有什么办法防止市电与逆变器怎么用输出电对冲？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-12-07 13:48 标签： 逆变器怎么用
本发明涉及光伏离网发电技术领域，特别涉及一种光伏与市电同时互补供电的储能离网逆变器及控制方法。背景技术：传统的光伏离网逆变器工作模式通常有市电优先模式及逆变优先模式。逆变优先模式工作方式为：当光伏能量充足时，光伏给负载供电并给电池充电；当光伏能量不足时，由光伏和电池一起为负载供电；当光伏能量不足且蓄电池没电时，切换到市电为负载供电(有转换中断，转换时间为10ms左右)，光伏继续为蓄电池充电，蓄电池充满后，再切换回光伏和蓄电池一起为负载供电(有转换中断，转换时间为10ms左右)。市电优先模式工作方式为：市电正常时，负载全部由市电提供能量，光伏只给蓄电池充电，若蓄电池充满后，则光伏能量白白浪费；当市电异常时，负载才由光伏和蓄电池提供能量。这种传统的光伏离网逆变器在光伏/蓄电池与市电供电切换中会有10ms的转换时间，难以满足用户对用户越来越高的需求；蓄电池每天的充放电次数多，使用寿命短；工作在市电优先模式时，会造成光伏能量白白浪费。因此，发明一种光伏与市电同时互补供电的储能离网逆变器及控制方法来解决上述问题很有必要。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种光伏与市电同时互补供电的储能离网逆变器及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光伏与市电同时互补供电的储能离网逆变器，包括光伏板、市电和蓄电池，还包括：mppt模块，是用于控制光伏能量的输入及最大功率点跟踪；pfc整流模块，是用于控制市电能量的输入、整流及功率因数校正；dc/ac变换器，是用于将经mppt模块、pfc整流模块和蓄电池处理后的直流电变换成负载所需的交流电；dsp数字处理器模块，是用于统筹控制mppt模块、pfc整流模块和dc/ac变换器的工作状态；还包括市电优先模式和电池优先模式，且市电优先模式和电池优先模式根据实际需要可以通过面板选择不同的工作模式。优选的，所述dc/ac变换器为带工频变压器的dc/ac变换器。优选的，所述mppt模块的输出端、pfc整流模块的输出端和蓄电池的输出端均与dc/ac变换器的输入端连接。优选的，所述蓄电池的输入端与mppt模块的输出端连接。一种光伏与市电同时互补供电的储能离网逆变器的控制方法，包括以下步骤：(一)当设置工作模式为电池优先模式时，此时的工作方式为：a.当光伏能量充足时，光伏能量经mppt模块控制后一部分经dc/ac变换器变换后给负载供电，而另一部分能量给蓄电池充电；b.当光伏能量不足时，由光伏能量和蓄电池能量一起经dc/ac变换器变换后为负载供电；c.当光伏能量不足且蓄电池没电时，市电经pfc整流模块投入工作，市电能量与光伏能量一起经dc/ac变换器变换后为负载供电；(二)当设置工作模块为市电优先模式时，此时的工作方式为：d.当光伏能量充足时，光伏能量经mppt模块控制后一部分能量经dc/ac变换器变换后给负载供电，而另一部分能量给蓄电池充电；e.当光伏能量不足时，市电经pfc整流模块投入工作，市电能量与光伏能量一起经dc/ac变换器变换后为负载供电；f.当光伏能量不足且市电断电时，由光伏能量和电池能量一起经dc/ac变换器变换后为负载供电。优选的，在步骤b的工作状态时，市电和pfc整流模块均工作在待机状态，即，其输出电压比mppt模块的输出电压及蓄电池的电压都低，所以不消耗市电能量。优选的，在步骤d的工作状态时，市电和pfc整流模块均工作在待机状态，即，其输出电压比mppt模块的输出电压及蓄电池的电压都低，所以不消耗市电能量。