CN216959797U - 一种组串式逆变升压一体机和电站系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种组串式逆变升压一体机和电站系统，该组串式逆变升压一体机，包括：低压交流母线、低压开关柜、升压设备和多个组串逆变单元；各个组串逆变单元、低压开关和升压设备均设置于组串式逆变升压一体机的平台上；各个组串逆变单元的交流侧均依次通过低压交流母线、低压开关柜与升压设备电气相连；各个组串逆变单元的直流接线区域设置于组串式逆变升压一体机的外侧；从而实现逆变器与升压设备集成在一起，且该组串式逆变升压一体机现场接线方便、简单。

Description

一种组串式逆变升压一体机和电站系统

技术领域

本实用新型属于功率转化设备技术领域，更具体的说，尤其涉及一种组串式逆变升压一体机和电站系统。

背景技术

大型的光伏地面电站通常装机容量较大，所需的逆变器总功率也较大；目前行业中通常采用两种逆变器方案，集中式逆变器和组串式逆变器方案。而采用这两种逆变器方案时，均需采用升压设备并入电网侧。

如图1所示，当采用集中式逆变器方案时，由于集中式逆变器单机功率大，体积也较大，通常与升压设备集成为一体机设备，可以减少电站现场逆变设备与升压设备的电气连接和施工费用。

采用组串式逆变器方案时，目前尚无逆变器与升压设备集成在一起的先例。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种组串式逆变升压一体机和电站系统，用于实现逆变器与升压设备集成在一起，且该组串式逆变升压一体机现场接线方便、简单。

本申请第一方面公开了一种组串式逆变升压一体机，包括：低压交流母线、低压开关柜、升压设备和多个组串逆变单元；

各个所述组串逆变单元、所述低压交流母线、所述低压开关柜和所述升压设备依次设置于所述组串式逆变升压一体机的平台上；

各个所述组串逆变单元的交流侧均依次通过所述低压交流母线、所述低压开关柜，与所述升压设备电气相连；

各个所述组串逆变单元的直流接线区域设置于所述组串式逆变升压一体机的外侧。

在上述的组串式逆变升压一体机中，相邻的所述组串逆变单元之间预留维护检修通道。

在上述的组串式逆变升压一体机中，各个所述组串逆变单元与所述组串式逆变升压一体机的长度方向平行成阵列布置在所述组串式逆变升压一体机的平台上。

在上述的组串式逆变升压一体机中，每个所述组串逆变单元之间的横向空间预留低压交流母线区低压交流母线区域，用于布置所述低压交流母线；

其中，所述组串式逆变升压一体机的长度方向为横向。

在上述的组串式逆变升压一体机中，各个所述组串逆变单元呈两行分布。

在上述的组串式逆变升压一体机中，两行之间预留区域作为低压交流母线布线区域。

在上述的组串式逆变升压一体机中，同一行的各个所述组串逆变单元均匀分布。

在上述的组串式逆变升压一体机中，所述组串逆变单元包括：功率转化设备、安装机架和直流接线区域；

所述功率转化设备背靠背安装于所述安装机架的上部；

在所述组串逆变单元的侧面设置所述直流接线区域；

所述直流接线区域用于实现组串式逆变升压一体机的现场直流接线。

在上述的组串式逆变升压一体机中，所述功率转化设备包括：至少一个组串逆变器。

在上述的组串式逆变升压一体机中，所述功率转化设备还包括：至少一个集散汇流箱；

各个所述组串逆变器均与相应的所述集散汇流箱相连。

在上述的组串式逆变升压一体机中，各个组串逆变单元的交流侧与所述低压开关柜之间的连接采用铜排作为电气连接。

在上述的组串式逆变升压一体机中，所述低压开关柜包括：至少有一个总开关和通讯设备；

所述总开关用于实现所述升压设备与各个组串逆变单元之间的通断；

所述通讯设备用于收集各个所述组串逆变单元进行通讯数据，并上传至上位机。

本申请第二方面公开一种电站系统，包括：新能源系统和至少一个如本申请第一方面任一项所述的组串式逆变升压一体机；

所述新能源系统通过相应的所述组串式逆变升压一体机接入电网。

从上述技术方案可知，本实用新型提供的一种组串式逆变升压一体机，包括：低压开关柜、升压设备和多个组串逆变单元；各个组串逆变单元、低压开关柜和升压设备均设置于组串式逆变升压一体机的平台上；各个组串逆变单元的交流侧均依次通过低压交流母线、低压开关柜与升压设备电气相连；各个组串逆变单元的直流接线区域设置于组串式逆变升压一体机的外侧；从而实现逆变器与升压设备集成在一起，且该组串式逆变升压一体机现场接线方便、简单。

