CN206517369U - 一种光伏系统正负母线电压抬升电路 - Google Patents

一种光伏系统正负母线电压抬升电路 Download PDF

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Abstract

一种光伏系统正负母线电压抬升电路，是将一个或多个电池组件模块并联连接至后级的DC/AC逆变单元，各单个所述电池组件模块是由两个标准的光伏电池组件串联连接，即第一组光伏组件的输出负极与第二组光伏组件输出正极通过第一开关管和第二开关管相连，中性点通过漏电保护装置接地,另外第一组光伏组件的输出正极和第二组光伏组件的输出负极分别与后级的DC/AC逆变单元的输入正极和输入负极相连接；对于组串型级联型光伏并网逆变器，该正负母线电压抬升电路中的第一组光伏组件和第二组光伏组件串联的中性点与后级逆变器的中性点相连接，组串型级联型逆变器的前级升压电路采用该正负母线电压抬升电路代替；本实用新型电路使系统损耗将得以进一步降低，系统效率将进一步提高，且降低产品成本。

Description

一种光伏系统正负母线电压抬升电路
技术领域
本实用新型涉及光伏发电系统技术领域，具体涉及一种光伏系统正负母线电压抬升电路。
背景技术
随着光伏行业的不断发展，降低光伏发电成本是光伏发电平价上网的关键。在光伏发电系统中影响光伏发电效率及发电成本的关键设备有逆变器和变压器，行业内对逆变器采用了各种提升效率、将成本的技术革新方案，目前逆变器的效率及成本已经趋于稳定，基本没有什么上升的空间，而变压器由于其自身特性传输效率基本维持在98％。所以，从发电系统中的单个设备上考虑提升系统效率已经很难。
另外由于市场主流光伏组件的最高输出电压为1000V，为了提高光伏发电系统效率，现在1500V组件已经开始推广，可是其价格仍然较为可观，建站成本较高。受光伏组件输出电压限制，逆变器的母线电压无法提升，系统输出电压也被限制，所以整个发电系统电流较大，系统效率无法提升。
因此，光伏发电效率的进一步提升已成为光伏发电技术发展的瓶颈性问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的发电效率差的问题，本实用新型的目的在于提供一种光伏系统正负母线电压抬升电路，使系统损耗得以进一步降低，系统效率进一步提高，且降低产品成本。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种光伏系统正负母线电压抬升电路，该正负母线电压抬升电路是将一个或多个电池组件模块并联连接至后级的DC/AC逆变单元，各单个所述电池组件模块是由两个标准的光伏电池组件串联连接，即第一组光伏组件的输出负极与第二组光伏组件输出正极通过第一开关管K1和第二开关管K2相连，中性点通过漏电保护装置接地,另外第一组光伏组件的输出正极和第二组光伏组件的输出负极分别与后级的DC/AC逆变单元的输入正极和输入负极相连接；对于组串型级联型光伏并网逆变器，该正负母线电压抬升电路中的第一组光伏组件和第二组光伏组件串联的中性点与后级逆变器的中性点相连接，组串型级联型逆变器的前级升压电路采用该正负母线电压抬升电路代替。
对于接地点一致性较低的系统接地网络中，该正负母线电压抬升电路中的第一组光伏组件和第二组光伏组件串联的中性点与后级逆变器的中性点相连接，连接中性点的中性线在光伏组件侧接地或在DC/AC逆变侧接地，接地线中配有漏电保护装置作为系统参考地。
本实用新型和现有技术相比，具有如下优点：
(1)本实用新型采用光伏组件串联的方式，使DC/AC的输入电压提升至原来的2倍，这样DC/AC功率不变的情况下，系统电流相对会减小为原来的一半，系统损耗将得以进一步降低，系统效率将进一步提高。
(2)光伏发电系统电压提升，对于组串型逆变器可省掉前级的升压电路，直接进行逆变并网，可有效减小系统损耗，降低产品成本。
(3)采用电池组件两两串联的方式，逆变器直流侧线缆用量将得到大幅的减小，既降低了投资成本，又提升了系统效率。
附图说明
图1为基于正负母线单模块输入集中型逆变器直流侧电压抬升电路。
图2为基于正负母线多模块并联输入的集中型逆变器直流侧电压抬升电路。
图3为基于正负母线单模块输入的组串型逆变器直流侧电压抬升电路。
图4为基于正负母线多模块并联输入的组串型逆变器直流侧电压抬升电路。
图5为对于接地点一致性较低的系统中性线引出方案框图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。
