CN206559308U - 一种集中式光伏逆变系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种集中式光伏逆变系统，通过功率优化器与存在发电缺陷的光伏组件相连，再通过汇流箱将各个光伏组件的输出接入逆变器，进而实现并网发电；通过终端、通信管理机、逆变器、汇流箱及功率优化器之间的通信，能够将逆变器、汇流箱及功率优化器中的数据上传到终端，同时还能使各个功率优化器实现对于相应光伏组件的功率优化，避免集中式光伏逆变系统中的光伏组件产生串并联失配。

Description

一种集中式光伏逆变系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种集中式光伏逆变系统。

背景技术

随着科技的发展，全球能源危机的出现以及环保节能战略的推进，可再生能源的发展得到了广泛的关注，其中光伏并网发电系统是目前应用最为广泛、最为成熟的新能源发电方式之一。

当前的光伏并网发电系统中，光伏阵列受环境因素影响大，多云或者组件的摆放位置及倾斜角度都会对发电量有所影响。

并且，在大型光伏电站中，常采用多块光伏组件串联成光伏组串、多个光伏组串再并联的连接方式，与集中式逆变器相连。但是其各个光伏组串中经常存在常被树木、房屋阴影遮挡的光伏组件，而这些被遮挡的光伏组件将会导致其所在的整个光伏组串产生串联失配，影响该光伏组串的正常发电；或者，在山丘电站中可能存在朝向出现明显偏差的光伏组串，而这些光伏组串将会导致与其并联连接的所有光伏组串产生并联失配，进而影响所有并联光伏组串的正常发电。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种集中式光伏逆变系统，以解决现有技术中集中式光伏逆变系统的光伏组件产生串并联失配的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种集中式光伏逆变系统，包括：逆变器、通信管理机、至少一个汇流箱及至少一个功率优化器；其中：

所述功率优化器的输入端与至少一个存在发电缺陷的光伏组件的输出端连接；

所述功率优化器通过自身的两个输出端串联于相应的光伏组串中；

至少两个所述光伏组串连接所述汇流箱的输入端；

各个所述汇流箱的输出端并联接入所述逆变器；

所述通信管理机与终端通信连接，且与所述汇流箱和/或所述逆变器通信连接；

所述终端为本地监控装置和/或互联网云端。

优选的，所述功率优化器包括：控制器、DC/DC转换电路及第一通信电路；其中：

所述DC/DC转换电路的输入端与所述存在发电缺陷的光伏组件相连；

所述DC/DC转换电路的输出端串联于相应的所述光伏组串中；

所述DC/DC转换电路的控制端及采集端与所述控制器相连；

所述控制器通过所述第一通信电路与所述汇流箱通信连接。

优选的，所述通信管理机仅与所述逆变器和所述汇流箱其中一种通信连接时，所述逆变器与所述汇流箱通信连接。

优选的，各个所述汇流箱与相应的所述功率优化器通信连接；

所述汇流箱之间以菊花链方式通信连接；

至少一个所述汇流箱与所述通信管理机通信连接，和/或，至少一个所述汇流箱与所述逆变器通信连接。

优选的，所述集中式光伏逆变系统还包括至少一个网关；

所述网关与所述功率优化器通信连接；

所述网关与所述汇流箱通信连接。

优选的，还包括：环境监测仪；

所述通信管理机还与所述环境监测仪通信连接。

优选的，所述通信管理机、所述终端、各个所述汇流箱及所述逆变器之间分别通过有线通信、无线通信或者电力线载波通信实现通信连接。

优选的，还包括：至少一个、输入端与不存在发电缺陷的光伏组件的输出端连接的功率优化器。

由上述方案可知，本实用新型提供的集中式光伏逆变系统，通过功率优化器与存在发电缺陷的光伏组件相连，比如与存在遮挡或者朝向问题的光伏组件相连，再通过汇流箱将各个光伏组件的输出接入逆变器，进而实现并网发电；通过终端、通信管理机、逆变器、汇流箱及功率优化器之间的通信，能够将逆变器、汇流箱及功率优化器中的数据上传到终端，同时还能使各个功率优化器实现对于相应光伏组件的功率优化，避免集中式光伏逆变系统中的光伏组件产生串并联失配。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的集中式光伏逆变系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的功率优化器与光伏组件之间的连接关系图；

