本公开提供了一种电力供应系统及电力变换装置。该电力变换装置用于对一供电模块输出的电能进行变换，所述电力变换装置包括一电能转换模块及一切换开关模块；所述电能转换模块，用于将所述供电模块输出的电能转换为一第一类型输出或一第二类型输出，其包括一均压半桥、一桥式变换电路以及一中线；所述切换开关模块与所述电能转换模块连接，用于控制所述电能转换模块提供所述第一类型输出或一第二类型输出。本公开可以满足并网运行与离网运行输出要求不一致的场景。
1.一种电力变换装置，用于对一供电模块输出的电能进行变换；所述供电模块与第一、第二母线电容串联；其特征在于，所述电力变换装置包括：一电能转换模块，用于将所述供电模块输出的电能转换为一第一类型输出或一第二类型输出；其包括：一均压半桥，所述均压半桥桥臂中点与所述第一、第二母线电容第一端连接，所述第一、第二母线电容第一端相连；
一桥式变换电路，包括分别与所述第一、第二母线电容第二端连接的第一、第二输入端，以及提供所述第一类型输出的第一、第二输出端；
一中线，其第一端与所述均压半桥桥臂中点连接，其第二端与所述桥式变换电路的第一、第二输出端共同提供所述第二类型输出；以及，一切换开关模块，与所述电能转换模块连接，用于控制所述电能转换模块提供所述第一类型输出或一第二类型输出；
其中，所述桥式变换电路为七开关全桥逆变电路，所述七开关全桥逆变电路包括：一第一开关元件，包括第一端、第二端以及控制端；其第一端与所述第一母线电容第二端连接；
一第二开关元件，包括第一端、第二端以及控制端；其第一端与所述第一开关元件第一端连接；
一第三开关元件，包括第一端、第二端以及控制端；其第二端与所述第二母线电容第二端连接；
一第四开关元件，包括第一端、第二端以及控制端；其第二端与所述第三开关元件第二端连接；
一第五开关元件，包括第一端、第二端以及控制端；其第一端与所述第一开关元件第二端连接；
一第六开关元件，包括第一端、第二端以及控制端；其第一端与所述第一开关元件第二端以及所述第五开关元件第一端连接，其第二端与所述第三开关元件第一端耦接；以及一第七开关元件，包括第一端、第二端以及控制端；其第一端与所述第五开关元件第二端连接，其第二端与所述第二开关元件第二端以及第四开关元件第一端连接，在并网运行时，所述切换开关模块断开且所述均压半桥不工作，所述第七开关元件常通；
在离网运行时，所述切换开关模块闭合，所述第五开关元件和所述第七开关元件关断。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述供电模块为一直流发电装置；所述电能转换模块为一直流—交流转换器。
3.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，所述直流发电装置为一光伏发电装置或一燃料电池发电装置。
4.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述第一类型输出为单相双线输出，所述第二类型输出为单相三线输出。
5.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述切换开关模块包括一设于所述中线第一端和第二端之间的受控开关。
6.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述桥式变换电路中开关元件为MOSFET开关管、IGBT开关管或者BJT开关管，开关元件的材质为Si、SiC或GaN。
7.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述第七开关元件为MOSFET开关管、IGBT开关管、BJT开关管或继电器开关。
8.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述切换开关模块包括MOSFET开关管、IGBT开关管、BJT开关管、可控硅或继电器开关。
9.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述均压半桥中开关元件为MOSFET开关管、IGBT开关管或者BJT开关管，开关元件的材质为Si、SiC或GaN。
