[发明专利]新能源发电变流器控制电源及包括该控制电源的变流器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新能源发电变流器控制电源及包括该控制电源的变流器。

背景技术

在风力发电、光伏发电系统中，并网变流器是其中关键部件之一。为控制需要，变流器控制电源包括交流电源，供给风机、接触器等，同时应具有低压直流电源，供控制电路板及芯片使用。传统变流器控制电源通常直接从电网取电，直接接通需要交流电源的部件使用，同时通过AC/DC变换模块，转换后得到所需的直流电源。然而，大功率光伏发电，风力发电及蓄电池储能等新能源发电变流器必须具备低电压穿越功能，即当电网短期内出现极低的电压时，变流器必须正常工作，传统的变流器控制电源方案不再适用。

结合图1所示，为解决现有技术问题，变流器厂家通常采用串联在线式UPS的方案，以确保控制电源持续供电。然而，这种方案必须使用蓄电池，由于蓄电池本身的一些特殊性，如工作温度不能低于0℃，循环使用寿命问题等，并不能满足光伏、风力发电变流器20年或更长设计寿命需求。

也有厂家使用超级电容取代蓄电池的方案，然而，超级电容能量密度方面较差，使得变流器控制电源尺寸增大，同时由于超级电容并没有很好的解决串联均压问题，必须采取额外的均压措施，使系统设计十分复杂。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新能源发电变流器控制电源；该变流器控制电源克服了现有光伏、风力发电及蓄电池储能等新能源发电变流器控制电源存在的问题，或能满足要求但控制电源方案本身复杂或使用寿命不足的缺陷；同时本发明通过手动操作转换模块可兼容现有控制电源的设计方案，具有两种功能模式。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种包括该控制电源的变流器；该变流器控制电源直接从新能源输入电源取电，采用不隔离逆变桥电路，简化了能量传输途径，从而降低了变流器损耗；从新能源输入电源取电，不再受普通电网输入电源的影响，非常适合新能源变流器的使用；该变流器控制电源设计了操作转换模块，可兼容原有变流器控制电源技术方案，使用非常灵活。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种利用新能源发电的变流器控制电源，所述变流器控制电源包括电源输入单元、具有对输入电源进行选择切换的操作转换模块、不隔离逆变模块和电源输出单元；

所述的电源输入单元、具有对输入电源进行选择切换的操作转换模块和电源输出单元依次连接；

所述不隔离逆变模块包括整流电路A和逆变电路，两电路串联并分别连接到具有对输入电源进行选择切换的操作转换模块中。其中整流电路A可为两相整流电路，逆变电路采用两相全桥逆变电路。整流电路A和逆变电路均采用隔离方式，可使系统（即控制电源以及包括该控制电源变流器）效率大幅度提高。

进一步的，所述的电源输入单元包括普通电网输入电源和新能源输入电源；普通电网输入电源、新能源输入电源分别与所述具有对输入电源进行选择切换的操作转换模块连接；

当选择普通电网输入电源时，可使其直接输出，并兼容现有电路设计方案；

当选择新能源输入电源时，电源通过不隔离逆变模块转换成交流电源，并通过操纵转换模块转换后输出，供系统（即控制电源以及包括该控制电源变流器）使用。

本发明所述的操作转换模块连接电源输入单元、不隔离逆变模块以及电源输出单元，实现各种转换功能。操作转换模块采用手动开关，具有直接电网电源输出模式和新能源输出模式。电网电源输出模式是把普通电网输入电源直接连接到交流输出电源上，等同于现有常用控制电源拓扑结构。新能源输出模式是把新能源输入电源通过连接到不隔离逆变模块部分，不隔离逆变模块的交流输出通过操纵转换模块连接到交流输出电源上。

所述电源输出单元包括交流输出电源连接端子和通过整流电路B后包括至少一路反激电源电路的直流输出电源连接端子。

交流输出电源通过一整流电路B后，将交流输出电压转化成直流电源，并连接到直流输出电源上。

所述的直流输出电源，包括至少一路反激电源电路，将整流电路B提供的直流电能转换成需要的低压直流电能，同时实现电气隔离。

进一步的，所述的新能源输入电源为光伏电能、风力发电发出的电能、蓄电池电能、潮汐能、波浪能、海流能和/或海水温差能。

为解决上述第二个技术问题，本发明还构造一种变流器，该变流器包括上述变流器控制电源。

进一步的，所述的变流器为光伏发电变流器、风力发电变流器或蓄电池储能变流器。