CN103795270B - 一种水冷光伏逆变器 - Google Patents

Abstract

一种水冷光伏逆变器包括直流开关、功率单元、滤波器电感、并网开关、柜内换热器、水冷循环系统和控制单元，所述直流开关、功率单元、滤波器电感和并网开关依次电连接，所述直流开关、功率单元、滤波器电感、柜内换热器和并网开关分别与所述控制单元电连接，所述功率单元和滤波器电感中分别设有水冷散热器，所述水冷散热器和柜内换热器通过管路分别与所述水冷循环系统连接。采用上述技术方案后，由于本发明利用水冷方式为逆变器散热，所以该逆变器的体积减小，安装运输方便，成本会降低。其次，水冷光伏逆变器可实现柜体全封闭，防护等级很高，防止了沙尘带来的影响，大幅提高了光伏逆变器的使用寿命和可靠性。

Description

一种水冷光伏逆变器

技术领域

本发明涉及一种光伏逆变器，特别涉及一种水冷光伏逆变器。

背景技术

光伏并网发电系统是由光伏电池方阵、汇流箱、逆变器、交流配电柜及太阳跟踪控制系统等设备组成，其中逆变器是将直流电转换成交流电的设备。由于光伏电池是直流电源，而电网负载是交流负载，光伏电池转化的电能需要经过逆变装置将直流电逆变为交流电，然后供给负载使用。

随着光伏发电技术的发展和规模的扩大，并网容量、逆变器的功率越来越大，逆变器的体积也越来越大，成本增加的同时安装和运输很不方便。逆变器功率等级越高，例如兆瓦级以上的变流器，设备运行时产生的热量越大，同时要保证变流器设备的结构紧凑，普遍的风冷散热方式无法满足设计要求，所以采用水冷散热的方式，满足散热要求的同时能够使得设备的结构非常紧凑。其次，大型光伏电站主要建设在荒漠等环境恶劣的地方，因风冷散热的结构原因必须要留有通风口，所以沙尘带来的影响会大大降低逆变器的寿命和可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水冷光伏逆变器，该光伏逆变器的散热采用水冷式散热，从而减小光伏逆变器的体积，方便安装运输，同时水冷散热的光伏逆变器可实现柜体全封闭，防护等级很高，防止了沙尘带来的不利影响。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种水冷光伏逆变器包括直流开关、功率单元、滤波器电感、并网开关、柜内换热器、水冷循环系统和控制单元，所述直流开关、功率单元、滤波器电感和并网开关依次电连接，所述直流开关、功率单元、滤波器电感、柜内换热器和并网开关分别与所述控制单元电连接，所述功率单元和滤波器电感中分别设有水冷散热器，所述水冷散热器和柜内换热器通过管路分别与所述水冷循环系统连接。

所述功率单元包括功率器件、层叠母排、直流支撑电容、过压抑制电容和第一水冷散热器，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管，安装在第一水冷散热器上或与第一水冷散热器集成在一起，所述功率器件和直流支撑电容设置在所述层叠母排上，该层叠母排采用多层复合结构，所述过压抑制电容安装在所述功率器件的直流接线端正负极之间。

所述滤波器电感包括第一滤波器电感和第二滤波器电感，所述第一滤波器电感和第二滤波器电感之间电连接，所述第一滤波器电感和第二滤波器电感上分别设有第二水冷散热器和第三水冷散热器。

所述水冷循环系统包括水泵系统、供水管道、回水管道和空气散热器，所述第一水冷散热器、第二水冷散热器、第三水冷散热器和柜内换热器分别通过所述供水管道、回水管道与所述空气散热器连通，所述水泵系统为水冷循环系统提供水循环动力，所述空气散热器设置在所述水冷光伏逆变器柜体的外侧。

所述直流开关设置在所述水冷光伏逆变器柜体内的左下侧，有利于组装和日常的维护操作。

所述并网开关采用电控与手控集成一体的控制方式，有利于远程控制和日常维护操作。

所述控制单元采用抽出式结构，集中控制和显示逆变器的工作状态，有利于操作简单方便。

所述柜内换热器设置在所述水冷光伏逆变器的柜体内上部，用于吸收水冷光伏逆变器内部非水冷散热的元器件产生的热量。

采用上述技术方案后，由于本发明利用水冷方式为逆变器散热，所以该逆变器的体积减小，安装运输方便，成本会降低。其次，水冷光伏逆变器可实现柜体全封闭，防护等级很高，防止了沙尘带来的影响，大幅提高了光伏逆变器的使用寿命和可靠性。