10.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述均压半桥的控制方式为PI环控制；所述PI环控制中还引入有：所述均压半桥电感电流的采样电流的内环控制；或者，
11.根据权利要求10所述的电力变换装置，其特征在于，在所述第一母线电容和第二母线电容电压的压差不小于一预设压差时，启动所述均压半桥；以及，在所述第一母线电容和第二母线电容电压的压差小于所述预设压差时，截止所述均压半桥。
12.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述电力变换装置还包括：一桥式输出滤波器，用于对所述第一类型输出及所述第二类型输出进行滤波处理。
13.一种电力供应系统，其特征在于，所述电力供应系统包括第一供电模组以及第二供电模组，所述第一供电模组及所述第二供电模组与一负载之间通过至少两根线连接；
所述第一供电模组包含如权利要求1所述的电力变换装置、第一端口及第二端口，所述第一端口电性耦接至所述第二供电模组，所述负载通过一选择开关选择性与所述第一端口或所述第二端口电性耦接；
其中，所述电力变换装置经由输出开关及并网开关电性耦接至所述第一端口，所述电力变换装置经由所述输出开关电性耦接至所述第二端口；
其中，所述电力供应系统通过所述输出开关、所述并网开关以及所述选择开关之间的通断配合，利用所述第一供电模组和/或所述第二供电模组对所述负载进行供电。
14.根据权利要求13所述的电力供应系统，其特征在于，当所述第一供电模组与所述第二供电模组均正常工作时，所述选择开关与所述第一端口或所述第二端口电性耦接，所述输出开关以及所述并网开关均闭合，所述第一供电模组以及所述第二供电模组同时对所述负载供电。
15.根据权利要求14所述的电力供应系统，其特征在于，所述第二供电模组包括依次串联连接的一第一计量电表、一第二计量电表和一容量限定断路器，所述第一计量电表和所述第二计量电表的计量方向相反，所述第一供电模组与所述第二供电模组之间可双向传递能量。
16.根据权利要求13所述的电力供应系统，其特征在于，当所述第二供电模组故障时，所述选择开关与所述第二端口电性耦接，所述输出开关闭合，所述并网开关断开，所述第一供电模组单独对所述负载供电。
17.根据权利要求13所述的电力供应系统，其特征在于，当所述第二供电模组正常工作时，所述选择开关与所述第一端口电性耦接，所述输出开关断开，所述并网开关断开，所述第二供电模组单独对所述负载供电。
18.根据权利要求13所述的电力供应系统，其特征在于，当所述第二供电模组正常工作时，所述选择开关与所述第二端口电性耦接，所述输出开关断开，所述并网开关闭合，所述第二供电模组单独对所述负载供电。
19.根据权利要求13所述的电力供应系统，其特征在于，所述电力变换装置的输入端电性耦接至光伏发电装置或燃料电池发电装置。
电力供应系统及电力变换装置
技术领域
[0001] 本公开涉及电源管理技术领域，特别涉及一种电力变换装置及包括该电力变换装置的电力供应系统。
背景技术
[0002] 可再生能源具有储量的无限性、存在的普遍性、开发利用的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势。现在，利用可再生能源发电，例如光伏发电、风能发电、燃料电池发电等正向大批量生产和规模应用发展，已从最早作为小功率电源发展到现在作为公共电力的并网发电，其应用范围也已遍及几乎诸多用电领域。
[0003] 随着可再生能源发电的普及，并网连接的变换器也在不断升级。以光伏发电系统为例，其中并网连接的变换器从最初的带低频隔离变压器发展至带高频隔离变压器，最终发展至无变压器。
[0004] 由于光伏板对地等效电容较大，所以考虑到系统回路漏电流的问题，输入端如果为光伏输入，则需要选择低漏电流的电路拓扑或控制方式。因此衍生出来H4、H5、H6(四开关、五开关、六开关)等多种变换器电路拓扑，但这些变换器电路拓扑均只考虑了并网运行输出端口与离网运行输出端口电气输出一致的情况。对于并网运行与离网运行要求不一致的场合均不适用。
