一種供電接入裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種供電接入裝置，用于一個(gè)或多個(gè)接入發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元，包括整流器、直流變換器、卸荷器和逆變器，整流器用于發(fā)電單元的輸入整流，直流變換器用于升壓，卸荷器用于釋放多余能量，逆變器用于將直流轉(zhuǎn)換為交流，供電接入裝置還包括一個(gè)控制器，控制器用于控制直流變換器、卸荷器以及逆變器。本發(fā)明提供的供電接入裝置，通過(guò)使用一個(gè)控制器，減小了占用的空間并降低了成本；將整流器、直流變換器、卸荷器和逆變器中的多個(gè)設(shè)置于同一個(gè)PCB板上，減少使用外接線纜進(jìn)行連接，提高了接線的可靠性，從而使得通過(guò)供電接入裝置構(gòu)成的供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠供電。
【專利說(shuō)明】
一種供電接入裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電氣控制領(lǐng)域，具體涉及一種供電接入裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]半導(dǎo)體功率器件的快速增容、現(xiàn)代控制理論的日趨成熟、電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展為微電網(wǎng)系統(tǒng)中的微電網(wǎng)裝置的發(fā)展帶了了契機(jī)，使得微電網(wǎng)裝置在體積和重量上有了改進(jìn)的空間。
[0003]在典型的智能微電網(wǎng)系統(tǒng)中，為了安全、高效地接入且充分利用分布式能源，整流器、逆變器，D⑶C變換器，風(fēng)光互補(bǔ)控制器、卸荷器都是微電網(wǎng)系統(tǒng)中不可或缺的微型電網(wǎng)裝置。目前市面上相關(guān)產(chǎn)品均為各廠家生產(chǎn)的單功能獨(dú)立產(chǎn)品，
[0004]這些單功能獨(dú)立產(chǎn)品，若要構(gòu)成智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，則需將各微型電網(wǎng)裝置通過(guò)電纜連接后，方可提供給用戶使用。
[0005]而這樣搭建出來(lái)的系統(tǒng)，因各功能分開(kāi)設(shè)計(jì)，具有重復(fù)的功能部分，例如不同的單功能獨(dú)立產(chǎn)品使用不同的控制器，不僅占用空間大而且成本高。
[0006]選用不同參數(shù)的獨(dú)立產(chǎn)品整合在一起，會(huì)產(chǎn)生信號(hào)、通信中的諸多困難，造成開(kāi)發(fā)成本高、調(diào)試難度大、兼容性有限及后期運(yùn)維難等問(wèn)題，接線中的問(wèn)題也會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種供電接入裝置，通過(guò)使用一個(gè)控制器，減小了占用的空間并降低了成本;將整流器、直流變換器、卸荷器和逆變器中的多個(gè)設(shè)置于同一個(gè)PCB板上，減少使用外接線纜進(jìn)行連接，提高了接線的可靠性，從而使得通過(guò)供電接入裝置構(gòu)成的供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠供電。
[0008]本發(fā)明提供一種供電接入裝置，用于接入發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元，包括整流器、直流變換器、卸荷器和逆變器，整流器用于發(fā)電單元的輸入，直流變換器用于升壓，卸荷器用于釋放多余能量，逆變器用于將直流轉(zhuǎn)換為交流，供電接入裝置還包括一個(gè)控制器，控制器用于控制直流變換器、卸荷器以及逆變器。
[0009]進(jìn)一步地，發(fā)電單元為直流發(fā)電裝置和/或交流發(fā)電裝置。
[0010]進(jìn)一步地，直流發(fā)電裝置為光伏組件。
[0011]進(jìn)一步地，交流發(fā)電裝置為風(fēng)機(jī)或柴油發(fā)電機(jī)。
[0012]進(jìn)一步地，整流器、直流變換器、卸荷器和逆變器中的多個(gè)或全部設(shè)置于同一個(gè) PCB板上。
[0013]進(jìn)一步地，整流器為不控整流器或可控整流器。[0〇14] 進(jìn)一步地，儲(chǔ)能單元為一個(gè)或多個(gè)。
[0015]進(jìn)一步地，供電接入裝置還包括通信模塊，用于將供電接入裝置的數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程接收端。
[0016]進(jìn)一步地，供電接入裝置還包括交互模塊，用于操作人員交互操作。
[0017]進(jìn)一步地，控制器具有電池管理功能。
[0018]進(jìn)一步地，供電接入裝置還包括變頻器，用于輸出三相交流電。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的供電接入裝置，具有以下有益效果:
[0020](1)通過(guò)共用控制器，可省去不同獨(dú)立產(chǎn)品的控制器，減小系統(tǒng)中的冗余，約占總成本的30 %;
[0021](2)整流器、直流變換器、卸荷器和逆變器中的多個(gè)設(shè)置于同一個(gè)PCB板上，也就是直接在PCB板上連接，減少通過(guò)外接線纜連接，提高了供電接入裝置的連接可靠性，從而保證通過(guò)供電接入裝置構(gòu)成的供電系統(tǒng)可靠地供電；[〇〇22](3)減小了整個(gè)供電接入裝置的體積，約占原先空間的50%，同時(shí)降低了通信、接線的難度，便于開(kāi)發(fā)、調(diào)試與后期運(yùn)維?！靖綀D說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的供電接入裝置的連接示意圖；
[0024]圖2是圖1所示的供電接入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇25]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的供電接入裝置，用于接入發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元，包括整流器、直流變換器、卸荷器和逆變器，整流器用于發(fā)電單元的輸入，直流變換器用于升壓，卸荷器用于釋放多余能量，逆變器用于將直流轉(zhuǎn)換為交流，供電接入裝置還包括一個(gè)控制器，控制器用于控制直流變換器、卸荷器以及逆變器。[〇〇26] 本實(shí)施例中，直流變換器、卸荷器以及逆變器共用一個(gè)控制器，可省去三種電路的控制器，減小了占用的空間并降低了成本。
[0027]發(fā)電單元為直流發(fā)電裝置和/或交流發(fā)電裝置，只要在一定電壓范圍的直流發(fā)電裝置、交流發(fā)電裝置均可接入，例如，直流發(fā)電裝置的輸入電壓范圍為:60?350V，交流發(fā)電裝置的輸入電壓范圍為:60?350V。[〇〇28]直流發(fā)電裝置可以為光伏組件。
[0029]交流發(fā)電裝置可以為風(fēng)機(jī)或柴油發(fā)電機(jī)。
[0030]直流變換器由BOOST升壓電路實(shí)現(xiàn)。[0031 ] 卸荷器通過(guò)控制IGBT控制其開(kāi)通與關(guān)斷，釋放多余能量。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)，是由BJT(雙極型三極管)和M0S(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有M0SFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。[〇〇32] 逆變器由直-交逆變電路實(shí)現(xiàn)。[〇〇33] 逆變器可輸出標(biāo)準(zhǔn)交流電:220VAC，50Hz的交流電，可以帶動(dòng)符合此電壓標(biāo)準(zhǔn)且功率在小于5KW的范圍內(nèi)的各種家用電器，包括洗衣機(jī)、冰箱、電飯鍋、電視機(jī)以及電腦等各種家用電器。[〇〇34]本實(shí)施例中，發(fā)電單元為光伏組件與風(fēng)機(jī)，供電接入裝置的輸入為來(lái)自光伏的低壓直流電與來(lái)自風(fēng)機(jī)的三相交流電，經(jīng)過(guò)整流后，再經(jīng)過(guò)BOOST電路升壓，輸出至高壓直流母線，為逆變器提供直流支撐；同時(shí)供電接入裝置還可以接入一個(gè)或多個(gè)鉛酸電池、鉛炭電池或鋰電池，或者其他相同電壓等級(jí)的電池，經(jīng)過(guò)BOOST電路升壓后，給逆變器提供補(bǔ)充，使得通過(guò)供電接入裝置構(gòu)成的供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠供電。
[0035]當(dāng)然在另一個(gè)實(shí)施例中也可以將儲(chǔ)能單元，例如鉛酸電池，并聯(lián)在高壓母線上，本發(fā)明對(duì)此不作限制。
[0036]整流器為不控整流器或可控整流器。
[0037]不控整流電路由無(wú)控制功能的整流二極管組成的整流電路，當(dāng)輸入交流電壓一定時(shí)，得到的直流電壓是不能調(diào)節(jié)的電路，分為單相及三相不控整流電路。[〇〇38]本實(shí)施例中，采用單相及三相不控整流電路，單相不控整流電路用于光伏組件輸入的整流，三相不控整流電路用于風(fēng)機(jī)輸入的整流，控制器僅采集數(shù)據(jù)，對(duì)整流電路不控制。
[0039]可控整流器由可控整流二極管組成的整流電路，當(dāng)輸入交流電壓一定時(shí)，得到的直流電壓是能夠調(diào)節(jié)的電路，分為單相及三相可控整流電路，三相可控整流電路較多，單相可控整流電路較少。