图3为本实用新型实施例提供的功率优化器与光伏组件之间的另一种连接关系图；

图4为本实用新型实施例提供的功率优化器与光伏组件之间的另一连接关系图；

图5为本实用新型实施例提供的功率优化器与光伏组件之间的另一种连接关系图；

图6为本实用新型实施例提供的集中式光伏逆变系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种集中式光伏逆变系统，以解决现有技术中光伏组件产生串并联失配的问题。

具体的，该集中式光伏逆变系统，参见图1，包括：逆变器101、通信管理机102、至少一个汇流箱103及至少一个功率优化器(图中未示出)；其中：

功率优化器的输入端与至少一个存在发电缺陷的光伏组件的输出端连接；

功率优化器通过自身的两个输出端串联于相应的光伏组串中；

至少两个光伏组串连接汇流箱103的输入端；

各个汇流箱103的输出端并联接入逆变器101；

通信管理机102与终端通信连接，且与汇流箱103和/或逆变器101通信连接；

终端为本地监控装置和/或互联网云端。

具体的工作原理为：

功率优化器的输入端接入存在发电缺陷的光伏组件，比如存在遮挡或者朝向问题的光伏组件，假设某一光伏组串存在朝向问题，则该光伏组串内的各个光伏组件均需连接一个各自对应的功率优化器，如图2所示；若某个光伏组件存在遮挡问题，则此情况下仅需一个功率优化器连接该光伏组件，如图3所示。

功率优化器的输出端串联于相应的光伏组串中后接入汇流箱103，多个汇流箱103再并联接入逆变器101，直流电在逆变器101内变换成交流电送入电网，进而实现并网发电。

优选的，逆变器101与电网之间还可以增加变压器，如图1中虚线框内所示。

光伏组件接入功率优化器的方式有多种，可以是如图4所示的单个光伏组件接入功率优化器，也可以是如图5所示的由多个光伏组件接入功率优化器。此处不做具体限定，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

值得说明的是，当前，随着组件检测技术的发展以及光伏安全标准的不断提升，现行的大型光伏电站已经不能满足新技术带来的要求。

而本实施例提供的该集中式光伏逆变系统，通过终端、通信管理机102、逆变器101、汇流箱103及功率优化器之间的通信，能够将逆变器101、汇流箱103及功率优化器中的数据上传到终端，同时还能将终端的各种控制指令通过通信管理机102下发到逆变器101、汇流箱103及功率优化器，满足组件检测和光伏新标准的要求，并且还能使各个功率优化器实现对于相应光伏组件的功率优化，避免集中式光伏逆变系统中的光伏组件产生串并联失配。

优选的，该集中式光伏逆变系统，还包括：至少一个、输入端与不存在发电缺陷的光伏组件的输出端连接的功率优化器。

若各个光伏组件均连接有一个相应的功率优化器，则通过上述工作原理，能够使各个功率优化器实现对于相应光伏组件的功率优化，进而通过功率优化器即可使各个光伏组件实现最大功率点跟踪控制。

本实用新型另一实施例还提供了一种具体的集中式光伏逆变系统，在上述实施例及图1至图5的基础之上，功率优化器包括：控制器、DC/DC转换电路及第一通信电路；其中：

DC/DC转换电路的输入端与存在发电缺陷的光伏组件相连，用于对对应的光伏组件进行最大功率点跟踪控制；

DC/DC转换电路的输出端串联于相应的光伏组串中；

DC/DC转换电路的控制端及采集端与控制器相连；

控制器通过第一通信电路与汇流箱103通信连接，用于控制DC/DC转换电路和第一通信电路的运行；

第一通信电路用于与汇流箱103之间进行通信。

优选的，第一通信电路与汇流箱103之间通过PLC通信协议通信。

在具体的实际应用中，控制器与汇流箱103之间的通信方式，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

比如，功率优化器上的数据信息和工作状态，可以通过PLC通信协议与汇流箱103进行通信，具体可以采用RS232、PROFIBUS、DEVICEBUS及厂家自定义的协议等，此处也不做具体限定，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

优选的，通信管理机102仅与逆变器101和汇流箱103其中一种通信连接时，逆变器101与汇流箱103通信连接。

通信管理机102与逆变器101和汇流箱103之间的通信连接关系，可以视其具体应用环境而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

