储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路
阅读：424发布：2020-05-08
专利汇可以提供储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器 电路 。本实用新型属于电 力 电子 与电工技术领域；涉及储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路。提供了一种减少继电器数量，有利于高功率 密度 储能逆变器集成的储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路。储能逆变器中的双向AC/DC变换器的交流侧连接路由继电器电路；所述继电器电路包括继电器K1、继电器K2和继电器K3；所述储能逆变器中的双向AC/DC变换器的交流侧连接所述继电器K1的两个常开触点的输入端，所述继电器K1的两个常开触点的输出端分为 电网 支路和后备负载支路，本实用新型所提出的路由继电器及其控制方法，不仅可应用在光伏储能逆变器中，也可以应用在 风 力发电储能设备中。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路专利的具体信息内容。
1.储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路，其特征在于，储能逆变器中的双向AC/DC变换器的交流侧连接路由继电器电路；所述继电器电路包括继电器K1、继电器K2和继电器K3；
所述储能逆变器中的双向AC/DC变换器的交流侧连接所述继电器K1的两个常开触点的输入端，所述继电器K1的两个常开触点的输出端分为电网支路和后备负载支路，所述电网支路为：所述继电器K1的两个常开触点的输出端连接所述继电器K2的两个常开触点输入端，再经所述继电器K2的两个常开触点的输出端连接到电网和一般性负载；
所述后备负载支路为：所述继电器K1的两个常开触点的输出端连接所述继电器K3的两个常开触点的输入端，再经所述继电器K3的两个常开触点输出端连到后备负载；
所述双向AC/DC变换器的直流侧连接直流母线。
2.根据权利要求1所述的储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路，其特征在于，所述继电器K1、继电器K2和继电器K3为具有两组常开触点继电器，或为两只具有一组常开触点的继电器组合构成。
储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路
技术领域
[0001] 本实用新型属于电力电子与电工技术领域；涉及储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路，特别是光伏储能逆变器为后备负载供电模式下，能量所经路由继电器的构成电路及路由继电路的控制方法。
背景技术
[0002] 在光伏储能逆变器系统中，网侧的双向AC/DC变换器电路既可以实现能量由直流母线到电网，也可由电网到直流母线的传输，即实现能量的双向传输功能，然而双向AC/DC变换器在其交流侧与电网及负载的连接时需要继电器网络，并对这一继电器网络进行适当的控制才能实现能量按要求进行传输，以实现储能逆变器的功能，这里不妨称这种继电器网络为路由继电器电路。
[0003] 在光伏储能逆变器中，对于路由继电器电路来说现有的技术主要采用的是如图2所示的6/12继电器网络构成光伏储能逆变系统，继电器数量较多，不利于高功率密度储能逆变器的集成，由多个继电器构成的路由继电器电路可靠性也差，成本较高，导致储能逆变器的性价比较低。实用新型内容
[0004] 本实用新型针对以上技术问题，提供了一种减少继电器数量，有利于高功率密度储能逆变器集成的储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路。
[0005] 本实用新型的技术方案是：储能逆变器中的双向AC/DC变换器的交流侧连接路由继电器电路；所述继电器电路包括继电器K1、继电器K2和继电器K3；
