CN209298901U - 逆变升压装置和预装式光伏变电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于变电站技术领域，提供了逆变升压装置和预装式光伏变电站，包括：至少两个逆变模块，每个逆变模块与动力配电柜和变压器连接，用于接收光伏发电装置输出的直流电，并将直流电转换为低压交流电输出到动力配电柜和变压器，每个逆变模块均通过金属排线与变压器连接；变压器，用于接收每个逆变模块输出的低压交流电，并将低压交流电转换为高压电输出到高压配电柜；动力配电柜，与变压器连接，用于为变压器和每个逆变模块供电，还根据低压交流电为用电设备配电。本实用新型的装置体积小，逆变模块通过金属排线与变压器连接，使的连接工作简单，节省材料，提高连接的可靠性，消除接触不良的风险，降低制造成本。

Description

逆变升压装置和预装式光伏变电站

技术领域

本实用新型属于变电站技术领域，尤其涉及逆变升压装置和预装式光伏变电站。

背景技术

近年来，光伏项目逐渐接受逆变升压环节集成的方案，且光伏变电站形式较多。现有的光伏变电站主要包括以下特点：逆变器交流端与变压器采用线缆连接，需要从箱体底部或逆变器底部穿过，不仅安装成本高，组线缆连接的可靠性低；另外，逆变器与变压器之间重复配置低压配电柜，增加设备成本，设备多箱体体积增加，功率密度减小。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了逆变升压装置和预装式光伏变电站，以解决现有技术中逆变器与变压器采用线缆连接，连接成本高且可靠性低，且重复配置低压配电柜，成本高，箱变体积大，使功率密度低的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了逆变升压装置，包括：动力配电柜、变压器和至少两个逆变模块；

每个所述逆变模块，适于与光伏发电装置连接，还分别与所述动力配电柜和所述变压器连接，用于接收所述光伏发电装置输出的直流电，并将所述直流电转换为低压交流电输出到所述动力配电柜和所述变压器；其中，每个所述逆变模块均通过金属排线与所述变压器连接；

所述变压器，适于与高压配电柜连接，用于接收每个所述逆变模块输出的低压交流电，并将所述低压交流电转换为高压电输出到所述高压配电柜；

所述动力配电柜，适于与用电设备连接，还与所述变压器连接，用于为所述变压器和每个所述逆变模块供电，以及根据所述低压交流电为所述用电设备配电。

可选的，每个所述逆变模块均包括直流输入端、交流输出端、逆变器、互感器和开关元件；

每个所述逆变模块的直流输入端均与所述光伏发电装置连接，每个所述逆变模块的交流输出端均与所述变压器和所述动力配电柜连接；

所述逆变器的直流输入端与所述逆变模块的直流输入端连接，所述逆变器的交流输出端与所述互感器的第一端连接，用于将所述直流电转换为第一交流电；

所述互感器的第二端通过所述开关元件与所述逆变模块的交流输出端连接，用于将所述第一交流电转换为所述低压交流电。

可选的，每个所述逆变模块还均包括：第一熔断器、直流电磁兼容性EMC滤波器、交流EMC滤波器和第二熔断器；

所述第一熔断器的第一端与所述逆变模块的直流输入端连接，所述第一熔断器的第二端接地；

所述逆变器的直流输入端通过所述直流EMC滤波器与所述逆变模块的直流输入端连接；

所述逆变器的交流输出端依次通过所述交流EMC滤波器、所述互感器和所述开关元件与所述逆变模块的交流输出端连接；

所述第二熔断器的第一端与所述逆变模块的交流输出端连接，所述第二熔断器的第二端接地。

可选的，所述逆变升压装置还包括：温控器、烟雾传感器和变压器温度传感器中的至少一种；

所述温控器用于在所述逆变升压装置内部温度达到警报温度点时发出警报信号；所述烟雾传感器用于获取所述逆变升压装置内部的烟感信息；所述变压器温度传感器用于获取所述变压器的温度信息；

