CN111787753A - 一种大功率户外光伏逆变器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大功率户外光伏逆变器，包括机柜，设置在机柜内的两个直流腔体、功率腔体和交流腔体；两个所述直流腔体1分别设置于机柜左右两侧，所述交流腔体设置于机柜背部，两个直流腔体1与交流腔体3相互连通；所述功率腔体设置于机柜正面中部，与交流腔体和两个直流腔体完全隔离；所述机柜顶部四周开有的进风口，底部开有出风口；本发明大功率户外光伏逆变器功率密度高、结构紧凑、布局合理且整机外形尺寸有效降低。

Description

一种大功率户外光伏逆变器
技术领域
本发明涉及光伏逆变器技术领域，具体涉及一种大功率户外光伏逆变器。
背景技术
随着光伏的平价上网，光伏逆变器的价格是越来越低，市场的竞争越加激烈，由于传统的集装箱加户内逆变器的组合方案，整机价格居高不下，因此各逆变器厂商将逆变器的设计转向了户外逆变器，户外逆变器因其价格成本相对较低、占地面积相对较小、功率密度越来越大等优越来越受逆变器厂商及ECP承包商的青睐，且随着户外逆变器防尘和防水措施的不断更新和提高，慢慢成为光伏逆变器厂商的主推产品。
目前针对市场上3.125MW光伏逆变器，国内大的逆变器厂家主要采用以下两种方式实现，一种是集装箱加两台1.56MW的户内逆变器的组合方式；第二种是采用传统的3.125MW户外机，此两种方式各有优缺点，第一种方式整机的成本相对较高，第二种方式由于没有考虑逆变器升压一体机的实现，导致外形尺寸相对较大，整机运输成本相对较高。
针对市场的3.125MW户外逆变器，其主要存在以下问题：
(1).采用10尺集装箱加两台1.56MW户内机的方式实现3.125MW，此方式整机制造成本及运输成本相对较高(包含整机制造成本及材料成本)，随着光伏的平价上网，慢慢会推出历史的舞台；
(2).采用传统3.125MW户外机(外形尺寸相对较大)，此方式虽可降低整机的制造成本，但在设计时没有考虑3.125MW升压一体机运输时对尺寸的限制，导致运输成本会提高；
(3).采用10尺集装箱加两台1.56MW户内机的方式实现3.125MW,占地面积相对较大，功率密度相对较低。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种功率密度高、结构紧凑、布局合理的大功率户外光伏逆变器。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种大功率户外光伏逆变器，包括机柜，设置在机柜内的两个直流腔体1、功率腔体2和交流腔体3；两个所述直流腔体1分别设置于机柜左右两侧，所述交流腔体3设置于机柜背部，两个直流腔体1与交流腔体3相互连通；所述功率腔体2设置于机柜正面中部，与交流腔体3和两个直流腔体1完全隔离；所述机柜顶部四周开有的进风口4，底部开有出风口。
所述直流腔体1中包括直流腔体散热风机11、逆变器配电单元12、直流断路器或熔断加负荷开关13、直流输出铜排14以及直流腔体与交流腔体连接通道15；所述直流腔体散热风机11设置于直流腔体顶部，用于对直流腔体散热；所述逆变器配电单元12设置于直流腔体散散热风机11下部，所述逆变器配电单元12集成了电源板、采集板、转接板和功率控制板，主要用于提供电源，给功率模块发出控制信号；所述直流断路器或熔断加负荷开关13位于直流腔体下部，直流断路器或熔断加负荷开关13的输入端与外部的直流输入电缆进行连接，直流断路器或熔断加负荷开关13的输出端与交流腔体3中的直流母线电容的输入端相连接；所述直流腔体内器件产生的热量通过直流腔体顶部的直流腔体散热风机13将热量从直流腔体与交流腔体连接通道15以及交流腔体底部出风口排到外部，以达到散热的目的。