[0005] 以光伏并网领域应用的低漏电流H6拓扑变换器为例，如图1所示，在并网运行时，该变换器输出端口提供的为单相双线输出，在离网运行时，也只能提供单相双线输出。显而易见，其并无法适用于离网运行要求单相三线输出的场景。现有技术中，其他类型的变换器电路拓扑同样存在上述问题。
[0006] 因此，一种针对上述问题的电力变换装置是亟待提供的。
发明内容
[0007] 本公开的目的之一在于提供一种电力变换装置及包括该电力变换装置的电力供应系统，以满足并网运行与离网运行输出要求不一致的场景，从而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。
[0008] 本公开的其它特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
[0009] 根据本公开的第一方面，提供一种电力变换装置，用于对一供电模块输出的电能进行变换；所述供电模块与第一、第二母线电容串联；所述电力变换装置包括一电能转换模块及一切换开关模块；
[0010] 所述电能转换模块，用于将所述供电模块输出的电能转换为一第一类型输出或一第二类型输出；所述电能转换模块包括一均压半桥、一桥式变换电路以及一中线；
[0011] 所述均压半桥桥臂中点与与所述第一、第二母线电容第一端连接，所述第一、第二母线电容第一端相连；
[0012] 所述桥式变换电路包括分别与所述第一、第二母线电容第一端连接的第一、第二输入端，以及提供所述第一类型输出的第一、第二输出端；
[0013] 所述中线第一端与所述均压半桥桥臂中点连接，所述中线第二端与所述桥式变换电路的第一、第二输出端共同提供所述第二类型输出；以及，
[0014] 所述切换开关模块与所述电能转换模块连接，用于控制所述电能转换模块提供所述第一类型输出或一第二类型输出。
[0015] 根据本公开的第二方面，提供一种电力供应系统，所述电力供应系统包括第一供电模组以及第二供电模组，所述第一供电模组及所述第二供电模组与一负载之间通过至少两根线连接；
[0016] 所述第一供电模组包含上述的电力变换装置、第一端口及第二端口，所述第一端口电性耦接至所述第二供电模组，所述负载通过一选择开关选择性与所述第一端口或所述第二端口电性耦接；
[0017] 其中，所述电力变换装置经由输出开关及并网开关电性耦接至所述第一端口，所述电力变换装置经由所述输出开关电性耦接至所述第二端口；
[0018] 其中，所述电力供应系统通过所述输出开关、所述并网开关以及所述选择开关之间的通断配合，利用所述第一供电模组和/或所述第二供电模组对所述负载进行供电。
[0019] 在本公开示例实施方式所提供的电力变换装置及电力供应系统中，通过设置能够将所述供电模块输出的电能转换为第一类型输出及第二类型输出的电能转换模块以及与电能转换模块连接的切换开关模块，实现了在并网运行时，提供第一类型输出，在离网运行时，可以提供第二类型输出，从而可以满足并网运行与离网运行输出要求不一致的场景。
附图说明
[0020] 通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0021] 图1是现有技术中一种H6拓扑的电力变换装置的电路示意图。
[0022] 图2是本公开示例性实施例中一种电力变换装置的电路示意图。
[0023] 图3是本公开示例性实施例中另一种电力变换装置的电路示意图。
[0024] 图4是图3中电力变换装置在并网运行时的电路示意图。
[0025] 图5是图3中电力变换装置在离网运行时第一逆变器的工作回路示意图。
[0026] 图6是图5中第一逆变器的工作回路简化后的电路示意图。
[0027] 图7是忽略均压半桥继续简化后第一逆变器的工作回路示意图。
[0028] 图8是图3中电力变换装置在离网运行时第二逆变器的工作回路示意图。
[0029] 图9是图8中第二逆变器的工作回路简化后的电路示意图。
[0030] 图10是电力变换装置在离网运行时第一逆变器和第二逆变器的逆变输出电压串联的简化电路示意图。
[0031] 图11是图3中均压半桥简化后的电路示意图。
[0032] 图12是均压半桥桥臂中点电位平衡的控制框图。
[0033] 图13是加入均压半桥电感电流的采样电流内环控制的均压半桥桥臂中点电位平衡的控制框图。