[0006] 所述储能逆变器中的双向AC/DC变换器的交流侧连接所述继电器K1的两个常开触点的输入端，所述继电器K1的两个常开触点的输出端分为电网支路和后备负载支路，[0007] 所述电网支路为：所述继电器K1的两个常开触点的输出端连接所述继电器K2的两个常开触点输入端，再经所述继电器K2的两个常开触点的输出端连接到电网和一般性负载；
[0008] 所述后备负载支路为：所述继电器K1的两个常开触点的输出端连接所述继电器K3的两个常开触点的输入端，再经所述继电器K3的两个常开触点输出端连到后备负载；
[0009] 所述双向AC/DC变换器的直流侧连接直流母线。
[0010] 所述继电器K1、继电器K2和继电器K3为具有两组常开触点继电器，[0011] 或为两只具有一组常开触点的继电器组合构成。
[0012] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，针对光伏储能逆变器中双向AC/DC电路的交流侧所连接的路由继电器，数量较多所导致的高成本、低可靠性和控制复杂，不利于高功率密度集成的缺点，提出了数量减半的路由继电器电路和控制方法。不仅能实现储能逆变器论证中的要求的硬件自检功能，还能实现储能逆变器能量传输的性能要求。本实用新型由于采用了较少的继电器数量，可有效的降低成本和装置的体积，提高可靠性、功率密度并获得高性价比。本实用新型所提出的路由继电器及其控制方法，不仅可应用在光伏储能逆变器中，也可以应用在风力发电储能设备中。本实用新型的优点还将在后续陈述中继续说明。附图说明
[0013] 图1为本实用新型的组成示意图，
[0014] 图2为现有（当前）技术的实施原理图，
[0015] 图3为本实用新型的实施原理图，
[0016] 图4本实用新型在光伏储能系统中的应用实例示意图，
[0017] 图5本实用新型应用实例在电网正常时并网发电且接入负载的实验波形，[0018] 图6 本实用新型应用实例的电网断开时实验波形1，
[0019] 图7本实用新型应用实例的电网断开时实验波形2，
[0020] 图8 本实用新型应用实例的电网恢复时实验波形1，
[0021] 图9本实用新型应用实例的电网恢复时实验波形2，
[0022] 图10本实用新型应用实例的电网由正常到断开再到恢复过程的实验波形，[0023] 图11本实用新型应用实例未接入PV组件时电池充放电实验波形1，
[0024] 图12本实用新型应用实例未接入PV组件时电池充放电实验波形2，
[0025] 图1中的符号名称：1是储能逆变器，2是路由继电器电路；
[0027] K1,K2,K3为路由继电器电路中的继电器常开触点，
[0028] L火线，
[0029] N零线。
[0030] 图2中的符号名称：
[0031] K3,K4,K5,K6 为路由继电器电路中的继电器常开触点；
[0032] 其它符号同图1。
[0033] 图3中的符号名称同图1和图2。
[0034] 图4中的符号名称：
[0035] iac双向AC/DC变换器的交流侧电流，
[0036] vac双向AC/DC变换器的交流侧电流，
[0037] ig网侧电流，
[0038] vg电网电压，
[0039] VPV光伏电压，
[0040] Vbat储能电池电压，
[0041] Ibat储能电池电流，
[0042] Vb后备负载上的电压，
[0044] 图5 图12中的符号名称同图4和图1。~
具体实施方式
[0045] 本实用新型如图1、3、4所示，储能逆变器中的双向AC/DC变换器的交流侧连接路由继电器电路；所述继电器电路包括继电器K1、继电器K2和继电器K3；
[0046] 所述储能逆变器中的双向AC/DC变换器的交流侧连接所述继电器K1的两个常开触点的输入端，所述继电器K1的两个常开触点的输出端分为电网支路和后备负载支路，[0047] 所述电网支路为：所述继电器K1的两个常开触点的输出端连接所述继电器K2的两个常开触点输入端，再经所述继电器K2的两个常开触点的输出端连接到电网和一般性负载；
