CN107040148A - 一种光伏逆变器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏逆变器，包括依次排布的直流接口件、电源模块、电容模块、IGBT模块、电源板和采样板。本申请提出的光伏逆变器的内部结构布置，在满足光伏逆变器功能的前提下，合理选择所需元件的大小尺寸，并按照各个元件尺寸，在逆变器内部将各部分进行优化布置，内部器件排列合理，散热效率高，无需装风扇，减少了安装成本和维护费用，实现了光伏逆变器的高效化和小型化。
Description
技术领域
本发明涉及逆变器技术领域，更具体地，涉及一种光伏逆变器。
背景技术
目前，随着新能源技术的不断发展，光伏发电受到了越来越多的重视，高效化和小型化是当下光伏逆变器存在的问题，也是以后的发展方向。光伏逆变器中绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)的发热无法避免，且是不得不考虑的问题。
逆变器又称电源调整器，根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。对于用于并网系统的逆变器，根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。在太阳能发电系统中，逆变器效率的高低是决定太阳电池容量和蓄电池容量大小的重要因素。光伏逆变器由升压回路和逆变桥式回路构成，升压回路主要用于将直流电压升压至逆变器输出所需直流电压，逆变桥式回路主要用于将升压后的直流电压转换为固定频率的交流电压。
为了使光伏逆变器稳定工作，需要对其机柜内部及零部件进行良好的通风散热。目前大部分光伏并网逆变器采用内部装风扇，外部装散热片的办法来解决所述问题。针对目前现有的光伏并网逆变器的散热解决办法，其存在的问题是，由于加装风扇而引起逆变器整体体积的增大，从而增加了逆变器的重量，且不便于安装；风扇的长期持续运行，必然会出现各类问题，故风扇的维护及更换也会增加经济成本；且风道设计要求较高，为节约成本减小散热风道设计难度，若设计不当，会带来更大的成本浪费。
发明内容
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的光伏逆变器，该光伏逆变器内部各器件优化排布，不需安装风扇，散热效率高，减少了安装成本和维护费用。
根据本发明的一个方面，提供一种光伏逆变器，包括依次排布的直流接口件、电源模块、电容模块、IGBT模块、电源板和采样板。
作为上述技术方案的进一步改进，所述直流接口件与光伏板输出的直流电路连接；光伏板输出六路直流电路，每三路一组分别接入所述直流接口件，经直流旋转开关，分成两组连接至测控板，则直流接入至光伏逆变器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电源模块包括并排放置的充电模块和铅酸电池，所述充电模块将逆变器输出的交流电整成直流电，并为电路板供电以及为铅酸电池充电。所述铅酸电池保证了逆变器在光照强度较低的情况下不间断的工作，最大限度的利用了太阳能。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电容模块包括并排设置的四个卧式电容，四个所述电容均并联在BOOST升压电路输出端，以使升压后的电压保持稳定。
作为上述技术方案的进一步改进，所述IGBT模块包括两个直流IGBT和三个交流IGBT，每个所述直流IGBT和交流IGBT均连接有各自对应的驱动板，所述直流IGBT设在直流BOOST电路中，前级电路部分由于光伏阵列输出的电压一般都比较低，根据实际情况，采用升压变换器，升压变换器能使光伏阵列工作在一个比较宽的电压范围，而且能够较好的实现最大功率跟踪功能；所述交流IGBT设在逆变电路中，以使直流电逆变为交流电。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电源板包括直流IGBT驱动板、主控板和交流IGBT驱动板，所述直流IGBT驱动板与每个所述直流IGBT对应连接，所述交流IGBT驱动板与每个所述交流IGBT连接，所述主控板采用双CPU形式。所述主控板的控制电路是光伏并网逆变器的核心，控制电路主要是用来控制逆变器输出稳定的交流电流及高品质的正弦波，并且能与电网电压同频同相。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控板包括主CPU和从CPU，所述从CPU用于采集数字信号和简单的数字滤波，所述主CPU用于读取所述从CPU的数据并进行计算，且发出计算及控制指令。
作为上述技术方案的进一步改进，所述采样板，用于采集经互感器转换过的直流电信号和交流的电信号，并将电信号传至主控板，从而实现逆变器的控制策略。
本申请提出的光伏逆变器的内部结构布置，在满足光伏逆变器功能的前提下，合理选择所需元件的大小尺寸，并按照各个元件尺寸，在逆变器内部将各部分进行优化布置，内部器件排列合理，散热效率高，无需装风扇，减少了安装成本和维护费用，实现了光伏逆变器的高效化和小型化。
