CN204304871U - 大型光伏电站预组装式分站房及光伏电站 - Google Patents

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王振中
胡益
闫飞朝
王沁
陆岚炯
洪熊祥
林涛
方军
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Abstract

本实用新型公开了一种光伏电站预组装式分站房，该分站房包括直流汇线柜、保护装置、逆变桥臂、滤波器、变压室和高压室，此外还包括二级系统。直流汇线柜设有一输入端，用于与光伏阵列的输出端进行电连接；逆变桥臂设置于直流汇线柜与变压室之间；高压室位于变压室的下游；保护装置位于直流汇线柜和逆变桥臂之间；并且在逆变桥臂和变压室之间设有滤波器。本实用新型设备集成化程度高，投资成本低，设备安装方便，调试简单，具有较好的应用和推广前景。本实用新型还提供了一种光伏电站。

Description

大型光伏电站预组装式分站房及光伏电站
技术领域
本实用新型属于光伏电站领域，具体地，涉及一种大型光伏电站预组装式分站房。
背景技术
地面光伏发电系统通常是由光伏阵列、汇流箱、逆变器、箱式变电站和升压站五部分组成。此系统应用于大型光伏发电系统缺陷明显，比如汇流箱问题：100MW规模的光伏项目需配置汇流箱1200多个，如此大量的汇流箱分散布置在2000多亩的场地，造成汇流箱的安装和调试难度很大；而且长期在水塘中的汇流箱绝缘性较差。
此外，每台逆变器和箱式变电站为一组布置在每一方阵，调试过程复杂，许多电气信号的检测量重复，而且采用油式变压器容易发生渗油事故；监控测量装置采用单片机技术，其主控板受到布局结构、制版工艺和器件质量等因素的影响明显，抗干扰能力差，不易扩展，事故率较高，对周围环境依赖性强，开发周期长；再者目前调试人员必须在设备内部对逆变器进行调试，威胁人员的人身安全。
由于原有的系统存在较多缺陷，且难以适应南方地区水产养殖与光伏发电相结合的“渔光互补”项目，因此原有小容量的太阳能光伏发电系统已经成为制约光伏电站向智能化、模块化发展的瓶颈。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种设备集成化程度高，投资少，安装方便，调试简单的预组装式光伏电站分站房。
本实用新型的第一方面提供了一种光伏电站预组装式分站房，该分站房包括：直流汇线柜、保护装置、逆变桥臂、滤波器、变压室和高压室；其中，
直流汇线柜设有一输入端，用于与光伏阵列的输出端进行电连接；
逆变桥臂设置于直流汇线柜与变压室之间；
高压室位于变压室的下游；
保护装置位于直流汇线柜和逆变桥臂之间；
并且在逆变桥臂和变压室之间设有滤波器。
在另一优选例中，所述直流汇线柜的输入端与分站房外面的光伏电站中的光伏阵列电连接。
在另一优选例中，所述的直流汇线柜、保护装置、逆变桥臂、滤波器、变压室和高压室之间为电连接。
在另一优选例中，所述的直流汇线柜用于将光伏组件电流合并后汇总。
在另一优选例中，所述的保护装置用于当预组装式分站房的元件出现故障时，能够及时发出报警信号或者直接断路器跳闸从而使故障元件从系统中脱离。
在另一优选例中，所述的逆变桥臂用于将直流电转化成工频交流电。
在另一优选例中，所述的滤波器用于滤除开关动作产生的高频。
在另一优选例中，所述的变压室用于输电的电压从低压调至高压。
在另一优选例中，所述的高压室就是电源侧，常见的为10kV或35kV进线。
在另一优选例中，所述的分站房还包括二次系统，所述二次系统用于对主电路的控制、检测、测量和保护。
在另一优选例中，所述的二次系统包括自动装置、远动和通信装置等，其中MPPT控制单元包涵在内。
在另一优选例中，所述二次系统与保护装置通过电压、电流互感器连接。
在另一优选例中，所述二次系统均是通过互感器采集直流侧和交流侧的信号。
在另一优选例中，所述二次系统通过电压、电流互感器采集滤波器滤波后的交流量，从而实现交流输出侧电压、电流量的检测。
在另一优选例中，所述滤波器与二次系统由电压、电流互感器连接。
在另一优选例中，所述的二次系统中MPPT控制单元是通过PWM发出的脉冲驱动信号实现逆变桥臂的最大功率点跟踪。
在另一优选例中，所述的保护装置和/或二次系统与微机连接，所述微机用于监测和控制所述的保护装置和/或二次系统的运作。
在另一优选例中，所述变压器室是干式变压。
在另一优选例中，所述分站房还包括熔断器室，所述的熔断器室设置于高 压室的下游。
在另一优选例中，所述的熔断器位于高压室的下游。
在另一优选例中，高压室输出端的电网电压和频率都是通过互感器被二次系统检测。
本实用新型的第二方面提供了一种光伏电站，该光伏电站包括如本实用新型第一方面所述的预组装式分站房。
应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1 显示了现有的光伏发电系统构成图。
图2 显示了本实用新型的光伏发电系统的构成图。
