CN203368361U - 一种多路直流输入的光伏逆变器 - Google Patents

一种多路直流输入的光伏逆变器 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种多路直流输入的光伏逆变器,包括多个逆变单元,所述多个逆变单元的直流输入端分别通过直流开关与各自对应的光伏组串相连,所述多个逆变单元的交流输出端均与汇流母排相连;每个逆变单元包括多个逆变子单元以及与所述多个逆变子单元一一对应的多个交流开关,每个逆变单元的多个逆变子单元的直流侧并联,每个逆变单元的多个逆变子单元的交流侧分别通过交流开关与该逆变单元的交流输出端相连;本申请不仅可以设计逆变单元的数量,还可以根据实际应用情况合理设计每个逆变单元的逆变子单元的数量,使得弱光时逆变单元额定功率与组串输出功率接近匹配,从而提高弱光时逆变效率,并且减少电流谐波含量。

Description

一种多路直流输入的光伏逆变器
技术领域
本申请涉及一种光伏逆变器,特别涉及一种多路直流输入的光伏逆变器。
背景技术
为了尽可能地利用太阳能,光伏发电系统的效率很重要,由于太阳能电池板组件中各块电池板特性不同,因此,将多块电池板组件组合后采用单路输入的设计,不能充分利用电池板组件的效率。
现有技术中采用多路直流输入的光伏逆变器,请参见图1,以两路为例,图1所示的光伏逆变器包括第一直流开关Kd1、第二直流开关Kd2、逆变单元1、逆变单元2、第一交流开关Ka1、第二交流开关Ka2,逆变单元1的直流输入端通过直流开关Kd1与对应的光伏组串DC1相连,逆变单元2的直流输入端通过直流开关Kd2与对应的光伏组串DC2相连,光伏组串包括若干个电池板组件,逆变单元1的交流输出端和逆变单元2的交流输出端分别通过交流开关Ka1、交流开关Ka2与汇流母排相连,汇流母排将各逆变单元的交流输出电流汇流后提供给交流电网或负载。
该方案一定程度上解决了不能充分利用电池板组件的效率的技术问题,但是在弱光时由于逆变单元额定功率与组串输出功率不匹配,导致逆变单元低功率运行,因此存在弱光时效率低和电流谐波含量高的问题。
综上所述,如何提供一种多路直流输入的光伏逆变器,以解决弱光时效率低、电流谐波含量高的问题是本领域技术人员需要解决的技术问题。
实用新型内容
本申请要解决的技术问题是提供一种弱光时效率高的多路直流输入的光伏逆变器。
本申请提供的一种多路直流输入的光伏逆变器,包括多个逆变单元,所述多个逆变单元的直流输入端分别通过直流开关与各自对应的光伏组串相连,所述多个逆变单元的交流输出端均与汇流母排相连,所述汇流母排将各逆变单元的交流输出电流汇流后提供给交流电网或负载;每个逆变单元包括多个逆变子单元以及与所述多个逆变子单元一一对应的多个交流开关,每个逆变单元的多个逆变子单元的直流侧并联,每个逆变单元的多个逆变子单元的交流侧分别通过交流开关与该逆变单元的交流输出端相连。
本申请提供的一种多路直流输入的光伏逆变器,包括多个逆变单元,所述多个逆变单元的直流输入端分别通过直流开关与各自对应的光伏组串相连,所述多个逆变单元的交流输出端均与汇流母排相连,所述汇流母排将各逆变单元的交流输出电流汇流后提供给交流电网或负载;每个逆变单元包括多个逆变子单元,每个逆变单元的多个逆变子单元的直流侧并联,每个逆变单元的多个逆变子单元的交流侧与该逆变单元的交流输出端相连,每个逆变单元的多个逆变子单元具有能够与该逆变单元的交流输出端连通或断开的功能或部件。
进一步地,所述多个逆变单元为相同功率容量的逆变单元。
进一步地,各逆变单元具有相同数量的逆变子单元。
进一步地,各逆变单元对应的光伏组串之间通过母排短接或者通过直流侧开关连接。
