一种高压直挂式光伏并网逆变器的制造方法
【专利摘要】一种高压直挂式光伏并网逆变器，多个光伏组件接入汇流设备后，连接逆变器即DC/AC单元形成多个初级单元，多个初级单元的输出再依次相串联后直接并入电网进行高压输电；多个光伏组件的数量要使逆变器即DC/AC单元输出的电压为300VAC；当光伏组件所在的电站和逆变器所在的机房距离较远时，每个光伏组件先接入DC/DC升压单元形成一级小单元，多个一级小单元再接入汇流设备后，再和逆变器即DC/AC单元连接形成多个二级小单元，多个二级小单元的输出再依次相串联后直接并入电网进行高压输电；本实用新型每个DC/AC单元均单独具有最大功率跟踪的功能，可提高整个发电系统的电能转换效率，每个DC/AC模块的功率等级可调，每个逆变器的功率可以达到500kW～1MW。
【专利说明】一种高压直挂式光伏并网逆变器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏并网逆变器【技术领域】，具体涉及一种高压直挂式光伏并网逆变器。
【背景技术】
[0002]现有光伏逆变器输出基本为低压300VAC，再通过变压器升压到10kV/35kV后输送到电网上进行高压输电。如图1所示，逆变器多为集中型，各逆变器中具有独立的MPPT，一个光伏发电系统的组件规模为500kW，通过串并联及汇流设备连接在一起，逆变器实现MPPT和DC/AC的功能，变压器起到隔离和升压的作用。而对于整个系统中升压变压器一般需要定制，并且在系统中单独放在一个柜子或房子中，占用的空间较大。同时只是在逆变器中进行了 MPPT跟踪，但是每个光伏组件并没有进行单独的MPPT跟踪，所以现有的技术中能量转换的效率比较低。
【发明内容】
[0003]为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种高压直挂式光伏并网逆变器，每个DC/AC单元均单独具有最大功率跟踪(MPPT)的功能，可提高整个发电系统的电能转换效率，每个DC/AC模块的功率等级可调，整个逆变器的功率可以达到500kW?1MW。
[0004]为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种高压直挂式光伏并网逆变器，多个光伏组件接入汇流设备后，连接逆变器即DC/AC单元形成多个初级单元，所述多个初级单元的输出再依次相串联后直接并入电网进行高压输电；所述多个光伏组件的数量要使逆变器即DC/AC单元输出的电压为300VAC，所述相串联的初级单元的数量要使串联后的电压达到电网的传输电压1kV或35kV。
[0006]所述逆变器即DC/AC单元包括在DC/AC单元输入端的正负极间并联的电容Cl，和电容Cl后级并联的第一开关管VTl和第二开关管VT2与第三开关管VT3和第四开关管VT4，所述第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3和第四开关管VT4组成第一 H桥，第一 H桥的输出端与高频隔离变压器T的一次侧相连接，高频隔离变压器T的二次侧与由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成的整流电路相连接，所述整流电路的后级并联有一滤波电容C2，滤波电容C2的后级并联有由第五开关管VT5和第六开关管VT6与第七开关管VT7和第八开关管VT8组成的第二 H桥。
[0007]当光伏组件所在的电站和逆变器所在的机房距离大于80m时，每个光伏组件先接入DC/DC升压单元形成一级小单元，多个一级小单元再接入汇流设备后，再和逆变器即DC/AC单元连接形成多个二级小单元，所述多个二级小单元的输出再依次相串联后直接并入电网进行高压输电；所述多个光伏组件的数量和多个一级小单元的数量要使汇流设备输出的电压为1500VDC，1500VDC的电压经过逆变器即DC/AC单元逆变后形成690VAC的电压，所述相串联的二级小单元的数量要使串联后的电压达到电网的传输电压1kV或35kV。
[0008]所述DC/DC升压单元包括在DC/DC升压单元输入端的正负极间并联的电容Cl，在电容Cl后级依次并联有第一逆变桥臂和第二逆变桥臂，所述第一逆变桥臂由第一开关管VTl和第二开关管VT2串联组成，所述第二逆变桥臂由第三开关管VT3和第四开关管VT4串联组成，所述第一逆变桥臂和第二逆变桥臂的输出端连接高频隔离变压器T的一次侧，所述高频隔离变压器T的二次侧与由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成的整流电路相连接，所述整流电路的后级并联有一滤波电容C2。
[0009]所述逆变器即DC/AC单元包括在DC/AC单元输入端的正负极间并联的电容Cl，在电容Cl后级依次并联有第一逆变桥臂和第二逆变桥臂，所述第一逆变桥臂由第一开关管VTl和第二开关管VT2串联组成，所述第二逆变桥臂由第三开关管VT3和第四开关管VT4串联组成，所述第一逆变桥臂和第二逆变桥臂的输出端分别连接到与该DC/AC单元相串联的其它DC/AC单元的输出端。
