CN203968055U - 一种模块化、集中式的光伏发电接口装置 - Google Patents

一种模块化、集中式的光伏发电接口装置 Download PDF

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郭小进
郑秀玉
王盼
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Abstract

一种模块化、集中式的光伏发电接口装置，包括光伏模块、直流母线、逆变器模块、人机接口模块、主配电断路器、负荷断路器以及蓄电池充放电模块，光伏模块的一端与太阳能电池板相连、另一端接在直流母线上；逆变器模块的一端连接在直流母线上、另一端分别与主配电断路器、负荷断路器连接；蓄电池充放电模块连接在直流母线上；光伏模块、蓄电池充放电模块、逆变器模块、主配电断路器、负荷断路器均通过CAN总线或RS485串口与人机接口模块通讯连接，人机接口模块上设有用于与显示触摸屏连接的显示屏接口。逆变器模块设置有纯有功输出逆变器、无功补偿逆变器、有源滤波逆变器。整个接口装置结构简洁、界面清晰、维护便捷、扩容快速、利用率高。

Description

一种模块化、集中式的光伏发电接口装置
技术领域
本实用新型属于新能源电力特别是光伏发电领域，具体涉及一种模块化、集中式的光伏发电接口装置。
背景技术
太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，越来越广泛的应用于人们的生产和生活之中。其中太阳能光伏发电技术因其安装灵活、应用简单等优势，加之技术日益成熟、成本逐渐降低，已成为国家大力推行和发展的发电项目之一。而目前，市场上大多数光伏发电设备结构较零散，其汇流箱、控制器、逆变器、蓄电池等都是各自分开的，各部件信息单独显示，彼此之间通过线缆相连接，造成整个光伏发电系统结构繁杂、体积较大。同时传统光伏发电设备大多仅能在白天且阳光较充足的天气情况下正常工作，而夜晚则处于停机状态，设备利用率低。其功能也较单一，多数设备仅输出有功功率。与此同时传统光伏发电设备一旦构成，容量即固定，扩展也比较麻烦。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有光伏发电设备存在的上述不足，提供一种模块化、集中式的光伏发电接口装置，整个装置结构简洁、界面清晰、维护便捷、扩容快速、利用率高。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种模块化、集中式的光伏发电接口装置，它包括光伏模块、直流母线、逆变器模块、人机接口模块、主配电断路器、负荷断路器以及蓄电池充放电模块，所述光伏模块的一端与太阳能电池板相连、另一端接在直流母线上；所述逆变器模块的一端连接在直流母线上、用于将直流电转变为交流电输出，逆变器模块的另一端分别与主配电断路器、负荷断路器连接；所述蓄电池充放电模块连接在直流母线上；所述光伏模块、蓄电池充放电模块、逆变器模块、主配电断路器、负荷断路器均通过CAN总线或RS485串口与人机接口模块通讯连接。
按上述方案，所述光伏模块、逆变器模块以及蓄电池充放电模块均采用模块化插件结构，蓄电池充放电模块根据用户需求选配。
按上述方案，所述光伏模块、逆变器模块、蓄电池充放电模块的数量根据需求选定。
按上述方案，所述逆变器模块按工作模式不同设置有纯有功输出逆变器、无功补偿逆变器、有源滤波逆变器(根据用户需求选择性配置)。
本实用新型与现有技术相比，主要具有以下优点：
1、该光伏发电接口装置通过整合零散模块，高效利用空间，合理配置线路，整体结构简洁、界面清晰；
2、采用模块化插件结构，集成多模块于一体，容量扩展方便、更换维护快，各模块检测信息通过CAN总线或RS485串口送入人机接口模块进行集中监测、通过显示触摸屏统一显示，可靠性增强、也更利于用户分批投资；
3、通过不同逆变器设置光伏发电接口装置的多种工作模式：有功输出、无功补偿或有源滤波，通过多种工作模式的设置有效改善接入点电压，在夜间重负荷时间段，仍可提供无功出力，改善线路的电能质量，极大提高改光伏发电接口装置的利用率，更加适用于多种场合的光伏发电接口应用。
附图说明
