CN204089729U - 一种光伏逆变器及光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光伏逆变器及光伏发电系统，光伏逆变器包括：光伏逆变器主体、直流电力线载波通信收发装置和交流电力线载波通信收发装置；直流电力线载波通信收发装置的第二端与光伏逆变器主体的第一端相连，直流电力线载波通信收发装置的第一端作为光伏逆变器主体的直流输入端；交流电力线载波通信收发装置的第一端与光伏逆变器主体的第二端相连，交流电力线载波通信收发装置的第二端作为所述光伏逆变器主体的交流输出端；光伏逆变器主体用于将光伏电池产生的直流电转换为交流电。本实用新型提供的光伏逆变器无需额外引出通信线，从而降低了通信成本，且无需考虑无线信号遮挡问题，从而提高了通信的可靠性。

Description

一种光伏逆变器及光伏发电系统

技术领域

本申请涉及光伏领域，特别涉及一种光伏逆变器及光伏发电系统。

背景技术

在光伏发电系统中，光伏逆变器是将光伏电池产生的直流电转换为交流电的电能变换装置。光伏逆变器通过通信与其它设备、上位机之间进行数据(如光伏发电系统的运行状态数据、电力调度指令)交互。

光伏逆变器常用的通信方式有2种：有线通信和无线通信。其中，有线通信需要额外的通信线路，成本较高；无线通信的无线信号容易被遮挡，导致可靠性较低。

可见，目前的光伏逆变器存在通信成本高、可靠性低的缺点。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种光伏逆变器及光伏发电系统，以达到降低通信成本，提高通信的可靠性的目的，技术方案如下：

一种光伏逆变器，包括：光伏逆变器主体、直流电力线载波通信收发装置和交流电力线载波通信收发装置；

所述直流电力线载波通信收发装置的第二端与所述光伏逆变器主体的第一端相连，所述直流电力线载波通信收发装置的第一端作为所述光伏逆变器主体的直流输入端；

所述交流电力线载波通信收发装置的第一端与所述光伏逆变器主体的第二端相连，所述交流电力线载波通信收发装置的第二端作为所述光伏逆变器主体的交流输出端；

所述光伏逆变器主体用于将光伏电池产生的直流电转换为交流电。

优选的，所述光伏逆变器主体包括：

两电平光伏逆变器主体或三电平光伏逆变器主体。

优选的，所述直流电力线载波通信收发装置包括：

用于接收与所述光伏逆变器主体相连的直流电力线的外部载波信号的一套直流电力线载波信号接收电路；

用于发送所述光伏逆变器主体的载波信号值与所述光伏逆变器主体相连的直流电力线上的一套直流电力线载波信号发送电路。

优选的，所述交流电力线载波通信收发装置包括：

用于接收与所述光伏逆变器主体相连的交流电力线的外部载波信号的一套交流电力线载波信号接收电路；

用于发送所述光伏逆变器主体的载波信号至与所述光伏逆变器主体相连的交流电力线上的一套交流电力线载波信号发送电路。

一种光伏发电系统，包括：多个所述光伏逆变器、第一直流电力线载波通信收发装置和直流输出装置，所述第一直流电力线载波通信收发装置与所述直流输出装置的个数相同，其中：

每个直流输出装置分别连接一个第一直流电力线载波通信收发装置；

每个所述光伏逆变器的直流电力线载波通信收发装置分别与一个或多个所述第一直流电力线载波通信收发装置相连；

每个所述光伏逆变器的交流电力线载波通信收发装置分别与交流电网相连。

优选的，所述直流输出装置包括：

一个光伏组件。

优选的，所述直流输出装置包括：

多个光伏组件；

其中，多个光伏组件串联或多个光伏组件并联。

优选的，所述直流输出装置包括：

组件级直流变换器。

优选的，所述直流输出装置包括：

组串级直流变换器。

优选的，所述直流输出装置包括：

阵列级直流变换器。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本实用新型中，直流电力线载波通信收发装置的第二端与光伏逆变器主体的第一端相连，直流电力线载波通信收发装置的第一端作为光伏逆变器主体的直流输入端即直流电力线载波通信收发装置与光伏逆变器的直流电力线相连，直流电力线载波通信收发装置通过向直流电力线发送载波信号和接收直流电力线上的外部载波信号，实现光伏逆变器与外部的通信；交流电力线载波通信收发装置的第一端与光伏逆变器主体的第二端相连，交流电力线载波通信收发装置的第二端作为光伏逆变器主体的交流输出端即交流电力线载波通信收发装置与光伏逆变器的交流电力线相连，交流电力线载波通信收发装置通过向交流电力线发送载波信号和接收交流电力线上的外部载波信号，实现光伏逆变器与外部的通信。