[0034] 图14是加入第二母线电容电流前馈电压外环控制的均压半桥桥臂中点电位平衡的控制框图。
[0035] 图15是本公开示例性实施例中再一种电力变换装置的电路示意图。
[0036] 图16是本公开示例性实施例中又一种电力变换装置的电路示意图。
[0037] 图17是本公开示例性实施例中一种电力供应系统的电路示意图。
具体实施方式
[0038] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0039] 本专利申请中所使用的“耦接”及“连接”，可指两个或多个元件相互直接实体或电性接触，或是相互间接实体或电性接触。本专利申请中所使用的“第一”、“第二”、……等，并非特别指称次序或顺序，而仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。本专利申请中所使用的“包括”、“包含”、“具有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。本专利申请中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利申请。
[0040] 此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的结构、部件、步骤、方法等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、部件或者操作以避免模糊本公开的各方面。
[0041] 参考图2中所示，为本示例性实施例中所提供的电力变换装置的一种结构示意图，其用于对一供电模块输出的电能进行变换。该电力变换装置包括电能转换模块和切换开关模块。
[0042] 本示例性实施例中，以所述供电模块为一直流可再生能源发电装置为例进行说明，例如，光伏发电装置或一燃料电池发电装置等，本示例性实施例中对此不做特殊限定。所述供电模块与母线电容模块10串联；本示例性实施例中，所述母线电容模块10可以包括相互串联的第一母线电容C1和第二母线电容C2。电能转换模块用于将供电模块输出的电能转换为一第一类型输出或一第二类型输出。与直流可再生能源发电装置对应，该电能转换模块为一直流—交流转换器(DC/AC Converter)。本示例性实施例中，以所述第一类型输出为单相双线输出，所述第二类型输出为单相三线输出为例进行说明，但在本公开的其他示例性实施例中，所述第一类型输出与所述第二类型输出也可能为其他类型。切换开关模块与电能转换模块连接，用于控制电能转换模块提供第一类型输出或一第二类型输出。
[0043] 继续参考图2中所示，本示例性实施例中所述电能转换模块可以包括一均压半桥20、一桥式变换电路30以及一中线。在一具体实施例，该电能转换模块还可以包括桥式输出滤波电路40、继电保护装置50、相关开关组件以及控制单元等等。
[0044] 具体而言，均压半桥20的桥臂中点与第一母线电容C1第一端及第二母线电容C2第一端耦接，即与第一母线电容C1和第二母线电容C2的串联节点耦接。均压半桥20用于平衡第一母线电容C1和第二母线电容C2上的电压。本示例性实施例中，均压半桥20包括第一开关管QB1以及第二开关管QB2，第一开关管QB1以及第二开关管QB2可以为MOSFET开关管、IGBT开关管或者BJT开关管，开关元件材质可以包括Si、SiC、GaN或其它的宽禁带半导体材料等，本示例性实施例中对此不做特殊限定。
[0045] 桥式变换电路30包括第一、第二输入端以及第一、第二输出端。桥式变换电路30的第一、第二输入端分别与第一母线电容C1第二端及第二母线电容C2第二端连接，桥式变换电路30的第一、第二输出端用于提供第一类型输出(如，单相双线输出)。在此，桥式变换电路30可为半桥逆变电路或全桥逆变电路等。以全桥逆变电路为例，其可以为四开关全桥逆变电路(下称H4拓扑)、五开关全桥逆变电路(下称H5拓扑)、六开关全桥逆变电路(下称H6拓扑)或七开关全桥逆变电路(下称H7拓扑)等等。本示例性实施例中，H4拓扑、H5拓扑、H6拓扑、H7拓扑或其他拓扑中的开关管可为MOSFET开关管、IGBT开关管或者BJT开关管等组成，材质可以为Si、SiC、GaN或其它的宽禁带半导体材料等，本示例性实施例中对此不做特殊限定。