图1为本实用新型模块化、集中式的光伏发电接口装置的原理示意框图；
图2为本实用新型模块化、集中式的光伏发电接口装置的安装结构示意图；
图3为本实用新型人机接口模块的工作原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
参照图1所示，本实用新型所述的模块化、集中式的光伏发电接口装置，它包括光伏模块、直流母线、逆变器模块、人机接口模块、主配电断路器、负荷断路器以及蓄电池充放电模块，所述光伏模块的一端与太阳能电池板相连、另一端接在直流母线上；所述逆变器模块的一端连接在直流母线上、用于将直流电转变为交流电输出，逆变器模块的另一端分别与主配电断路器、负荷断路器连接(主配电断路器与电网连接)；所述蓄电池充放电模块连接在直流母线上；所述光伏模块、蓄电池充放电模块、逆变器模块、主配电断路器、负荷断路器均通过CAN总线或RS485串口与人机接口模块通讯连接，所述人机接口模块上设有用于与显示触摸屏连接的显示屏接口。
参照图2所示，所述光伏模块、逆变器模块以及蓄电池充放电模块均采用模块化插件结构并设置在一个屏柜中。光伏模块、逆变器模块、蓄电池充放电模块的数量根据需求选定，方便扩容及更换维护；各模块相互独立、一体化结构，当几个模块同时工作时，为保证各模块同时均衡出力，通常采用串联电阻等方式，使每个模块上的电流电压均衡分配，使各模块平衡工作，增加可靠性。图2中显示的光伏发电接口装置输出为单相交流，同样可扩展到三相交流并网。蓄电池充放电模块根据客户需求选择性配备，蓄电池充放电模块连接在直流母线上，或根据具体应用需求分离安装。
所述逆变器模块按工作模式不同设置有纯有功输出逆变器、无功补偿逆变器、有源滤波逆变器，根据应用场合或用户需求切换不同逆变器匹配光伏发电接口装置不同的工作模式：a、纯有功输出逆变器自发自用余量；b、无功补偿逆变器对线路中的无功或谐波进行治理；c、有源滤波逆变器适用于线路末端的用户。通过切换不同逆变器改变设备工作方式，使其工作于单纯输出有功功率或者无功补偿、有源滤波等状态来补偿电能质量。
参照图3所示的人机接口模块工作原理图，人机接口模块为整个光伏发电接口装置的各模块监测提供人机接口，各模块检测信息通过CAN总线或RS485分别送入人机接口模块进行集中监测。一个人机接口模块可以监测多个光伏模块、逆变器模块以及蓄电池充放电模块，人机接口模块负责对直流母线、逆变器模块、主配电断路器的配电状态、负荷断路器的负荷状态进行监测，并与光伏模块进行通讯，之后将所有信息通过显示屏接口传送至显示触摸屏，用户通过显示触摸屏查看光伏发电接口装置的工作信息及状态。同时人机接口模块还对输出端的负载用电及并网进行监测。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种模块化、集中式的光伏发电接口装置，其特征在于：它包括光伏模块、直流母线、逆变器模块、人机接口模块、主配电断路器、负荷断路器以及蓄电池充放电模块，所述光伏模块的一端与太阳能电池板相连、另一端接在直流母线上；所述逆变器模块的一端连接在直流母线上、用于将直流电转变为交流电输出，逆变器模块的另一端分别与主配电断路器、负荷断路器连接；所述蓄电池充放电模块连接在直流母线上；所述光伏模块、蓄电池充放电模块、逆变器模块、主配电断路器、负荷断路器均通过CAN总线或RS485串口与人机接口模块通讯连接。
2.如权利要求1所述的模块化、集中式的光伏发电接口装置，其特征在于：所述光伏模块、逆变器模块以及蓄电池充放电模块均采用模块化插件结构。
3.如权利要求1所述的模块化、集中式的光伏发电接口装置，其特征在于：所述光伏模块、逆变器模块、蓄电池充放电模块的数量根据需求选定。
4.如权利要求1所述的模块化、集中式的光伏发电接口装置，其特征在于：所述逆变器模块按工作模式不同设置有纯有功输出逆变器、无功补偿逆变器、有源滤波逆变器。
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CN104038150A (zh) * 2014-06-27 2014-09-10 国家电网公司 一种模块化、集中式的光伏发电接口装置
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