供电系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电力电子【技术领域】，尤其涉及一种供电系统，应用于供电装置中，其中，包括市电，逆变器，电压检测电路，控制单元，与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过设置有交流供电装置、直流供电装置和控制单元，能在直流供电装置于电压源型运行模式与电流源型运行模式之间切换时，负载持续被供电，避免出现断电现象。同时当直流供电装置处于电压源型运行模式时，能够为负载提供恒定的电压，当直流供电装置处于电流源型运行模式时，能够为电网及负载提供恒定的电流。
【专利说明】供电系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电子【技术领域】，尤其涉及一种供电系统。
【背景技术】
[0002] 随着能源供需矛盾的日渐突出，可再生能源发电技术，尤其是太阳能光伏发电系 统已逐渐成为发展趋势，在光伏发电系统中，储能电路将新能源转化为直流电存储，通过逆 变电路将储能电路输出的直流电转化为符合国家电能质量标准的交流电，逆变电路作为其 中的重要的环节，其性能的优劣直接关系到光伏发电系统运行的可靠性及稳定性，该系统 通常有独立的发电与并网发电两种运行模式，在并网运行模式下，逆变电路输出电压被电 网电压钳位不可控，需要控制器对入网电流进行有效的控制，即此时逆变电路为电流源型 运行模式，在独立运行模式下，逆变电路相当于电压源对负载提供电力，即此时逆变电路为 电压源型运行模式，在逆变器在电流源型运行模式和电压源型运行模式之间切换时，采用 同一逆变电路，故而在电流源型运行模式和电压源型运行模式之间切换时，供电电网会出 现瞬时断电现象，而对于重要的不能断电的负载，该供电系统能不能满足其要求；且这两种 模式切换过程中，可能产生较大的电压、电流冲击，这对逆变器、负载和电网都是不利的。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明提供一种不断电的供电系统。
[0004] 一种供电系统，应用于供电电网中，包括市电，连接负载，用于向一工作于交流供 电模式下的所述负载供电，其中，还包括：
[0005] 逆变器，连接所述负载，可选择地工作于电压源运行模式或电流源运行模式，用以 提供一匹配所述负载的电力；
[0006] 所述电压源型运行模式，用以为所述负载提供模拟市电；
[0007] 所述电流源型运行模式，用以为所述负载提供与所述市电的输出电流相位同步的 电压；
[0008] 电压检测电路，连接所述逆变器，用于检测所述逆变器的输出电压，并形成一电压 检测信号输出；
[0009] 控制单元，分别连接所述电压检测电路、市电逆变器，用以根据所述电压检测信号 控制所述逆变器于所述电压源型运行模式与所述电流源型运行模式之间切换。
[0010] 优选地，所述逆变器包括：
[0011] 一直流储能单元，用于存储电能，并于预定运行模式下向所述负载提供电力；
[0012] 一逆变电路，连接所述储能单元，用于将所述储能单元输出的直流电转换为与所 述负载相匹配的交流电后输出。
[0013] 优选地，所述逆变器还包括滤波电路，所述滤波电路连接于所述逆变电路与所述 负载之间，用以接收所述交流电，并对所述交流电做滤波处理输出。
[0014] 优选地，还包括第一开关和第二开关，
[0015] 所述第一开关连接于所述逆变器与所述负载之间；于所述控制单元控制下于导通 与断开之间切换；
[0016] 所述第二开关连接于所述市电与所述负载之间，于所述控制单元控制下于导通与 断开之间切换。
[0017] 优选地，所述逆变电路为三电平逆变器。
[0018] 优选地，所述滤波电路包括第一滤波电感Ll和第一滤波电容Cl，所述第一滤波电 感Ll串联所述第一滤波电容Cl于所述逆变电路的输出端。
[0019] 优选地，还包括第二滤波电容C2,第三开关，所述第二滤波电容C2串联所述第三 开关并联于所述第一滤波电容Cl两端。
[0020] 优选地，还包括第二滤波电感L2,连接于所述第一滤波电感Ll与所述第一开关之 间。