附图说明
图1为根据本发明实施例的光伏逆变器的原理图；
图2为本发明实施例的光伏逆变器的内部结构布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在根据本申请的一个实施例中，图1为本申请的光伏逆变器的原理图。光伏板输出的直流电整合成两路输入到系统中，经BOOST升压电路后，输入到逆变电路中，输出三相交流电。其中还包含一些附加设备，如防雷器、断路器、共模电感、Y电容、接触器等。
本发明提供一种光伏逆变器，参考图2，包括依次排布的直流接口件、电源模块、电容模块、IGBT模块、电源板和采样板。
在根据本申请的一个实施例中，所述直流接口件与光伏板输出的直流电路连接；光伏板输出六路直流电路，每三路一组分别接入所述直流接口件，经直流旋转开关，分成两组连接至测控板，则直流接入至光伏逆变器。
在根据本申请的一个实施例中，所述电源模块包括并排放置的充电模块和铅酸电池，所述充电模块将逆变器输出的交流电整成直流电，并为电路板供电以及为铅酸电池充电。所述铅酸电池保证了逆变器在光照强度较低的情况下不间断的工作，最大限度的利用了太阳能。
在根据本申请的一个实施例中，所述电容模块包括并排设置的四个卧式电容，四个所述电容均并联在BOOST升压电路输出端，以使升压后的电压保持稳定。
在根据本申请的一个实施例中，所述IGBT模块包括两个直流IGBT和三个交流IGBT，每个所述直流IGBT和交流IGBT均连接有各自对应的驱动板，所述直流IGBT设在直流BOOST电路中，前级电路部分由于光伏阵列输出的电压一般都比较低，根据实际情况，采用升压变换器，升压变换器能使光伏阵列工作在一个比较宽的电压范围，而且能够较好的实现最大功率跟踪功能；所述交流IGBT设在逆变电路中，以使直流电逆变为交流电。
在根据本申请的一个实施例中，所述电源板包括直流IGBT驱动板、主控板和交流IGBT驱动板，所述直流IGBT驱动板与每个所述直流IGBT对应连接，所述交流IGBT驱动板与每个所述交流IGBT连接，所述主控板采用双CPU形式。所述主控板的控制电路是光伏并网逆变器的核心，控制电路主要是用来控制逆变器输出稳定的交流电流及高品质的正弦波，并且能与电网电压同频同相。
在根据本申请的一个实施例中，所述主控板包括主CPU和从CPU，所述从CPU用于采集数字信号和简单的数字滤波，所述主CPU用于读取所述从CPU的数据并进行计算，且发出计算及控制指令。
在根据本申请的一个实施例中，所述采样板，用于采集经互感器转换过的直流电信号和交流的电信号，并将电信号传至主控板，从而实现逆变器的控制策略。
上述光伏逆变器的内部结构布置，在满足光伏逆变器功能的前提下，合理选择所需元件的大小尺寸，并按照各个元件尺寸，在逆变器内部将各部分进行优化布置，内部器件排列合理，散热效率高，无需装风扇，减少了安装成本和维护费用，实现了光伏逆变器的高效化和小型化。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种光伏逆变器，包括依次排布的直流接口件、电源模块、电容模块、IGBT模块、电源板和采样板。
2.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器，其特征在于，所述直流接口件与光伏板输出的直流电路连接；光伏板输出六路直流电路，每三路一组分别接入所述直流接口件，经直流旋转开关，分成两组连接至测控板，则直流接入至光伏逆变器。
3.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器，其特征在于，所述电源模块包括并排放置的充电模块和铅酸电池，所述充电模块将逆变器输出的交流电整成直流电，并为电路板供电以及为铅酸电池充电。
4.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器，其特征在于，所述电容模块包括并排设置的四个卧式电容，四个所述电容均并联在BOOST升压电路输出端。
5.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器，其特征在于，所述IGBT模块包括两个直流IGBT和三个交流IGBT，所述直流IGBT设在直流BOOST电路中，所述交流IGBT设在逆变电路中。
6.根据权利要求5所述的一种光伏逆变器，其特征在于，所述电源板包括直流IGBT驱动板、主控板和交流IGBT驱动板，所述直流IGBT驱动板与每个所述直流IGBT对应连接，所述交流IGBT驱动板与每个所述交流IGBT连接，所述主控板采用双CPU形式。
7.根据权利要求6所述的一种光伏逆变器，其特征在于，所述主控板包括主CPU和从CPU，所述从CPU用于采集数字信号和数字滤波，所述主CPU用于读取所述从CPU的数据并进行计算，且发出计算及控制指令。
8.根据权利要求7所述的一种光伏逆变器，其特征在于，所述采样板，用于采集经互感器转换过的直流电信号和交流的电信号，并将电信号传至主控板。
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