[0046] 中线的第一端与第一母线电容C1、第二母线电容C2的串联节点连接，中线第二端与桥式变换电路30的第一、第二输出端共同提供第二类型输出(如，单相三线输出)。本示例性实施例中，切换开关模块可以包括设于中线第一端和第二端之间的一受控开关SN。本示例性实施例中，受控开关SN可以为MOSFET开关管、IGBT开关管、BJT开关管、可控硅或继电器等双向受控开关，本示例性实施例中对此不做特殊限定。
[0047] 下面，结合H6拓扑对上述的电力变换装置的工作原理及更多细节进行更加详细的说明。
[0048] 如图3中所示，图2中的桥式变换电路30包括第一开关元件Q1至第七开关元件Q7。第一开关元件Q1包括第一端、第二端以及控制端；其第一端与第一母线电容C1第二端连接。
第二开关元件Q2包括第一端、第二端以及控制端；其第一端与第一开关元件Q1第一端连接。
第三开关元件Q3包括第一端、第二端以及控制端；其第二端与第二母线电容C2第二端连接。
第四开关元件Q4包括第一端、第二端以及控制端；其第二端与第三开关元件Q3第二端连接。
第五开关元件Q5包括第一端、第二端以及控制端；其第一端与第一开关元件Q1第二端以及第六开关元件Q6第一端连接。第六开关元件Q6包括第一端、第二端以及控制端；其第一端与第一开关元件Q1第二端连接以及第五开关元件Q5第一端连接，其第二端与所述第三开关元件Q3第一端耦接。此外，考虑到拓扑变形的需要，还可以加入一第七开关元件Q7，将图3中的桥式变换电路从H6拓扑变为H7拓扑。第七开关元件Q7包括第一端、第二端以及控制端，其第一端与第五开关元件Q5第二端连接；其第二端与第二开关元件Q2第二端以及第四开关元件Q4第一端耦接。第七开关元件Q7与第五开关元件Q5结合共同实现电气隔离两个桥臂的作用。在本公开的一种示例性实施例中，所述第七开关元件Q7可以包括MOSFET开关管、IGBT开关管、BJT开关管或继电器等能够实现电气隔离功能的开关，本示例性实施例中对此不做特殊限定。
[0049] 如图4中所示，在正常并网运行时，上述受控开关SN断开且均压半桥20上的开关元件第一开关管QB1及第二开关管QB2均不工作，第七开关元件Q7常通。桥式变换电路的逆变输出经桥式输出滤波电路40滤波处理后，通过继电保护装置50与电网连接。例如，桥式输出滤波电路40包括电感L1、电容Cac1、电感L2和电容Cac2，其中，电感L1和电容Cac1构成LC滤波器，电感L2和电容Cac2构成LC滤波器。
[0050] 在电网发生故障，可再生能源发电装置离网运行时，关断第五开关元件Q5及第七开关元件Q7，闭合受控开关SN，桥式变换电路变形为两路串联的半桥逆变器拓扑，下称第一逆变器及第二逆变器。
[0051] 第一逆变器如图5所示，由第一母线电容C1、第二母线电容C2、第二开关元件Q2、第四开关元件Q4、第一输出电感L1以及第一输出电容Cac1组成。第一逆变器简化之后的拓扑如图6所示；假设均压半桥20可以理想控制第一母线电容C1和第二母线电容C2均压，第一逆变器继续简化后的拓扑如图7中所示。第一逆变器的调制方式可以为传统的半桥控制方式，参考调制波与载波交接后产生的波形输出至第二开关元件Q2，第四开关元件Q4与第二开关元件Q2互补。
[0052] 第二逆变器如图8所示，由第一母线电容C1、第二母线电容C2、第一开关元件Q1、第三开关元件Q3、第六开关元件Q6、第二输出电感L2以及第二输出电容Cac2组成。以上述同样的简化方式后的拓扑如图9中所示。第二逆变器的调制方式可以为传统的半桥控制方式，参考调制波与载波交接后产生的波形输出至第一开关元件Q1，第三开关元件Q3与第一开关元件Q1互补；第六开关元件Q6常通。
[0053] 第一逆变器和第二逆变器的两路逆变输出电压同时工作时，等效电路图如图10中所示。AN相输出电压与BN相输出电压调制波保证180°相位差值，两相逆变输出电压串联后的电压幅值为其两倍，频率一致。