优选的，各个汇流箱103与相应的功率优化器通信连接；

汇流箱103之间以菊花链方式通信连接；

至少一个汇流箱103与通信管理机102通信连接，和/或，至少一个汇流箱103与逆变器101通信连接。

在具体的实际应用中，功率优化器与汇流箱103之间可以通过有线通信或者电力线载波通信实现通信连接，当然，功率优化器上的数据信息和工作状态，还可以通过无线通信方式与汇流箱103进行通信；此时，优选的，集中式光伏逆变系统参见图6，还包括至少一个网关；

网关与功率优化器通信连接，接收功率优化器发出的数据信息，并向功率优化器下发数据或者指令；

网关与汇流箱103通信连接，上传功率优化器的数据信息，并接收汇流箱103下发的数据或指令。

网关通过汇流箱103进行取电，网关通过无线通信，比如ZigBee协议通信，接收功率优化器发出的数据信息，再通过通讯线或者能够载波的电力线缆，将数据信息上传到汇流箱103。并且，网关还通过汇流箱103接收终端下发的数据或者指令，并转发至对应的功率优化器。

优选的，还包括：环境监测仪；

通信管理机102还与环境监测仪通信连接。

优选的，通信管理机102、终端、各个汇流箱103及逆变器101之间分别通过有线通信、无线通信或者电力线载波通信实现通信连接，且上述实施例中各个设备间通信的一组通信电路的类型一致。

比如，通信管理机102与各个汇流箱103及逆变器101均通过RS485总线实现通信连接。

汇流箱103之间可以通过RS485总线实现菊花链连接，并将数据信息上传到通信管理机102中；而逆变器101上的信息也通过485总线上传到通信管理机102中；环境监测仪上的数据也上传至通信管理机102；通信管理机102即可将收集到的所有数据通过网线上传至本地监控装置或者互联网云端。

本实施例提供了通信管理机102与各个汇流箱103及逆变器101之间的一种具体通信方式，当然，并不限定于此，可以视其具体的应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

另外，在具体的实际应用中，为了节省如结构、部分电路等成本，可以将通信管理机集成在逆变器中或者汇流箱中，也可以将网关集成在汇流箱中。同样属于本实用新型的保护范围。

其他具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种集中式光伏逆变系统，其特征在于，包括：逆变器、通信管理机、至少一个汇流箱及至少一个功率优化器；其中：

所述功率优化器的输入端与至少一个存在发电缺陷的光伏组件的输出端连接；

所述功率优化器通过自身的两个输出端串联于相应的光伏组串中；

至少两个所述光伏组串连接所述汇流箱的输入端；

各个所述汇流箱的输出端并联接入所述逆变器；

所述通信管理机与终端通信连接，且与所述汇流箱和/或所述逆变器通信连接；

所述终端为本地监控装置和/或互联网云端。

2.根据权利要求1所述的集中式光伏逆变系统，其特征在于，所述功率优化器包括：控制器、DC/DC转换电路及第一通信电路；其中：

所述DC/DC转换电路的输入端与所述存在发电缺陷的光伏组件相连；

所述DC/DC转换电路的输出端串联于相应的所述光伏组串中；

所述DC/DC转换电路的控制端及采集端与所述控制器相连；

所述控制器通过所述第一通信电路与所述汇流箱通信连接。

3.根据权利要求1所述的集中式光伏逆变系统，其特征在于，所述通信管理机仅与所述逆变器和所述汇流箱其中一种通信连接时，所述逆变器与所述汇流箱通信连接。

4.根据权利要求3所述的集中式光伏逆变系统，其特征在于，各个所述汇流箱与相应的所述功率优化器通信连接；

所述汇流箱之间以菊花链方式通信连接；

至少一个所述汇流箱与所述通信管理机通信连接，和/或，至少一个所述汇流箱与所述逆变器通信连接。

5.根据权利要求4所述的集中式光伏逆变系统，其特征在于，所述集中式光伏逆变系统还包括至少一个网关；

所述网关与所述功率优化器通信连接；

所述网关与所述汇流箱通信连接。

6.根据权利要求1至5任一所述的集中式光伏逆变系统，其特征在于，还包括：环境监测仪；

所述通信管理机还与所述环境监测仪通信连接。

7.根据权利要求1至5任一所述的集中式光伏逆变系统，其特征在于，所述通信管理机、所述终端、各个所述汇流箱及所述逆变器之间分别通过有线通信、无线通信或者电力线载波通信实现通信连接。

8.根据权利要求1至5任一所述的集中式光伏逆变系统，其特征在于，还包括：至少一个、输入端与不存在发电缺陷的光伏组件的输出端连接的功率优化器。