[0048] 所述后备负载支路为：所述继电器K1的两个常开触点的输出端连接所述继电器K3的两个常开触点的输入端，再经所述继电器K3的两个常开触点输出端连到后备负载；
[0049] 所述双向AC/DC变换器的直流侧连接直流母线。
[0050] 所述继电器K1、继电器K2和继电器K3为具有两组常开触点继电器，[0051] 或为两只具有一组常开触点的继电器组合构成。
[0052] 本实用新型的控制方法，包括以下步骤，
[0053] a）、储能逆变器对所述继电器自检时，由所述继电器K2和K3组合实现其触点是否发生短路故障与开路故障的检测，由所述继电器K1和K2组合实现其触点是否发生短路故障与开路故障的检测；
[0054] b）、储能逆变器正常工作且为后备负载供电时，按如下步骤进行：
[0055] 1）、当PV组件向电网发电时，控制所述继电器K1和K2的线包得电，从而控制所述继电器K1和K2的常开触点闭合，将PV组件能量经所述双向AC/DC变换器送到电网；当并网发电稳定后，再控制所述继电器K3的线包得电，从而控制所述继电器K3的常开触点闭合为后备负载供电；
[0056] 2）、在步骤1）工作的基础上，电网由正常工作转入故障时，控制所述继电器K2的线包失电，从而控制所述继电器K2的常开触点由闭合到释放，控制所述继电器K1和 K3的线包保持得电以控制其常开触点闭合，此时直流母线的能量经所述双向AC/DC变换器送到后备负载；
[0057] 3）、在步骤2）工作的基础上，电网由故障恢复正常后，控制所述继电器K1的线包失电，所述继电器K2的线包得电，从而控制所述继电器K1的常开触点由闭合释放，所述继电器K2的常开触点闭合，实现由电网为后备负载供电；经过X1秒延时后，控制所述继电器K1的线包得电，从而控制所述继电器K1常开触点的闭合，实现光伏组件能量经所述双向AC/DC变换器送到电网，同时为后备负载供电；
[0058] 当储能电池需要充电且只有电网存在时，控制所述继电器K1，K2和K3的线包得电，从而控制所述继电器K1，K2和K3的常开触点闭合，实现电网为后备负载供电，且电网能量经所述双向AC/DC变换器送到直流母线。
[0059] 下面结合附图1 12进一步说明本实用新型的实施方式，~
[0060] 国家电网对储能逆变器的安全可靠性提出了高标准要求，在系统正常工作前须对系统的硬件进行自检，无故障时系统才能正常工作。图2所示给出了储能逆变器1系统架构组成，光伏组件通过MPPT控制器输出到直流母线（Vbus）上，储能电池通过双向充放电路接到直流母线（Vbus）上，而直流母线（Vbus）连接双向AC/DC 变换器，双向AC/DC变换器通过本实用新型的路由继电器电路2连接电网和后备负载。当光伏组件发电能量充足时，可将能量经MPPT控制器、双向AC/DC变换器，再经本实用新型的路由继电器电路2送到电网并为负载供电，同时也将能量经电池双向充放电路为储能电池充电；当光伏组件发电能量不足以为负载供电时，储能电池通过双向充放电路将能量送到直流母线（Vbus），再经双向AC/DC和本实用新型的路由继电器电路2为负载供电；当没有光伏组件或阴雨天气，电网的能量经本实用新型的路由继电器电路2送到双向AC/DC变换器，此时双向AC/DC变换器运行在整流状态，将电网的能量送到直流母线，再经过双向充放电路为电池充电。
[0061] 对于路由继电器电路，如图2中，采用了继电器K1和继电器K2串联，继电器K3和继电器K4串联，继电器K5和继电器K6串联。在储能逆变器1正常工作之前，须对路由继电器电路2中的继电器进行自检，以继电器K1和继电器K2串联支路为例，不妨先控制继电器K1的线包得电，而继电器K2的线包失电，从而控制继电器K1的两个常开触点闭合，而继电器K2的常开触点处于断开状态，如果此时检测到的双向AC/DC变换器交流输出侧电压与电网电压接近，则表明继电器K2的常开触点出现了短路故障；经过一段时间的延迟后，控制继电器K1的线包失电，而继电器K2的线包得电，从而控制继电器K1的两个常开触点由闭合到断开，而继电器K2的常开触点由断开到闭合，如果此时检测到的双向AC/DC变换器交流输出侧电压与电网电压接近，则表明继电器K1的常开触点出现了短路故障；再经一段时间延时后，控制继电器K1和K2的线包都得电，从而控制继电器K1和K2的常开触点闭合，如果此时检测到双向AC/DC变换器交流输出侧电压接近为0，而网侧电压正常，即检测到双向AC/DC变换器交流输出侧电压与网侧电网电压相差很大，这表明继电器K1或K2的触点出现了开路故障。