附图说明

图1是本发明的前视图。

图2是本发明的后视图。

图3是本发明的空气散热器的示意图。

图4是本发明的功率器件正视图。

图5是本发明的功率器件左视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种水冷光伏逆变器包括直流开关3、功率单元2、滤波器电感5、并网开关4、柜内换热器7、水冷循环系统6和控制单元1，所述直流开关3、功率单元2、滤波器电感5和并网开关4依次电连接，所述直流开关3、功率单元2、滤波器电感5和并网开关4分别与所述控制单元1电连接，所述功率单元2包括功率器件21、层叠母排22、直流支撑电容23、过压抑制电容24和第一水冷散热器25，所述功率器件21为绝缘栅双极型晶体管，安装在第一水冷散热器25上或与第一水冷散热器25集成在一起，所述层叠母排22用来连接所述功率器件21和直流支撑电容23，并采用多层复合结构，降低杂散电感，节省空间。所述过压抑制电容24安装在所述功率器件21的直流接线端正负极之间，用于抑制功率器件21工作时的过压峰值。所述直流支撑电容23采用集中安装方式，结构空间紧凑。

所述滤波器电感5包括第一滤波器电感51和第二滤波器电感52，所述第一滤波器电感51和第二滤波器电感52之间电连接，所述第一滤波器电感51和第二滤波器电感52中分别设有第二水冷散热器511和第三水冷散热器521。

所述柜内换热器7设置在所述水冷光伏逆变器内上部，用于吸收水冷光伏逆变器内部非水冷散热的元器件产生的热量。

所述水冷循环系统6包括水泵系统61、供水管道62、回水管道63和空气散热器64，所述水冷散热器25、第二水冷散热器511、第三水冷散热器521和柜内换热器7分别通过所述供水管道62、回水管道63与所述空气散热器64连通，所述水泵系统61为水冷循环系统6提供动力，所述空气散热器64设置在所述水冷光伏逆变器柜体8的外侧。所述水冷散热器25、第二水冷散热器511、第三水冷散热器521和柜内换热器7分别通过供水管道62、回水管道63与所述水冷循环系统6连接，形成水冷循环回路，将水冷光伏逆变柜内部元器件产生的热量通过水循环回路带到逆变柜外的空气散热器64。

所述直流开关3设置在所述水冷光伏逆变器的柜体内左下侧，有利于组装和日常的维护操作。

所述并网开关4采用电控手控集成一体的控制方式，有利于远程控制和日常维护操作。

所述控制单元1采用抽出式结构，集中控制和显示逆变器的工作状态，有利于操作简单方便。

综上所述，本发明所述的实施方式仅提供一种最佳的实施方式，本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明所揭示的内容而作各种不背离本发明创作精神的替换及修饰；因此，本发明的保护范围不限于实施例所揭示的技术内容，故凡依本发明的形状、构造及原理所做的等效变化，均涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种水冷光伏逆变器，其特征在于：该逆变器包括直流开关、功率单元、滤波器电感、并网开关、柜内换热器、水冷循环系统和控制单元，所述直流开关、功率单元、滤波器电感和并网开关依次电连接，所述直流开关、功率单元、滤波器电感、并网开关和柜内换热器分别与所述控制单元电连接，所述功率单元和滤波器电感中分别设有水冷散热器，所述水冷散热器和柜内换热器分别通过管路与所述水冷循环系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种水冷光伏逆变器，其特征在于：所述功率单元包括功率器件、层叠母排、直流支撑电容、过压抑制电容和第一水冷散热器，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管，安装在第一水冷散热器上或与第一水冷散热器集成在一起，所述功率器件和直流支撑电容设置在所述层叠母排上，该层叠母排采用多层复合结构，所述过压抑制电容安装在所述功率器件的直流接线端正负极之间。

3.根据权利要求2所述的一种水冷光伏逆变器，其特征在于：所述滤波器电感包括第一滤波器电感和第二滤波器电感，所述第一滤波器电感和第二滤波器电感之间电连接，所述第一滤波器电感和第二滤波器电感上分别设有第二水冷散热器和第三水冷散热器。

4.根据权利要求3所述的一种水冷光伏逆变器，其特征在于：所述水冷循环系统包括水泵系统、供水管道、回水管道和空气散热器，所述第一水冷散热器、第二水冷散热器、第三水冷散热器和柜内换热器分别通过所述供水管道、回水管道与所述空气散热器连通，所述水泵系统为水冷循环系统提供水循环动力，所述空气散热器设置在所述水冷光伏逆变器柜体的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种水冷光伏逆变器，其特征在于：所述直流开关设置在所述水冷光伏逆变器柜体内的左下侧。

6.根据权利要求1所述的一种水冷光伏逆变器，其特征在于：所述控制单元采用抽出式结构。

7.根据权利要求1所述的一种水冷光伏逆变器，其特征在于：所述柜内换热器设置在所述水冷光伏逆变器柜体内上部。