所述功率腔体2包括顶部的功率腔体散热风机21、位于功率腔体散热风机21下部的功率模块22及位于功率模块22下部的电抗器23；所述功率腔体散热风机21固定在机柜顶部，采用吹风的方式对功率模块22与电抗器23进行散热；所述功率模块22固定在机柜安装板上，功率模块22的输入端与交流腔体中的直流母线电容的输出端连接，功率模块22的输出端与电抗器23的输入端连接；所述电抗器23位于功率腔体的下方，电抗器23的底座与机柜底部固定，电抗器23的输出端与交流腔体中接触器的输入端相连接；所述功率腔体散热风机通过设置于机柜顶部四周的进风口4将空气吸入，使冷空气依次进入功率模块22和电抗器23，然后从机柜底部将功率模块22和电抗器23产生的热量排出，以达到散热的目的。
所述交流腔体3中包括交流腔体散热风机31、交流AC电容32、直流母线电容33、断路器34和接触器35；所述交流腔体散热风机31设置于交流腔体顶部，与机柜进行固定，采用吹风的方式对交流腔体进行散热，所述交流AC电容32和直流母线电容33依次设置于交流腔体散热风机31下部，直流母线电容33的输入端与直流腔体中的直流输出铜排14连接，输出端与功率腔体中的功率模块22相连接；所述接触器35和断路器34设置于直流母线电容33下部，接触器35输入端与功率腔体中的电抗器23输出端连接，接触器35与断路器34连接，所述断路器34的输出采用铜排或电缆进行输出，接入外部的电网进行上网供电；所述交流腔体顶部的交流腔体散热风机31将冷空气从机柜顶部四周的进风口4吸入，吹向交流腔体中的发热器件即直流母线电容33、交流AC电容32、接触器35和断路器34，使冷风空气完全流经发热器件，进而将发热器件上的热量带走，从交流腔体底部的出风口排出。
所述直流腔体1的内部器件、功率腔体2的内部器件、交流腔体3的内部器件及各腔体均采用铜排进行连接。
所述进风口4处安装有百叶窗。
所述机柜的四周都有能够打开的、不同形式的门。
现有技术中采用本专利技术主要有以下优点：
(1).本发明户外型光伏逆变器，功率密度高、结构紧凑、布局合理且整机外形尺寸有效降低；
(2).本发明户外型逆变器，其中功率模块与电抗器采用多个风机进行全密闭散热，主风道采用机柜顶部四周进风、下部出风的散热方式；
(3).本发明户外逆变器，其直流侧放置于机柜两侧，交流侧放置于机柜中部，方面安装和维护；
(4).本发明户外逆变器,其除主功率部分的散热外，机柜其余部分的散热也采用机柜顶部进风、下出风的散热方式，进风口位置采用多道防尘网设计，以最大限度的降低灰尘的进入；
(5).本发明户外逆变器,可方便实现一体化升压站的设计，且方便运输，整机占地面积相对较小。
附图说明
图1为本发明大功率户外光伏逆变器的整体外形图。
图2为本发明直流腔体内部布置图。
图3为本发明交流腔体内部布置图。
图4为本发明发明功率腔体内部布置图。
图5为本发明机柜内部散热风道图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对发明进行详细说明：
如图1所示，本发明提出的一种功率密度高、结构紧凑、布局合理的大功率户外光伏逆变器，所述大功率户外光伏逆变器包括机柜，设置在机柜内的两个直流腔体1、功率腔体2、交流腔体3(包含母线电容及AC电容)。两个所述直流腔体1分别设置于机柜左右两侧，所述交流腔体3设置于机柜背部，两个直流腔体1与交流腔体3相互连通，所述功率腔体2设置于机柜正面中部，与交流腔体3和两个直流腔体1完全隔离。所述机柜顶部四周开有的进风口4，底部开有出风口。