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是现有技术提供的集中式逆变器方案的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种组串式逆变升压一体机的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种组串式逆变升压一体机的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种组串式逆变升压一体机的轴测图；

图5是本实用新型实施例提供的一种组串式逆变升压一体机中组串逆变单元的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种电站系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请实施例提供了一种组串式逆变升压一体机，用于解决现有技术中，无逆变器与升压设备集成在一起的先例的问题。

如图2所示，该组串式逆变升压一体机，包括：低压交流母线、低压开关柜、升压设备和多个组串逆变单元。

组串式逆变升压一体机由一定数量的组串逆变单元、低压交流母线、低压开关柜、升压设备4部分组成。

需要说明的是，该组串逆变单元的数量，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

各个组串逆变单元、低压交流母线、低压开关柜和升压设备依次设置于组串式逆变升压一体机的平台上。

具体的，如图2所示，各个组串逆变单元作为一个整体，即逆变区域，该逆变区域设置于该平台的左侧，升压设备设置于该平台的右侧，低压开关柜设置于逆变区域与该升压设备之间。

当然，各个组串逆变单元、低压开关柜和升压设备的顺序可以进行调换 (未进行图示)，该逆变区域设置于该平台的右侧，升压设备设置于该平台的左侧，低压开关柜设置于逆变区域与该升压设备之间。

上述设置方式仅是一种示例，其他方式此处在不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

各个组串逆变单元的交流侧均依次通过低压交流母线、低压开关柜与升压设备电气相连。

具体的，各个组串逆变单元的交流侧均连接至低压交流母线；该低压交流母线还与该低压开关柜的一端相连；该低压开关柜的另一端与升压设备相连；而此处各个器件之间的连接关系为电气连接。

也就是说，功率流方向可以是各个组串逆变单元-低压交流母线-低压开关柜-升压设备。

各个组串逆变单元的直流接线区域设置于组串式逆变升压一体机的外侧。

需要说明的是，各个组串逆变单元的直流侧均连接至自身的直流接线区域；因此，在该直流接线区域进行接线，可以是实现相应组串逆变单元的直流侧的连接关系。

也就是说，完成该组串式逆变升压一体机的集成之后，可以通过设置于该组串式逆变升压一体机外侧的直流接线区域进行接线，实现对各个组串逆变单元直流侧的接线。

在本实施例中，实现逆变器与升压设备集成在一起，且该组串式逆变升压一体机现场接线方便、简单。

需要说明的是，尚无逆变器与升压设备集成在一起的先例的原因有由于组串式逆变器自身的功能特点和结构限制，当一定数量的逆变器与升压设备集成一起时，电站现场需进入集成平台内部进行直流接线，现场接线困难；以及，组串式逆变器单机功率较小，单台组串式逆变器与升压设备集成后对于电站整体建设成本较高，需达到一定数量的组串式逆变器时才具有优势。

而本实施例中，将各个组串逆变单元的直流接线区域设置于组串式逆变升压一体机的外侧，也即，在完成集成之后，无需再进行平台内的进行直流接线，而是通过设置于该组串式逆变升压一体机的外侧即可实现直流接线，现场接线简单；以及，将一定数量的组串式逆变器与低压开关柜、升压设备集成为逆变升压一体机；减少现场升压设备与逆变器设备电气连接施工。

在实际应用中，如图3所示，相邻的组串逆变单元之间预留维护检修通道(如图3所示的维护通道)。

需要说明的是，该预留的维护检修通过的空间大于预设空间，以使相邻的逆变单元之间预留足够的维护通道，可以便于维护检修。

当然，该预设空间的大小，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

同时，各个维护检修通道的大小可以是一致的，也可以是至少两个维护检修通道的大小不同，此处不再具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

