CN202978299U - 一种模块化的光伏逆变器 - Google Patents
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Abstract
一种模块化的光伏逆变器，属于光伏发电逆变技术领域。包括至少一个DC-DC电路模块以及至少两个DC-AC逆变电路模块，DC-DC电路模块正输入端
PV+
端
与光伏电池阵列PV的正输出端连接，DC-DC电路模块负输入端
PV-
端
与光伏电池阵列PV的负输出端连接，DC-DC电路模块的正输出端P端与各个DC-AC逆变电路模块的正直流输入端P1端连接，DC-DC电路模块的负输出端N端与各个DC-AC逆变电路模块的负直流输入端N1端连接，各个DC-AC逆变电路模块的输出端U端通过滤波器接入电网或者接负载。优点：设计时，不需要重新布板，提高工作效率；便于调试及维护，方便结构设计，提高整体设计的灵活性。
Description
技术领域
本实用新型属于光伏发电逆变技术领域，具体涉及一种模块化的光伏逆变器。
背景技术
当前，随着传统能源的日渐紧张，新能源的开发越来越被重视，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源受到了各国的青睐。随着电力电子技术的发展，太阳能光伏逆变器得到了飞速的发展，目前在全世界范围内已经形成了相当的规模。对于光伏逆变器，为了提高系统整体工作效率，降低体积、成本，目前大部分产品都采用无工频隔离变压器设计。同时，为了提高系统的灵活性，往往采用两级式结构，即前级进行DC-DC变换，将输入电压升高，后级进行DC-AC变换，将直流电能逆变成交流电能输出。
在传统的设计中，不同系列的逆变器往往会采用不同的设计方案。但是，对于采用同一种拓扑的逆变器来讲，其基本的工作原理是一样的，大多数情况下，重新设计方案既浪费了现有资源，又降低了工作效率。另外，在同一块线路板上集成过多的电路，会给调试及维护带来诸多不便。
鉴于上述已有技术，有必要对现有的光伏逆变器进行改进，下面将要介绍的技术方案就是在这样的背景下产生的。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种模块化的光伏逆变器，它将逆变器合理地分成多个模块，直接或者经简单改动后复用该模块能实现不同系列产品，提高了工作效率；当某一模块出现故障时，可以单独对该模块进行检修或者更换，使调试和维护工作变得极为方便。
本实用新型的目的是这样来达到的，一种模块化的光伏逆变器，其特征在于：包括至少一个DC-DC电路模块以及至少两个DC-AC逆变电路模块，DC-DC电路模块正输入端PV+端与光伏电池阵列PV的正输出端连接，DC-DC电路模块负输入端PV-端与光伏电池阵列PV的负输出端连接，DC-DC电路模块的正输出端P端与各个DC-AC逆变电路模块的正直流输入端P1端连接，DC-DC电路模块的负输出端N端与各个DC-AC逆变电路模块的负直流输入端N1端连接，各个DC-AC逆变电路模块的输出端U端通过滤波器接入电网或者接负载。
在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的DC-DC电路模块为Boost升压电路，Boost升压电路由功率开关管、储能电感、续流二极管及输出滤波电容组成。
在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的DC-AC逆变电路模块为单桥臂模块。
在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的DC-AC逆变电路模块为两电平逆变电路。
在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的DC-AC逆变电路模块为三电平逆变电路。
在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的DC-DC电路模块为一个，所述的DC-AC逆变电路模块为两个，用于组成单相光伏逆变器。
在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的DC-DC电路模块为两个，所述的DC-AC逆变电路模块为三个，用于组成三相光伏逆变器。