本发明的技术效果和优点：1、本发明提供的一种光伏与市电同时互补供电的储能离网逆变器，具有光伏/蓄电池与市电供电切换中零中断，负载供电稳定可靠，同时蓄电池充放电次数少，使用寿命较长，使得不管工作在哪种工作模式都不会浪费光伏能量的特点；2、本发明通过切换成电池优先模式时，市电只是在光伏能量及蓄电池都不够时，再作为最后的补充供电，这种方法可充分利用光伏能量，大大减少用电费用，同时本技术方案中的dc/ac变换器一直处于工作状态，所以不存在转换中断，能为负载提供稳定的交流电源；3、本发明通过切换成市电优先模式时，因优先使用光伏能量，当光伏能量不够时，市电补充供电，当市电断电时，蓄电池再作为最后的补充供电，这种方法可充分利用光伏能量，大大减少蓄电池的充电次数，最大限度提高蓄电池的使用寿命。附图说明图1为本发明的系统框架图。图2为本发明的电路原理简图。图3为本发明的光伏能量充足时的供电流程示意图。图4为本发明的光伏能量不足时电池补充供电的流程示意图。图5为本发明的光伏能量不足时市电补充供电的流程示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1本发明提供了如图1至图5所示的一种光伏与市电同时互补供电的储能离网逆变器，包括光伏板、市电和蓄电池，还包括：mppt模块，是用于控制光伏能量的输入及最大功率点跟踪；pfc整流模块，是用于控制市电能量的输入、整流及功率因数校正；dc/ac变换器，是用于将经mppt模块、pfc整流模块和蓄电池处理后的直流电变换成负载所需的交流电，进一步的，所述dc/ac变换器为带工频变压器的dc/ac变换器；dsp数字处理器模块，是用于统筹控制mppt模块、pfc整流模块和dc/ac变换器的工作状态；还包括市电优先模式和电池优先模式，且市电优先模式和电池优先模式根据实际需要可以通过面板选择不同的工作模式。更为具体的，所述mppt模块的输出端、pfc整流模块的输出端和蓄电池的输出端均与dc/ac变换器的输入端连接，所述蓄电池的输入端与mppt模块的输出端连接。实施例2本发明提供了一种光伏与市电同时互补供电的储能离网逆变器的控制方法，包括以下步骤：(一)当设置工作模式为电池优先模式时，此时的工作方式为：a.当光伏能量充足时，光伏能量经mppt模块控制后一部分经dc/ac变换器变换后给负载供电，而另一部分能量给蓄电池充电(参考图3)；b.当光伏能量不足时，由光伏能量和蓄电池能量一起经dc/ac变换器变换后为负载供电(以上的工作状态时，市电和pfc整流模块均工作在待机状态，即，其输出电压比mppt模块的输出电压及蓄电池的电压都低，所以不消耗市电能量)(参考图4)；c.当光伏能量不足且蓄电池没电时，市电经pfc整流模块投入工作，市电能量与光伏能量一起经dc/ac变换器变换后为负载供电(参考图5)。通过上述电池优先模式的设置，因本技术方案优先使用光伏能量，市电只是在光伏能量及蓄电池都不够时，再作为最后的补充供电，这种方法可充分利用光伏能量，大大减少用电费用，并且本技术方案中的dc/ac变换器一直处于工作状态，所以不存在转换中断，能为负载提供稳定的交流电源。(二)当设置工作模块为市电优先模式时，此时的工作方式为：d.当光伏能量充足时，光伏能量经mppt模块控制后一部分能量经dc/ac变换器变换后给负载供电，而另一部分能量给蓄电池充电(此时，市电和pfc整流模块均工作在待机状态，即，其输出电压比mppt模块的输出电压及蓄电池的电压都低，所以不消耗市电能量)(参考图3)；e.当光伏能量不足时，市电经pfc整流模块投入工作，市电能量与光伏能量一起经dc/ac变换器变换后为负载供电(参考图5)；f.当光伏能量不足且市电断电时，由光伏能量和电池能量一起经dc/ac变换器变换后为负载供电(参考图4)。通过上述市电优先模式的设置，因本技术方案优先使用光伏能量，当光伏能量不够时，市电补充供电，当市电断电时，蓄电池再作为最后的补充供电，这种方法可充分利用光伏能量，大大减少蓄电池的充电次数，最大限度提高蓄电池的使用寿命。更为具体的，本发明的mppt模块、pfc整流模块、dc/ac变换器、蓄电池和dsp数字处理器模块均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

