一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，多個光伏組件接入?yún)R流設(shè)備后，連接逆變器即DC/AC單元形成多個初級單元，多個初級單元的輸出再依次相串聯(lián)后直接并入電網(wǎng)進行高壓輸電；多個光伏組件的數(shù)量要使逆變器即DC/AC單元輸出的電壓為300VAC；當(dāng)光伏組件所在的電站和逆變器所在的機房距離較遠(yuǎn)時，每個光伏組件先接入DC/DC升壓單元形成多個一級小單元，多個一級小單元再接入?yún)R流設(shè)備后，再和逆變器即DC/AC單元連接形成多個二級小單元，多個二級小單元的輸出再依次相串聯(lián)后直接并入電網(wǎng)進行高壓輸電；本發(fā)明每個DC/AC單元均單獨具有最大功率跟蹤的功能，可提高整個發(fā)電系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換效率，每個DC/AC模塊的功率等級可調(diào)，整個逆變器的功率可以達(dá)到500KW～1MW。
【專利說明】一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)逆變器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有光伏逆變器輸出基本為低壓300VAC，再通過變壓器升壓到10KV/35KV后輸送 到電網(wǎng)上進行高壓輸電。如圖1所示，逆變器多為集中型，各逆變器中具有獨立的MPPT， 一個光伏發(fā)電系統(tǒng)的組件規(guī)模為500KW，通過串并聯(lián)及匯流設(shè)備連接在一起，逆變器實現(xiàn) MPPT和DC/AC的功能，變壓器起到隔離和升壓的作用。而對于整個系統(tǒng)中升壓變壓器一般 需要定制，并且在系統(tǒng)中單獨放在一個柜子或房子中，占用的空間較大。同時只是在逆變器 中進行了 MPPT跟蹤，但是每個光伏組件并沒有進行單獨的MPPT跟蹤，所以現(xiàn)有的技術(shù)中能 量轉(zhuǎn)換的效率比較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器 系統(tǒng)，每個DC/AC單元均單獨具有最大功率跟蹤（MPPT)的功能，可提高整個發(fā)電系統(tǒng)的電 能轉(zhuǎn)換效率，每個DC/AC模塊的功率等級可調(diào)，整個逆變器的功率可以達(dá)到500KW?1MW。
[0004] 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，多個光伏組件接入?yún)R流設(shè)備后，連接逆 變器即DC/AC單元形成多個初級單元，所述多個初級單元的輸出再依次相串聯(lián)后直接并 入電網(wǎng)進行高壓輸電；所述多個光伏組件的數(shù)量要使逆變器即DC/AC單元輸出的電壓為 300VAC，所述相串聯(lián)的初級單元的數(shù)量要使串聯(lián)后的電壓達(dá)到電網(wǎng)的傳輸電壓10KV或 35KV。
[0006] 所述逆變器即DC/AC單元包括在DC/AC單元輸入端的正負(fù)極間并聯(lián)的電容C1，和 電容C1后級并聯(lián)的第一開關(guān)管VT1和第二開關(guān)管VT2與第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4， 所述第一開關(guān)管VT1、第二開關(guān)管VT2、第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4組成第一 Η橋，第 一 Η橋的輸出端與高頻隔離變壓器Τ的一次側(cè)相連接，高頻隔離變壓器Τ的二次側(cè)與由第 一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4組成的整流電路相連接，所述 整流電路的后級并聯(lián)有一濾波電容C2,濾波電容C2的后級并聯(lián)有由第五開關(guān)管VT5和第六 開關(guān)管VT6與第七開關(guān)管VT7和第八開關(guān)管VT8組成的第二Η橋。
[0007] 當(dāng)光伏組件所在的電站和逆變器所在的機房距離大于80m時，每個光伏組件先接 入DC/DC升壓單元形成一級小單元，多個一級小單元再接入?yún)R流設(shè)備后，再和逆變器即DC/ AC單元連接形成多個二級小單元，所述多個二級小單元的輸出再依次相串聯(lián)后直接并入電 網(wǎng)進行高壓輸電；所述多個光伏組件的數(shù)量和多個一級小單元的數(shù)量要使匯流設(shè)備輸出的 電壓為1500VDC，1500VDC的電壓經(jīng)過逆變器即DC/AC單元逆變后形成690VAC的電壓，所述 相串聯(lián)的二級小單元的數(shù)量要使串聯(lián)后的電壓達(dá)到電網(wǎng)的傳輸電壓10KV或35KV。
