CN206673826U - 一种节能型光伏逆变一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能型光伏逆变一体机，包括外壳以及设于外壳内的逆变器及通讯室、变压器室和高压开关室，所述变压器室内有升压变压器，其中，所述外壳采用集装箱，所述升压变压器中的铁心采用立体卷铁心，铁心的三个心柱呈等边三角形立体排列，三个心柱的横截面接近圆形，且三相磁路的长度相等。该光伏逆变一体机具有低损耗，低噪声，低局放，能够降低运维成本等特点。

Description

一种节能型光伏逆变一体机

技术领域

本实用新型属于光伏逆变设备技术领域，具体涉及一种节能型光伏逆变一体机。

背景技术

目前，光伏电站为节约投资、节省安装空间，多选用两台逆变器共用一台双分裂变压器的方式，将两台逆变器逆变出的交流低压经由双分裂变压器的两路低压绕组分别输入升压变压器，再由升压变压器升为一路符合并网要求的高压，以最终将太阳能电池板转化的电能汇入电网。光伏电站的运营商十分关注光伏发电中各个环节的能效提升，而变压器是流经电能最为集中的一个环节，该环节效率的提升对于整个太阳能电站的效率影响非常可观。目前传统的光伏发电用变压器其铁芯多为平面排列叠积式结构，该种结构的不足是：磁路不对称、磁阻大、空载电流大、空载损耗高，使大量的太阳能电池板转化的绿色能源被白白消耗无法产生效益，不利于光伏发电系统整体效率、效益的提升，造成较高的能源的浪费，不属于节能范畴的产品；另外传统铁心结构的磁路中每层存在多个接缝，两片相接处磁路的方向与硅钢片的高导磁方向不一致，由于片与片之间不够紧密，这些接缝会导致磁阻增大，从而造成空载电流、空载损耗、噪声等的增加。

另外，对于连接到干式变压器(即升压变压器)的低压绕组的光伏并网逆变器，其输出电流中含有一定的直流分量，直流分量的存在产生的直流偏磁会使变压器铁芯严重饱和，而励磁电流高度畸变产生大量谐波使变压器金属结构损耗增加从而导致局部过热及变压器振动加剧等现象出现，并且会破坏变压器的绝缘，降低变压器的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是根据现有技术存在的上述不足，提供一种具有低损耗，低噪声，低局放，能够降低运维成本的节能型光伏逆变一体机。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是节能型光伏逆变一体机包括外壳以及设于外壳内的逆变器及通讯室、变压器室和高压开关室，所述变压器室内有升压变压器，高压开关室内有控制电路，其中，所述外壳采用集装箱，所述升压变压器中的铁心采用立体卷铁心，铁心的三个心柱呈等边三角形立体排列，三个心柱的横截面接近圆形，且三相磁路的长度相等。

优选的是，所述铁心采用冷轧硅钢片材料或非晶合金材料制成。

进一步优选的是，所述冷轧硅钢片材料或非晶合金材料的高导磁方向与铁心的磁路方向一致。

优选的是，所述升压变压器的原边电流作为反馈而引入所述高压开关室的控制电路中。

具体来说，所述控制电路包括低通滤波器和PI调节器，PI调节器与低通滤波器连接，所述升压变压器的原边与低通滤波器相连，该升压变压器的原边电流通过低通滤波器，以滤去其中的交流成分而取出其中的直流信息，升压变压器的原边电流再经过PI调节器对其进行调节，以抑制直流偏磁饱和。

本实用新型节能型光伏逆变一体机还具有体积小，便于移动，建设周期短，标准化程度高，运行维护可靠，成本低，整体运输及现场安装方便等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例中节能型光伏逆变一体机的外观图；

图2a是传统的叠片式铁心的截面示意图；

图2b是本实用新型实施例中立体卷铁心的截面示意图；

图3是本实用新型实施例中立体卷铁心的外观图；

图4是本实用新型实施例中节能型光伏逆变一体机中升压变压器的原边电流引入控制电路的电路图。

图中：1-外壳 2-逆变器及通讯室 3-进风装置 4-排风装置5-升压变压器 6-高压开关室 7-立体卷铁心

具体实施方式

下面结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，下面所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的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。

本实用新型节能型光伏逆变一体机包括外壳以及设于外壳内的逆变器及通讯室、变压器室和高压开关室，所述变压器室内有升压变压器，其中，所述外壳采用集装箱，所述升压变压器中的铁心采用立体卷铁心，铁心的三个心柱呈等边三角形立体排列，三个心柱的横截面接近圆形，且三相磁路的长度相等。