2022-06-10 15:51
来源:
跃迁光电发布于：北京市
EPS消防应急电源主要就是为了防止市电供电断电的情况下，EPS电源能够提供应急电源，为建筑提供应急照明，帮助逃生。应急电源进行电源切换是通过互投装置投切至逆变器供电，逆变器提供的交流电源暂时代替市电，为用户提供负载用电。
然而，当EPS消防应急电源进行电源切换难免会遇到电源切换失灵的情况，这个时候我们就需要分析一下导致电源切换失灵的原因是什么？
EPS消防应急电源切换电源失灵大致，可以从下面4个方面进行检查：
1、检查EPS消防应急电源的蓄电池是否充满电。
大家都知道，电池作为备用电源，在自身没有电的情况下，是没有办法进行电源切换的。因此我们要将蓄电池的电量充满，保持满电的情况。
2、检查EPS电源开机是否启动了。
按下开机按钮，检查是否开机，没有开机就是没有接通市电，肯定就不能进行电源切换。
3、检查逆变器是否损毁。
逆变器作为切换电源的关键部件，逆变器损害肯定会影响电源切换，如果发现逆变器损毁就要及时更换。
4、市电电压过高。
市电电压过高影响逆变器的切换，因此应该适当降低输入的市电电压，保证稳定的电压工作状态。
自动切换装置一般采用功率继电器、交流接触器、互投开关、固态开关等构成，自动切换装置决定了EPS电源应急切换时间长短，当然国家相关标准对消防应急灯具及消防设备专用EPS应急电源切换时间也有明确要求。不同类型的负载对EPS电源应急切换时间要求也不一样，如一般区域内消防应急照明EPS电源切换时间要求小于5s，但是高危险区域使用的消防应急照明要求EPS电源切换时间小于0.25s；高压气体灯具要求更短，而风机、泵类、卷帘门、电梯等负载，应急切换时间要求也会在数毫秒。当然，切换时间的并非越短越好，在能满足应用需求的前提下，适当慢一点切换可在其他方面获益，比如降低损耗、减少暂态冲击、提高可靠性等。
市电正常时，EPS电源的逆变器处于备电状态，应急切换工作方式有冷备份与热备份两种。在冷备份时，逆变器只是控制部分处于工作状态，功率部分处于加电待机状态，但不启动；热备份时，整个逆变器处于很长运转状态，但不承担负载。当逆变器热备份时，最短切换时间基本决定于所用切换时间的动作时间。而当逆变器冷备份时，最短切换时间还要受逆变器启动时间的制约。特别是容量较大的EPS电源，如果启动过快逆变变压器和低通滤波器会产生很大的暂态冲击，甚至可能损坏IGBT功率器件，因此逆变器一般采用软启动，且功率越大、启动越慢，大容量EPS逆变器的启动时间可达数秒之久。如果要求更快的切换时间，最好采取热备份工作方式，此时EPS的待机损耗自然要增加许多，整机效率相对下降一些。
至于使用哪种切换装置，这主要是依据对切换时间的要求而定。如要求毫秒级的切换时间，那么只能采用固态开关切换，且逆变器要处于热备转态，同时市电同步电路不断侦测市电相位和波形并控制空载的逆变器输出相位和波形与市电一致，保证在应急切换时在最短的时间内逆变器输出与市电跌落时的相位，避免逆变器产生环流。与同容量的机械切换开关相比，固态开关切换的造价要高得多，通态损耗也会相对比较多。在对切换时间没有苛刻要求的应用场合，一般采用机械切换开关进行切换，容量较小的EPS电源一般采用功率继电器，功率较大的EPS通常采用互锁的交流接触器或自动互投开关。与交流接触器相比，自动互投开关动作较慢，但由于互投开关具有机械自保持特性，对于不频繁的切换而言，在长期运行的可靠性方面更具优势。
在十几年前，国内很多的工业，科研，环保等有需求工业电源的领域，几乎所有的工业电源产品都是来自国外。国外产品不但价格高昂，而且当遇到各种问题的时候，售后以及沟通很不顺畅。当时国内的工业电源品牌屈指可数，品种单一，产品功能少，控制不灵活，不能够满足国内市场的多领域需要。由此“跃迁”牌电源应运而生了。
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跃迁坚持以“科技打造精品，诚信铸就未来”的经营原则为电源行业的发展和应用而不懈努力。返回搜狐，查看更多