[0008] 所述DC/DC升壓單元包括在DC/DC升壓單元輸入端的正負(fù)極間并聯(lián)的電容C1，在 電容C1后級依次并聯(lián)有第一逆變橋臂和第二逆變橋臂，所述第一逆變橋臂由第一開關(guān)管 VT1和第二開關(guān)管VT2串聯(lián)組成，所述第二逆變橋臂由第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4串 聯(lián)組成，所述第一逆變橋臂和第二逆變橋臂的輸出端連接高頻隔離變壓器T的一次側(cè)，所 述高頻隔離變壓器T的二次側(cè)與由第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二 極管D4組成的整流電路相連接，所述整流電路的后級并聯(lián)有一濾波電容C2。
[0009] 所述逆變器即DC/AC單元包括在DC/AC單元輸入端的正負(fù)極間并聯(lián)的電容C1，在 電容C1后級依次并聯(lián)有第一逆變橋臂和第二逆變橋臂，所述第一逆變橋臂由第一開關(guān)管 VT1和第二開關(guān)管VT2串聯(lián)組成，所述第二逆變橋臂由第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4串 聯(lián)組成，所述第一逆變橋臂和第二逆變橋臂的輸出端分別連接到與該DC/AC單元相串聯(lián)的 其它DC/AC單元的輸出端。
[0010] 本發(fā)明每個DC/AC單兀均單獨具有最大功率跟蹤（MPPT)的功能，，可提商整個 發(fā)電系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換效率，每個DC/AC模塊的功率等級可調(diào)，整個逆變器的功率可以達(dá)到 500KW ?1MW。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1為現(xiàn)有光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏逆變器示意圖。
[0012] 圖2為本發(fā)明一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)示意圖。
[0013] 圖3為圖2中的DC/AC單元結(jié)構(gòu)圖。
[0014] 圖4為本發(fā)明另一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)示意圖。
[0015] 圖5為圖4中的DC/DC單元結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖6為圖4中的DC/AC單元結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0017] 以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)描述。
[0018] 實施例一
[0019] 如圖2所示，本實施例一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，多個光伏組件接入 匯流設(shè)備后，連接逆變器即DC/AC單元形成多個初級單元，所述多個初級單元的輸出再依 次相串聯(lián)后直接并入電網(wǎng)進行高壓輸電；所述多個光伏組件的數(shù)量要使逆變器即DC/AC單 元輸出的電壓為300VAC，所述相串聯(lián)的初級單元的數(shù)量要使串聯(lián)后的電壓達(dá)到電網(wǎng)的傳輸 電壓10KV或35KV，這樣能夠省掉系統(tǒng)中電網(wǎng)端的升壓變壓器。
[0020] 如圖3所示，本實施例一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中的逆變器即DC/AC 單元包括在DC/AC單元輸入端的正負(fù)極間并聯(lián)的電容C1，電容C1對輸入直流電進行濾波， 和電容C1后級并聯(lián)的第一開關(guān)管VT1和第二開關(guān)管VT2與第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管 VT4,所述第一開關(guān)管VT1、第二開關(guān)管VT2、第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4組成第一 Η 橋，該第一 Η橋用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，第一 Η橋的輸出端與高頻隔離變壓器Τ的一次 側(cè)相連接，高頻隔離變壓器Τ主要用于將DC/AC單元前端的直流輸入與后級的輸出隔離開， 避免相互之間產(chǎn)生干擾，高頻隔離變壓器Τ的二次側(cè)與由第一二極管D1、第二二極管D2、第 三二極管D3和第四二極管D4組成的整流電路相連接，整流電路對變壓器二次側(cè)輸入的交 流電進行整流，所述整流電路的后級并聯(lián)有一濾波電容C2,對其整流后的直流電進行濾波， 濾波電容C2的后級并聯(lián)有由第五開關(guān)管VT5和第六開關(guān)管VT6與第七開關(guān)管VT7和第八 開關(guān)管VT8組成的第二Η橋，該第二Η橋?qū)V波后的直流電轉(zhuǎn)換為交流電后輸出。