实施例1：

如图1所示，本实施例中的节能型光伏逆变一体机包括外壳1和设置在外壳内的逆变器及通讯室2、变压器室和高压开关室6，该光伏逆变一体机还包括进风装置3和排风装置4，其中排风装置4可拆卸地挂设在外壳的外壁上。逆变器及通讯室2内有光伏并网逆变器，变压器室内有升压变压器5，高压开关室6内有该光伏逆变一体机的控制电路。其中，外壳采用标准集装箱制成，这种结构使得该一体机便于长距离以及国内外海运，并且用户现场地基采用水泥构筑，无需特殊要求，从而可节省大量土建成本。

本实施例中，如图1、图2b、图3所示，所述升压变压器中的铁心采用立体卷铁心7，其中铁心的原材料可采用冷轧硅钢片材料或非晶合金材料制成。通过在磁路结构上进行相应布置，使得所述冷轧硅钢片材料或非晶合金材料的高导磁方向与铁心的磁路方向一致。

如图3所示，本实施例中，铁心的三个心柱呈等边三角形立体排列，三个心柱的横截面接近圆形，且三相磁路的长度相等。将图2a与图2b进行对比可知，本实施例中的铁心心柱的横截面比传统的铁心心柱更加接近于圆形。本实施例中，各磁路与传统叠片式铁心的磁路相比更短。

优选的，为有效降低光伏并网逆变器直流分量的存在对变压器损坏，本实施例中将升压变压器的原边电流作为反馈引入高压开关室的控制电路中。

具体的，如图4所示，所述控制电路包括低通滤波器和PI调节器，所述低通滤波器与PI调节器连接，升压变压器的原边与低通滤波器相连，所述升压变压器的原边电流通过低通滤波器，以滤去其中的交流成分而取出其中的直流信息，该升压变压器的原边电流再经过PI调节器对其进行调节，自动获取所需调整电压，通过改进后变压器原边满载电流波形呈正弦形式，使得原边电流无明显偏磁电流，然后原边电流再输出到电网。通过采用上述技术手段，可以抑制直流偏磁饱和，使得原来存在的变压器直流偏磁饱和得到了很好的抑制。

在制造工艺上，本实施例中的立体卷铁心比传统的叠片式铁心变压器中的铁心可减少5-6道工序。并且，由于磁路上的上述特点，使本实施例中的铁心具有可降低空载损耗、节省材料、减少噪声等优点。同时也使得采用这种铁心的变压器的抗短路能力比平面形变压器强。另外由于立体卷铁心结构的三相磁路完全对称、三相磁路磁阻完全相等，因此三相空载电流完全平衡，电压波形好，对电网无污染，这是采用其它铁心结构的变压器所无法达到的。

并且，传统的叠片式铁心考虑到人工叠片操作及裁片效率问题，截面均为多级台阶型截面(如图2所示)，这种截面的填充系数较低；而立体卷铁心采用的是渐开线型开料方式，通过专用设备进行卷制后，铁心的截面近似于圆形(如图2b所示)，立体卷铁心截面填充系数为0.95～0.96,而传统铁心截面填充系统仅为0.89～0.925，因此，本实施例中的升压变压器在确保相同净截面积的情况下，能够减小铁心直径，铁心直径的减小可以带来一系列的连锁效应，如电磁线用量的减少、空负载损耗的降低、整体材料用量的降低等。在保证净截面积相同的条件下，铁心直径及线圈直径可减小2-3％，相应的负载损耗可相应减少2-3％，这也是其它铁心结构的变压器所无法达到的。在同容量情况下，立体卷铁心变压器的年运行成本较传统叠铁心变压器下降18.9％，非晶合金变压器年运行成本较传统叠铁心配电变压器下降35.6％，其经济性较显著。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种节能型光伏逆变一体机，包括外壳以及设于外壳内的逆变器及通讯室、变压器室和高压开关室，所述变压器室内有升压变压器，高压开关室内有控制电路，其特征在于，所述外壳采用集装箱，所述升压变压器中的铁心采用立体卷铁心，铁心的三个心柱呈等边三角形立体排列，三个心柱的横截面接近圆形，且三相磁路的长度相等。

2.根据权利要求1所述的节能型光伏逆变一体机，其特征在于，所述铁心采用冷轧硅钢片材料或非晶合金材料制成。

3.根据权利要求2所述的节能型光伏逆变一体机，其特征在于，所述冷轧硅钢片材料或非晶合金材料的高导磁方向与铁心的磁路方向一致。

4.根据权利要求1-3任一项所述的节能型光伏逆变一体机，其特征在于，所述升压变压器的原边电流作为反馈引入所述高压开关室的控制电路中。

5.根据权利要求4所述的节能型光伏逆变一体机，其特征在于，所述升压变压器的原边电流作为反馈引入所述高压开关室的控制电路中具体为：所述控制电路包括低通滤波器和PI调节器，PI调节器与低通滤波器连接，所述升压变压器的原边与低通滤波器相连，该升压变压器的原边电流通过低通滤波器，以滤去其中的交流成分而取出其中的直流信息，升压变压器的原边电流再经过PI调节器对其进行调节，以抑制直流偏磁饱和。