由于直流电力线载波通信收发装置和交流电力线载波通信收发装置是以光伏逆变器的电力线为载体实现与外部的通信，因此本实用新型提供的光伏逆变器无需额外引出通信线，从而降低了通信成本，且无需考虑无线信号遮挡问题，从而提高了通信的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅+仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的光伏逆变器的一种结构示意图；

图2是本实用新型提供的光伏发电系统的一种结构示意图；

图3是本实用新型提供的光伏发电系统的另一种结构示意图；

图4是本实用新型提供的光伏逆变器的一种应用示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

在本实施例中，示出了本实用新型提供的光伏逆变器，请参见图1，图1示出了本实用新型提供的光伏逆变器的一种结构示意图，光伏逆变器包括：光伏逆变器主体11、直流电力线载波通信收发装置12和交流电力线载波通信收发装置13。

在本实用新型中，直流电力线载波通信收发装置12与光伏逆变器主体11的直流电力线14相连。具体的，直流电力线载波通信收发装置12的第二端与光伏逆变器主体11的第一端相连，直流电力线载波通信收发装置12的第一端作为光伏逆变器主体11的直流输入端。

交流电力线载波通信收发装置13与光伏逆变器主体11的交流电力线15相连，具体的，交流电力线载波通信收发装置13的第一端与光伏逆变器主体11的第二端相连，交流电力线载波通信收发装置13的第二端作为光伏逆变器主体11的交流输出端。

在本实用新型中，光伏逆变器主体11用于将光伏电池产生的直流电转换为交流电。

直流电力线载波通信收发装置12接入与光伏逆变器主体11的直流电力线14，实现与光伏逆变器主体11的直流电力线14相连。交流电力线载波通信收发装置13接入与光伏逆变器主体11的交流电力线15，实现与光伏逆变器主体11的交流电力线15相连。在本实施中，并不对直流电力线载波通信收发装置12的接入方式和交流电力线载波通信收发装置12的接入方式进行限定，只要能够实现接入即可。

需要说明的是，图1示出的交流电力线载波通信收发装置13与交流电力线15相连为示意图，在实际应用中，交流电力线载波通信收发装置13与三根交流电力线15中的任意两根交流电力线15相连。

在本实用新型中，直流电力线载波通信收发装置12包括一套直流电力线载波信号接收电路和一套直流电力线载波信号发送电路。直流电力线载波信号接收电路用于接收与光伏逆变器主体11相连的直流电力线的外部载波信号，直流电力线载波信号发送电路用于发送光伏逆变器主体11的载波信号至与光伏逆变器主体11相连的直流电力线上。

直流电力线载波通信为现有技术，直流电力线载波通信收发装置12为利用现有的直流电力线载波通信技术而实现的装置。直流电力线载波通信收发装置12的具体实现可以但不局限于参见公开/公告号为CN101359933的DC线载波通信器。

在本实用新型中，交流电力线载波通信收发装置13包括一套交流电力线载波信号接收电路和一套交流电力线载波信号发送电路。交流电力线载波信号接收电路用于接收与光伏逆变器主体11相连的交流电力线的外部载波信号，交流电力线载波信号发送电路用于发送光伏逆变器主体11的载波信号至与光伏逆变器主体11相连的交流电力线上。

交流电力线载波通信收发装置13的具体实现可以但不局限于参见2005年发表，名称为电力线载波通信技术的论文、2010年发表，名称为低压电力线载波通信技术研究进展的论文和2006年发表，名称为低压电力线载波通信技术研究与应用的论文。

本实用新型提供的光伏逆变器在应用到电力系统中时，由于本实用新型提供的光伏逆变器与外部通信采用电力线作为载体，因此可以通过电力线载波通信辅助判断电力系统的一些故障，例如，交流电力线载波通信收发装置13与外部通信发生中断，可以作为逆变器孤岛的一个判断依据；直流电力线载波通信收发装置12与多个直流电源(如多个光伏组件)相连时，可以通过直流电力线载波通信判断直流电源的开路故障。

