[发明专利]一种光伏并网逆变器低电压穿越辅助供电装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏并网逆变器，尤其涉及一种光伏并网逆变器低电压穿越辅助供电装置及方法。

背景技术

在光伏并网发电过程中，特别是在大型光伏电站，光伏逆变器应具备低电压穿越能力，避免在电网电压异常时脱离，引起电网电源的不稳定，即当电网故障或扰动引起并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，光伏发电机组能够不间断并网运行。逆变器交流侧电压跌至 20％标称电压时，逆变器能够保证不间断并网运行1s；逆变器交流侧电压在发生跌落后3s 内能够恢复到标称电压的90％时，逆变器能够保证不间断并网运行。对电力系统故障期间没有切出的逆变器，其有功功率在故障清除后应快速恢复，自故障清除时刻开始，以至少10％额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。低电压穿越过程中逆变器宜提供动态无功支撑

在低电压穿越过程中，逆变器内部供电电源同样需要不间断运行，以确保系统的可靠运行。目前应用在光伏并网逆变器中具有低电压穿越能力的辅助源通常采用交直流同时取电方式，即在交流侧电压跌落时，从光伏组件直流母线取电，此方案虽然满足了基本的功能需求，但仍存在以下不足：

（1）成本较高：为实现直流母线高压取电，通常采用开关电源方式转换，电路复杂，且直流母线取电方式作为备用功能，利用率极低，整体造价较高；

（2）不具备可靠关断功能：当电网故障期间，直流母线跌落至辅助源无法正常工作时没有进行相应处理，由此引发的逆变器供电不稳，可能给整个发电系统带来极大隐患。

 

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种光伏并网逆变器低电压穿越辅助供电装置及方法，克服现有技术不具备可靠关断功能以有成本高的技术问题。

本发明的技术方案是：构建一种光伏并网逆变器低电压穿越辅助供电装置，包括交流取电电路、直流取电电路、延时关断电路，所述延时关断电路包括电容C1、电容C2、稳压二极管D3、稳压二极管D4、稳压二极管D2、稳压二极管D11、放电电阻R4、整流二极管D1、限流电阻R3、光电耦合器U1、放电电阻R2，所述整流二极管D1和限流电阻R3串联后一端接所述交流取电电路，所述电容C1与所述放电电阻R4并联后一端接所述限流电阻R3的另一端、所述稳压二极管D3的正极、所述稳压二极管D2的负极及所述光电耦合器U1中光敏三极管的集电极，所述光电耦合器U1中光敏三极管的发射极接所述放电电阻R2,所述稳压二极管D4的负极串联连接所述稳压二极管D2的正极，所述电容C1与所述放电电阻R4并联后另一端所述稳压二极管D3的正极，所述稳压二极管D3负极串联连接所述稳压二极管D4的正极，所述稳压二极管D4的负极接所述电容C2的一端，所述电容C2的一端还连接所述光电耦合器U1中二极管的正极，所述电容C2另一端接地，所述光电耦合器U1中二极管的负极接所述稳压二极管D3的负极和所述稳压二极管D4的正极。

本发明的进一步技术方案是：所述交流取电电路包括交流母线、全桥整流器D9、保险丝F1、二极管D10，滤波电容C5和滤波电容C6，所述交流母线连接所述全桥整流器D9，所述全桥整流器D9输出的正极接保险丝F1的一端，所述保险丝F1的另一端接所述二极管D10的正极，并联的滤波电容C5和滤波电容C6的一端接所述二极管D10的负极并输出电压，并联的滤波电容C5和滤波电容C6的另一端后接所述全桥整流器D9输出的负极。

本发明的进一步技术方案是：所述直流取电电路包括直流母线、限流电阻R1、N沟道MOS管Q1、稳压二极管管D5、防反灌二极管D6、二极管D8、滤波电容C4、滤波电容C3，所述直流母线的正极经所述限流电阻R1后接所述MOS管Q1的漏极，所述MOS管Q1的源极接所述反灌二极管D6负极、滤波电容C3的一端，所述MOS管Q1的栅极连接稳压二极管管D5的负极，所述稳压二极管管D5的负极接反灌二极管D6正极，所述二极管D8的负极接所述滤波电容C4的一端，所述滤波电容C3的另一端与所述滤波电容C4的另一端连接后接地。

本发明的进一步技术方案是：所述延时关断电路还包括稳压二极管D1和电阻R3，所述交流取电电路通过所述稳压二极管D1和所述电阻R3对电容C1充电。

本发明的进一步技术方案是：所述电容C1在交流母线消失后通过R4缓慢放电，并可通过U1和R2快速放电。

本发明的进一步技术方案是：所述直流取电电路包括稳压二极管D7，所述稳压二极管D7的正极接所述二极管D8的正极，所述稳压二极管D7的负极接电容C3的一端及所述MOS管Q1的源极。