对于继电器网络的支路中继电器K3和K4，及支路中继电器K5和K6的硬件是否发生故障的检测方法如继电器K1和继电器K2串联支路的检测方法。如果没有出现上述的短路和开路故障，控制器才有可能控制路由继电器电路执行能量传输任务。
[0062] 也正是国家电网的论证标准提出的这一要求致使当前路由继电器电路2及其控制相当复杂。为此本实用新型提出了较少继电器的电路网络构成储能逆变器1中的路由继电器电路2，如图1。
[0063] 如图1和图3所示：储能逆变器1由MPPT控制器、电池双向充放电路、双向AC/DC变换器和路由继电器电路2构成，储能逆变器1一般有4个端口，分别连接PV组件，储能电池，电网和后备负载，而本地一般性负载和电网并联，故图1中未画出一般性负载，不影响路由继电器电路2的连接关系及其控制方法。图1中MPPT控制器的输出、电池双向充放电中的高压侧和双向AC/DC变换器的直流侧均并联接在直流母线（Vbus）上，双向AC/DC变换器的交流侧则与路由继电器电路2相连接。
[0064] 如图1和图3，描述本实用新型的路由继电器电路2在储能逆变器1中的连接关系如下：储能逆变器1中的双向AC/DC变换器的交流侧连接到继电器K1的两个常开触点的输入端，K1相应的两个常开触点的输出端分成两条支路，一条支路连继电器K2的两个常开触点输入端，经K2相应的两个常开触点的输出端连接到电网和一般性负载，另一条支路连接到继电器K3的两个常开触点的输入端，再经K3相应的两个常开触点输出端连到后备负载。所述双向AC/DC变换器的直流侧连接的是直流母线，其交流侧连接的是路由继电器电路2。所述继电器的线包都由三极管构成的共射极放大电路提供电流回路，三极管的基极由控制器提供控制信号，控制信号高电平时，三极管饱和导通使得所述继电器的线包得电，则所述继电器的常开触点闭合，当控制信号为低电平时，三极管截止使得所述继电器的线包失电，则所述继电器的常开触点断开。
[0065] 图1和图3中的路由继电器电路2采用了3只具有两组常开触点的继电器，所述继电器K1，K2，K3各自也可采用两只具有一组常开触点的继电器组合构成，即所述的路由继电器电路2也可采用6只具有一组常开触点的继电器构成。与现有如图2中的继电器电路网络相比，本实用新型的路由继电器电路2少了一半的继电器数量，显然可降低储能逆变器1的成本，有助于可靠性的提高和功率密度的提升。
[0066] 本实用新型的路由继电器电路2的控制方法分储能系统硬件自检和正常工作两种模式，并结合图1和图3描述如下：
[0067] （a）储能逆变器1对所述继电器自检时，由所述继电器K2和K3组合实现其触点是否发生短路故障与开路故障的检测，由所述继电器K1和K2组合实现其触点是否发生短路故障与开路故障的检测。
[0068] 由控制器发出控制信号，控制继电器K2线包得电，和继电器K3的线包失电，从而控制继电器K2的常开触点闭合，而继电器K3的常开触点断开，此时检测得到的网侧电网电压与后备负载端口的电压相接近，则表明继电器K3的触点发生了短路故障；经过一段时间延时后，控制继电器K2线包失电，和继电器K3的线包得电，从而控制继电器K2的常开触点断开，而继电器K3的常开触点闭合，此时检测得到的网侧电网电压与后备负载端口的电压相接近，则表明继电器K2的触点发生了短路故障；再经一段时间的延时，控制继电器K2和K3的线包都得电，从而控制继电器K2和K3的常开触点都闭合，此时检测得到的网侧电网电压与后备负载端口的电压若相差很大，则表明继电器K2或K3的触点发生了开路故障。