所述逆变模块还包括：控制单元；

所述控制单元分别与所述温控器、所述烟雾传感器、所述变压器温度传感器和所述开关元件连接，用于控制所述开关元件的通断。

可选的，所述金属排线为铜排线。

可选的，每个所述逆变模块与所述变压器的连接距离相同。

可选的，所述逆变模块为并网逆变器。

可选的，所述变压器为双绕组变压器。

本实用新型实施例的第二方面提供了预装式光伏变电站，包括箱体和高压柜，还包括设置在箱体内部且与高压柜连接的如上述实施例的第一方面提供的任一项所述的逆变升压装置。

可选的，所述箱体包括：低压室、变压器室和高压室；

所述逆变升压装置中的动力配电柜和至少两个逆变模块设置在所述低压室内部；其中，至少两个逆变模块镜像设置在所述低压室内部；

所述逆变升压装置中的变压器设置在所述变压器室内部；

所述高压柜设置在所述高压室内部；

其中，所述低压室、所述变压器室和所述高压室之间均设置隔热装置。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：逆变模块的交流输出端与变压器一侧采用金属排线连接，相对于采用线缆的连接方式，工作人员只需将逆变模块的交流输出端与变压器一侧连接即可，连接工作更加简单，无需从逆变模块底部绕线，节省连接材料，提高连接的可靠性，消除接触不良的风险，降低制造成本；同时逆变模块直接输出低压交流电，即逆变模块可以直接作为低压柜，因此减少了低压柜的配置，从而降低了制造成本，减小箱变体积，提高功率密度；另外，动力配电柜可以集中为逆变升压装置内部设备供电，为逆变升压装置的二次电源提供动力保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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是本实用新型实施例提供的逆变升压装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种逆变升压装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的预装式光伏变电站的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本实施例提供的一种逆变升压装置，包括：至少两个逆变模块100、变压器200和动力配电柜300。

其中，每个逆变模块100适于与光伏发电装置连接，还分别与动力配电柜300和变压器200连接；变压器200适于与高压配电柜连接；动力配电柜300适于与用电设备连接，还与变压器200连接。

每个逆变模块100均用于接收所述光伏发电装置输出的直流电，并将所述直流电转换为低压交流电输出到动力配电柜300和变压器200；其中，每个逆变模块100均通过金属排线与变压器200连接。

变压器200用于接收每个逆变模块100输出的低压交流电，并将所述低压交流电转换为高压电输出到所述高压配电柜。

动力配电柜300用于为变压器200和每个逆变模块100供电，还根据所述低压交流电为所述用电设备配电。

本实施例可以运用在光伏变电站。具体的，每个逆变模块100适于与光伏发电装置连接，变压器200适于与高压配电柜连接，动力配电柜300适于与用电设备连接。每个逆变模块100可以作为低压柜，将光伏发电装置输出的直流电转换为低压交流电输出到动力配电柜300和变压器200；变压器200将低压交流电转换为高压电输出到高压配电柜，动力配电柜300根据低压交流电为所述用电设备配电。

上述逆变升压装置中，逆变模块100的交流输出端与变压器200一侧采用金属排线连接，相对于采用线缆的连接方式，工作人员只需将逆变模块100的交流输出端与变压器200一侧连接即可，连接工作更加简单，无需从逆变模块100底部绕线，节省连接材料，提高连接的可靠性，消除接触不良的风险，降低制造成本；同时逆变模块100直接输出低压交流电，即逆变模块100可以直接作为低压柜，因此减少了低压柜的配置，从而降低了制造成本，减小箱变体积，提高功率密度；另外，动力配电柜300可以集中为逆变升压装置内部设备供电，为逆变升压装置的二次电源提供动力保障。

一个实施例中，动力配电柜300可以包括通信模块，动力配电柜300通过通信模块与每个逆变模块100、变压器200和高压配电柜等设备通信连接，但不仅限于与上述设备通信连接，动力配电柜300还可以通过通信模块与光伏变电站内其他设备通信连接，例如光伏发电装置。动力配电柜300可以用于采集光伏变电站内每个与其通信连接的设备的信息，例如温度信息、电压信息、烟感信息和湿度信息等，来实现对光伏变电站内每个与其通信连接的设备的监控。

一个实施例中，所述金属排线可以为铜排线。

通常情况下，逆变模块100的交流输出端与变压器200是采用线缆连接的，这种连接方式需要从箱体底部或逆变模块100底部穿过，不仅安装成本高，连接的可靠性也差。所以本实施例中采用铜排线实现逆变模块100与变压器200的连接，相比线缆的连接方式，既减小了连接的材料及人工成本，还提高了连接的可靠性，消除了接触不良的风险。

一个实施例中，每个逆变模块100与变压器200的连接距离相同。

通常情况下，各个逆变模块100与变压器200的连接距离可长可短，使得整体连接错综复杂，还浪费连接材料。本实施例中设置每个逆变模块100与变压器200的连接距离相同，即各个逆变模块100采用镜像结构设计，同时逆变模块100的交流输出端采用铜排线与变压器200连接，铜排线可以在逆变模块100侧面穿出，而不需要从底部走线，使得连接更加便捷，节省成本，因此逆变升压装置更加紧凑，便于运输及安装，降低设备的制造装配成本。