图3 显示了本实用新型的光伏电站预组装式分站房的流程图。
图4 显示了本实用新型的光伏电站预组装式分站房外部结构图(a)；
其中，①直流汇线柜，②保护装置，③二次系统，④滤波器，⑤逆变桥臂，⑥变压室，⑦熔断器室，⑧高压室。
图5 显示了本实用新型的光伏电站预组装式分站房外部结构图(b)。
具体实施方式
本实用新型研究人经过长期广泛而深入的研究，通过对光伏阵列和电站的大量对比调试，首次发现光伏电站预组装式分站房设备集成化程度高，设备投资小，而且安装方便，调试简单，调试人员在系统外部工作，保证了其人身安全。在此基础上完成了本实用新型。
术语
汇流箱：汇流箱主要作用就是把光伏阵列的输入进行一级汇流，用来减少光伏阵列接入到逆变器的连线，同时提供防雷功能，检测光伏板的运行状态、直流量状态采集及断路器状态等。
逆变器：逆变器是通过电力电子器件(MOSFET、IGBT等)连接电阻电容，以脉冲宽度调制的方式控制器件的通断，把汇流箱传输来的直流电转变成交流电，同时完成光伏组件的最大功率点跟踪(MPPT)，保证智能控制及反孤岛效应等。
箱式变电站：箱式变电站是由高压开关设备、电力变压器、低压开关设备、电能计量设备、无功补偿设备、辅助设备和联接件等元件组成的成套变电设备。这些元件在工厂内被预先组装在一个或几个箱体内，用来向系统输送电能。
为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。应理解，本实用新型并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本实用新型，各技术术语可以基于本实用新型的精神实质来作最宽泛的理解。
参见图3，本实用新型的一个实施例，显示了本实用新型所述的光伏电站预组装式分站房，其主要组成包括直流汇线柜、保护装置、逆变桥臂、滤波器、变压室和高压室。各部分之间直接用铜排连接。其工作原理是光伏阵列产生的直流电经过直流汇线柜汇流后，通过逆变桥臂中的DC/DC变换器转换成适应于直流逆变形式的电压，同时实现对光伏阵列的最大功率点跟踪。逆变桥臂后一级的DC/AC环节将直流电转换成交流电，其输出经过滤波器后送入变压室。系统变压采用干式变压，将低压(如315V)升压至31kV。高压室通过电缆与升压站连接，将来自变压室的电流送至升压站，从而完成整个系统的汇流、逆变和升压功能。二次系统采用微机控制原理，通过电压、电流互感器对主电路进行控制、检测、测量和保护。
参见图4，本实用新型的另一个实施例，显示了预组装式分站房外部结构的布置。预组装式分站房的每部分均可在外部打开，调试人员可以在系统外部工作，保证其人身安全。本实用新型在外部设置排气口，防止系统工作时高温报警或跳闸。
参见图5，本实用新型的另一个实施例，显示了预组装式分站房外部结构的另一视图。本实用新型的系统带电部分与水平面保证一定间距，同时也考虑了梅雨季节时防潮、防湿，具有较好的安全性能。
效果
(1)本实用新型的技术方案设备集成化程度高，节省了设备投资；设备安装方便，调试简单化；
(2)光伏串列连接于直流汇线柜的一端，施工简单，而且省去汇流箱，节省了直流电缆和交流电缆，从而减少了线路损耗；节省了桥架。同时，解决了水对电气设备绝缘破坏问题；
(3)本技术方案把逆变器与箱式变电站集成一体，取消了原有的保护测量装置，系统无需额外加配电柜和通讯柜；
(4)保护测控一体化装置采用微机控制技术，抗干扰能力强；
(5)干式变压解决了事故漏油的威胁，光伏产业真正实现“渔光互补”；
(6)施工人员在系统外部工作，无需在光伏阵列中进行安装、调试，保证了其人身安全。
在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种光伏电站预组装式分站房，其特征在于，所述分站房包括：直流汇线柜、保护装置、逆变桥臂、滤波器、变压室和高压室；其中，
所述直流汇线柜设有一输入端，用于与光伏阵列的输出端进行电连接；
所述的逆变桥臂设置于所述直流汇线柜与所述变压室之间；
所述的高压室位于所述变压室的下游；
所述的保护装置位于所述直流汇线柜和逆变桥臂之间；
并且在所述逆变桥臂和所述变压室之间设有滤波器。
2.如权利要求1所述的光伏电站预组装式分站房，其特征在于，所述直流汇线柜的输入端与分站房外面的光伏电站中的光伏阵列电连接。
3.如权利要求1所述的光伏电站预组装式分站房，其特征在于，所述分站房还包括二次系统，所述二次系统用于对主电路的控制、检测、测量和保护。
4.如权利要求1所述的光伏电站预组装式分站房，其特征在于，所述变压器室是干式变压。
5.如权利要求1所述的光伏电站预组装式分站房，其特征在于，所述分站房还包括熔断器室，所述的熔断器室设置于高压室的下游。
6.如权利要求1所述的光伏电站预组装式分站房，其特征在于，高压室输出端的电网电压和频率都是通过互感器被二次系统检测。
7.一种光伏电站，所述光伏电站包括如权利要求1所述的光伏电站预组装式分站房。
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