[0069] 所述继电器K1和K2组合实现其触点是否发生短路故障与开路故障的检测判断方法同继电器K2和K3，也和现有如图2中的路由继电器电路2中的K1和K2的检测方法一样，故不再赘述。
[0070] （b）储能逆变器1正常工作且为后备负载供电时：
[0071] 1）当PV组件向电网发电时，控制图1和图3中继电器K1和K2的线包得电，从而控制所述继电器K1和K2的常开触点闭合，将PV组件能量经MPPT控制器送到直流母线Vbus，再由直流母线经所述双向AC/DC变换器采用电流型并网控制送到电网；当并网发电稳定后（经一段时间延时），再控制所述继电器K3的线包得电，从而控制所述继电器K3的常开触点闭合为后备负载供电；
[0072] 2）在1）工作的基础上，电网由正常工作转入故障时（如电网断电了），此时控制器将发出指令控制所述继电器K2的线包失电，从而控制所述继电器K2的常开触点由闭合到释放，即K2人常开触点断开与电网的连接；控制器发出的指令控制所述继电器K1和 K3的线包保持得电，以控制其常开触点闭合，此时直流母线Vbus的能量经所述双向AC/DC变换器送到后备负载。在这个模态下，双向AC/DC变换器将由电流型并网控制切换到电压型离网逆变控制；在这个模态下，可以是由PV组件、或储能电池，或储能电池和PV组件一起经路由继电器电路为后备负载提供能量。
[0073] 3）在2）工作的基础上，电网由故障恢复正常后，控制器发指令控制所述继电器K1的线包失电，所述继电器K2的线包得电，从而控制所述继电器K1的常开触点由闭合释放（即常开触点断开），所述继电器K2的常开触点闭合，此时实现由电网为后备负载供电，且双向AC/DC变换器停止电压型离网逆变的控制，封锁其开关管脉冲控制信号；经过X1秒延时后，控制所述继电器K1的线包得电，从而控制所述继电器K1常开触点的闭合，双向AC/DC变换器由控制器实现电流型并网控制，以实现光伏组件能量经MPPT控制器送到直流母线，再经双向AC/DC变换器送到电网，同时为后备负载供电；
[0074] 4）当储能电池需要充电且只有电网存在时，控制器发出指令控制所述继电器K1，K2和K3的线包得电，从而控制继电器K1，K2和K3的常开触点闭合，实现电网为后备负载供电，且电网能量经所述双向AC/DC变换器送到直流母线Vbus，经图3中的电池双向充放电路为储能电池充电。
[0075] 本实用新型的路由继电器电路2的控制方法，实现了光伏储能逆变器1为后备负载供电及为储能电池由电网能量进行充电的功能要求，与图2中现有技术相比，具有较少的继电器构成（在数量上少了一半的继电器），因而本实用新型的控制方法简单，可靠性得到提升。
[0076] 在如图4所示实用新型电路的应用实例中，与图3相比储能逆变器1的输出接入了一般性负载，因其与电网并联，即网侧有电时一般性负载就会得电，相反电网断电时一般性负载就会失电。图4主要参数和配置如下：继电器K1，K2和K3均选用Tycor的继电器T92P7D12-12，其线包电压为12V，具有两组常开触点。储能逆变器的最大功率4.6KW，直流母线（高压直流侧）电压Vbus=400V，储能电池电压是45V～63V，PV组件的MPPT电压范围是200V～440V，交流侧输出交流电流23A，电网额定电压230V/50Hz。由TI 公司型号为TMS320F28035的DSP的通用IO口GPIO17，GPIO16和GPIO30产生路由继电器控制信号Vr1，Vr2和Vr3，再经相应的驱动1，驱动2和驱动3电路后为继电器K1，K2和K2的线包供电。在控制器TMS320F28035中配置GPIO17，GPIO16和GPIO30为输出IO口，且初始化成低电平，根据功能需要控制相应的GPIO口输出的Vr1，Vr2和Vr3为低电平时，相应的继电器K1，K2和K3的线包得电，从而控制继电器K1，K2和K3的常开触点闭合，反之当Vr1，Vr2和Vr3为高电平时，则控制继电器K1，K2和K3的常开触点断开。储能逆变器1上电后，DSP控制器中初始化程序会将路由继电器电路2中的所有继电器的控制信号Vr1，Vr2和Vr3设置成高电平，从而控制K1，K2和K3的线包失电，使得其常开触点处于释放状态。