进一步地,每个逆变单元中各逆变子单元采用同一组控制信号。
进一步地,所述光伏逆变器的所有逆变子单元采用同一组控制信号。
进一步地,所述逆变子单元的输出为单相或三相。
进一步地,所述逆变子单元包括DC-AC逆变电路,或者,所述逆变子单元包括依次连接的DC-DC升压电路和DC-AC逆变电路。
进一步地,所述直流开关为断路器、接触器、隔离负荷开关、刀开关、隔离开关、继电器中任一种。
进一步地,所述逆变子单元还包括最大功率跟踪控制器。
与现有技术相比,本申请具有以下优点:
本申请提供的一种多路直流输入的光伏逆变器包括多个逆变单元,每个逆变单元包括多个逆变子单元,不仅可以设计逆变单元的数量,还可以根据实际应用情况合理设计每个逆变单元的逆变子单元的数量,每个逆变子单元的功率等级相对较低,在光照强时,可以选择较多数量的逆变子单元投入工作,而在弱光时可以通过减少需要工作的逆变子单元的数量,使得弱光时逆变单元额定功率与组串输出功率接近匹配,从而提高弱光时逆变效率,并且减少电流谐波含量。
附图说明
图1是现有技术中提供的一种多路直流输入的光伏逆变器示意图;
图2是本申请提供的多路直流输入的光伏逆变器实施例一示意图;
图3是本申请提供的多路直流输入的光伏逆变器实施例二示意图;
图4是本申请提供的多路直流输入的光伏逆变器实施例三的一种示意图。
图5是本申请提供的多路直流输入的光伏逆变器实施例三的另一种示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。
相对比现有技术,本申请提供了一种弱光时效率高的多路直流输入的光伏逆变器。
本申请实施例提供了一种多路直流输入的光伏逆变器包括多个逆变单元,所述多个逆变单元的直流输入端分别通过直流开关与各自对应的光伏组串相连,所述多个逆变单元的交流输出端均与汇流母排相连,所述汇流母排将各逆变单元的交流输出电流汇流后提供给交流电网或负载;
每个逆变单元包括多个逆变子单元以及与所述多个逆变子单元一一对应的多个交流开关,每个逆变单元的多个逆变子单元的直流侧并联,每个逆变单元的多个逆变子单元的交流侧分别通过交流开关与该逆变单元的交流输出端相连;
或者,
每个逆变单元包括多个逆变子单元,每个逆变单元的多个逆变子单元的直流侧并联,每个逆变单元的多个逆变子单元的交流侧与该逆变单元的交流输出端相连,每个逆变单元的多个逆变子单元具有能够与该逆变单元的交流输出端连通或断开的功能或部件。
需要说明的是,本申请实施例中的光伏组串由若干个电池板组件组成;直流开关为断路器、接触器、隔离负荷开关、刀开关、继电器等具有连通或断开的器件。
本申请实施例提供的一种多路直流输入的光伏逆变器包括多个逆变单元,每个逆变单元包括多个逆变子单元,不仅可以设计逆变单元的数量,还可以根据实际应用情况合理设计每个逆变单元的逆变子单元的数量,每个逆变子单元的功率等级相对较低,在光照强时,可以选择较多数量的逆变子单元投入工作,而在弱光时可以通过减少需要工作的逆变子单元的数量,使得弱光时逆变单元额定功率与组串输出功率接近匹配,从而提高弱光时逆变效率,并且减少电流谐波含量。
并且,通过灵活设计逆变单元以及逆变单元中逆变子单元的数量,可以满足各种功率等级逆变器的设计要求;对于大功率逆变器来说,由于逆变子单元的功率等级可以做得相对较低,对元器件的要求也相应降低,散热方案更容易实现。
为了更清楚地描述本申请提供的多路直流输入的光伏逆变器实施例。下面以两个逆变单元,每个逆变单元具有两个逆变子单元为例来描述。
请参见图2,为本申请提供的多路直流输入的光伏逆变器实施例一示意图。