如图2所示，直流腔体1中包括直流腔体散热风机11、逆变器配电单元12、直流断路器或熔断加负荷开关13、直流输出铜排14以及直流腔体与交流腔体连接通道15，所述直流腔体散热风机11设置于直流腔体顶部，用于对直流腔体散热。所述逆变器配电单元12设置于直流腔体散散热风机11下部，所述逆变器配电单元12集成了电源板、采集板、转接板和功率控制板，主要用于给各模块提供电源，给功率模块发出控制信号。所述直流断路器或熔断加负荷开关13位于直流腔体下部，直流断路器或熔断加负荷开关13的输入输出端采用铜排连接，直流断路器或熔断加负荷开关13的输入端与外部的直流输入电缆进行连接，直流断路器或熔断加负荷开关13的输出端与交流腔体3中的直流母线电容的输入端相连接。所述直流腔体内器件产生的热量通过直流腔体顶部的直流腔体散热风机13将热量从直流腔体与交流腔体连接通道15、交流腔体底部出风口排到外部，以达到散热的目的。
如图3所示，所述功率腔体2包括顶部的功率腔体散热风机21、位于功率腔体散热风机21下部的功率模块22及位于功率模块22下部的电抗器23。所述功率腔体散热风机21采用螺栓固定在机柜顶部，采用吹风的方式对功率模块22与电抗器23进行散热，所述功率模块22设置于功率腔体散热风机21下方，采用螺栓固定在机柜安装板上，功率模块22的输入端与交流腔体中的直流母线电容的输出端用铜排进行连接，功率模块22的输出端与电抗器23的输入端采用铜排连接，所述电抗器23放置于功率腔体的下方，电抗器23的底座采用螺栓与机柜底部进行固定，电抗器23的输出端与交流腔体中接触器的输入端相连接。所述功率腔体散热风机通过设置于机柜顶部四周的进风口4将空气吸入，使冷空气依次进入功率模块22和电抗器23，然后从机柜底部将功率模块22和电抗器23产生的热量排出，以达到散热的目的。
如图4所示，所述交流腔体3中包括交流腔体散热风机31、交流AC电容32、直流母线电容33、断路器34、接触器35等器件。所述交流腔体散热风机31设置于交流腔体顶部，采用吹风的方式对交流腔体进行散热，采用螺钉与机柜进行固定。所述交流AC电容32和直流母线电容33依次设置于交流腔体散热风机31下部，直流母线电容33的输入端与直流腔体中的直流输出铜排14连接，输出端与功率腔体中的功率模块22相连接。所述接触器35、断路器34等器件设置于直流母线电容33下部，接触器35输入端与功率腔体中的电抗器23输出端采用铜排连接，接触器35与断路器34采用铜排连接，所述断路器34的输出采用铜排或电缆进行输出，可接入外部的电网进行上网供电。所述交流腔体顶部的交流腔体散热风机31将冷空气从机柜顶部四周的进风口4吸入，吹向交流腔体中的发热器件(直流母线电容33、交流AC电容32、接触器35、断路器34等)，使冷风空气完全流经发热器件，进而将发热器件上的热量带走，从交流腔体底部的出风口排出。
如图5所示，本发明大功率户外光伏逆变器散热分为两部分，分别为功率腔体2的散热及直流腔体1和交流腔体3的散热。所述功率腔体2散热是通过顶部的功率腔体散热风机21将冷风从机柜顶部四周的进风口4吸入，通过功率腔体散热风机21的作用将冷风吹向功率模块22、电抗器23等进行散热的，热风从功率腔体2的电抗器23底部排出。所述直流腔体1和交流腔体3的散热也是采用分别放置于直流腔体和交流腔体顶部的直流腔体散热风机11和交流腔体散热风机31将冷风从机柜顶部四周的进风口4吸入，通过风机的作用将冷风吹向直流腔体和交流腔体发热的器件进行散热，热风流经直流腔体和交流腔体的连接通道15从交流腔体底部排出。所述进风口4设置于机柜顶部四周。所述进风口处安装有百叶窗。所述户外逆变器机柜四周都有可打开的、不同形式的门。所述户外逆变器机柜顶盖采用螺栓进行连接，可进行灵活拆卸。

Claims (7)

1.一种大功率户外光伏逆变器，包括机柜，设置在机柜内的两个直流腔体(1)、功率腔体(2)和交流腔体(3)；其特征在于：两个所述直流腔体(1)分别设置于机柜左右两侧，所述交流腔体(3)设置于机柜背部，两个直流腔体(1)与交流腔体(3)相互连通；所述功率腔体(2)设置于机柜正面中部，与交流腔体(3)和两个直流腔体(1)完全隔离；所述机柜顶部四周开有的进风口(4)，底部开有出风口。