[0021] 本實施例的優(yōu)點如下：
[0022] 1)每個DC/AC單元內(nèi)部含有高頻隔離變壓器Τ，故DC/AC單元的直流輸入端與交 流輸出端是隔離的，所以輸入端和輸出端不會相互的干擾，并且電路中不會有漏電流產(chǎn)生。
[0023] 2)每個DC/AC單元內(nèi)部均單獨具有最大功率跟蹤（ΜΡΡΤ)的功能，可對每個DC/AC 單兀輸入端的光伏組件進行最大功率跟蹤，提1?每個初級單兀的電能轉(zhuǎn)換效率，從而有效 提高了整個發(fā)電系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換效率。
[0024] 3)每個DC/AC單元可通過對單元模塊中的Η橋中開關(guān)管進行控制，來調(diào)整DC/AC 單兀的輸出電壓。
[0025] 4)由于每個DC/AC單元的輸出電壓可調(diào)整，所以相應(yīng)的每個DC/AC單元的輸出功 率等級可調(diào)節(jié)，整個逆變器的功率可以達(dá)到500KW?1MW。
[0026] 實施例二
[0027] 如圖4所示，本實施例一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，當(dāng)光伏組件所在的 電站和逆變器所在的機房距離大于80m時，每個光伏組件先接入DC/DC升壓單元形成一級 小單元，多個一級小單元再接入?yún)R流設(shè)備后，再和逆變器即DC/AC單元連接形成多個二級 小單元，所述多個二級小單元的輸出再依次相串聯(lián)后直接并入電網(wǎng)進行高壓輸電；所述多 個光伏組件的數(shù)量和多個一級小單元的數(shù)量要使匯流設(shè)備輸出的電壓為1500VDC，1500VDC 的電壓經(jīng)過逆變器即DC/AC單元逆變后形成690VAC的電壓，所述相串聯(lián)的二級小單元的數(shù) 量要使串聯(lián)后的電壓達(dá)到電網(wǎng)的傳輸電壓10KV或35KV。
[0028] 如圖5所示，本實施例高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的DC/DC升壓單元包括在 DC/DC升壓單元輸入端的正負(fù)極間并聯(lián)的電容C1，對輸入直流電進行濾波，在電容C1后級 依次并聯(lián)有第一逆變橋臂和第二逆變橋臂，所述第一逆變橋臂由第一開關(guān)管VT1和第二開 關(guān)管VT2串聯(lián)組成，所述第二逆變橋臂由第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4串聯(lián)組成，該 第一逆變橋臂和第二逆變橋臂用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，所述第一逆變橋臂和第二逆變 橋臂的輸出端連接高頻隔離變壓器T的一次側(cè)，高頻隔離變壓器T主要用于將前端的直流 輸入與后級的輸出隔離開，避免相互之間的產(chǎn)生干擾，所述高頻隔離變壓器T的二次側(cè)與 由第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4組成的整流電路相連接， 整流電路對變壓器二次側(cè)輸入的交流電進行整流，所述整流電路的后級并聯(lián)有一濾波電容 C2，對其整流后的直流電進行濾波后輸出。
[0029] 如圖6所示，本實施例高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的逆變器即DC/AC單元包 括在DC/AC單元輸入端的正負(fù)極間并聯(lián)的電容C1，對輸入直流電進行濾波，在電容C1后級 依次并聯(lián)有第一逆變橋臂和第二逆變橋臂，所述第一逆變橋臂由第一開關(guān)管VT1和第二開 關(guān)管VT2串聯(lián)組成，所述第二逆變橋臂由第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4串聯(lián)組成，該第 一逆變橋臂和第二逆變橋臂用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，所述第一逆變橋臂和第二逆變橋 臂的輸出端分別連接到與該DC/AC單元相串聯(lián)的其它DC/AC單元的輸出端。
[0030] 本實施例的優(yōu)點如下：
[0031] 1)每個串聯(lián)支路中的DC/DC升壓單元具有單獨的最大功率跟蹤功能（MPPT)，對每 個支路輸入端的光伏組件進行最大功率跟蹤，提1?各支路的電能轉(zhuǎn)換效率，從而可提1?整 個發(fā)電系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換效率。
[0032] 2)每個串聯(lián)支路中的DC/DC升壓單元，可通過調(diào)整模塊中開關(guān)管的導(dǎo)通時間來調(diào) 整單元的輸出電壓。
