CN106100571A - 一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构及光伏并网单元 - Google Patents
一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构及光伏并网单元 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构，实现组串式光伏逆变器与交流汇流箱之间的连接；将2个或多于2个组串式光伏逆变器交流侧直接并联，形成一个基本单元，各基本单元分别通过一路电缆进入交流汇流箱。此种结构可在不影响现有组串式光伏逆变器并联发电的前提下，有效降低交流侧电缆接线复杂程度，降低电站造价、降低光伏电站长期发电过程中的运维工作量，提升光伏电站投资回报率。本发明还公开一种光伏并网单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种并联接线结构，特别涉及一种组串式光伏逆变器交流侧并联接线结构，以及基于该接线结构的光伏并网单元。
背景技术
近年来，组串式光伏逆变器在光伏电站获得了越来越多的应用。在MW级以上容量的光伏电站中，通常设计1MW为1个基本并网单元，数十台组串式逆变器通过交流汇流箱、升压变压器两级交流汇流，并升压至10kV/35V，接入整体光伏电站的10kV/35kV电网中。
在现有光伏接线方案中，单台组串式逆变器为电站基本发电单元，一台交流汇流箱构成一个光伏电站交流侧初级汇流基本单元。如图1所示，通常6～8台组串式逆变器交流侧接入一台交流汇流箱。每台组串式逆变器对应交流汇流箱内的一个分支。分支断路器将接入的所有组串式逆变器交流侧直接并联汇流，并通过一个主断路器提供一路输出。
如图2所示，通常4～8台交流汇流箱经过第二级汇流，进入光伏电站1MW并网单元的升压变压器低压侧，经过升压变压器，将电能送入光伏电站10kV/35kV主干电网。
现有接线方案存在如下问题：
(1)组串式逆变器就近安装在光伏阵列，交流汇流箱一般安装在几台接入的组串式逆变器单元中心位置，由于每台逆变器交流侧至少有3根交流电缆输出，整个组串式光伏并网单元交流电缆数量非常庞大，接线复杂，工作量大。
(2)交流汇流箱每接入一台逆变器，均需要对应安装一只分支断路器，整个1MW光伏并网单元断路器数量多，一方面设备数量多成本造价更高，另一方面也增加了后续电站运营期间的运行维护工作量。
基于以上分析，现有的连接结构中，每台组串式逆变器交流电缆均要接入交流汇流箱，电缆数量多，单根电缆长度大，有待改进。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构及光伏并网单元，其可在不影响现有组串式光伏逆变器并联发电的前提下，有效降低交流侧电缆接线复杂程度，降低电站造价、降低光伏电站长期发电过程中的运维工作量，提升光伏电站投资回报率。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构，实现组串式光伏逆变器与交流汇流箱之间的连接；将2个或多于2个组串式光伏逆变器交流侧直接并联，形成一个基本单元，各基本单元分别通过一路电缆进入交流汇流箱。
上述交流汇流箱包括数个分支断路器和1个主断路器，分支断路器与基本单元的数量相同，并与基本单元对应连接，分支断路器的输出端连接主断路器。
上述各基本单元连接的电缆规格相同。
上述基本单元连接的电缆规格，根据与交流汇流箱的距离以及接入的组串式光伏逆变器的数量而逐渐增加。
上述基本单元连接的电缆，距离交流汇流箱最远的一段电缆采用最小的规格。
一种光伏并网单元，包括至少1个交流初级汇流基本单元和1MW光伏发电并网单元变压器，其中，交流初级汇流基本单元包括数个基本单元和1个交流汇流箱，所有基本单元均通过一路电缆进入交流汇流箱，所述基本单元是由2个或多于2个组串式光伏逆变器交流侧直接并联而构成；所有交流初级汇流基本单元的输出端均连接1MW光伏发电并网单元变压器的输入端，而1MW光伏发电并网单元变压器的输出端连接光伏电站10kV/35kV主干电网。
上述交流初级汇流基本单元中包含的基本单元数目相同或不同。
采用上述方案后，本发明具有以下特点：
(1)本发明采用相邻的几台组串式光伏逆变器直接相连，汇流后只通过一路电缆就近接入交流汇流箱的接线方式，接入汇流箱的电缆数量大大降低，电缆长度也能得到显著的节约；
(2)由于基本发电单元数量降低为原来的一半以下，交流汇流箱中分支断路器数量可以大大降低，交流汇流箱数量同比也可以显著降低。整个光伏电站设备、断路器数量的降低，一方面降低了光伏电站建设成本造价，另一方面断路器数量和电缆数量大大减少，整个系统断点数量显著降低，将提升系统可靠性，降低电站长期发电生产中的运维工作量。
附图说明
图1是目前光伏电站组串式光伏逆变器交流汇流基本单元接线结构图；
图2是目前光伏电站组串式光伏并网单元接线结构图；
图3是本发明接线结构图；
图4是本发明实施例接线结构图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
