CN104485882A - 光伏发电用组合式一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏发电用组合式一体机，包括一体的结构的高压室(1)、高压操作室(2)、低压室(3)、变压器室(4)、逆变器室(5)、电缆层架及盖板(6)、通风风道(7)、防护弯头(8)、百叶窗(9)、底座(10)、系统控制电源配电动力箱(11)；所述高压室(1)中设有方便人出入电缆沟的下人孔，所述电缆层架及盖板(6)、系统控制电源配电动力箱(11)和预装好的电缆线位于逆变器室(5)。该光伏发电用组合式一体机满足户外安装使用、集成化更高、外形体积更小、能降低现场土建施工、降低运输成本和用料、重量更轻、功能更全面、实用性更强。

Description

光伏发电用组合式一体机

技术领域

本发明主要涉及到光伏发电设备领域，指一种光伏发电用组合式一体机。

背景技术

太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体，可广泛用于社会生活的各个领域。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。激生更多技术完善光伏并网发电系统。

目前，大型的光伏发电系统一般由发电部分，控制部分，储存计量部分三大部分组成，其中发电部分包括阵列的太阳能电池板；控制部分包括汇流箱、直流屏、逆变器、光伏发电箱式变电站以及其它相关通信监控设备等设备；储存计量部分包括计量箱或者光伏发电箱式变电站自带计量装置。项目中，将多个相同光伏组件通过线缆串联构成单路具有较高直流电压等级的光伏组串；由汇流箱将多路光伏组串的小电流进行汇流成一路大电流输出；多台汇流箱的输出经由直流屏进行一路大电流输出；直流屏的直流输出通过电缆引至逆变器的输入端，通过逆变器进行逆变成交流电输出；光伏发电箱式变电站等设备对逆变器的交流输出的进行升压，并实现高压端挂网运行；同时，发电系统内的温度监测仪、汇流箱、直流屏、逆变器、光伏发电箱式变电站等通过通讯柜进行通信监控，并与中控中心进行通信。

目前，大型光伏发电系统工程实际运用中，为满足现场户外环境应用，有两种做法：第一种是在光伏电场现场为直流屏、逆变器、通讯柜专门建造土建类配电室，将各单元分别布置于其中，另外再加上光伏发电变压器进行升压挂网计费运行；另一种，设备制作厂商为上述各单元制造专门的非土建类的设施，将上述各单元设备按功能结构安装于其中，另外在加上光伏发电箱式变电站进行升压挂网计费运行。

相对系统而言，整个直流配电、逆变发电、通信监控、升压挂网系统未进行高度一体化集成，各项功能分散化于各个独立柜体内，系统各设备的内外接线杂乱、内部空间利用率低，系统管理不佳，以及安装和维护不方便等，其具体表现如下：

1.光伏并网发电系统中包括直流屏、逆变器、通讯柜的各设备柜体基本为户内型，应用于大型光伏并网发电系统中，需要额外配置户外型防护能力的配电室，现场施工量大、周期长，且成本高。

2.在土建配电室中安装光伏并网发电系统中所用各种设备的厂家可能存在不统一，需要将不同厂家的柜体设备组装起来，可能导致不同厂家的设备之间出现不匹配的问题；且在安装的过程中，设备之间可能因为安置位置混乱而衔接不好，加大了设备安装的难度，当设备出现问题时，需要不同厂家进行售后维修服务，也不便于整个系统的安装和维护。

3.在土建配电室中安装直流屏、逆变器、通讯柜设备简单拼凑组合，整个系统的空间布局复杂，需要与各个柜体制作厂进行联系确认柜体尺寸，开挖基础，耗费时间及精力；且各设备功能未进行高度一体化集成，各项功能分散化于各个柜体内，配电室体较庞大，用材多，成本较高。

4.光伏并网发电系统中各设备接口众多，需要接入的线缆较多，对线缆的接线没有统一的管理，不便于现场的接线和后期的维护；各个柜体分立构成，内部各个柜体之间接口亦是众多，连接复杂，存在安全隐患，且现场制作电缆时间耗时长，延缓挂网时间。

