一种电力变换器的辅助供电系统及方法技术方案

技术编号:7663123 阅读:197 留言:0更新日期:2012-08-09 07:56
本发明专利技术公开了一种电力变换器的控制单板及开关和接触器的辅助供电系统及相应的方法,所述方法包括步骤S110、当电网正常工作时,网侧变换器从电网取电并转换成直流电输出以对直流母线电容充电;S120、DC/DC变换器从网侧变换器输出端的直流母线取电并变换稳压后为控制单板、直流线圈控制的开关和直流线圈控制的接触器中的至少一个供电:S130、当电网断开时,直流母线电容对DC/DC变换器放电以使DC/DC变换器继续供电。采用上述辅助供电系统及方法的电力变换器,可以在电网电压跌落的情况下,不需要UPS或者外部供电就可以保证系统的控制单板、开关和接触器供电,防止系统断电,同时省去了UPS,降低了成本且提高了整机的可靠性和利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力变换器,尤其涉及。
技术介绍
UPS(不间断电源)是一种含有储能装置,以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。其主要利用电池等储能装置在停电时给计算机、服务器、存储设备、通信网络系统或工业控制系统等提供不间断的电力供应。当市电输入正常时,UPS将市电稳压稳频后供应给负载使用;当市电中断(如事故停电)时,UPS立即将储能装置(如电池组)的电能,通过逆变的方法向负载继续供应交流电,使负载维持正常工作并做相应的保护。目前风力发电和太阳能发电系统中,对于核心控制器部分(如发电系统主控制器或者变流器核心控制器)、监控通讯系统或其他重要的开关或者接触器大都利用UPS作为保护用的后备电源。图I以现有的太阳能发电逆变器为例,示出了其辅助供电系统的电路示意图。在该辅助供电系统中,变压器20的输入端接入电网10,输出端与UPS 200连接;UPS200的输出给辅助电源板300,以及接触器或者断路器开关的线圈500供电;母线直流电容30与变换器20相连。电网10正常工作时,变压器100将电网10输入的高压电(一般为270vac线电压)转换为低压(一般为380Vac线电压),然后UPS200的输入取自变压器100的输出相电压(230Vac),输出给辅助电源板300和接触器或者断路器开关的线圈500供电。当发生电网10掉电时,UPS200内的电池放电,维持系统的辅助电源板300的电源和接触器或者断路器开关的线圈500供电,从而保持系统的正常运行。但是,风力发电系统和太阳能发电系统所处的环境大都比较恶劣,对于后备保护电源的要求比较高,因此,UPS 100的选取原则上需要满足工业应用的工业级产品;与此同时,风力发电系统和太阳能发电系统的核心控制器和接触器或者断路器开关的线圈供电所需的容量都比较小,一般为几百到上千瓦特,因此,对后备电源的容量需求较小。而受成本、市场的影响,目前小容量的UPS多为商业级产品,其在性能和设计上难以满足恶劣工作环境的需求。另外,作为UPS储能的电池是个故障率极高,而且在高温、低温、高海拔等恶劣环境极易损坏的部件,这导致UPS在正常使用时几乎每三年就要更换一次,使得成本提高。另一方面,在现有的风力发电系统和太阳能系统的低电压穿越过程中,利用UPS100给核心控制器、监控通讯部分和其它交流供电的开关或者接触器等重要设备提供电能,使得系统能够顺利通过低电压穿越。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中在电力变换器的辅助供电系统中因采用UPS而造成成本高且可靠性和利用率低的缺陷,提供。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种电力变换器的辅助供电系统,包括电网;输入端接入所述电网的网侧变换器;以及直流母线电容,所述直流母线电容的两端分别与所述网侧变换器的输出端的直流母线的两极连接;其特征在于,所述辅助供电系统还包括DC/DC变换器,所述DC/DC变换器的输入端分别与直流母线的两极连接;以及与所述DC/DC变换器的输出端连接的控制单板、直流线圈控制的开关和直流线圈控制的接触器中的至少一个。优选地,所述辅助供电系统还包括电池,所述电池的两极分别与直流母线的两极连接;电池开关,所述电池开关连接于所述DC/DC变换器的输出端与所述电池之间。