[0077] 储能逆变器1接入的PV组件最大功率点设置为250V，最大功率设置为1500W（由光伏模拟电源实现），储能逆变器1接入后备负载和电网（电网正常）,一般性负载并联在电网接线端上，且一般性负载和后备负载都配置成1100W。实验波形如图5所示，通道1（CH1）是电网电压波形，也是一般性负载上的电压波形，CH2是后备负载上的电压波形，CH3是电池双向充放电路电池侧(低压侧)开关管的驱动波形，CH4是直流母线电压Vbus波形。因开机时先加的电网，后接入PV组件，故波形中直流母线电压起始阶段是由电网辅助电源的不控整流桥电路提供（Vbus为318V），为了分析方便设电网刚接入时对应的时间为0，由图5可知经过14秒延时后，MPPT控制器升压建立直流母线电压到380V，DSP控制器检测到直流母线电压在370以上时，控制器先选择路由继电器电路2中的继电器K1和K2为一组进行自检，然后选择继电器K2和K3为一组进行自检，确认继电器无开路和短路故障后，控制器控制继电器K3的线包失电，从而控制其常开触点断开；控制器控制K1和K2的线包得电，从而控制K1和K2的常开触点闭合，MPPT控制器跑MPPT跟踪程序实现双向AC/DC变换器的电流型并网发电，到43秒时通过双向AC/DC变换器实现稳定的并网发电，并网后的直流母线电压稳定在370V，到50.5秒时，DSP控制器控制继电器K3的线包得电从而控制其常开触点闭合为后备负载供电。结合实验波形5和分析知，后备负载是在储能逆变器1稳定并网发电后才通过DSP控制继电器K3的常开触点闭合得以供电的。
[0078] 在以上并网工作模态下断开电网（电网故障），不加储能电池的情况下得到实验波形如图6和图7。图6中CH1就电网电压波形，CH2是后备负载上的电压波形，CH3是直流母线电压波形，CH4是网侧电流波形；图7中的CH1是由控制器DSP TMS320F28035的IO口GPIO16输出的继电器K2控制信号Vr2，CH2是后备负载上的电压波形，CH3是网侧继电器K2线包上的电压波形，CH4是网侧电流波形。
[0079] 由图6和图7可知，在系统稳定工作后，切断电网电压，控制器（DSP TMS320F28035）输出控制信号使得网侧继电器K2的线包失电，从而控制其常开触点由闭合到断开，然而继电器K1和K3的常开触点保持闭合，光伏储能逆变器1由控制器控制切入离网电压型输出模式，使得后备负载实现了不间断供电，此时一般性负载失电。实验表明电网断电时，储能逆变器将光伏组件的能量通过MPPT控制器送到直流母线，再经双向AC/DC变换器的电压型控制产生逆变电压向后备负载提供能量。由图6和图7的CH2实验波形可见，在断电切换过程中，后备负载断电时间小于10ms，故通过路由继电器电路2实现了后备负载的不间断供电。
[0080] 当电网恢复时，图8和图9给出了实验切换波形，图8中CH1是电网电压波形，CH2是后备负载上的电压波形，CH3是直流母线电压，CH4是网侧电流波形。图8中的实验所对应的储能逆变器未接一般性负载，且从图8中看出当电网恢复时，后备负载上的电压基本上没有波动；图9的实验所对应的储能逆变器1接入了一般性负载（一般性负载和电网并联），图9中CH1是双向AC/DC变换器交流侧继电器K1线包上的电压，CH2是后备负载上的电压，CH3是网侧继电器K2线包上的电压，CH4是网侧电流波形。设网侧有电流时为0时刻（表明储能逆变器接入电网），约10s延时后，网侧继电器K2的线包得电，从而控制其常开触点闭合，同时双向AC/DC变换器的交流侧继电器K1线包失电，从而控制交流侧继电器K1的常开触点由闭合到断开，此时PV组件的电压变成开路电压值，后备负载由双向AC/DC变换器供电切换成由电网供电，故此时图9中通道4的网侧电流变大。这里所述的10s延时实际是电网恢复时，双向AC/DC变换器的电压型输出电压追踪电网相位实现锁相过程所需时间。由图8和图9中后备负载电压未有明显变化，知继电器K3的线包保持得电从而控制其常开触点处于闭合状态；为了实现K1线包失电后其常开触点能够迅速的由闭合到断开，图4的应用例中继电器K1的线包电压由DSP控制器控制成了脉冲电压。