发明专利内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种满足户外安装使用、集成化更高、外形体积更小、能降低现场土建施工、降低运输成本和用料、重量更轻、功能更全面、实用性更强的光伏发电用组合式一体机。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案的一种光伏发电用组合式一体机：包括一体的结构的高压室、高压操作室、低压室、变压器室、逆变器室、电缆层架及盖板、通风风道、防护弯头、百叶窗、底座、系统控制电源配电动力箱；所述的高压室、高压操作室、低压室、变压器室、逆变器室均安装在底座上，所述通风风道安装在逆变器室顶部，所述防护弯头固定在逆变器室外对应风道出风口处，所述逆变器室中含有直流屏及逆变器装置以及通讯柜装置，所述百叶窗安装在高压室、变压器室门板上部围板上；所述高压室、高压操作室、低压室依次成L型排列，所述变压器室位于高压操作室及低压室对面，所述高压室、低压室及逆变器室并列排列；所述高压室中设有方便人出入电缆沟的下人孔，所述电缆层架及盖板、系统控制电源配电动力箱和预装好的电缆线位于逆变器室。

所述直流屏与逆变器通过逆变器室中电缆层架进行连接电缆。

所述逆变器室内的逆变器至光伏发电变压器的低压进线装置的连接电缆在电缆层架中连接完毕，电缆层架均为冲孔安装板，上部为可移动板。

所述通讯柜装置通过RS485、以太网、WIFI中至少一种通信方式与外部通信控设备相连达到通信监控作用。

所述系统控制电源配电动力箱为所述通讯柜装置、直流屏及逆变器装置及光伏发电变压器的低压进线装置提供控制用供电电源。

采用以上结构后，本发明专利与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明的光伏发电用组合式一体机，采用一体化户外等级防护能力的箱体，将直流屏、逆变器、通讯柜、光伏发电变压器、各柜体之间的连接电缆、系统控制电源配电动力箱、各项功能一次性完整地高度集成化集成于柜内，实现了将各种装置集中于一个箱体中，直接现场安装运用的功能。

2、本发明的光伏发电用组合式一体机，提供一种外形体积小、降低运输成本和用料成本，同时实现现场无须建造配电房，节省人力、物力，降低光伏发电场现场基础土建施工，实现了对传统的单独直流屏、逆变器、光伏变电站系统功能的整合，集成为一体，安装投运便捷。

3、本发明的光伏发电用组合式一体机，功能高度集成一体化，装置内空间布局合理，能够有效节约空间，装置满足户外安装使用，具有集成化更高、体积更小、重量更轻、功能更全面、实用性更强的特点；能够实现通讯信息的实时监控。

4、本发明的光伏发电用组合式一体机，逆变器房中顶部安装风道，利于逆变器房中温度降低，同时在逆变器房外部安装防风弯头，对热风进行引导，箱体底部进风，实现冷风底部进入，热风上部导出效果。

5、本发明的光伏发电用组合式一体机，逆变器室中采用电缆层架结构，底板上焊接固定梁，直流屏到逆变器的电缆可直接固定在电缆层架上的固定梁上，上层可移动盖板，方便电缆安装、查看。

附图说明

附图1是本发明的光伏发电用组合式一体机的组成结构示意图。

附图2是本发明的光伏发电用组合式一体机的原理示意图。

如图所示：1、高压室，2、高压操作室，3、低压室，4、变压器室，5、逆变器室，6、电缆层架及盖板，7、通风风道，8、防风弯头，9、百叶窗，10、底座，11、系统控制电源配电动力箱，12、直流屏及逆变器装置，13、通讯柜装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明专利作进一步说明：

如图1和图2所示，本发明的光伏发电用组合式一体机包括高压室1、高压操作室2、低压室3、变压器室4、逆变器室5、电缆层架及盖板6、通风风道7、防护弯头8、百叶窗9以及底座10为一体的结构，还包括安置在逆变器室5中的直流屏及逆变器装置12及通讯柜装置13、系统控制电源配电动力箱11。所述各室依次从左到右，从下到上排列；其中，所述的高压室1、高压操作室2、低压室3、变压器室4、逆变器室5均安装在底座上，通风风道7安装在逆变器室5顶部，防护弯头8在逆变器室5外对应风道出风口处，使用固定件进行固定，逆变器室5中含有直流屏及逆变器装置12，以及通讯柜装置13，百叶窗9安装在高压室1、变压器室4门板上部围板上。

所述高压室1、高压操作室2、低压室3依次成L型排列，变压器室4在高压操作室2及低压室3对面，同时高压室1、低压室3及逆变器室5并列排列，呈“目”字形。高压室1中存在方便人出入电缆沟的下人孔。逆变器室5中装设电缆层架及盖板6、直流屏及逆变器装置12、通讯柜装置13、系统控制电源配电动力箱11，预装好的电缆线。整个箱体成完整、统一结构。

