系統中存在接觸器線圈這樣的大功率沖擊性負載，對UPS功率容量要求較高。
【發明內容】
[0011]本發明的目的，在于提供一種逆變器輔助電源供電系統及其使用方法。既能解決大功率沖擊性負載的電源容量需求問題，減小供電系統容量從而降低電源成本；又能保證低電壓穿越期間控制系統供電的持續性。
[0012]為了達到以上目的，本發明的解決方案如下:一種逆變器輔助電源供電系統，其特征在于，所述系統包括隔離變換裝置(I)、直流母線(2)、儲能電路(3)、兩組負載電路(4);所述隔離變換裝置(I) 一側與交流輸入連接，另一側與直流母線(2)連接，第一負載電路
(5)與直流母線(2)連接，第二負載電路(6)通過儲能電路與直流母線(2)連接。
[0013]上述方案中:所述儲能電路(3)包括儲能元件(7)、限流元件(8)、放電元件(9)；所述限流元件和放電元件并聯后連接到儲能元件。
[0014]上述方案中:所述隔離變換裝置⑴由開關(10)、變壓器(11)、整流器(12)、DC/DC變換器(13)依次連接組合而成。
[0015]上述方案中:所述兩組負載電路⑷中，第一負載電路(5)為小功率普通負載；第二負載電路(6)為大功率沖擊性負載。
[0016]上述方案中:所述儲能元件(7)至少包含I個電容。
[0017]上述方案中:所述限流元件(8)至少包含I個電阻。
[0018]上述方案中:所述放電元件(9)至少包含I個二極管。
[0019]另外本發明提供一種使用如權利要求2所述電源供電系統的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0020]-交流輸入經過隔離變換裝置(I)以設定電壓匯入直流母線(2)，
[0021]-第一負載電路(5)直接從直流母線上(2)取電，
[0022]-直流母線(2)通過限流元件(8)給儲能元件(7)充電，儲能元件(7)給第二負載電路(6)供電，抑制直流母線⑵的電壓波動，
[0023]-當發生低電壓穿越，交流輸入電壓下降到隔離變換裝置⑴的動作門檻值以下時，隔離變換裝置(I)停止輸出，儲能元件(7)繼續給第二負載電路(6)供電，同時通過放電元件(9)快速給直流母線(2)供電，維持第一負載電路(5)的運行。
[0024]上述方案中，其特征在于，所述隔離變換裝置(I)的動作門檻值范圍為正常工作電壓的20% -60% ο
[0025]本發明的有益效果是:
[0026]I)本發明方案通過設置儲能電路(3):—方面，能夠在控制接觸器分/合時為接觸器線圈這樣的大功率沖擊性負載(6)提供電壓支撐；另一方面，在低電壓穿越期間為直流母線(2)提供支撐，保證所有負載電路的供電。同時滿足了逆變器對供電系統的兩個特殊需求，充分發揮了儲能元件在不同工況下的利用率。
[0027]2)當發生低電壓穿越，交流輸入電壓下降到隔離變換裝置⑴的動作門檻值，隔離變換裝置(I)停止輸出時，本發明方案通過放電元件(9)向直流母線(2)快速放電，可以迅速支撐直流母線電壓，保障所有負載電路的供電連續性。
[0028]3)在供電系統啟動或儲能元件(7)的電壓下降時，本發明通過限流元件⑶給儲能元件(7)緩慢充電，有效的限制了系統功率，降低設備成本。
[0029]4)本發明方案可取代UPS，減小了整個逆變器設備的成本，同時省去UPS可為逆變器節省空間，減小了設備體積。
[0030]5)本發明方案儲能元件采用電容，與UPS方案的電池相比壽命更長，更加環保，維護成本更低。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明的結構示意圖；
[0032]圖2為本發明實施例一種電路結構圖；
[0033]圖3為本發明的儲能元件充電示意圖；
[0034]圖4為本發明的儲能元件在正常工作狀態下向負載供電示意圖；
[0035]圖5為本發明的儲能元件在低電壓穿越狀態下向負載供電示意圖。
【具體實施方式】
[0036]以下結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0037]如圖1所示，本發明公開一種逆變器輔助電源供電系統，包括隔離變換裝置(1)、直流母線(2)、儲能電路(3)、兩組負載電路(4)。
[0038]其中，儲能電路(3)包括儲能元件(7)、限流元件(8)、放電元件(9);兩組負載電路(4)中:第一負載電路(5)為小功率普通負載，第二負載電路(6)為大功率沖擊性負載。
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