一个实施例中，每个逆变模块100均可以为并网逆变器。例如，逆变模块100为集中式500/630kW并网逆变器，或集散式1000kW并网逆变器。当然，本实施例中对并网逆变器的具体型号不做限定。

本实施例中，为了提高光伏变电站的功率密度，各个逆变模块100均采用并网逆变器。逆变模块100可以直接将光伏发电装置输出的直流电转换为低压交流电输出，可以直接作为低压配电柜，相比其他逆变器，可以减小低压室体积，减小箱变体积，大幅地减小低压室体积，使逆变升压装置更加紧凑，提高功率密度，便于运输及安装，同时减小重复配置低压配电柜的投资成本。

一个实施例中，参见图2，上述逆变升压装置可以包括两个逆变模块100。每个逆变模块100均包括直流输入端、交流输出端、逆变器、互感器和开关元件K1。

每个逆变模块100的直流输入端均与光伏发电装置连接，每个逆变模块100的交流输出端均与变压器200和动力配电柜300连接。

逆变器的直流输入端与逆变模块100的直流输入端连接，逆变器的交流输出端与互感器的第一端连接；逆变器用于将所述直流电转换为第一交流电。

互感器的第二端与开关元件K1的第一端连接；互感器用于将所述第一交流电转换为所述低压交流电。

开关元件K1的第二端与逆变模块100的交流输出端连接，开关元件K1用于控制所述低压交流电的输出。

可选的，参见如2，每个逆变模块100还均可以包括：第一熔断器Q1、直流EMC滤波器、交流EMC滤波器和第二熔断器Q2。

第一熔断器Q1的第一端与逆变模块100的直流输入端连接，第一熔断器Q1的第二端接地。逆变器的直流输入端通过直流EMC滤波器与逆变模块100的直流输入端连接；逆变器的交流输出端通过交流EMC滤波器与互感器的第一端连接。第二熔断器Q2的第一端与逆变模块100的交流输出端连接，第二熔断器Q2的第二端接地。

直流EMC滤波器可以抑制和消除逆变模块100直流侧的强电磁干扰和电火花干扰；交流EMC滤波器可以抑制和消除逆变模块100交流侧的强电磁干扰和电火花干扰，保证逆变模块100安全可靠的运行。

一个实施例中，所述逆变升压装置还包括：温控器、烟雾传感器和变压器温度传感器中的至少一种。

所述温控器用于在所述逆变升压装置内部温度达到警报温度点时发出警报信号，所述烟雾传感器用于获取所述逆变升压装置内部的烟感信息，所述变压器温度传感器用于获取所述变压器的温度信息。

每个逆变模块100还均可以包括：控制单元。

控制单元可以分别与温控器、烟雾传感器、变压器温度传感器和开关元件K1连接，用于控制开关元件K1通断。具体的，在所述烟感信息超过预设烟感值时，或所述温度信息超过预设温度值时，或接收到所述警报信号时，控制开关元件K1断开，停止输出低压交流电。

逆变模块100与逆变升压装置内部温控器、烟雾传感器、变压器温度传感器等实现联动，发生异常时主动关闭停止输出电流，在实现智能控制的基础上，保证了逆变升压装置的安全运行。

一个实施例中，变压器200可以为双绕组变压器。本实施例采用双绕组变压器，相比采用双分裂变压器，减小了设备投资成本。

上述逆变升压装置，逆变模块100的交流输出端与变压器200一侧采用金属排线连接，相对于采用线缆的连接方式，工作人员只需将逆变模块100的交流输出端与变压器200一侧连接即可，连接工作更加简单，无需从逆变模块100底部绕线，节省连接材料，提高连接的可靠性，消除接触不良的风险，降低制造成本；同时逆变模块100直接输出低压交流电，即逆变模块100可以直接作为低压柜，因此减少了低压柜的配置，从而降低了制造成本，减小箱变体积，提高功率密度；另外，动力配电柜300可以集中为逆变升压装置内部设备供电，为逆变升压装置的二次电源提供动力保障。

实施例二

参见图3，本实施例提供了预装式光伏变电站，包括箱体和高压柜400，还包括设置在箱体内部且与高压柜400连接的如上述实施例中提供的任一种逆变升压装置，也具有上述任一种所述的逆变升压装置的有益效果。

一个实施例中，所述箱体包括：低压室、变压器室和高压室。

所述逆变升压装置中的动力配电柜300和至少两个逆变模块100设置在所述低压室内部。

其中，至少两个逆变模块100镜像设置在所述低压室内部。

参见图3，两个逆变模块100在低压室内镜像设置，且逆变模块100的交流输出端统一靠近变压器200，逆变模块100的交流输出端通过金属排线500与变压器200连接。如图3，镜像设置使得逆变模块100与变压器200的安装便捷，每个逆变模块100与变压器200的连接距离保持一致，提高连接的可靠性，消除接触不良的风险。