如图3所示，各个组串逆变单元呈两行设置，此时，同一行的相邻组串逆变单元之间预留维护检修通道。不同行之间的组串逆变单元之间可以预留维护检修通道，也可以不预留维护检修通道；只要保证每个组串逆变单元均有维护检修通道来进行现场维护检修即可。

如图4所示，其示出了一种组串式逆变升压一体机的轴测图；可依据该轴测图作为辅助图样，来说明机器的结构、安装、使用等情况。

在实际应用中，各个组串逆变单元与组串式逆变升压一体机的长度方向平行成阵列布置在组串式逆变升压一体机的平台上。

具体的，各个组串逆变单元相邻放置后，与组串式逆变升压一体机的长度方向平行成阵列布置在组串式逆变升压一体机平台上。

这样，可以更方便将各个组串逆变单元的直流接线区域设置于组串式逆变升压一体机的外侧。

在实际应用中，各个组串逆变单元呈两行分布。每行均设置于该组串式逆变升压一体的相应侧。具体的，如图3所示，以长度方向平行的两个面作为正背面；与长度方向垂直的两个面作为左右侧面；一行组串逆变单元设置于组串式逆变升压一体机的前面，以使该组串逆变单元的直流接线区设置于该正面的外侧；另一行组串逆变单元靠近组串式逆变升压一体机的背面，以使该组串逆变单元的直流接线区设置于该背面的外侧。

在实际应用中，同一行的各个组串逆变单元均匀分布。

也就是说，同一行中，各个组串逆变单元之间的距离相等，也就是说，同一行中的相邻组串逆变单元之间预留维护检修通道的大小相等。

在实际应用中，每个组串逆变单元之间的横向空间预留低压交流母线布线区，用于布置低压交流母线。

其中，组串式逆变升压一体机的长度方向为横向。

也就是说，将各个组串逆变单元连接成线，则该线与该长度方向是平行的。因此，若该低压交流母线的设置区域也与该长度方向平行，则其布线区域较小，且简单。

在实际应用中，两行之间预留区域作为低压交流母线布线区域。

也即，在各个组串逆变单元呈两行时，将该低压交流母线区域设置于中两行之间，以缩短每行到该低压交流母线区域之间的距离，也即减小连接线的长度。

在实际应用中，如图5所示，组串逆变单元包括：功率转化设备、安装机架和直流接线区域。

功率转化设备背靠背安装于安装机架的上部。

该功率转化设备可以是逆变设备，也可以是汇流箱；或者逆变设备和汇流箱的组合，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