[0033] 3)DC/AC單元為傳統(tǒng)Η橋級聯(lián)，輸出690VAC可以減少級聯(lián)單元數(shù)量。
[0034] 4)每個串聯(lián)支路中，在電池組件輸出端，先通過DC/DC升壓單元對電壓進行升壓， 然后通過高壓輸電的形式給后級的DC/AC單元送電，這樣在大型的電站中可以減少直流線 損。
【權(quán)利要求】
1. 一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，其特征在于：多個光伏組件接入?yún)R流設(shè)備 后，連接逆變器即DC/AC單元形成多個初級單元，所述多個初級單元的輸出再依次相串聯(lián) 后直接并入電網(wǎng)進行高壓輸電；所述多個光伏組件的數(shù)量要使逆變器即DC/AC單元輸出 的電壓為300VAC，所述相串聯(lián)的初級單元的數(shù)量要使串聯(lián)后的電壓達(dá)到電網(wǎng)的傳輸電壓 10KV 或 35KV。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，其特征在于：所述逆 變器即DC/AC單元包括在DC/AC單元輸入端的正負(fù)極間并聯(lián)的電容C1，和電容C1后級并聯(lián) 的第一開關(guān)管VT1和第二開關(guān)管VT2與第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4,所述第一開關(guān)管 VT1、第二開關(guān)管VT2、第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4組成第一 Η橋，第一 Η橋的輸出端 與高頻隔離變壓器Τ的一次側(cè)相連接，高頻隔離變壓器Τ的二次側(cè)與由第一二極管D1、第 二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4組成的整流電路相連接，所述整流電路的后級 并聯(lián)有一濾波電容C2，濾波電容C2的后級并聯(lián)有由第五開關(guān)管VT5和第六開關(guān)管VT6與第 七開關(guān)管VT7和第八開關(guān)管VT8組成的第二Η橋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)光伏 組件所在的電站和逆變器所在的機房距離大于80m時，每個光伏組件先接入DC/DC升壓 單元形成一級小單元，多個一級小單元再接入?yún)R流設(shè)備后，再和逆變器即DC/AC單元連接 形成多個二級小單元，所述多個二級小單元的輸出再依次相串聯(lián)后直接并入電網(wǎng)進行高 壓輸電；所述多個光伏組件的數(shù)量和多個一級小單元的數(shù)量要使匯流設(shè)備輸出的電壓為 1500VDC，1500VDC的電壓經(jīng)過逆變器即DC/AC單元逆變后形成690VAC的電壓，所述相串聯(lián) 的二級小單元的數(shù)量要使串聯(lián)后的電壓達(dá)到電網(wǎng)的傳輸電壓10KV或35KV。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，其特征在于：所述DC/ DC升壓單元包括在DC/DC升壓單元輸入端的正負(fù)極間并聯(lián)的電容C1，在電容Cl后級依次 并聯(lián)有第一逆變橋臂和第二逆變橋臂，所述第一逆變橋臂由第一開關(guān)管VT1和第二開關(guān)管 VT2串聯(lián)組成，所述第二逆變橋臂由第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4串聯(lián)組成，所述第一 逆變橋臂和第二逆變橋臂的輸出端連接高頻隔離變壓器T的一次側(cè)，所述高頻隔離變壓器 T的二次側(cè)與由第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4組成的整流 電路相連接，所述整流電路的后級并聯(lián)有一濾波電容C2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高壓直掛式光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，其特征在于：所述逆 變器即DC/AC單元包括在DC/AC單元輸入端的正負(fù)極間并聯(lián)的電容C1，在電容C1后級依次 并聯(lián)有第一逆變橋臂和第二逆變橋臂，所述第一逆變橋臂由第一開關(guān)管VT1和第二開關(guān)管 VT2串聯(lián)組成，所述第二逆變橋臂由第三開關(guān)管VT3和第四開關(guān)管VT4串聯(lián)組成，所述第一 逆變橋臂和第二逆變橋臂的輸出端分別連接到與該DC/AC單元相串聯(lián)的其它DC/AC單元的 輸出端。
【文檔編號】H02M3/335GK104124703SQ201410312507
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】張磊 申請人:特變電工新疆新能源股份有限公司, 特變電工西安電氣科技有限公司