在本实用新型中，光伏逆变器主体11可以但不局限于为两电平光伏逆变器主体、三电平光伏逆变器主体、五电平光伏逆变器主体或七电平光伏逆变器主体。

在本实用新型中，直流电力线载波通信收发装置的第二端与光伏逆变器主体的第一端相连，直流电力线载波通信收发装置的第一端作为光伏逆变器主体的直流输入端即直流电力线载波通信收发装置与光伏逆变器的直流电力线相连，直流电力线载波通信收发装置通过向直流电力线发送载波信号和接收直流电力线上的外部载波信号，实现光伏逆变器与外部的通信；交流电力线载波通信收发装置的第一端与光伏逆变器主体的第二端相连，交流电力线载波通信收发装置的第二端作为光伏逆变器主体的交流输出端即交流电力线载波通信收发装置与光伏逆变器的交流电力线相连，交流电力线载波通信收发装置通过向交流电力线发送载波信号和接收交流电力线上的外部载波信号，实现光伏逆变器与外部的通信。

由于直流电力线载波通信收发装置和交流电力线载波通信收发装置是以光伏逆变器的电力线为载体实现与外部的通信，因此无需从光伏逆变器中额外引出通信线，从而降低了通信成本，且无需考虑无线信号遮挡问题，从而提高了通信的可靠性。

实施例二

在本实施例中，示出了本实用新型提供的光伏发电系统，请参见图2，其示出了本实用新型提供的光伏发电系统的一种结构示意图，光伏发电系统包括：多个光伏逆变器21、第一直流电力线载波通信收发装置22和直流输出装置23，其中，第一直流电力线载波通信收发装置22的个数和直流输出装置23的个数相同。

在本实施例中，光伏逆变器21的具体结构请参见实施例一示出的光伏逆变器，在此不再赘述。

每个直流输出装置23分别连接一个第一直流电力线载波通信收发装置22。

在本实施例中，每个光伏逆变器21分别连接一个或多个直流输出装置23，具体的，每个光伏逆变器21的直流电力线载波通信收发装置12分别与一个或多个第一直流电力线载波通信收发装置22相连，从而实现光伏逆变器21与直流输出装置23相连。

每个直流输出装置23分别连接一个第一直流电力线载波通信收发装置22。直流输出装置23的个数和第一直流电力线载波通信收发装置22的个数相同。

每个所述光伏逆变器21的交流电力线载波通信收发装置13分别与交流电网相连。

光伏逆变器21通过直流电力线载波通信收发装置12和第一直流电力线载波通信收发装置22与直流输出装置23进行通信。

光伏逆变器21之间通过各自的交流电力线载波通信收发装置13进行通信，具体的，光伏逆变器21通过交流电力线载波通信收发装置13发送载波信号至交流电网，与交流电网相连的其他光伏逆变器21的交流电力线载波通信收发装置13从交流电网中的交流电力线上接收到相应的载波信号，从而实现互相通信。

当然，光伏逆变器21同样是通过交流电力线载波通信收发装置13与交流电网进行通信。

在本实施例中，直流输出装置23可以但不局限于为一个光伏组件。

直流输出装置23可以但不局限于为多个光伏组件。直流输出装置23在为多个光伏组件时，多个光伏组件串联或多个光伏组件并联。

直流输出装置23可以但不局限于为组件级直流变换器、组串级直流变换器或阵列级直流变换器。

组件级直流变换器具体可以为功率优化器，组串级直流变换器具体可以为BOOST电路。

在本实用新型中，组件级直流变换器即一个光伏组件和该光伏组件对应的直流变换器组成的整体。

组串级直流变换器即一个组串和该组串对应的直流变换器组成的整体；或，多个组串并联后的整体和多个组串并联后的整体对应的一个直流变换器组成的整体。其中，组串即多个光伏组件串联组成的整体。

阵列级直流变换器即一个光伏系统和该光伏系统对应的直流变换器组成的整体，其中，该光伏系统包括组件、组串、多个组串并联后的整体。

需要说明的是，图2示出的光伏发电系统的结构示意图针对的是光伏逆变器21连接多个直流输出装置23的情况，针对光伏逆变器21连接一个直流输出装置23的结构示意图，请参见图3，图3示出了本实用新型提供的光伏发电系统的另一种结构示意图。

还需要说明的是，图2和图3为简化示意图，图2和图3中与第一直流电力线载波通信收发装置22相连的连线、与直流电力线载波通信收发装置12相连的连线和与交流电力线载波通信收发装置13相连的连线在实际应用中并非一根连线，具体的，图2和图3示出的三相系统中第一直流电力线载波通信收发装置22相连的连线、与直流电力线载波通信收发装置12相连的连线和与交流电力线载波通信收发装置13相连的连线的情况，与第一直流电力线载波通信收发装置22相连的为两根直流电力线，与直流电力线载波通信收发装置12相连的为两根直流电力线，与交流电力线载波通信收发装置13相连的为三根交流电力线中的任意两根交流电力线。