[0054] 此外，考虑到逆变器离网输出时两路带载不平衡时第一母线电容C1和第二母线电容C2电压会不平衡，藉由均压半桥20控制第一母线电容C1和第二母线电容C2均压。均压半桥20简化后的拓扑如图11中所示，忽略均压半桥20中点电流扰动(逆变器自立输出两路电流差)，建立均压半桥20数学模型，分别写出第一开关管QB1导通的回路方程、第一开关管QB1关断的回路方程，推导出第一母线电容C1和第二母线电容C2压差ΔuC(s)与第一开关管QB1驱动占空比dup(s)的关系如公式(1)所示，其中Cs为第一母线电容C1(第二母线电容C2)的容值，Ls为图11中电感的感值，r为电感等效电阻，ubus为供电模块提供的电压值，uC2(s)为第二母线电容C2的电压。
[0055] 公式(1)
[0056] 忽略第二母线电容C2电压的扰动，则有：
[0057] 公式(2)
[0058] 根据公式(2)可得如图12中所示的PI(比例积分)控制框图，其中延时环节包括采样延时与控制延时。当中点电流扰动很大时，依靠PI控制环无法良好的抑制中点电压平衡，要达到快速抑制扰动，满足再次第一母线电容C1、第二母线电容C2连接点电压平衡，中点电流扰动较大时会引起第二母线电容C2电压的极大波动。本示例性实施例中示例性的提供两种解决方案：其一为引入均压半桥20电感电流采样的内环控制；其二为引入第二母线电容C2电压的前馈，具体分别如图13以及图14中所示，其均可以对扰动有极强的抑制效果。
[0059] 均压控制线路仅仅为了满足带载不平衡时第一母线电容C1和第二母线电容C2电压不平衡的抑制，所以在带载对称且均为较轻载时均压半桥20可以不工作，在带载很不对称或带重载时均压半桥20采用间歇(Burst)控制模式使得均压半桥20在压差较大时抑制压差，在压差较小时关断第一开关管QB1和第二开关管QB2以降低损耗。
[0060] 直流母线电压控制值根据逆变器输出电压峰值电压的k倍取值，k通常可以取1.05倍至1.35倍，假设第一母线电容C1、第二母线电容C2均压，第一母线电容C1和第二母线电容C2的电压值分别为直流母线电压控制值的一半。则有：
[0061] 公式(3)
[0062] 其中Vrms为逆变输出线电压的有效值，k为考虑逆变桥臂压降及动态裕量设置的系数。Vbus_up为第一母线电容C1电压，Vbus_dw为第二母线电容C2电压。
[0063] 考虑输出电压对均压半桥20的扰动为正弦信号，所以预留逆变桥臂输出电压的0.4％～10％给均压半桥20调节用。以第一母线电容C1电压为例，半母线电压最小值需要满足以下条件：
[0064]
[0065] 所以假设
[0066] ΔV≤Vbus_up-Vbus_up_min
[0067] 举例说明逆变器桥臂输出电压为200V，其峰值为200V×1.414，则按照上述方法直流母线电压的设计工作范围为297V～382V(200V×1.414×[1.05，1.35])，假设母线电压取330V，则预留电压差值ΔV可以取33V(330V-297V)，当实际压差小于16.5V时则均压半桥20不动作，当实际压差大于等于16.5V时均压半桥20动作。
[0068] 虽然在上述示例性实施例中，是以H6拓扑为例进行说明，但本公开的其他示例性实施例中，桥式变换电路30也可以是H4拓扑、H5拓扑等电路拓扑。例如：
[0069] 参考图15中所示，桥式变换电路30为传统的H4拓扑，并网运行时，断开受控开关SN，其控制方法可以为单极性，也可以为双极性，从而正常输出单相双线电压源。离网运行时，闭合受控开关SN，即可形成两路独立的电压源半桥逆变输出电路拓扑，在输出侧串联，同样确保电压uAN＝uBN即可在离网时输出单相三线电压源。
[0070] 参考图16中所示，桥式变换电路30为一低漏电流H5拓扑，结合在本示例性实施例中的电力转换装置中后也可以实现并网运行时输出单相双线电压源、离网运行时输出单相三线电压源输出。例如，并网运行时受控开关SN断开，第五开关元件Q5按照单相电流源调制法运行；离网运行时受控开关SN闭合，第五开关元件Q5常通。
[0071] 上述电力转换装置中的桥式输出滤波电路、继电保护装置、相关开关组件以及控制单元可以参考相关现有技术，例如可以包括第一输出电容Cac1、第二输出电容Cac2、第一输出电感L1、第二输出电感L2、预载开关Spreload、继电器开关元件S1、继电器开关元件S2、继电器开关元件S3、电阻R、电阻R1、电阻R2以及双向晶闸管SCR等等。本示例实施方式中对此将不做详细描述。