如图3所示，本发明提供一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构，实现2n个组串式光伏逆变器与交流汇流箱之间的连接，具体是将2个或多于2个组串式光伏逆变器交流侧直接并联(图中以2个为例)，形成一个基本单元，各基本单元分别通过一路电缆进入交流汇流箱，形成交流初级汇流基本单元，此处可以将基本单元接入就近对应的交流汇流箱，基本单元内的并联电缆可根据接入的组串式光伏逆变器的总容量进行逐级增容，具体来说，电缆的规格可以根据与后端交流汇流箱的距离，以及接入的组串式光伏逆变器的数量，而逐渐增加，而在距离交流汇流箱最远的一段电缆可采用最小规格。交流汇流箱将各分支断路器进行汇流后，通过主断路器形成一路输出，各个交流汇流箱输出经过二次汇流后，通过1MW光伏发电并网单元变压器，接入整个光伏电站10kV/35kV主干电网。
在从最远端组串式光伏逆变器向交流汇流箱布置电缆走线过程中，每经过并接入同一基本单元的一台组串式光伏逆变器，电缆规格可以根据已接入的组串式光伏逆变器的总容量和现有电缆规格，确定下一段电缆是否增加规格。
本发明还提供一种基于以上接线结构的光伏并网单元，包括至少1个交流初级汇流基本单元和1MW光伏发电并网单元变压器，其中，交流初级汇流基本单元包括数个基本单元和1个交流汇流箱，每个交流初级汇流基本单元中包含的基本单元数目可以不同，所有基本单元均通过一路电缆进入交流汇流箱；所有交流初级汇流基本单元的输出端均连接1MW光伏发电并网单元变压器的输入端，而1MW光伏发电并网单元变压器的输出端连接光伏电站10kV/35kV主干电网。
本发明应用于实际的一个典型设计如下：
以一个由40台25kW三相三线式组串式逆变器构成的1MW组串式光伏发电并网单元为例，对比现有方案与本发明技术方案的差异与具体实施方式。
现有设计方案为：每5个组串式光伏逆变器通过一台5进一出的交流汇流箱进行初次汇流，然后8个交流汇流箱再进行第二级汇流，通过变压器接入1MW光伏发电并网单元变压器，接入整个光伏电站10kV/35kV主干电网。在现有设计方案中，1MW光伏并网单元，共计需要物料如下：
逆变器与交流汇流箱之间交流连接电缆：120根
交流汇流箱与变压器之间交流连接电缆：24根
5进1出交流汇流箱交流汇流箱：8台
交流汇流箱分支断路器：40只
交流汇流箱主断路器：8只
本发明设计方案为：每2台相邻的组串式光伏逆变器交流侧直接并联，形成一个基本发电单元分支，接入就近对应的交流汇流箱分支，如图3所示。两台并联的组串式光伏逆变器，距离汇流箱更远的这台逆变器交流输出电缆，可以先直接接入距离汇流箱更近的组串式光伏逆变器交流输出端子，然后再通过交流电缆将两台并联的电流送入汇流箱对应分支。
交流汇流箱将各分支进行汇流后，通过主断路器形成一路输出。各个交流汇流箱输出经过二次汇流后，通过1MW光伏发电并网单元变压器，接入整个光伏电站10kV/35kV主干电网。
共计需要物料如下：
两台组串逆变器就近并联电缆：60根
逆变器与交流汇流箱之间交流连接电缆：60根
交流汇流箱与变压器之间交流连接电缆：12根
5进1出交流汇流箱交流汇流箱：4台
交流汇流箱分支断路器：20只
交流汇流箱主断路器：4只
本发明由于采用两台组串式光伏逆变器，主要电缆、断路器、交流汇流箱数量相比原有方案基本均下降一半数量，将显著降低光伏电站安装施工成本及运行维护工作量。
综合上述，本发明一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构，应用于多台组串式光伏逆变器并联构成的光伏发电单元中，可简化组串式光伏逆变器并联结构，减少并联电缆和设备数量，具备降低设备材料成本和安装成本等多方面的优势。本发明简单易实现，成本低，在不影响组串式光伏逆变器正常运行发电的前提下，可以有效降低光伏电站的成本造价，提高光伏发电系统的投资回报率。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构，实现组串式光伏逆变器与交流汇流箱之间的连接；其特征在于：将2个或多于2个组串式光伏逆变器交流侧直接并联，形成一个基本单元，各基本单元分别通过一路电缆进入交流汇流箱。
2.如权利要求1所述的一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构，其特征在于：所述交流汇流箱包括数个分支断路器和1个主断路器，分支断路器与基本单元的数量相同，并与基本单元对应连接，分支断路器的输出端连接主断路器。
3.如权利要求1所述的一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构，其特征在于：所述各基本单元连接的电缆规格相同。
4.如权利要求1所述的一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构，其特征在于：所述基本单元连接的电缆规格，根据与交流汇流箱的距离以及接入的组串式光伏逆变器的数量而逐渐增加。
5.如权利要求4所述的一种组串式光伏逆变器交流并联接线结构，其特征在于：所述基本单元连接的电缆，距离交流汇流箱最远的一段电缆采用最小的规格。
6.一种光伏并网单元，其特征在于：包括至少1个交流初级汇流基本单元和1MW光伏发电并网单元变压器，其中，交流初级汇流基本单元包括数个基本单元和1个交流汇流箱，所有基本单元均通过一路电缆进入交流汇流箱，所述基本单元是由2个或多于2个组串式光伏逆变器交流侧直接并联而构成；所有交流初级汇流基本单元的输出端均连接1MW光伏发电并网单元变压器的输入端，而1MW光伏发电并网单元变压器的输出端连接光伏电站10kV/35kV主干电网。
7.如权利要求6所述的一种光伏并网单元，其特征在于：所述交流初级汇流基本单元中包含的基本单元数目相同或不同。
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