專利名稱：太陽能光伏三相微逆變器以及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能光伏科技領域，具體來說，本實用新型涉及一種太陽能光伏三相微逆變器以及一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術：
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器最近趨向于采用分布式的微型逆變器(微逆變器)。微型逆變器對每個直流光伏組件提供最大功率點控制，從而使每個直流光伏組件產(chǎn)生最大的能量，提高整個太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。另外，微型逆變器還能產(chǎn)生交流低壓輸出，而不是中心式逆變器系統(tǒng)的高直流電壓輸出，提高了系統(tǒng)的安全性和工作效率。在使用微逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，多個支路通過配電箱分別連接一串微逆變器和相關的其他組件。大型的光伏發(fā)電系統(tǒng)通常使用三相交流電網(wǎng)連接，但是真正的三相微逆變器比單相微逆變器會多很多電子元件，實現(xiàn)起來比較復雜?，F(xiàn)有的一種替代方法為將多個單相微逆變器串聯(lián)連接為三組，每一組單相微逆變器再連接到商業(yè)三相交流電網(wǎng)中的一相。為了保證交流電網(wǎng)的三相之間的電流幅度的平衡，這三組單相微逆變器需要有相同的微逆變器和直流光伏組件，這個要求就造成光伏發(fā)電系統(tǒng)在設計和安裝方面的困難和較高的成本。圖1為現(xiàn)有技術中的一個太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖。該太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)100包括多個單相微逆變器101，彼此串聯(lián)成若干組(圖中為三組)，分別與三相交流電網(wǎng)相連接。各個單相微逆變器101產(chǎn)生與相應的三相交流電網(wǎng)106電壓同相的電流，實現(xiàn)并網(wǎng)輸出。每個單相微逆變器101通過直流端子103與一個直流光伏組件102相連接， 將該直流光伏組件102產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。每個單相微逆變器101通過交流端子 104和上一個/下一個單相微逆變器101相連接，由此每一排的多個單相微逆變器101能夠串聯(lián)成一個支路。每一個支路的最后一個單相微逆變器101的交流端子104作為整個支路的交流輸出端連接到三相交流電網(wǎng)106的零線N和一個火線L1、L2或L3。這樣，圖中的三個支路依次分別連接到Ll/N、L2/N和L3/N。在進行光伏發(fā)電工作時，系統(tǒng)100將產(chǎn)生的交流電通過配電箱連接到三相交流電網(wǎng)106，例如商業(yè)220V/380V電網(wǎng)。這樣，三相交流電網(wǎng)106中的火線Ll負載交流電的第1 相電流，火線L2負載交流電的第2相電流，火線L3負載交流電的第3相電流。零線N負載的電流為三相電流的總和。在理想情況下，火線Li、L2和L3上的電流大小是平衡的，而相位相差120度，結果零線N上的電流應該為零。但是，為了達到三相交流電網(wǎng)106的三相之間的平衡，圖中的光伏發(fā)電系統(tǒng)100的三個支路要產(chǎn)生平衡的電流，也就是三組直流光伏組件102和三組單相微逆變器101要產(chǎn)生相同大小的電流。如果系統(tǒng)100規(guī)模比較龐大， 那么各個直流光伏組件102所處的光照、溫度等環(huán)境條件很難保證相同，輸入電網(wǎng)106的三相間的交流電很難保持平衡，這個會造成光伏發(fā)電系統(tǒng)100設計和安裝的困難和高開支。