[0021] 优选地，所述控制单元为MCU单片机。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过设置有市电、逆变器和控制单元，能 在逆变器于电压源型运行模式与电流源型运行模式之间切换时，负载持续被供电，避免出 现断电现象。同时当逆变器处于电压源型运行模式时，能够为负载提供恒定的电压，当逆变 器处于电流源型运行模式时，能够为电网及负载提供恒定的电流。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为本发明供电系统的原理图；
[0024] 图2为本发明中并网转离网时供电示意图；
[0025] 图3为本发明中逆变器由并网状态转为离网状态的电路控制框图；
[0026] 图4为本发明中逆变器有并网状态转为离网状态时电路控制框图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0028] 如图1所示，本发明提供一种供电系统，应用于供电电网中，包括市电，连接负载， 用于向一工作于交流供电模式下的所述负载供电，其中，还包括：
[0029] 逆变器，连接所述负载，可选择地工作于电压源运行模式或电流源运行模式，用以 提供一匹配所述负载的电力；
[0030] 所述电压源型运行模式，用以于一预定模式下为所述负载提供模拟市电。
[0031] 所述电流源型运行模式，用以为所述负载提供与所述市电的输出电流相位同步的 电压；
[0032] 电压检测电路，连接所述逆变器，用于检测所述逆变器的输出电压，并形成一电压 检测信号输出；
[0033] 控制单元，分别连接所述电压检测电路、市电逆变器，用以根据所述电压检测信号 控制所述逆变器于所述电压源型运行模式与所述电流源型运行模式之间切换。
[0034] 本技术方案的工作原理为：电压检测电路米集市电的输出电压，并形成一电压检 测信号输出至控制单元，控制单元根据检测结果控制逆变器于电压源型运行模式与电流源 型运行模式之间切换。
[0035] 当市电输出异常时，逆变器工作于电压源型运行模式；逆变器向负载供电；当市 电输出正常时，逆变器工作于电流源型运行模式，此时由市电向负载供电。
[0036] 当逆变器从并网模式切换至离网模式输出时，于电流源型运行模式向电压源型运 行模式切换瞬间的前一刻，市电与逆变器并联，逆变器于电流源型运行模式下工作，市电向 负载提供电力，逆变器于电流源型运行模式向电压源型运行模式切换瞬间，逆变器于电压 源型运行模式下向负载供电。
[0037] 当逆变器从离网模式切换至并网模式输出时，逆变器于电压源型运行模式向电流 源型运行模式切换前一刻，市电与逆变器并联，逆变器于电压源型运行模式下向负载提供 电力，逆变器于电压源型运行模式向电流源型运行模式切换瞬间，逆变器于电流源型运行 模式下工作，市电向负载提供电压。
[0038] 通过上述技术方案，在逆变器于电压源型运行模式与电流源型运行模式之间切换 时，负载持续被供电，避免出现断电现象。同时当逆变器处于电压源型运行模式时，能够为 负载提供恒定的电压，当逆变器处于电流源型运行模式时，能够为电网及负载提供恒定的 电流。
[0039] 作为进一步优选实施方式，逆变器包括
[0040] 一直流储能单元C，用于存储电能，并于预定运行模式下向所述负载提供电力；
[0041] 一逆变电路，连接所述储能单元，用于将所述储能单元输出的直流电转换为与所 述负载相匹配的交流电后输出。
[0042] 于上述技术方案的基础之上，进一步的还可以设置有检测市电输出的电压。
[0043] 作为进一步优选实施方式，还包括滤波电路，所述滤波电路连接于所述逆变电路 与所述负载之间，用以接收所述交流电，并对所述交流电做滤波处理输出。
[0044] 作为进一步优选实施方式，还包括第一开关和第二开关，
[0045] 所述第一开关连接于所述逆变器与所述负载之间；于所述控制单元控制下于导通 与断开之间切换；
[0046] 所述第二开关连接于所述市电与所述负载之间，于所述控制单元控制下于导通与 断开之间切换。
[0047] 进一步的，一种供电系统，第一开关由开关Kl形成，第二开关由K2形成，第三开关 由K3形成。
[0048] 当Kl和K2闭合导通，K3断开，逆变器于电流源型运行模式下工作，用以向负载输 出恒定电流；
[0049] 当Kl和K3闭合导通，K2断开，逆变器于电压源型运行模式下工作，用于向负载输 出恒定电压；
[0050] 当K1、K2、K3均闭合时，逆变器于电流源型运行模式切换至电压源型运行模式，切 换完成后，Κ2断开，逆变器向负载供电；
[0051] 当Κ1、Κ2、Κ3均闭合时，逆变器于电压源型运行模式切换至电流源型运行模式，切 换完成后，Κ3断开，市电向负载供电。
