[发明专利]辅助供电装置及其供电方法

说明书

本发明公开了一种辅助供电装置，包含：整流单元、第一变换单元及升降压储能单元，整流单元接收并转换主变流器母线输出的第一直流电压及电网输出的交流电压后输出第二直流电压；第一变换单元接收并转换第二直流电压后输出第三直流电压，为第一负载供电；当主变流器母线或电网正常时，升降压储能单元接收并转换第三直流电压后输出第四直流电压，为第二负载供电，同时升降压储能单元储存电能；当主变流器母线及电网掉电时，升降压储能单元回馈电能至第一变换单元的输出端为第一负载供电。

技术领域

本发明涉及一种辅助供电装置及其供电方法，尤其涉及一种解决电网和母线均掉电情况下不间断供电问题的辅助供电装置及其供电方法。

背景技术

对于风电变流器、光伏逆变器、储能逆变器等发电设备，其内部辅助供电系统是保证所有控制系统正常工作的关键。一般辅助供电系统的交流电取自电网，经变压器转换成常用的220V交流电，为各种负载设备供电，同时再使用开关电源模块变换成常见工业特低直流电压如24V为控制系统供电。然而大部分并网发电设备需要满足电网低电压穿越甚至零电压穿越、高电压穿越的标准，当电网发生低电压穿越时，电网电压跌落导致辅助供电系统的交流电同步跌落，在零电压穿越时甚至会完全丧失输入电压，导致辅助供电系统断电，控制系统无法正常运行。同时辅助供电系统还需要为以接触器线圈为代表的大功率冲击性负载供电，该类负载启动瞬间功率大，一般高达千瓦(KW)级别，持续时间短，一般几十毫秒(ms)，启动完成后功率非常小，一般只有几瓦到十几瓦。

请参照图1，图1为现有的一种辅助供电装置的结构示意图。如图1所示，辅助供电装置10包含：隔离变压器11、不间断供电单元(UPS)12、AC/DC变换单元13、第一负载14及第二负载15。隔离变压器11将电网输出的交流电压转换成220V交流电后输入不间断供电单元UPS(Uninterruptible Power System)12。不间断供电单元12输出220V交流电至AC/DC变换单元13，AC/DC变换单元13输出特低直流电压(如24V)至第一负载14。同时不间断供电单元12输出220V交流电至第二负载15，为第二负载15供电。其中，第一负载14一般为控制系统，第二负载15一般为冲击性功率负载。图1中的结构加入了不间断供电单元12，从而能解决高电压穿越或低电压穿越引起的辅助供电系统的供电异常问题，同时后备支撑时间足够长。但是由于不间断供电单元12的内部结构复杂，电池需要定期维护，且并网发电设备的应用环境恶劣，导致UPS模块的故障率高，可靠性低，维护成本高，费时费力。另外为了适应冲击性功率负载，不间断供电单元12必须按照冲击性功率负载的最大瞬时功率选型，导致一般需要选用2KW左右的UPS，总体成本较高。

请参照图2，图2为现有的另一种辅助供电装置的结构示意图。如图2所示，辅助供电装置20包含变换器21、限流单元22、储能元件23、第一负载24及第二负载25。变换器21接收直流电压后一路输出特低直流电压(如24V)为第一负载24供电，另一路输出220V电压依次通过限流单元22及储能网络23后输出至第二负载25，为第二负载25供电。这种方案为冲击性功率负载供电的支路一般为开关电源非反馈输出，存在交叉调整率问题，电压精度差，同时在储能元件23之前必须串接限流单元22，防止冲击性功率负载导致开关电源过载、其他路输出跌落。另外当设备发生母线短路故障时，辅助供电装置20掉电，不具备后备支撑能力。

因此急需开发一种克服上述缺陷的辅助供电装置及其供电方法。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种辅助供电装置，其中，包含：

整流单元，接收并转换主变流器母线输出的第一直流电压及电网输出的交流电压后输出第二直流电压；

第一变换单元，接收并转换所述第二直流电压后输出第三直流电压，为第一负载供电；