[0010]本实用新型每个DC/AC单元均单独具有最大功率跟踪(MPPT)的功能，可提高整个发电系统的电能转换效率，每个DC/AC模块的功率等级可调，整个逆变器的功率可以达到500kff ?1MW。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为现有光伏发电系统中的光伏逆变器示意图。
[0012]图2为本实用新型一种高压直挂式光伏并网逆变器示意图。
[0013]图3为图2中的DC/AC单元结构图。
[0014]图4为本实用新型另一种高压直挂式光伏并网逆变器示意图。
[0015]图5为图4中的DC/DC单元结构图。
[0016]图6为图4中的DC/AC单元结构图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。
[0018]实施例一
[0019]如图2所示，本实施例一种高压直挂式光伏并网逆变器，多个光伏组件接入汇流设备后，连接逆变器即DC/AC单元形成多个初级单元，所述多个初级单元的输出再依次相串联后直接并入电网进行高压输电；所述多个光伏组件的数量要使逆变器即DC/AC单元输出的电压为300VAC，所述相串联的初级单元的数量要使串联后的电压达到电网的传输电压1kV或35kV，这样能够省掉系统中电网端的升压变压器。
[0020]如图3所示，本实施例一种高压直挂式光伏并网逆变器中的逆变器即DC/AC单元包括在DC/AC单元输入端的正负极间并联的电容Cl，电容Cl对输入直流电进行滤波，和电容Cl后级并联的第一开关管VTl和第二开关管VT2与第三开关管VT3和第四开关管VT4，所述第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3和第四开关管VT4组成第一 H桥，该第一 H桥用于将直流电转换为交流电,第一 H桥的输出端与高频隔离变压器T的一次侧相连接，高频隔离变压器T主要用于将DC/AC单元前端的直流输入与后级的输出隔离开，避免相互之间产生干扰，高频隔离变压器T的二次侧与由第一二极管Dl、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成的整流电路相连接，整流电路对变压器二次侧输入的交流电进行整流，所述整流电路的后级并联有一滤波电容C2，对其整流后的直流电进行滤波，滤波电容C2的后级并联有由第五开关管VT5和第六开关管VT6与第七开关管VT7和第八开关管VT8组成的第二 H桥，该第二 H桥将滤波后的直流电转换为交流电后输出。
[0021]本实施例的优点如下:
[0022]I)每个DC/AC单元内部含有高频隔离变压器T，故DC/AC单元的直流输入端与交流输出端是隔离的，所以输入端和输出端不会相互的干扰，并且电路中不会有漏电流产生。
[0023]2)每个DC/AC单元内部均单独具有最大功率跟踪(MPPT)的功能，可对每个DC/AC单兀输入端的光伏组件进行最大功率跟踪，提闻每个初级单兀的电能转换效率，从而有效提高了整个发电系统的电能转换效率。
[0024]3)每个DC/AC单元可通过对单元模块中的H桥中开关管进行控制，来调整DC/AC单兀的输出电压。
[0025]4)由于每个DC/AC单元的输出电压可调整，所以相应的每个DC/AC单元的输出功率等级可调节，整个逆变器的功率可以达到500kW?1MW。
[0026]实施例二
[0027]如图4所示，本实施例一种高压直挂式光伏并网逆变器，当光伏组件所在的电站和逆变器所在的机房距离大于80m时，每个光伏组件先接入DC/DC升压单元形成一级小单元，多个一级小单元再接入汇流设备后，再和逆变器即DC/AC单元连接形成多个二级小单元，所述多个二级小单元的输出再依次相串联后直接并入电网进行高压输电；所述多个光伏组件的数量和多个一级小单元的数量要使汇流设备输出的电压为1500VDC，1500VDC的电压经过逆变器即DC/AC单元逆变后形成690VAC的电压，所述相串联的二级小单元的数量要使串联后的电压达到电网的传输电压1kV或35kV。
[0028]如图5所示，本实施例高压直挂式光伏并网逆变器的DC/DC升压单元包括在DC/DC升压单元输入端的正负极间并联的电容Cl，对输入直流电进行滤波，在电容Cl后级依次并联有第一逆变桥臂和第二逆变桥臂，所述第一逆变桥臂由第一开关管VTI和第二开关管VT2串联组成，所述第二逆变桥臂由第三开关管VT3和第四开关管VT4串联组成，该第一逆变桥臂和第二逆变桥臂用于将直流电转换为交流电，所述第一逆变桥臂和第二逆变桥臂的输出端连接高频隔离变压器T的一次侧，高频隔离变压器T主要用于将前端的直流输入与后级的输出隔离开，避免相互之间的产生干扰，所述高频隔离变压器T的二次侧与由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成的整流电路相连接，整流电路对变压器二次侧输入的交流电进行整流，所述整流电路的后级并联有一滤波电容C2，对其整流后的直流电进行滤波后输出。