發(fā)明內(nèi)容[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種太陽能光伏三相微逆變器，能夠保證輸出到三相交流電網(wǎng)的三相交流電是平衡的，簡化了光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計和安裝。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種太陽能光伏三相微逆變器，包括直流端子，與三個彼此互相靠近的直流光伏組件相連接，用于接收所述直流光伏組件產(chǎn)生的直流電；三個單相逆變電路，其輸入端通過所述直流端子分別與所述三個直流光伏組件相連接，用于分別將所述三個直流光伏組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電；交流端子，與三相交流電網(wǎng)相連接，用于將所述三個單相逆變電路產(chǎn)生的交流電并網(wǎng)輸出；其中，每個單相逆變電路的輸出端分別與所述三相交流電網(wǎng)三相中的一相以及零線相連接。可選地，所述三個單相逆變電路是完全相同的?？蛇x地，所述單相逆變電路包括直流-交流轉(zhuǎn)換電路、直流電壓電流檢測電路、交流電壓電流檢測電路和濾波電路?？蛇x地，所述單相逆變電路還包括控制電路和通信電路?？蛇x地，所述三個單相逆變電路在外部共用一個比較電路、一個控制電路和一個通信電路，所述比較電路分別比較所述三個單相逆變電路的輸入/輸出電流、電壓，如果發(fā)現(xiàn)三相之間不平衡，則所述控制電路調(diào)節(jié)所述三個單相逆變電路的電力轉(zhuǎn)換。相應地，本實用新型還提供一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括多個太陽能光伏三相微逆變器，所述多個三相微逆變器的交流端子分別與三相交流電網(wǎng)中的各相和零線相連接，其中，每個三相微逆變器包括直流端子，與三個彼此互相靠近的直流光伏組件相連接，用于接收所述直流光伏組件產(chǎn)生的直流電；三個單相逆變電路，其輸入端通過所述直流端子分別與所述三個直流光伏組件相連接，用于分別將所述三個直流光伏組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電；交流端子，與三相交流電網(wǎng)相連接，用于將所述三個單相逆變電路產(chǎn)生的交流電并網(wǎng)輸出；其中，每個單相逆變電路的輸出端分別與所述三相交流電網(wǎng)三相中的一相以及零線相連接?？蛇x地，所述多個三相微逆變器的交流端子先彼此相連接，形成三相微逆變器串， 再與所述三相交流電網(wǎng)相連接?？蛇x地，所述多個三相微逆變器之間彼此獨立，其各自的交流端子分別與所述三相交流電網(wǎng)中的各相和零線相連接?？蛇x地，所述每個三相微逆變器中的三個單相逆變電路是完全相同的?？蛇x地，所述單相逆變電路包括直流-交流轉(zhuǎn)換電路、直流電壓電流檢測電路、交流電壓電流檢測電路和濾波電路?？蛇x地，所述單相逆變電路還包括控制電路和通信電路。可選地，所述每個三相微逆變器中的三個單相逆變電路在外部共用一個比較電路、一個控制電路和一個通信電路，所述比較電路分別比較所述三個單相逆變電路的輸入/
5輸出電流、電壓，如果發(fā)現(xiàn)三相之間不平衡，則所述控制電路調(diào)節(jié)所述三個單相逆變電路的電力轉(zhuǎn)換。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點本實用新型的太陽能光伏三相微逆變器整合三個單相逆變電路，其輸入端分別與三個直流光伏組件相連接，其輸出端分別與三相交流電網(wǎng)三相中的一相以及零線相連接。 由于一個三相微逆變器上的三個直流光伏組件位置相鄰，所以光照、溫度等環(huán)境條件相似， 從而三相交流電可以很好地平衡，并且不會采用過多的元件。另外，連接到三相交流電網(wǎng)的三相交流電之間也可以通過三相微逆變器的控制電路調(diào)節(jié)單相逆變電路的電力轉(zhuǎn)換工作，實現(xiàn)三相之間的平衡。

本實用新型的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過
以下結合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，其中圖1為現(xiàn)有技術中的一個太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本實用新型一個實施例的太陽能光伏三相微逆變器的結構示意圖；圖3為本實用新型一個實施例的太陽能光伏三相微逆變器的一個單相逆變電路的具體結構示意圖；圖4為本實用新型另一個實施例的太陽能光伏三相微逆變器的三個單相逆變電路在外部共用一個比較電路、一個控制電路和一個通信電路的示意圖；圖5為本實用新型一個實施例的包括多個三相微逆變器的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖；圖6為本實用新型另一個實施例的包括多個三相微逆變器的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，但不應以此限制本實用新型的保護范圍。