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　　光伏逆变器概述　　逆变器又称电源调整器，根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器，根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。　　光伏逆变器结构　　逆变器作为一种直交流转换的电力调整装置，分为升压回路和逆变桥式回路两大部分，主要由半导体器件构成。主要半导体器件如下：　　1）电流传感器：要求其精度高、响应快、耐低温、耐高温等，不同功率所采取的电流传感器不同，一般采用霍尔电流传感器来进行电流采样;　　2）电流互感器：电流范围广，一般采用BRS系列电流互感器;　　3）电抗器。　　光伏逆变器工作原理　　光伏逆变器由升压回路和逆变桥式回路构成，升压回路主要用于将直流电压升压至逆变器输出所需直流电压，逆变桥式回路主要用于将升压后的直流电压转换为固定频率的交流电压。因此，经升压回路和逆变桥式回路完成将直流电转换为交流点的功能。　　光伏逆变器有常见十大故障及处理方法　　1、市电异常　　市电异常分为市电电压过低、过高，市电频率过低、过高（分别对应错误代码F00-F03）　　①确认机器选择的安规标准是否符合当地电网要求。　　②检查AC输出接线端是否连接可靠，用万用表测量电压是否正常。　　③将PV输入断开，重启机器，观察机器是否可以恢复正常。　　④故障未排除，联系分销商。　　2、绝缘阻抗过低　　错误代码F07　　①将PV输入断开，重启机器，观察机器是否可以恢复正常。　　②检查PV+和PV-对大地电阻是否大于500KΩ。　　③如果小于500KΩ，则请联系当地逆变器分销商帮忙解决，或者联系电池板供应商处理。　　3、漏电流过高　　错误代码F20　　①将PV输入断开，重启机器，观察机器是否可以恢复正常。　　②故障未排除，联系分销商。　　4、环境温度、散热器温度过高　　错误代码：F12、F13　　①将PV输入断开，过几分钟待机器冷却后重启机器，观察机器是否可以恢复正常。　　②检查环境温度是否超出机器正常工作的温度范围。　　③故障未排除，联系分销商。　　5、监控无数据　　WiFi监控：　　连接逆变器WiFi，在监控页面查看是否有连接逆变器，如没有逆变器信息，则重新插拔内置WiFi模块或检查外置WiFi RS485连接；如搜索不到逆变器WiFi，请检查内置WiFi模块是否接触不良或外置WiFi是否未供电。　　GPRS监控：　　测试同服务商在逆变器安装现场的上网信号强度，检查内置GPRS模块是否接触不良或外置GPRS是否未供电。　　6、绝缘阻抗低　　使用排除法。把逆变器输入侧的组串全部拔下，然后逐一接上，利用逆变器开机检测绝缘阻抗的功能，检测问题组串，找到问题组串后重点检查直流接头是否有水浸短接支架或者烧熔短接支架，另外还可以检查组件本身是否在边缘地方有黑斑烧毁导致组件通过边框漏电到地网。　　7、漏电流故障　　这类问题根本原因就是安装质量问题，选择错误的安装地点与低质量的设备引起。故障点有很多：低质量的直流接头，低质量的组件，组件安装高度不合格，并网设备质量低或进水漏电，一但出现类似问题，可以通过在洒粉找出**点并做好绝缘工作解决问题，如果是材料本省问题则只能更换材料。　　8、逆变器开机无响应　　请确保直流输入线路没有接反，一般直流接头有防呆效果，但是压线端子没有防呆效果，仔细阅读逆变器说明书确保正负极后再压接是很重要的。逆变器内置反接短路保护，在恢复正常接线后正常启动。　　9、电网故障　　电网过压：前期勘察电网重载（用电量大工作时间）/轻载（用电量少休息时间）的工作就在这里体现出来，提前勘察并网点电压的健康情况，与逆变器厂商沟通电网情况做技术结合能保证项目设计在合理范围内，切勿“想当然”，特别是农村电网，逆变器对并网电压，并网波形，并网距离都是有严格要求的。