本实用新型由于采用了上述设计方案，它将逆变器合理地分成多个功能相同的模块，不同系列产品可以直接或者简单改动就能复用该模块，不需要重新布板，提高了工作效率；当某一模块出现故障时，可以单独对该模块进行检修或者更换，便于调试及维护，方便结构设计，提高了整体设计的灵活性。
附图说明
图1为本实用新型的第一实施例的电路图。
图2为本实用新型的第二实施例的电路图。
图3为本实用新型的第三实施例的电路图。
图4为本实用新型的第四实施例的电路图。
具体实施方式
为了使公众能充分了解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。
实施例1：
请参阅图1，一种模块化的光伏逆变器，包括至少一个DC-DC电路模块以及至少两个DC-AC逆变电路模块,在本实施例中，采用一个DC-DC电路模块作为光伏逆变器的前级，包括两个DC-AC逆变电路模块作为后级，由此组成单相光伏逆变器，其中，DC-DC电路模块为Boost升压电路，Boost升压电路由功率开关管、储能电感、续流二极管及输出滤波电容组成，用于将输入电压升高；DC-AC逆变电路模块为单桥臂模块，用于将直流电能逆变成交流电能输出，DC-AC逆变电路模块为两电平逆变电路，也可以为三电平逆变电路。本实施例中的逆变单元由两个DC-AC逆变电路模块构成，两个DC-AC逆变电路模块都为两电平逆变电路。DC-DC电路模块正输入端PV+端与光伏电池阵列PV的正输出端相连，DC-DC电路模块负输入端PV-端与光伏电池阵列PV的负输出端相连，DC-DC电路模块的正输出端P端分别与两个DC-AC逆变电路模块的正直流输入端P1端连接，DC-DC电路模块的负输出端N端分别与两个DC-AC逆变电路模块的负直流输入端N1端连接，两个DC-AC逆变电路模块的输出端U端分别与单相滤波器的输入端A端及B端连接，单相滤波器的输出端L端、N端可接入单相电网或者交流负载，此处接入单相电网。本实施例中的单相滤波器可以采用电感、电容或电感和电容组成的交流输出滤波器，对于滤波器的具体构成方式不作限定。
实施例2：
请参阅图2，一种模块化的光伏逆变器，包括至少一个DC-DC电路模块以及至少两个DC-AC逆变电路模块,在本实施例中，采用一个DC-DC电路模块作为光伏逆变器的前级，包括两个DC-AC逆变电路模块作为后级，由此组成单相光伏逆变器，其中，DC-DC电路模块为Boost升压电路，用于将输入电压升高；DC-AC逆变电路模块为单桥臂模块，用于将直流电能逆变成交流电能输出。DC-AC逆变电路模块可以为两电平逆变电路，也可以为三电平逆变电路。本实施例中的逆变单元由两个DC-AC逆变电路模块构成，其中一个DC-AC逆变电路模块为两电平逆变电路，另一个DC-AC逆变电路模块为三电平逆变电路。DC/AC逆变电路包含两种工作模式，即三电平工作模式和两电平工作模式。在三电平工作模式下，三电平电路模块进行高频开关，在其输出端产生三电平PWM输出，两电平电路模块的开关状态由两个模块之间输出线电压指令的极性确定；在两电平工作模式下，三电平电路模块的开关状态由两个模块之间输出线电压指令的极性确定，两电平电路模块进行高频开关，在其输出端产生两电平PWM输出。
电路模块正输入端PV+端与光伏电池阵列PV的正输出端相连，DC-DC电路模块负输入端PV-端与光伏电池阵列PV的负输出端相连，DC-DC电路模块的正输出端P端分别与两个DC-AC逆变电路模块的正直流输入端P1端连接，DC-DC电路模块的负输出端N端分别与两个DC-AC逆变电路模块的负直流输入端N1端连接，两个DC-AC逆变电路模块的输出端U端分别与单相滤波器的输入端A端及B端连接，单相滤波器的输出端L端、N端可以接入单相电网或者交流负载，此处接交流负载。本实施例中的单相滤波器可以采用电感、电容或电感和电容组成的交流输出滤波器，对于滤波器的具体构成方式不作限定。
太阳能光伏组件发出的直流电量，经充放电控制器对蓄电池组进行充电，在蓄电池组未充满时，充放电控制器在保障负载正常运行的情况下，用多余电量对蓄电池组充电，当蓄电池组被充满时，控制太阳能光伏组件的输出容量，使蓄电池组处于浮充状态。在日照不足、夜晚或阴雨天情况下，充放电控制器控制蓄电池组输出直流电经逆变器输出稳定的正弦波交流电供给负载，保障负载的正常运行。直流电源输入将直流电输入直流平波电路（由直流母线之间的直流平波电容构成），滤去直流电压波形的纹波，控制电路采样直流平波电路的电压值，采样值经过放大和数字处理后输出的脉冲宽度调制信号控制DC/AC逆变电路模块工作，DC/AC逆变电路模块将直流电转换为交流电后输入交流输出滤波电路，滤去交流电压波形的纹波，再经EMC滤波电路（图中未示出）滤去所得交流电流波形的纹波后送至负载。