[0081] 图10给出了电网由正常到故障、再恢复的整个过程的切换实验波形。图10中的CH1是电网电压，CH2是后备负载上的电压，CH3是直流母线电压，CH4是网侧电流。先接入电网，后接入PV，由电网先为后备负载供电，设MPPT控制器工作时为0时刻，经8秒后完成最大功率点跟踪，再延时一段时间后，控制继电器K3的线包得电，从而控制继电器K3的常开触点闭合，从而为后备负载供电；约经21.5秒后断开电网（电网故障），后备负载上仍有电压，表明此时控制器控制继电器K3的常开触点依然闭合；到33秒时恢复电网，CH4中的电流表明由电网给一般性负载供电；到43秒时，控制继电器K2的常开触点闭合、继电器K1的常开触点释放，实现由电网为一般性负载和后备负载供电，此时看到CH2中网侧电流的增加；到43秒时，控制继电器K1的线包得电，从而控制K1的常开触点再次闭合，PV组件经MPPT控制器跑最大功率点跟踪程序，由图10中CH4中网侧电流变小可以看出，此时由PV组件能量和电网能量同时为一般性负载和后备负载供电。可见当电网恢复并给后备负载供电后，再经过一段时间的延时，由DSP控制器控制AC/DC变换器的交流侧继电器K1线包再次得电，从而实现PV组件经MPPT控制器后将能量经双向AC/DC变换器再次送入电网。
[0082] 为了更有效的验证图4系统中储能逆变器1实现电网为储能电池充电的功能，在未接入PV组件的情况下实验，得到图11和图12的实验波形。图11中，CH1是电网电压波形，CH2是储能电池的放电和充电电流波形（正值对应放电状态，负值对应充电状态），CH3是后备负载上的电压波形，CH4是双向AC/DC变换器桥臂侧电压波形。图12中，CH1是电网电压波形，CH2是后备负载上的电压波形，CH3是电池双向充放电路中电池侧开关管的驱动波形（有驱动脉冲时，表明储能电池放电），CH4是直流母线电压波形。由图11中CH1和CH4的实验波形，若以电网电压存在时刻为0时刻，可见在24s时间内双向AC/DC变换器的桥臂侧都没有出现电压波形，表明电网接入储能逆变器起始一段时间内，控制器控制继电器K1和K2的线包失电，即其常开触点断开，同时也表明图12中的直流母线电压起始阶段的电压并非来自电网的不控整流，而是来自网侧辅助电源中的整流供电支路；24秒时在图12中的控制器产生低压侧的驱动信号，经双向充放电路对储能电池进行放电，从而实现直流母线的第二阶段升压，且当直流母线电压稳定后，由继电器K1和K2组合实现自检，再由K2和K3组合实现自检，当确定继电器无故障后，控制器则控制继电器K1，K2的常开触点闭合，从而得到图11中CH4所示的变换器桥臂侧电压波形，此时双向AC/DC变换器实现电流型并网，稳定后在61秒根据电池情况，控制器控制双向AC/DC变换器切入整流工作状态，且电池双向充放电路为储能电池充电，故此时，图11中的CH2所测量到的电池侧电流波形变成了负值。整流时的双向AC/DC变换器将电网的能量通过闭合的继电器K1和K2的常开触点送到直流母线，再经电池双向充放电路为储能电池充电；由图11和图12中的后备负载上电压出现时刻，知当双向AC/DC变换器整流工作开始后，由控制器控制继电器K3的常开触点闭合，从而实现后备负载的供电。
[0083] 由以上描述可知，本实用新型的储能逆变器1中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路2及其控制方法，仅用3只具有两组常开触点的继电器或6只具有一组常开触点的继电器,就实现了单相储能逆变器中的能量传输要求，本实用新型的方法可推广应用到三相储能逆变器以构建其网侧路由继电器电路。
[0084] 本实用新型具有以下优点：
[0085] （1）使得储能逆变器1中的继电器数量大大减少；
[0086] （2）提高了可行性、功率密度、降低了成本，故具有高性价比；
[0087] （3）不仅适用单相储能逆变器，还适用于三相储能逆变器。
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