[0052] 作为进一步优选实施方式，逆变电路为三电平逆变器。三电平逆变器有第一高频 开关管G1、第二高频开关管G2、第三工频开关管G3、第四工频开关管G4、第五高频开关管 G5、第六高频开关管G6形成，与逆变器离网状态下输出电压，于逆变器并网状态下输出电 流，同时谐波含量减少，提1?电路的稳定性。
[0053] 作为进一步优选实施方式，所述滤波电路包括第一滤波电感Ll和第一滤波电容 C1，所述第一滤波电感Ll串联所述第一滤波电容Cl于所述逆变器的输出端。
[0054] 作为进一步优选实施方式，还包括第二滤波电容C2,第三开关，所述第二滤波电容 C2串联所述第三开关并联于所述第一滤波电容Cl两端。
[0055] 作为进一步优选实施方式，还包括第二滤波电感L2,连接于第一滤波电感Ll与第 二开关模块之间。
[0056] 作为进一步优选实施方式，控制单兀为MCU单片机，用以形成一控制信号，第一开 关、第二开关、第三开关于控制信号控制下于导通和关断之间切换，进而能够使得逆变器于 电流源型运行模式和电压源型运行模式之间切换。
[0057] 下面结合【具体实施方式】说明本发明的并网转离网时逆变器的工作原理和离网转 并网时的工作原理。
[0058] 如图2所示，市电瞬时电压为Vtl，逆变器瞬时输出电压为V1，电压V 1相角和市电Vtl 电压相角相差σ I ;Zi为逆变器输出到连接负载之间导线的阻抗和感抗之和。
[0059] 如图3所示，逆变器输出的视在功率S，有功功率P和无功功率Q之间关系式可以 表示为：
【权利要求】
1. 一种供电系统，应用于供电电网中，包括市电，连接负载，用于向一工作于交流供电 模式下的所述负载供电，其特征在于，还包括： 逆变器，连接所述负载，可选择地工作于电压源运行模式或电流源运行模式，用以提供 一匹配所述负载的电力； 所述电压源型运行模式，用以为所述负载提供模拟市电； 所述电流源型运行模式，用以为所述负载提供与所述市电的输出电流相位同步的电 压； 电压检测电路，连接所述逆变器，用于检测所述逆变器的输出电压，并形成一电压检测 信号输出； 控制单元，分别连接所述电压检测电路、市电逆变器，用以根据所述电压检测信号控制 所述逆变器于所述电压源型运行模式与所述电流源型运行模式之间切换。
2. 根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述逆变器包括： 一直流储能单元，用于存储电能，并于预定运行模式下向所述负载提供电力； 一逆变电路，连接所述储能单元，用于将所述储能单元输出的直流电转换为与所述负 载相匹配的交流电后输出。
3. 根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述逆变器还包括滤波电路，所述滤 波电路连接于所述逆变电路与所述负载之间，用以接收所述交流电，并对所述交流电做滤 波处理输出。
4. 根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，还包括第一开关和第二开关， 所述第一开关连接于所述逆变器与所述负载之间；于所述控制单元控制下于导通与断 开之间切换； 所述第二开关连接于所述市电与所述负载之间，于所述控制单元控制下于导通与断开 之间切换。
5. 根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述逆变电路为三电平逆变器。
6. 根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述滤波电路包括第一滤波电感L1 和第一滤波电容C1，所述第一滤波电感L1串联所述第一滤波电容C1于所述逆变电路的输 出端。
7. 根据权利要求6所述的供电系统，其特征在于，还包括第二滤波电容C2,第三开关， 所述第二滤波电容C2串联所述第三开关并联于所述第一滤波电容C1两端。
8. 根据权利要求7所述的供电系统，其特征在于，还包括第二滤波电感L2,连接于所述 第一滤波电感L1与所述第一开关之间。
9. 根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述控制单元为MCU单片机。
【文档编号】H02J3/00GK104393591SQ201410669107
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】龙英文, 孙玉鸿 申请人:上海追日电气有限公司