所述逆变升压装置中的变压器200设置在所述变压器室内部。

所述高压柜400设置在所述高压室内部。

其中，低压室、变压器室和高压室之间均设置隔热装置。

一个实施例中，所述隔热装置可以为岩棉层隔热板。

具体的，本实施例采用预装式IP54户外箱体，可以减少了一个壳体及安装基础，减小了一次吊装工作，进而减少了工作量，同时低压室、变压器室及高压室之间均设置岩棉层隔热板，各室之间环境独立，可以快速地在现场就位安装，减小现场安装成本，提高安装效率，实现快速并网。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.逆变升压装置，其特征在于，包括：动力配电柜、变压器和至少两个逆变模块；

每个所述逆变模块，适于与光伏发电装置连接，还分别与所述动力配电柜和所述变压器连接，用于接收所述光伏发电装置输出的直流电，并将所述直流电转换为低压交流电输出到所述动力配电柜和所述变压器；其中，每个所述逆变模块均通过金属排线与所述变压器连接；

所述变压器，适于与高压配电柜连接，用于接收每个所述逆变模块输出的低压交流电，并将所述低压交流电转换为高压电输出到所述高压配电柜；

所述动力配电柜，适于与用电设备连接，还与所述变压器连接，用于为所述变压器和每个所述逆变模块供电，以及根据所述低压交流电为所述用电设备配电。

2.如权利要求1所述的逆变升压装置，其特征在于，每个所述逆变模块均包括直流输入端、交流输出端、逆变器、互感器和开关元件；

每个所述逆变模块的直流输入端均与所述光伏发电装置连接，每个所述逆变模块的交流输出端均与所述变压器和所述动力配电柜连接；

所述逆变器的直流输入端与所述逆变模块的直流输入端连接，所述逆变器的交流输出端与所述互感器的第一端连接，用于将所述直流电转换为第一交流电；

所述互感器的第二端通过所述开关元件与所述逆变模块的交流输出端连接，用于将所述第一交流电转换为所述低压交流电。

3.如权利要求2所述的逆变升压装置，其特征在于，每个所述逆变模块还均包括：第一熔断器、直流电磁兼容性EMC滤波器、交流EMC滤波器和第二熔断器；

所述第一熔断器的第一端与所述逆变模块的直流输入端连接，所述第一熔断器的第二端接地；

所述逆变器的直流输入端通过所述直流EMC滤波器与所述逆变模块的直流输入端连接；

所述逆变器的交流输出端依次通过所述交流EMC滤波器、所述互感器和所述开关元件与所述逆变模块的交流输出端连接；

所述第二熔断器的第一端与所述逆变模块的交流输出端连接，所述第二熔断器的第二端接地。

4.如权利要求2所述的逆变升压装置，其特征在于，所述逆变升压装置还包括：温控器、烟雾传感器和变压器温度传感器中的至少一种；

所述温控器用于在所述逆变升压装置内部温度达到警报温度点时发出警报信号；所述烟雾传感器用于获取所述逆变升压装置内部的烟感信息；所述变压器温度传感器用于获取所述变压器的温度信息；

所述逆变模块还包括：控制单元；

所述控制单元分别与所述温控器、所述烟雾传感器、所述变压器温度传感器和所述开关元件连接，用于控制所述开关元件的通断。

5.如权利要求1所述的逆变升压装置，其特征在于，所述金属排线为铜排线。

6.如权利要求1所述的逆变升压装置，其特征在于，每个所述逆变模块与所述变压器的连接距离相同。

7.如权利要求1所述的逆变升压装置，其特征在于，所述逆变模块为并网逆变器。

8.如权利要求1至7任一项所述的逆变升压装置，其特征在于，所述变压器为双绕组变压器。

9.预装式光伏变电站，包括箱体和高压柜，其特征在于，还包括设置在箱体内部且与高压柜连接的如权利要求1至8任一项所述的逆变升压装置。

10.如权利要求9所述的预装式光伏变电站，其特征在于，所述箱体包括：低压室、变压器室和高压室；

所述逆变升压装置中的动力配电柜和至少两个逆变模块设置在所述低压室内部；其中，至少两个逆变模块镜像设置在所述低压室内部；

所述逆变升压装置中的变压器设置在所述变压器室内部；

所述高压柜设置在所述高压室内部；

其中，所述低压室、所述变压器室和所述高压室之间均设置有隔热装置。