2.根据权利要求1所述的一种大功率户外光伏逆变器，其特征在于：所述直流腔体(1)中包括直流腔体散热风机(11)、逆变器配电单元(12)、直流断路器或熔断加负荷开关(13)、直流输出铜排(14)以及直流腔体与交流腔体连接通道(15)；所述直流腔体散热风机(11)设置于直流腔体顶部，用于对直流腔体散热；所述逆变器配电单元(12)设置于直流腔体散散热风机(11)下部，所述逆变器配电单元(12)集成了电源板、采集板、转接板和功率控制板，主要用于提供电源，给功率模块发出控制信号；所述直流断路器或熔断加负荷开关(13)位于直流腔体下部，直流断路器或熔断加负荷开关(13)的输入端与外部的直流输入电缆进行连接，直流断路器或熔断加负荷开关(13)的输出端与交流腔体(3)中的直流母线电容的输入端相连接；所述直流腔体内器件产生的热量通过直流腔体顶部的直流腔体散热风机(13)将热量从直流腔体与交流腔体连接通道(15)以及交流腔体底部出风口排到外部，以达到散热的目的。
3.根据权利要求1所述的一种大功率户外光伏逆变器，其特征在于：所述功率腔体(2)包括顶部的功率腔体散热风机(21)、位于功率腔体散热风机(21)下部的功率模(22)及位于功率模块(22)下部的电抗器(23)；所述功率腔体散热风机(21)固定在机柜顶部，采用吹风的方式对功率模块(22)与电抗器(23)进行散热；所述功率模块(22)固定在机柜安装板上，功率模块(22)的输入端与交流腔体中的直流母线电容的输出端连接，功率模块(22)的输出端与电抗器(23)的输入端连接；所述电抗器(23)位于功率腔体的下方，电抗器(23)的底座与机柜底部固定，电抗器(23)的输出端与交流腔体中接触器的输入端相连接；所述功率腔体散热风机通过设置于机柜顶部四周的进风口(4)将空气吸入，使冷空气依次进入功率模块(22)和电抗器(23)，然后从机柜底部将功率模块(22)和电抗器(23)产生的热量排出，以达到散热的目的。
4.根据权利要求1所述的一种大功率户外光伏逆变器，其特征在于：所述交流腔体(3)中包括交流腔体散热风机(31)、交流AC电容(32)、直流母线电容(33)、断路器(34)和接触器(35)；所述交流腔体散热风机(31)设置于交流腔体顶部，与机柜进行固定，采用吹风的方式对交流腔体进行散热，所述交流AC电容(32)和直流母线电容(33)依次设置于交流腔体散热风机(31)下部，直流母线电容(33)的输入端与直流腔体中的直流输出铜排(14)连接，输出端与功率腔体中的功率模块(22)相连接；所述接触器(35)和断路器(34)设置于直流母线电容(33)下部，接触器(35)输入端与功率腔体中的电抗器(23)输出端连接，接触器(35)与断路器(34)连接，所述断路器(34)的输出采用铜排或电缆进行输出，接入外部的电网进行上网供电；所述交流腔体顶部的交流腔体散热风机(31)将冷空气从机柜顶部四周的进风口(4)吸入，吹向交流腔体中的发热器件即直流母线电容(33)、交流AC电容(32)、接触器(35)和断路器(34)，使冷风空气完全流经发热器件，进而将发热器件上的热量带走，从交流腔体底部的出风口排出。
5.根据权利要求1所述的一种大功率户外光伏逆变器，其特征在于：所述直流腔体(1)的内部器件、功率腔体(2)的内部器件、交流腔体(3)的内部器件及各腔体均采用铜排进行连接。
6.根据权利要求1所述的一种大功率户外光伏逆变器，其特征在于：所述进风口(4)处安装有百叶窗。
7.根据权利要求1所述的一种大功率户外光伏逆变器，其特征在于：所述机柜的四周都有能够打开的、不同形式的门。
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