[0040]在另一個(gè)實(shí)施例中，采用可控整流器，單相可控整流電路用于光伏組件輸入的整流，三相可控整流電路用于風(fēng)機(jī)輸入的整流，控制器通過(guò)可控整流二極管對(duì)可控整流電路進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)高壓母線上的電壓。[0041 ] 儲(chǔ)能單元為鉛酸電池、鉛炭電池或鋰電池。本實(shí)施例中，儲(chǔ)能單元為兩個(gè)鉛酸電池，可延長(zhǎng)電池的使用壽命并增加電池的經(jīng)濟(jì)性;或者當(dāng)負(fù)載功率較大時(shí)，能夠同時(shí)使用兩個(gè)電池放電。當(dāng)然儲(chǔ)能單元也可以為一個(gè)，本發(fā)明對(duì)此不作限制。
[0042]整流器、直流變換器、卸荷器和逆變器中的多個(gè)或全部設(shè)置于同一個(gè)PCB板上，甚至所有的模塊設(shè)置于同一個(gè)PCB板上，直接在PCB板上連接，減少通過(guò)外接線纜連接，提高了供電接入裝置的連接可靠性，從而保證通過(guò)供電接入裝置構(gòu)成的供電系統(tǒng)可靠地供電。
[0043]供電接入裝置還包括通信模塊，用于將供電接入裝置的數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程接收端。 [〇〇44]供電接入裝置還包括交互模塊，用于操作人員交互操作，例如觸摸屏，便于操作人員交互操作。
[0045]供電接入裝置還包括變頻器，用于輸出三相交流電。[〇〇46]電池管理系統(tǒng)(BMS)主要是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過(guò)度充電和過(guò)度放電，延長(zhǎng)電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。[〇〇47]本實(shí)施例中，控制器可實(shí)現(xiàn)以下BMS的功能:[0〇48](1)估測(cè)儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)(State of Charge，S卩S0C)，即儲(chǔ)能單元的剩余電量，保證S0C維持在合理的范圍內(nèi)，從而防止由于過(guò)充電或過(guò)放電對(duì)儲(chǔ)能單元的造成損傷；
[0049](2)在儲(chǔ)能單元充放電過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集端電壓、充放電電流，防止電池發(fā)生過(guò)充電或過(guò)放電現(xiàn)象。
[0050]本實(shí)施例中，控制器可實(shí)現(xiàn)電池的BMS的功能，可有效的節(jié)約電池使用壽命3%，從而降低整體設(shè)備的成本。
[0051]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種供電接入裝置，用于接入一個(gè)或多個(gè)發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元，包括整流器、直流變 換器、卸荷器和逆變器，所述整流器用于對(duì)發(fā)電單元的輸入整流，所述直流變換器用于升 壓，所述卸荷器用于釋放多余能量，所述逆變器用于將直流轉(zhuǎn)換為交流，其特征在于，供電 接入裝置還包括一個(gè)控制器，所述控制器用于控制所述直流變換器、所述卸荷器以及所述 逆變器。2.如權(quán)利要求1所述的供電接入裝置，其特征在于，所述發(fā)電單元為直流發(fā)電裝置和/ 或交流發(fā)電裝置。3.如權(quán)利要求2所述的供電接入裝置，其特征在于，所述直流發(fā)電裝置為光伏組件。4.如權(quán)利要求2所述的供電接入裝置，其特征在于，所述交流發(fā)電裝置為風(fēng)機(jī)或柴油發(fā) 電機(jī)。5.如權(quán)利要求1所述的供電接入裝置，其特征在于，所述整流器、所述直流變換器、所述 卸荷器和所述逆變器中的多個(gè)或全部設(shè)置于同一個(gè)PCB板上。6.如權(quán)利要求1所述的供電接入裝置，其特征在于，所述整流器為不控整流器或可控整流器。7.如權(quán)利要求1所述的供電接入裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元為一個(gè)或多個(gè)。8.如權(quán)利要求1所述的供電接入裝置，其特征在于，所述供電接入裝置還包括通信模 塊，用于將所述供電接入裝置的數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程接收端。9.如權(quán)利要求1所述的供電接入裝置，其特征在于，所述供電接入裝置還包括交互模 塊，用于操作人員交互操作。10.如權(quán)利要求1所述的供電接入裝置，其特征在于，所述供電接入裝置還包括變頻器， 用于輸出三相交流電。11.如權(quán)利要求1所述的供電接入裝置，其特征在于，所述控制器具有電池管理功能。
【文檔編號(hào)】H02J4/00GK106026201SQ201610339975
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】劉家樂(lè), 徐俊, 朱長(zhǎng)東, 何海斌
【申請(qǐng)人】上海電氣分布式能源科技有限公司