圖2為本實用新型一個實施例的太陽能光伏三相微逆變器的結構示意圖。如圖所示，該三相微逆變器200可以包括直流端子201，與三個彼此互相靠近的直流光伏組件202相連接，用于接收直流光伏組件202產(chǎn)生的直流電；三個單相逆變電路203，其輸入端通過直流端子201分別與三個直流光伏組件202 相連接，用于分別將三個直流光伏組件202產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為單相交流電，上述三個單相逆變電路203可以采用完全相同的結構；交流端子204，包含四根線，與三相交流電網(wǎng)206相連接，用于將三個單相逆變電路203產(chǎn)生的交流電并網(wǎng)輸出；其中，每個單相逆變電路203的輸出端分別與三相交流電網(wǎng)206三相中的一相Ll、 L2或L3以及零線N相連接。如圖所示，位于左側(cè)的單相逆變電路203的輸出端分別連接到三相交流電網(wǎng)206的火線Ll和零線N，位于中間的單相逆變電路203的輸出端分別連接到三相交流電網(wǎng)206的火線L2和零線N，位于右側(cè)的單相逆變電路203的輸出端分別連接到三相交流電網(wǎng)206的火線L3和零線N。這樣，三個單相逆變電路203產(chǎn)生與三相交流電網(wǎng) 206電壓相位匹配的交流電，加上三個單相逆變電路203采用完全相同的結構，每個單相逆變電路203產(chǎn)生的交流電大小相同，則本實用新型的三相微逆變器200會產(chǎn)生與三相交流電網(wǎng)206匹配的三相交流電。圖3為本實用新型一個實施例的太陽能光伏三相微逆變器的一個單相逆變電路的具體結構示意圖。如圖所示，該單相逆變電路203具體可以包括直流-交流轉(zhuǎn)換電路 2031、直流電壓電流檢測電路2032、交流電壓電流檢測電路2033和濾波電路2034。在本實施例中，該單相逆變電路203可以還包括控制電路2035和通信電路2036。 當然，在本實施例中該單相逆變電路203還可以包括其他必要的、被本領域技術人員所公知的組成部分，而并不限于采用上述的電路結構。圖4為本實用新型另一個實施例的太陽能光伏三相微逆變器的三個單相逆變電路在外部共用一個比較電路、一個控制電路和一個通信電路的示意圖。如圖所示，在三相微逆變器400中，該控制電路4035、通信電路4036和比較電路4037分別位于三個單相逆變電路403的外部，但是其屬于三個單相逆變電路403共用的部分，如此一個三相微逆變器400 可以節(jié)省兩套共用電路，既降低了生產(chǎn)成本又提高了三相微逆變器的可靠性。在本實施例中，三個單相逆變電路403的輸出電流、電壓會被其中的交流電壓電流檢測電路(未圖示)分別檢測并由比較電路4037進行比較，如果發(fā)現(xiàn)它們?nèi)嘀g不平衡，控制電路4035會調(diào)節(jié)三個單相逆變電路403各自的電力轉(zhuǎn)換工作使其平衡。這樣，三相微逆變器400的輸出可以保持為平衡的三相交流電。另外，三個單相逆變電路403的輸入電流、電壓也可以被直流電壓電流檢測電路(未圖示)用于檢測三相之間的平衡。圖5為本實用新型一個實施例的包括多個上述三相微逆變器的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖。如圖所示，該太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)500可以包括多個太陽能光伏三相微逆變器501，多個三相微逆變器501的交流端子分別與三相交流電網(wǎng)506中的各相L1、L2 與L3和零線N相連接，其中，每個三相微逆變器501的具體結構可以與如圖2所示相同，其可以包括直流端子201，與三個彼此互相靠近的直流光伏組件202相連接，用于接收直流光伏組件202產(chǎn)生的直流電；三個單相逆變電路203，其輸入端通過直流端子201分別與三個直流光伏組件202 相連接，用于分別將三個直流光伏組件202產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為單相交流電，上述三個單相逆變電路203可以采用完全相同的結構；交流端子204，包含四根線，與三相交流電網(wǎng)206相連接，用于將三個單相逆變電路203產(chǎn)生的交流電并網(wǎng)輸出； 其中，每個單相逆變電路203的輸出端分別與三相交流電網(wǎng)206三相中的一相Ll、 L2或L3以及零線N相連接。