如图2所示,本申请实施例一提供的光伏逆变器包括两个逆变单元,分别为第一逆变单元100和第二逆变单元200,第一逆变单元100的直流输入端通过直流开关K1连接对应的光伏组串DC1,第二逆变单元200的直流输入端通过直流开关K2连接对应的光伏组串DC2,第一逆变单元100的交流输出端和第二逆变单元200的交流输出端均连接汇流母排,汇流母排将第一逆变单元100和第二逆变单元200的交流输出电流汇集后提供给交流电网AC或负载。
第一逆变单元100包括逆变子单元11、逆变子单元12、交流开关K11、交流开关K12,逆变子单元11和逆变子单元12的直流侧电性并联,逆变子单元11的交流侧通过交流开关K11与第一逆变单元100的交流输出端相连,逆变子单元12的交流侧通过交流开关K12与第一逆变单元100的交流输出端相连。
第二逆变单元200包括逆变子单元21、逆变子单元22、交流开关K21、交流开关K22,逆变子单元21和逆变子单元22的直流侧电性并联,逆变子单元21的交流侧通过交流开关K21与第二逆变单元200的交流输出端相连,逆变子单元22的交流侧通过交流开关K22与第二逆变单元200的交流输出端相连。
实际应用中,本申请实施例的交流开关可以设置在逆变子单元的内部;也可以做为独立的部件,设置在逆变子单元的外部。
本申请实施例的交流开关若为实体的部件,可以为接触器、继电器、半导体开关等具有开通和关断控制功能的器件。
需要说明的是,交流开关不一定要为实体的部件,逆变子单元具有能够与所属的逆变单元的交流输出端连通或断开的功能即可,例如在需要逆变子单元与所属的逆变单元的交流输出端连通或断开时,控制逆变子单元开机或关机的指令等。
请参阅图3,为本申请提供的多路直流输入的光伏逆变器实施例二示意图。
相对于实施例一,实施例二的第一逆变单元100和第二逆变单元200为相同功率容量的逆变单元。
采用相同功率容量的逆变单元,使得各逆变单元的通用性高,升级容易,通过并联一定数量的逆变单元就可以实现大功率逆变模块的要求,不需要单独开发,降低了开发成本。
进一步地,各逆变单元可分别设计相同数量的逆变子单元,例如逆变单元均具有两个逆变子单元,如此以来,逆变子单元的功率容量也是相同的,使得各逆变子单元的通用性高,升级容易,通过并联一定数量的逆变子单元就可以实现大功率逆变模块的要求,不需要单独开发,降低了开发成本。
各逆变子单元的功率容量相同,各逆变子单元可以采用相同功率等级的电路,通用性高,升级容易,通过并联一定数量的逆变单元就可以实现大功率逆变模块的要求,不需要单独开发,降低了开发成本。
进一步地,每个逆变单元中各逆变子单元采用同一组控制信号。请参阅图3,第一逆变单元100的各逆变子单元采用第一控制信号,第二逆变单元200的各逆变子单元采用第二控制信号,如此这样,每个逆变单元中各逆变子单元可以采用同一组控制信号,光伏逆变器的控制系统更加简单,容易实现。
请参阅图4和图5,为本申请提供的多路直流输入的光伏逆变器实施例三示意图。
相对于实施例三的光伏逆变器采用相同功率容量的逆变单元,且各逆变单元具有相同数量的逆变子单元的情况下,各逆变单元对应的光伏组串之间可以通过直流侧开关连接;请参阅图4,光伏组串DC1和DC2之间通过直流侧开关K连接。
请参阅图5,光伏组串DC1和DC2之间还可以通过母排110短接。
通过母排短接或通过直流侧开关将各逆变单元对应的光伏组串连接在一起,可以使得逆变单元与光伏组串的功率配置更加灵活。
直流侧开关K可以为断路器、接触器、隔离负荷开关、刀开关、隔离开关、继电器等具有连通或断开的器件。
进一步地,请参阅图4和图5,光伏逆变器的所有逆变子单元可以采用同一组控制信号或一个控制总线,光伏逆变器的控制系统更加简单,容易实现。