进一步优选地,所述DC/DC变换器的输入端连接于所述电池和所述电池开关之间的直流母线的两极。进一步优选地,所述系统还包括变压器,所述变压器的输入端接入所述电网;AC/DC变换器,所述AC/DC变换器的输入端连接所述变压器的输出端以接收交流输入并转换为直流输出到所述DC/DC变换器。优选地,所述电力变换器为风力发电变流器或太阳能发电逆变器。提供一种电力变换器的辅助供电方法,所述方法包括以下步骤S110、当电网正常工作时,网侧变换器从所述电网接收三相交流电并将其转换成直流电输出、通过连接在其输出端的直流母线对两端分别与直流母线的两极连接的直流母线电容充电;S120、输入端分别与直流母线的两极连接的DC/DC变换器从直流母线取电、并将电能变换稳压后输出以供电;S130、当所述电网断开时,所述直流母线电容对所述DC/DC变换器放电,所述DC/DC变换器将从所述直流母线电容接收的电能变换稳压后输出以供电;所述DC/DC变换器为控制单板、直流线圈控制的开关和直流线圈控制的接触器中的至少一个供电。 优选地,在步骤S120中,所述DC/DC变换器同时还从电池取电;在步骤S130中,所述DC/DC变换器将从电池接收的电能与从所述直流母线电容接收的电能一同变换稳压后输出以供电;所述电池的两极分别与直流母线的两极连接。另一个优选,在步骤S120中,所述DC/DC变换器同时还从另一路径取电;所述路径为变压器从所述电网取电、经变压转换后输出AC/DC变换器,所述AC/DC变换器将接收到的交流电转换为直流电为所述DC/DC变换器供电。提供另一种电力变换器的辅助供电方法,所述方法包括以下步骤S210、当电网正常工作时,同时从第一至第三路径为输入端分别与直流母线的两极连接的DC/DC变换器供电;其中,所述第一路径为变压器从所述电网取电、经变压转换后输出AC/DC变换器,所述AC/DC变换器将接收到的交流电转换为直流电为所述DC/DC变换器供电;所述第二路径为网侧变换器从所述电网接收三相交流电并将其转换成直流电为所述DC/DC变换器供电;所述第三路径为与所述DC/DC变换器并联的电池为所述DC/DC变换器供电;S220、所述DC/DC变换器将接收的电能变换稳压后为控制单板、直流线圈控制的开关和直流线圈控制的接触器中的至少一个供电;S230、当所述电网断开时,所述电池为所述DC/DC变换器供电。 优选地,所述电力变换器为风力发电变流器或太阳能发电逆变器。本专利技术电力变换器的辅助供电系统具有以下有益效果通过在网侧变换器输出端的直流母线的两极接入DC/DC变换器实现了在电网正常工作时从直流母线直接取电,将电能变换稳压后输出供电,在电网断开时,通过与之并联的直流母线电容放电,将直流母线电容上的储能变换稳压后输出供电,省去了现有的辅助供电系统中需要设置的UPS,从而降低了系统的制造成本,并提高了系统的可靠性以及利用率。另外,本专利技术的系统在电网断开时,还可以通过与直流母线并联的电池提供能量,经DC/DC变换器变换稳压后输出供电,特别是电力变换器为太阳能逆变器中,利用直流母线电容的储能或者电池的能量,替代了常规设计中可靠性和利用率不高的UPS,使得在电网电压波动和跌落的时候,系统的控制单板以及开关和接触器的供电正常,从而整机的可靠性和利用率均提升,对于整机而言在空间和成本上都有较大优势。本专利技术电力变换器的辅助供电方法具有与本专利技术的系统相同的有益效果,在此不再赘述。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明,附图中图I是现有技术中电力变换器的辅助供电系统在选用UPS时的电路结构示意图;图2是依据本专利技术实施例的电力变换器的辅助供电系统的电路结构示意图;图3是依据本专利技术第一实施例的电力变换器的辅助供电系统的电路结构示意图;图4是依据本专利技术第二实施例的电力变换器的辅助供电系统的电路结构示意图。图5是依据本专利技术第三实施例的电力变换器的辅助供电系统的电路结构示意图;图6是依据本发本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:曾建友
申请(专利权)人:深圳市禾望电气有限公司
类型:发明
国别省市:

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