如圖所示，位于左側(cè)的單相逆變電路203的輸出端分別連接到三相交流電網(wǎng)206的火線Ll和零線N，位于中間的單相逆變電路203的輸出端分別連接到三相交流電網(wǎng)206的火線L2和零線N，位于右側(cè)的單相逆變電路203的輸出端分別連接到三相交流電網(wǎng)206的火線L3和零線N。這樣，三個單相逆變電路203產(chǎn)生與三相交流電網(wǎng) 206電壓相位匹配的交流電，加上三個單相逆變電路203采用完全相同的結構，每個單相逆變電路203產(chǎn)生的交流電大小相同，則本實用新型的三相微逆變器200會產(chǎn)生與三相交流電網(wǎng)206匹配的三相交流電。這種由相鄰的三個直流光伏組件202產(chǎn)生三相交流電的方法和設施簡化了光伏發(fā)電系統(tǒng)500的設計和安裝。在本實施例中，如圖5所示，每個三相微逆變器501分別連接有三個直流光伏組件 502，多個三相微逆變器501的交流端子可以先彼此相連接，形成三相微逆變器串，再與三相交流電網(wǎng)506相連接。圖6為本實用新型另一個實施例的包括多個三相微逆變器的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖。每個三相微逆變器501分別連接有三個直流光伏組件502， 多個三相微逆變器501之間也可以彼此獨立，其各自的交流端子分別直接與三相交流電網(wǎng) 506中的各相和零線相連接。本實施例中的太陽能光伏三相微逆變器的一個單相逆變電路的具體結構示意圖也可以如圖3所示。如圖所示，該單相逆變電路203具體可以包括直流-交流轉(zhuǎn)換電路 2031、直流電壓電流檢測電路2032、交流電壓電流檢測電路2033和濾波電路2034。在本實施例中，該單相逆變電路203可以還包括控制電路2035和通信電路2036。 當然，在本實施例中該單相逆變電路203還可以包括其他必要的、被本領域技術人員所公知的組成部分，而并不限于采用上述的電路結構。類似地，本實施例中的太陽能光伏三相微逆變器的三個單相逆變電路在外部共用一個比較電路、一個控制電路和一個通信電路的示意圖也可以如圖4所示。如圖所示，在三相微逆變器400中，該控制電路4035、通信電路4036和比較電路 4037分別位于三個單相逆變電路403的外部，但是其屬于三個單相逆變電路403共用的部分，如此一個三相微逆變器400可以節(jié)省兩套共用電路，既降低了生產(chǎn)成本又提高了三相微逆變器的可靠性。在本實施例中，三個單相逆變電路403的輸出電流、電壓會被其中的交流電壓電流檢測電路(未圖示)分別檢測并由比較電路4037進行比較，如果發(fā)現(xiàn)它們?nèi)嘀g不平衡，控制電路4035會調(diào)節(jié)三個單相逆變電路403各自的電力轉(zhuǎn)換工作使其平衡。這樣，三相微逆變器400的輸出可以保持為平衡的三相交流電。另外，三個單相逆變電路403的輸入電流、電壓也可以被直流電壓電流檢測電路(未圖示)用于檢測三相之間的平衡。本實用新型的太陽能光伏三相微逆變器整合三個單相逆變電路，其輸入端分別與三個直流光伏組件相連接，其輸出端分別與三相交流電網(wǎng)三相中的一相以及零線相連接。 由于一個三相微逆變器上的三個直流光伏組件位置相鄰，所以光照、溫度等環(huán)境條件相似， 從而三相交流電可以很好地平衡，并且不會采用過多的元件。另外，連接到三相交流電網(wǎng)的三相交流電之間也可以通過三相微逆變器的控制電路調(diào)節(jié)單相逆變電路的電力轉(zhuǎn)換工作，實現(xiàn)三相之間的平衡。本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本實用新型的保護范圍應當以本實用新型權利要求所界定的范圍為準。
權利要求1.一種太陽能光伏三相微逆變器，包括直流端子，與三個彼此互相靠近的直流光伏組件相連接，接收所述直流光伏組件產(chǎn)生的直流電；三個單相逆變電路，其輸入端通過所述直流端子分別與所述三個直流光伏組件相連接，分別將所述三個直流光伏組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電；交流端子，與三相交流電網(wǎng)相連接，將所述三個單相逆變電路產(chǎn)生的交流電并網(wǎng)輸出；其中，每個單相逆變電路的輸出端分別與所述三相交流電網(wǎng)三相中的一相以及零線相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的三相微逆變器，其特征在于，所述三個單相逆變電路是完全相同的。