[0072] 本示例实施方式中还提供了一种电力供应系统。参考图17中所示，该电力供应系统包括第一供电模组(例如电网)以及第二供电模组(例如光伏发电装置或燃料电池发电装置)，第一供电模组及第二供电模组与一负载之间通过至少两根线连接。其中，第一供电模组包含上述示例性实施例中的任意一种电力变换装置，还包括第一端口0及第二端口1，第一端口0电性耦接至第二供电模组，负载通过一选择开关选择性与第一端口0或第二端口1电性耦接。其中，电力变换装置经由输出开关S10及并网开关S11、S12电性耦接至第一端口0，电力变换装置经由输出开关S10电性耦接至第二端口1。电力供应系统通过输出开关S10、并网开关S11、S12以及选择开关之间的通断配合，利用第一供电模组和/或第二供电模组对负载进行供电。举例而言，当第一供电模组与第二供电模组均正常工作时，选择开关与第一端口0或第二端口1电性耦接，输出开关S10以及并网开关S11、S12均闭合，第一供电模组以及第二供电模组同时对负载供电。当第二供电模组故障时，选择开关与第二端口1电性耦接，输出开关S10闭合，并网开关S11、S12断开，第一供电模组单独对负载供电。当第二供电模组正常工作时，选择开关与第一端口0电性耦接，输出开关S10断开，并网开关S11、S12断开，第二供电模组单独对负载供电。或者，当第二供电模组正常工作时，选择开关与第二端口1电性耦接，输出开关S10断开，并网开关S11、S12闭合，第二供电模组单独对负载供电等等。
[0073] 继续参考图17中所示，电力转换装置应用于其中的PCS(能量转换模块)转换器部分，图示中的BAT(直流电池)输入端口可以直接接入逆变器输入端口，也可以通过变换器接入逆变输入母线端口。通过图示中的配线方案，用户的原有配电方案不受到任何影响，既可以实现并网运行时单相双线与电网交互能量供给，离网时PCS转换器提供用户与原配电方案电网供电输出一致的单相三线电压源输出。主要优点是用户原有的配电结构不需要做调整。
[0074] 以家庭应用为例(图示为单相三线系统，其它系统类似)，图中所示的家庭配电连接方式，电网经过入户电表后，接电力公司的容量限定断路器K1，再经过家中的漏电保护断路器K2，最终接家中的用电负荷。需要说明的是，电力公司的容量限定断路器K1并不总是接在用户室内，亦有可能接于室外，这两种接线方式，对用户室内接线而言，没有本质不同，均只需接三根功率线(L1，L2，N)入室内，不涉及室内配电连接系统的构造性变更。为了提高用户的供电可靠性和供电质量，提高用户电能使用的经济效益，以及节能环保，将另一路独立电源(PCS)，通过图17的配电接线方式接入家庭用户，完全无需对家庭内部原有配电连接系统做构造性的变更，即，只将虚线框内的部分插入在电力公司的容量限定断路器K1和漏电保护断路器K2之间，而室内部分无需变更，仍然只是三根进线入户(本实施例中为单相三线系统，其它系统类似)，非常易于对既有家庭供电进行配电系统升级。当然，由于另一路独立电源(PCS)的接入，电网侧的能量可以双向流动，因此，计量电表需改为双向计费电表，如图17所示的第一计量电表Meter1和第二计量电表Meter2，并且第一计量电表Meter1和第二计量电表Meter2的计量方向相反。当电网正常时系统并网运行，当电网故障时系统离网运行；
离网运行期间，电网若恢复正常则无缝切换至并网运行模式。
[0075] 综上所述，本专利申请示例实施例中所提供的电力转换装置并网运行及离网运行功能兼具，且在离网运行时可以提供单相三线输出。针对并网运行与离网运行要求不一致的场合，本专利申请示例实施例中设计改造已有低漏电流H4、H5、H6拓扑及类似逆变电路，满足在并网运行时将逆变输入端的可再生能源能源输入功率转换至变换器输出端口，并网至单相线电压；离网运行时通过增加的少量部件实现单相三线电压源输出。
[0076] 本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反地，在不脱离本公开的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本公开的专利保护范围。