在组串逆变单元的侧面设置直流接线区域。

直流接线区域用于实现组串式逆变升压一体机的现场直流接线。

需要说明的是，该功率转化设备的交流侧作为该组串逆变单元的交流侧，依次通过低压交流母线、低压开关柜和升压设备相连。

该功率转化设备的直流侧作为该组串逆变单元的直流侧，连接至该直流接线区域。

在本实施例中，将相应数量的功率转化设备背靠背组合安装，使得结构紧凑；可最大程度的与低压开关柜，升压设备组合集成在同一个平台上，便于现场施工，减少现场电气连接。

在实际应用中，功率转化设备包括：至少一个组串逆变器。

具体的，各个逆变器之间的关系可以是串联关系，如各个逆变器依次串联连接。

各个逆变器之间的关系可以是并联关系，如各个逆变器均并联连接。

各个逆变器之间的关系还可以是串并联关系，如部分逆变器之间呈串联关系，部分逆变器之间呈并联关系。

各个逆变器之间的连接，要保持交流侧与交流侧相连，直流侧与直流侧相连。

各个逆变器的连接关系，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

还值得说明的是，各个组串逆变器连接后的交流侧作为该功率转化设备的交流侧，依次通过低压交流母线、低压开关柜与升压设备相连。

各个组串逆变器连接后的直流侧作为该功率转化设备的直流侧，连接至相应的直流接线区域。

在实际应用中，功率转化设备还包括：至少一个集散汇流箱。

各个组串逆变器均与相应的集散汇流箱相连。

具体的，由上述说明可知，各个组串逆变器之间有多种连接关系，因此组串逆变器与该集散汇流箱之间的关系也有多种。

在集散回流箱的数量为1个时，各个组串逆变器采用上述连接后的直流侧与该集散汇流箱的一侧相连；该集散汇流箱的另一侧作为功率转化设备的直流侧。

在实际应用中，各个组串逆变单元的交流侧与低压开关柜之间的连接采用铜排作为电气连接。

也就是说，该铜排作为低压交流母线分别与各个组串逆变单元的交流侧和低压开关柜相连。

需要说明的是，现有技术中，组串式逆变器的交流输出与升压设备电气连接时，传统方案采用线缆连接，线缆成本高且有老化风险，需定期检修维护。

而本实施例中，组串逆变单元的交流侧与低压开关柜之间采用铜排连接，既降低直材成本又减少电站后期维护成本。

在实际应用中，低压开关柜包括：至少有一个总开关和通讯设备。

总开关用于实现升压设备与各个组串逆变单元之间的通断。

通讯设备用于收集各个组串逆变单元进行通讯数据，并上传至上位机。

在总开关为多个时，各个开关可以采用串联连接和并联连接中的至少一种，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

该总开关通过实现对升压设备与各个组串逆变单元之间的通断，来实现对组串逆变单元进行电气保护。

本申请另一实施例提供了一种电站系统。

如图6所示，该电站系统，包括：新能源系统和至少一个组串式逆变升压一体机。

新能源系统通过相应的组串式逆变升压一体机接入电网。

该组串式逆变升压一体机的工作过程及原理，详情参见上述实施例提供的组串式逆变升压一体机，如图2-图5所示，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

该新能源系统可以是风力发电系统；也可以是光伏发电系统；当然，也可以是风力发电系统和光伏发电系统的混合能源系统。

该新能源系统的具体选型，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

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 (13)

1.一种组串式逆变升压一体机，其特征在于，包括：低压交流母线、低压开关柜、升压设备和多个组串逆变单元；

各个所述组串逆变单元、所述低压交流母线、所述低压开关柜和所述升压设备依次设置于所述组串式逆变升压一体机的平台上；

各个所述组串逆变单元的交流侧均依次通过所述低压交流母线、所述低压开关柜，与所述升压设备电气相连；

各个所述组串逆变单元的直流接线区域设置于所述组串式逆变升压一体机的外侧。

2.根据权利要求1所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，相邻的所述组串逆变单元之间预留维护检修通道。

3.根据权利要求1所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，各个所述组串逆变单元与所述组串式逆变升压一体机的长度方向平行成阵列布置在所述组串式逆变升压一体机的平台上。

4.根据权利要求3所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，每个所述组串逆变单元之间的横向空间预留低压交流母线区域，用于布置所述低压交流母线；

其中，所述组串式逆变升压一体机的长度方向为横向。

5.根据权利要求4所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，各个所述组串逆变单元呈两行分布。

6.根据权利要求5所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，两行之间预留区域作为低压交流母线布线区域。

7.根据权利要求5所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，同一行的各个所述组串逆变单元均匀分布。

8.根据权利要求1所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，所述组串逆变单元包括：功率转化设备、安装机架和直流接线区域；

所述功率转化设备背靠背安装于所述安装机架的上部；

在所述组串逆变单元的侧面设置所述直流接线区域；

所述直流接线区域用于实现组串式逆变升压一体机的现场直流接线。

9.根据权利要求8所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，所述功率转化设备包括：至少一个组串逆变器。

10.根据权利要求9所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，所述功率转化设备还包括：至少一个集散汇流箱；

各个所述组串逆变器均与相应的所述集散汇流箱相连。

11.根据权利要求1-10任一项所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，各个组串逆变单元的交流侧与所述低压开关柜之间的连接采用铜排作为电气连接。

12.根据权利要求1-10任一项所述的组串式逆变升压一体机，其特征在于，所述低压开关柜包括：至少有一个总开关和通讯设备；

所述总开关用于实现所述升压设备与各个组串逆变单元之间的通断；

所述通讯设备用于收集各个所述组串逆变单元进行通讯数据，并上传至上位机。

13.一种电站系统，其特征在于，包括：新能源系统和至少一个如权利要求1-12任一项所述的组串式逆变升压一体机；

所述新能源系统通过相应的所述组串式逆变升压一体机接入电网。

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