当然，在光伏逆变器主体11的第二端除了连接三根交流电力线之外，若还连接有中线，则与交流电力线载波通信收发装置13相连的可以为三根交流电力线中的任意两个交流电力线或与交流电力线载波通信收发装置13相连的可以为三根交流电力线中的任意一根交流电力线和中线。

在光伏逆变器主体11的第二端除了连接三根交流电力线之外，若还连接有地线，则与交流电力线载波通信收发装置13相连的可以为三根交流电力线中的任意两个交流电力线或与交流电力线载波通信收发装置13相连的可以为三根交流电力线中的任意一根交流电力线和地线。

在光伏逆变器主体11的第二端除了连接三根交流电力线之外，若还连接有中线和地线，则与交流电力线载波通信收发装置13相连的可以为三根交流电力线中的任意两个交流电力线；或，与交流电力线载波通信收发装置13相连的可以为三根交流电力线中的任意一根交流电力线和地线；或，与交流电力线载波通信收发装置13相连的可以为三根交流电力线中的任意一根交流电力线和中线。

在本实用新型中，光伏逆变器21可以作为直流微网和交流电网的接口装置，以实现直流微网和交流电网之间的电能变换和能力流动。如图4所示，图4示出的是本实用新型提供的光伏逆变器的一种应用示意图。

如图4所示，直流电力线载波通信收发装置12通过直流电力线，与直流微网建立通信，用于与直流微网管理系统交互数据，并接收直流微网管理系统的电能调度指令；交流电力线载波通信收发装置13通过交流电力线，与交流电网建立通信，用于与交流电网调度系统进行数据交互，并接收交流电网调度系统的电能调度指令。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种光伏逆变器及光伏发电系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种光伏逆变器，其特征在于，包括：光伏逆变器主体、直流电力线载波通信收发装置和交流电力线载波通信收发装置；

所述直流电力线载波通信收发装置的第二端与所述光伏逆变器主体的第一端相连，所述直流电力线载波通信收发装置的第一端作为所述光伏逆变器主体的直流输入端；

所述交流电力线载波通信收发装置的第一端与所述光伏逆变器主体的第二端相连，所述交流电力线载波通信收发装置的第二端作为所述光伏逆变器主体的交流输出端；

所述光伏逆变器主体用于将光伏电池产生的直流电转换为交流电。

2.根据权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器主体包括：

两电平光伏逆变器主体或三电平光伏逆变器主体。

3.根据权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于，所述直流电力线载波通信收发装置包括：

用于接收与所述光伏逆变器主体相连的直流电力线的外部载波信号的一套直流电力线载波信号接收电路；

用于发送所述光伏逆变器主体的载波信号值与所述光伏逆变器主体相连的直流电力线上的一套直流电力线载波信号发送电路。

4.根据权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于，所述交流电力线载波通信收发装置包括：

用于接收与所述光伏逆变器主体相连的交流电力线的外部载波信号的一套交流电力线载波信号接收电路；

用于发送所述光伏逆变器主体的载波信号至与所述光伏逆变器主体相连的交流电力线上的一套交流电力线载波信号发送电路。

5.一种光伏发电系统，其特征在于，包括：多个所述光伏逆变器、第一直流电力线载波通信收发装置和直流输出装置，所述第一直流电力线载波通信收发装置与所述直流输出装置的个数相同，其中：

每个直流输出装置分别连接一个第一直流电力线载波通信收发装置；

每个所述光伏逆变器的直流电力线载波通信收发装置分别与一个或多个所述第一直流电力线载波通信收发装置相连；

每个所述光伏逆变器的交流电力线载波通信收发装置分别与交流电网相连。

6.根据权利要求5所述的光伏发电系统，其特征在于，所述直流输出装置包括：

一个光伏组件。

7.根据权利要求5所述的光伏发电系统，其特征在于，所述直流输出装置包括：

多个光伏组件；

其中，多个光伏组件串联或多个光伏组件并联。

8.根据权利要求5所述的光伏发电系统，其特征在于，所述直流输出装置包括：

组件级直流变换器。

9.根据权利要求5所述的光伏发电系统，其特征在于，所述直流输出装置包括：

组串级直流变换器。

10.根据权利要求5所述的光伏发电系统，其特征在于，所述直流输出装置包括：

阵列级直流变换器。