需要说明的是,本申请提供的实施例中,控制信号可以由单独设置的控制单元发送,也可以由某一台作为主机的逆变子单元发送,本申请提供的实施例并不限定发送控制信号的控制单元为具体的实体装置或独立装置。
需要说明的是,在本申请提供的实施例中,光伏逆变器的各逆变子单元的输出可以单相或三相,实际应用中可以灵活配置。
此外,在本申请提供的实施例中,光伏逆变器的各逆变子单元可以采用单级系统,例如逆变子单元包括DC-AC逆变电路,在这种情况下,各逆变子单元的最大功率跟踪控制器既可以单独设置,也可以集成在DC-AC逆变电路中。
或者,光伏逆变器的各逆变子单元可以采用多级系统,例如逆变子单元包括DC-DC升压电路和DC-AC逆变电路,DC-DC升压电路和DC-AC逆变电路依次连接在逆变子单元的直流侧和交流侧之间,在这种情况下,各逆变子单元的最大功率跟踪控制器既可以单独设置,也可以集成在DC-DC逆变电路中。
以上所述,仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本申请技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种多路直流输入的光伏逆变器,其特征在于,所述光伏逆变器包括多个逆变单元,所述多个逆变单元的直流输入端分别通过直流开关与各自对应的光伏组串相连,所述多个逆变单元的交流输出端均与汇流母排相连,所述汇流母排将各逆变单元的交流输出电流汇流后提供给交流电网或负载;
每个逆变单元包括多个逆变子单元以及与所述多个逆变子单元一一对应的多个交流开关,每个逆变单元的多个逆变子单元的直流侧并联,每个逆变单元的多个逆变子单元的交流侧分别通过交流开关与该逆变单元的交流输出端相连;
或者,
每个逆变单元包括多个逆变子单元,每个逆变单元的多个逆变子单元的直流侧并联,每个逆变单元的多个逆变子单元的交流侧与该逆变单元的交流输出端相连,每个逆变单元的多个逆变子单元具有能够与该逆变单元的交流输出端连通或断开的功能或部件。
2.根据权利要求1所述的一种多路直流输入的光伏逆变器,其特征在于,所述多个逆变单元为相同功率容量的逆变单元。
3.根据权利要求2所述的一种多路直流输入的光伏逆变器,其特征在于,各逆变单元具有相同数量的逆变子单元。
4.根据权利要求3所述的一种多路直流输入的光伏逆变器,其特征在于,各逆变单元对应的光伏组串之间通过母排短接或者通过直流侧开关连接。
5.根据权利要求3所述的一种多路直流输入的光伏逆变器,其特征在于,每个逆变单元中各逆变子单元采用同一组控制信号。
6.根据权利要求4所述的一种多路直流输入的光伏逆变器,其特征在于,所述光伏逆变器的所有逆变子单元采用同一组控制信号。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种多路直流输入的光伏逆变器,其特征在于,所述逆变子单元的输出为单相或三相。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的一种多路直流输入的光伏逆变器,其特征在于,所述逆变子单元包括DC-AC逆变电路,或者,所述逆变子单元包括依次连接的DC-DC升压电路和DC-AC逆变电路。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的一种多路直流输入的光伏逆变器,其特征在于,所述直流开关为断路器、接触器、隔离负荷开关、刀开关、隔离开关、继电器中任一种。
10.根据权利要求8所述的一种多路直流输入的光伏逆变器,其特征在于,所述逆变子单元还包括最大功率跟踪控制器。
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