出现电网过压问题多数原因在于原电网轻载电压超过或接近安规保护值，如果并网线路过长或压接不好导致线路阻抗/感抗过大，电站是无法正常稳定运行的。解决办法是找供电局协调电压或者正确选择并网并严抓电站建设质量。　　电网欠压：该问题与电网过压的处理方法一致，但是如果出现独立的一相电压过低，除了原电网负载分配不完全之外，该相电网掉电或断路也会导致该问题，出现虚电压。　　电网过/欠频：如果正常电网出现这类问题，证明电网健康非常堪忧。　　电网没电压：检查并网线路即可。　　电网缺相：检查缺相电路，即无电压线路。　　10、直流过压保护　　随着组件追求高效率工艺改进，功率等级不断更新上升，同时组件开路电压与工作电压也在上涨，设计阶段必须考虑温度系数问题，避免低温情况出现过压导致设备硬损坏。　　光伏逆变器六大技术发展趋势　　趋势一：逆变器硬件高速发展　　SiC、CAN、性能优异的DSP等各种新型器件和新型拓扑的应用，促使逆变器的效率不断提高，目前逆变器的最大效率已经达到99%，下一个目标是99.5%;中国效率已经达到A级，下一个目标是A+，A++。　　趋势二：集中式逆变器功率加大，效率提高，电压等级升高　　2.5MW等更大功率等级的逆变器将广泛应用，与1MW方阵相比，2.5MW的方案可降低成本约0.1元/W，即100MW的电站可降低1000万初始投资。此外，通过电缆匹配后，保证直流部分的损耗一致。　　值得一提的是，1500V系统将是大型电站的发展趋势。相比1000V系统，除组件外可以节省0.2元/W的投资，相当于100MW电站可节约投资2000万。同时，系统损耗可降低约0.27%。　　趋势三：组串式逆变器单机功率不断提高，功率密度加大　　组串型逆变器的功率不断加大，目前最大功率已经做到80kW，功率密度也在不断提高，重量不断降低，以适应安装维护困难的复杂应用环境。阳光电源的40kW组串式逆变器已经做到了39kg，是目前业内最轻的40kW产品。在散热方面，阳光电源一直坚持智能风扇散热的方式，以进一步降低内部元器件的温升，提升逆变器在高温环境下的过载能力。所采用的风扇防护等级为IP65，寿命可以达到7万小时，同时风扇可以提供20年的质保。　　趋势四：组件级产品（MLPE）越来越丰富　　组件级的产品种类越来越丰富，如以Enphase为代表的微型逆变器，以SolarEdge为代表的功率优化器等。 据行业研究机构GTM预计，组件级别电力电子（MLPE）设备的出货量将从2013年的1.1GW增加至2017年的5GW以上。　　趋势五：电网适应性不断增强，各种保护更加完善，确保安全可靠　　漏电流保护、SVG功能、LVRT、直流分量保护、绝缘阻抗检测保护、PID防护、防雷保护、PV正负反接保护等不断完善的功能，逆变器对电网的适应能力进一步增强，不断完善的保护功能，让系统更加安全可靠。　　趋势六：逆变器的环境适应能力不断提高　　随着沿海、沙漠、高原等各种恶劣环境下的光伏电站应用增多，逆变器的抗腐蚀性、抗风沙等环境适应性能不断提高，以确保恶劣环境下的高可靠性。　　在谈到光伏系统的发展趋势时，赵为表示，通过各种新技术、新产品的应用不断促进光伏技术的进步，提高系统效率PR，降低系统生命周期内度电成本（LCOE），最终实现平价上网是大家共同奋斗的目标。　　电站的设计将更加精细化;系统集成度进一步提高，集成逆变器、中压变压器的一体化解决方案可以将系统简化到极致，同时降低成本，方便使用，提高效率，提高可靠性。　　光伏逆变器行业发展方兴未艾，各种新技术，新产品，日新月异，可谓因地制宜，百家争鸣;在大型地面电站，集中式解决方案初始投资更低，后期运维成本仅是组串式1/3，多个电站运行结果表明，组串式与集中式发电量持平，是用户的首选; 2/2.5MW的解决方案将成为明年的主流;组串逆变器在分布式中的应用也越来越多，高功率，高效率，高功率密度是未来发展方向;光伏+互联网为广大客户认可，数字化智慧型电站将成为主流;光伏+储能应用前景广阔。');
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