本实用新型一种光伏系统正负母线电压抬升电路，该正负母线电压抬升电路是将一个或多个电池组件模块并联连接至后级的DC/AC逆变单元，各单个所述电池组件模块是由两个标准的光伏电池组件串联连接，即第一组光伏组件的输出负极与第二组光伏组件输出正极通过第一开关管K1和第二开关管K2相连，中性点通过漏电保护装置接地,另外第一组光伏组件的输出正极和第二组光伏组件的输出负极分别与后级的DC/AC逆变单元的输入正极和输入负极相连接；对于组串型级联型光伏并网逆变器，该正负母线电压抬升电路中的第一组光伏组件和第二组光伏组件串联的中性点与后级逆变器的中性点相连接，组串型级联型逆变器的前级升压电路采用该正负母线电压抬升电路代替。
如图1所示，为在集中型逆变器中，一个电池组件模块并联连接至后级的DC/AC逆变单元，由两个标准的光伏电池组件串联连接，即第一组光伏组件PV1的输出负极与第二组光伏组件PV2输出正极通过第一开关管K1和第二开关管K2相连，为了确保系统发生母线接地故障时，系统能够迅速响应并可靠保护，两个串联组件的中间连接点与大地之间接有漏电保护装置,另外第一组光伏组件PV1的输出正极和第二组光伏组件PV2的输出负极分别与后级的DC/AC逆变单元的输入正极和输入负极相连接。
系统正常工作时，第一开关管K1和第二开关管K2是闭合的，第一组光伏组件PV1和第二组光伏组件PV2串联连接，DC/AC逆变单元的输入母线电压提升至原来输入电压的2倍，系统电流降低为原来的一半。当系统发生母线接地故障时，系统会迅速的同时关断第一开关管K1和第二开关管K2,将电池组件与DC/AC逆变单元断开，串联的光伏组件之间也相互断开，同时光伏组件与大地断开，从而起到漏电流保护作用。
如图2所示，在集中型逆变器中，在DC/AC逆变单元的直流侧是将多个电池组件模块并联连接至后级的DC/AC逆变单元，单个电池组件模块的连接同图1，不再赘述。
如图3所示，对于组串型级联型光伏并网逆变器，组串型级联型逆变器的前级升压电路采用光伏组件串联的方式代替，即第一组光伏组件PV1的输出端连接第一开关管K1，其中第一组光伏组件PV1的正输出与DC/AC逆变单元的正输入端子相连接，第一组光伏组件PV1的负输出通过第二开关管K2与第二组光伏组件PV2的正输出端相连接，第二组光伏组件PV2的负输出端通过第二开关管K2与DC/AC逆变单元的负输入端相连接，PV1和PV2串联的中性点与后级逆变器的中性点相连接。另外为了确保系统发生母线接地故障时，系统能够迅速响应并可靠保护，则在第一组光伏组件PV1和第二组光伏组件PV2串联的中性点与大地之间接有漏电保护装置。
如图4所示，同样对于功率等级较大的组串型级联型光伏并网逆变器，直流输入侧可以采用多个电池组件模块相并联的型式接入后级的DC/AC逆变单元，各并联单模块的输出端分别对应连接，最终将并联后的输出端与后级DC/AC逆变单元的输入端相连接。
如图5所示，在接地点一致性较低的系统接地网络中，为了保证系统电位参考点统一，也可以将光伏组件串联中点的接地点与后级DC/AC逆变单元的中性点相连接，此时中性线可以在光伏组件侧接地也可以在DC/AC逆变侧接地，接地线中配有漏电保护装置作为系统参考地。第一组光伏组件PV1的输出负极与第二组光伏组件PV2正极通过第一开关管K1和第二开关管K2相串联，中间连接点与后级DC/AC逆变单元的中性连接点相连接，第一组光伏组件PV1的正输出端与后级DC/AC逆变单元的正输入端通过第一开关管K1和第三开关管K3相连接，第二组光伏组件PV2的负输出端与后级DC/AC逆变单元的负输入端通过第二开关管K2和第三开关管K3相连接，此时中性点可选择在光伏组件侧或后级DC/AC逆变单元侧通过漏电保护装置接地。但是，当光伏组件侧的中性点与后级DC/AC逆变单元的中性点不连接时，光伏组件侧的中性点必须通过漏电保护装置接地，而后级DC/AC逆变单元的中性点可接也可不接地。

Claims (2)

1.一种光伏系统正负母线电压抬升电路，其特征在于：该正负母线电压抬升电路是将一个或多个电池组件模块并联连接至后级的DC/AC逆变单元，各单个所述电池组件模块是由两个标准的光伏电池组件串联连接，即第一组光伏组件的输出负极与第二组光伏组件输出正极通过第一开关管(K1)和第二开关管(K2)相连，中性点通过漏电保护装置接地,另外第一组光伏组件的输出正极和第二组光伏组件的输出负极分别与后级的DC/AC逆变单元的输入正极和输入负极相连接；对于组串型级联型光伏并网逆变器，该正负母线电压抬升电路中的第一组光伏组件和第二组光伏组件串联的中性点与后级逆变器的中性点相连接，组串型级联型逆变器的前级升压电路采用该正负母线电压抬升电路代替。
2.根据权利要求1所述的一种光伏系统正负母线电压抬升电路，其特征在于：对于接地点一致性较低的系统接地网络中，该正负母线电压抬升电路中的第一组光伏组件和第二组光伏组件串联的中性点与后级逆变器的中性点相连接，连接中性点的中性线在光伏组件侧接地或在DC/AC逆变侧接地，接地线中配有漏电保护装置作为系统参考地。
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