3.根據(jù)權利要求2所述的三相微逆變器，其特征在于，所述單相逆變電路包括直流-交流轉(zhuǎn)換電路、直流電壓電流檢測電路、交流電壓電流檢測電路和濾波電路。
4.根據(jù)權利要求3所述的三相微逆變器，其特征在于，所述單相逆變電路還包括控制電路和通信電路。
5.根據(jù)權利要求3所述的三相微逆變器，其特征在于，所述三個單相逆變電路在外部共用一個比較電路、一個控制電路和一個通信電路，所述比較電路分別比較所述三個單相逆變電路的輸入/輸出電流、電壓，如果發(fā)現(xiàn)三相之間不平衡，則所述控制電路調(diào)節(jié)所述三個單相逆變電路的電力轉(zhuǎn)換。
6.一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括多個太陽能光伏三相微逆變器，所述多個三相微逆變器的交流端子分別與三相交流電網(wǎng)中的各相和零線相連接，其中，每個三相微逆變器包括直流端子，與三個彼此互相靠近的直流光伏組件相連接，接收所述直流光伏組件產(chǎn)生的直流電；三個單相逆變電路，其輸入端通過所述直流端子分別與所述三個直流光伏組件相連接，分別將所述三個直流光伏組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電；交流端子，與三相交流電網(wǎng)相連接，將所述三個單相逆變電路產(chǎn)生的交流電并網(wǎng)輸出；其中，每個單相逆變電路的輸出端分別與所述三相交流電網(wǎng)三相中的一相以及零線相連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述多個三相微逆變器的交流端子先彼此相連接，形成三相微逆變器串，再與所述三相交流電網(wǎng)相連接。
8.根據(jù)權利要求6所述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述多個三相微逆變器之間彼此獨立，其各自的交流端子分別與所述三相交流電網(wǎng)中的各相和零線相連接。
9.根據(jù)權利要求6至8中任一項所述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述每個三相微逆變器中的三個單相逆變電路是完全相同的。
10.根據(jù)權利要求9所述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述單相逆變電路包括直流-交流轉(zhuǎn)換電路、直流電壓電流檢測電路、交流電壓電流檢測電路和濾波電路。
11.根據(jù)權利要求10所述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述單相逆變電路還包括控制電路和通信電路。
12.根據(jù)權利要求10所述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述每個三相微逆變器中的三個單相逆變電路在外部共用一個比較電路、一個控制電路和一個通信電路，所述比較電路分別比較所述三個單相逆變電路的輸入/輸出電流、電壓，如果發(fā)現(xiàn)三相之間不平衡，則所述控制電路調(diào)節(jié)所述三個單相逆變電路的電力轉(zhuǎn)換。
專利摘要本實用新型提供一種太陽能光伏三相微逆變器，包括直流端子，與三個彼此互相靠近的直流光伏組件相連接；三個單相逆變電路，其輸入端通過直流端子分別與三個直流光伏組件相連接，分別將三個直流光伏組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電；交流端子，與三相交流電網(wǎng)相連接；其中，每個單相逆變電路的輸出端分別與三相交流電網(wǎng)三相中的一相以及零線相連接。相應地，本實用新型還提供一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。本實用新型整合三個單相逆變電路，輸入端分別與三個直流光伏組件相連接，輸出端分別與三相交流電網(wǎng)三相中的一相以及零線相連接。由于一個三相微逆變器上的三個直流光伏組件位置相鄰，所以光照、溫度等環(huán)境條件相似，從而三相交流電可以很好地平衡。
文檔編號H02N6/00GK202019314SQ20112012113
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權日2011年2月23日
發(fā)明者羅宇浩 申請人:浙江昱能光伏科技集成有限公司