所述变压器室4中变压器上设有多个散热片，散热片分布在变压器上远离高压室1、低压室3的两侧。

所述直流屏及逆变器装置12通过逆变器室5中电缆层架及盖板6进行连接电缆；

所述逆变器装置12至光伏发电变压器的低压进线装置的连接电缆在电缆层架及盖板6中连接完毕，电缆层架及盖板6均为冲孔安装板，上部为可移动板，方便查看电缆；

所述通讯柜装置13通过RS485、以太网、WIFI中至少一种通信方式与外部通信控设备相连达到通信监控作用。

所述系统控制电源配电动力箱11为所述通信柜装置13、直流屏及逆变器12及光伏发电变压器的低压进线装置提供控制用供电电源。

所述通风风道7安装在逆变器室5，直流屏及逆变器装置12顶部，防护弯头8安装在逆变器室5外对应通风风道7出风口处。

所述百叶窗9安装在高压室1及变压器室4门板上部围板处，实现对流，达到变压器发出热量顺利发散出去的目的。

所述低压室3中安装控制交流断路器，将逆变器逆变后交流电输入进变压器低压端，并将连接连接完毕，同步安装微机通讯装置，将低压室3中各信号与直流屏及逆变器装置12、通讯柜装置13的信号通讯至操作中心，达到信息即时化。

发明按照功能单元将原本各自独立的直流屏及逆变器12、通讯柜13、控制低压进线、光伏升压变压器以及为系统提供控制电源的配电动力箱11高度集成化于一个满足户外安装使箱体中，内部各个单元之间经过电缆层架6使用线缆连接，组成光伏发电用组合式一体机，便于实际运用。其具有直流输电、逆变器将直流逆变成交流输电、通过线缆连接至控制低压进线，连接至光伏升压变压器，综合通讯功能和多种控制电源供电方式。较现有应用，功能高度集成一体化，装置内空间布局合理，能够有效节约空间，装置满足户外安装使用，具有集成化更高、体积更小、重量更轻、功能更全面、实用性更强的特点，便于光伏发电系统的模块化施

在不同的实施例中，根据实际需要，本发明所接入直流输入可以为一路或多路，箱体中集成的直流屏及逆变器可以为分体也可以为共体结构。在不同的实施例中，根据实际需要进线设计操作。

Claims (5)

1.一种光伏发电用组合式一体机，其特征在于：包括一体的结构的高压室(1)、高压操作室(2)、低压室(3)、变压器室(4)、逆变器室(5)、电缆层架及盖板(6)、通风风道(7)、防护弯头(8)、百叶窗(9)、底座(10)、系统控制电源配电动力箱(11)；所述的高压室(1)、高压操作室(2)、低压室(3)、变压器室(4)、逆变器室(5)均安装在底座(10)上，所述通风风道(7)安装在逆变器室(5)顶部，所述防护弯头(8)固定在逆变器室(5)外对应风道出风口处，所述逆变器室(5)中含有直流屏及逆变器装置(12)以及通讯柜装置(13)，所述百叶窗(9)安装在高压室(1)、变压器室(4)门板上部围板上；所述高压室(1)、高压操作室(2)、低压室(3)依次成L型排列，所述变压器室(4)位于高压操作室(2)及低压室(3)对面，所述高压室(1)、低压室(3)及逆变器室(5)并列排列；所述高压室(1)中设有方便人出入电缆沟的下人孔，所述电缆层架及盖板(6)、系统控制电源配电动力箱(11)和预装好的电缆线位于逆变器室(5)。

2.根据权利要求1所述的光伏发电用组合式一体机，其特征在于：所述直流屏与逆变器(12)通过逆变器室(5)中电缆层架进行连接电缆。

3.根据权利要求1所述的光伏发电用组合式一体机，其特征在于：所述逆变器室(5)内的逆变器至光伏发电变压器的低压进线装置的连接电缆在电缆层架中连接完毕，电缆层架均为冲孔安装板，上部为可移动板。

4.根据权利要求1所述的光伏发电用组合式一体机，其特征在于：所述通讯柜装置(13)通过RS485、以太网、WIFI中至少一种通信方式与外部通信控设备相连达到通信监控作用。

5.根据权利要求1所述的光伏发电用组合式一体机，其特征在于：所述系统控制电源配电动力箱(11)为所述通讯柜装置(13)、直流屏及逆变器装置(12)及光伏发电变压器的低压进线装置提供控制用供电电源。