实施例3：
请参阅图3，在本实施例中，光伏逆变器前级包括两个DC-DC电路模块，后级包括三个DC-AC逆变电路模块，由此组成三相光伏逆变器。其中，DC-DC电路模块为Boost升压电路，用于将输入电压升高；DC-AC逆变电路模块为单桥臂模块，用于将直流电能逆变成交流电能输出。DC-AC逆变电路模块可以为三电平逆变电路，也可以为两电平逆变电路，在本实施例中，采用了三电平逆变电路，对于逆变电路的连接方式并不做限定，此处采用了中点钳位型逆变电路。
两个DC-DC电路模块的输入端分别接入光伏阵列PV，具体的连接方式同实施例1，即每个DC-DC电路模块的正输入端PV+端与所对应的光伏阵列PV的正输出端相连，每个DC-DC电路模块的负输入端PV-端与所对应的光伏阵列PV的负输出端相连，两个DC-DC电路模块的正输出端P端分别与三个DC-AC逆变电路模块的正直流输入端P1端连接，两个DC-DC电路模块的负输出端N端分别与三个DC-AC逆变电路模块的负直流输入端N1端连接，三个DC-AC逆变电路模块的输出端U端分别与三相滤波器的输入端A端、B端、C端相连，三相滤波器的输出端U端、V端、W端可以接三相电网或者交流负载，此处选择与三相电网连接。所述的三相滤波器可以采用电感、电容或电感和电容组成的交流输出滤波器，对于滤波器的具体构成方式不作限定。
实施例4：
请参阅图4，在本实施例中，光伏逆变器前级包括两个DC-DC电路模块，后级包括三个DC-AC逆变电路模块，由此组成三相光伏逆变器。其中，DC-DC电路模块为Boost升压电路，用于将输入电压升高；DC-AC逆变电路模块为单桥臂模块，用于将直流电能逆变成交流电能输出。DC-AC逆变电路模块可以为三电平逆变电路，也可以为两电平逆变电路，在本实施例中，采用了三电平逆变电路，对于逆变电路的连接方式并不做限定，此处采用了二极管钳位型逆变电路。光伏阵列PV、两个DC-DC电路模块、三个DC-AC逆变电路模块以及三相滤波器之间的连接关系，均同实施例3。三相滤波器的输出端U端、V端、W端可以接三相电网或者交流负载，此处选择与三相电网连接。所述的三相滤波器可以采用电感、电容或电感和电容组成的交流输出滤波器，对于滤波器的具体构成方式不作限定。
在上述实施例中，若DC-AC逆变电路模块中的某一模块发生故障，可直接用其他相同模块进行替换；安装时，可分别进行安装，待模块安装完毕后再进行连线，大大方便了安装。
Claims (7)
1.一种模块化的光伏逆变器，其特征在于：包括至少一个DC-DC电路模块以及至少两个DC-AC逆变电路模块，DC-DC电路模块正输入端PV+端与光伏电池阵列PV的正输出端连接，DC-DC电路模块负输入端PV-端与光伏电池阵列PV的负输出端连接，DC-DC电路模块的正输出端P端与各个DC-AC逆变电路模块的正直流输入端P1端连接，DC-DC电路模块的负输出端N端与各个DC-AC逆变电路模块的负直流输入端N1端连接，各个DC-AC逆变电路模块的输出端U端通过滤波器接入电网或者接负载。
2.根据权利要求1所述的模块化的光伏逆变器，其特征在于所述的DC-DC电路模块为Boost升压电路，Boost升压电路由功率开关管、储能电感、续流二极管及输出滤波电容组成。
3.根据权利要求1所述的模块化的光伏逆变器，其特征在于所述的DC-AC逆变电路模块为单桥臂模块。
4.根据权利要求1或3所述的模块化的光伏逆变器，其特征在于所述的DC-AC逆变电路模块为两电平逆变电路。
5.根据权利要求1或3所述的模块化的光伏逆变器，其特征在于所述的DC-AC逆变电路模块为三电平逆变电路。
6.根据权利要求1所述的模块化的光伏逆变器，其特征在于所述的DC-DC电路模块为一个，所述的DC-AC逆变电路模块为两个，用于组成单相光伏逆变器。
7.根据权利要求1所述的模块化的光伏逆变器，其特征在于所述的DC-DC电路模块为两个，所述的DC-AC逆变电路模块为三个，用于组成三相光伏逆变器。
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Publications (1)
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2012
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