[0029]如图6所示，本实施例高压直挂式光伏并网逆变器的逆变器即DC/AC单元包括在DC/AC单元输入端的正负极间并联的电容Cl，对输入直流电进行滤波，在电容Cl后级依次并联有第一逆变桥臂和第二逆变桥臂，所述第一逆变桥臂由第一开关管VTl和第二开关管VT2串联组成，所述第二逆变桥臂由第三开关管VT3和第四开关管VT4串联组成，该第一逆变桥臂和第二逆变桥臂用于将直流电转换为交流电，所述第一逆变桥臂和第二逆变桥臂的输出端分别连接到与该DC/AC单元相串联的其它DC/AC单元的输出端。
[0030]本实施例的优点如下:
[0031]I)每个串联支路中的DC/DC升压单元具有单独的最大功率跟踪功能(MPPT)，对每个支路输入端的光伏组件进行最大功率跟踪，提闻各支路的电能转换效率，从而可提闻整个发电系统的电能转换效率。
[0032]2)每个串联支路中的DC/DC升压单元，可通过调整模块中开关管的导通时间来调整单元的输出电压。
[0033]3)DC/AC单元为传统H桥级联，输出690VAC可以减少级联单元数量。
[0034]4)每个串联支路中，在电池组件输出端，先通过DC/DC升压单元对电压进行升压，然后通过高压输电的形式给后级的DC/AC单元送电，这样在大型的电站中可以减少直流线损。
【权利要求】
1.一种高压直挂式光伏并网逆变器，其特征在于:多个光伏组件接入汇流设备后，连接逆变器即DC/AC单元形成多个初级单元，所述多个初级单元的输出再依次相串联后直接并入电网进行高压输电；所述多个光伏组件的数量要使逆变器即DC/AC单元输出的电压为300VAC，所述相串联的初级单元的数量要使串联后的电压达到电网的传输电压1kV或35kV。
2.根据权利要求1所述的一种高压直挂式光伏并网逆变器，其特征在于:所述逆变器即DC/AC单元包括在DC/AC单元输入端的正负极间并联的电容Cl，和电容Cl后级并联的第一开关管VTl和第二开关管VT2与第三开关管VT3和第四开关管VT4，所述第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3和第四开关管VT4组成第一 H桥，第一 H桥的输出端与高频隔离变压器T的一次侧相连接，高频隔离变压器T的二次侧与由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成的整流电路相连接，所述整流电路的后级并联有一滤波电容C2，滤波电容C2的后级并联有由第五开关管VT5和第六开关管VT6与第七开关管VT7和第八开关管VT8组成的第二 H桥。
3.根据权利要求1所述的一种高压直挂式光伏并网逆变器，其特征在于:当光伏组件所在的电站和逆变器所在的机房距离大于80m时，每个光伏组件先接入DC/DC升压单元形成一级小单元，多个一级小单元再接入汇流设备后，再和逆变器即DC/AC单元连接形成多个二级小单元，所述多个二级小单元的输出再依次相串联后直接并入电网进行高压输电；所述多个光伏组件的数量和多个一级小单元的数量要使汇流设备输出的电压为1500VDC, 1500VDC的电压经过逆变器即DC/AC单元逆变后形成690VAC的电压，所述相串联的二级小单元的数量要使串联后的电压达到电网的传输电压1kV或35kV。
4.根据权利要求3所述的一种高压直挂式光伏并网逆变器，其特征在于:所述DC/DC升压单元包括在DC/DC升压单元输入端的正负极间并联的电容Cl，在电容Cl后级依次并联有第一逆变桥臂和第二逆变桥臂，所述第一逆变桥臂由第一开关管VTl和第二开关管VT2串联组成，所述第二逆变桥臂由第三开关管VT3和第四开关管VT4串联组成，所述第一逆变桥臂和第二逆变桥臂的输出端连接高频隔离变压器T的一次侧，所述高频隔离变压器T的二次侧与由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成的整流电路相连接，所述整流电路的后级并联有一滤波电容C2。
5.根据权利要求3所述的一种高压直挂式光伏并网逆变器，其特征在于:所述逆变器即DC/AC单元包括在DC/AC单元输入端的正负极间并联的电容Cl，在电容Cl后级依次并联有第一逆变桥臂和第二逆变桥臂，所述第一逆变桥臂由第一开关管VTl和第二开关管VT2串联组成，所述第二逆变桥臂由第三开关管VT3和第四开关管VT4串联组成，所述第一逆变桥臂和第二逆变桥臂的输出端分别连接到与该DC/AC单元相串联的其它DC/AC单元的输出端。
【文档编号】H02M7/5387GK204068285SQ201420360032
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】张磊 申请人:特变电工新疆新能源股份有限公司, 特变电工西安电气科技有限公司