CN217428000U - 逆变器及逆变系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种逆变器及逆变系统，其中，逆变器包括逆变模块、配电单元，逆变模块具有相互垂直的第一方向和第二方向，逆变模块设置有直流输入端和交流输出端，直流输入端和交流输出端沿第一方向分布于逆变模块的两侧；配电单元包括直流模块和交流模块，直流模块和交流模块设置于逆变模块沿第二方向的同一端；其中，直流输入端朝向配电单元，交流输出端朝向配电单元，直流模块与直流输入端电连接，交流模块与交流输出端电连接。本实用新型技术方案能够减少逆变器的线缆用量，提高对逆变器操作的安全性和可维护性。

Description

逆变器及逆变系统

技术领域

本实用新型涉及逆变装置领域，特别涉及一种逆变器及逆变系统。

背景技术

目前，光伏系统的逆变器以集中式逆变器和组串式逆变器为主。对大型地面电站而言，组串式逆变器在MPPT寻优方面有明显优势，但其分散式布置方式相对而言存在安装、维护不方便及线缆路径长损耗大的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种逆变器及逆变系统，旨在减少逆变器的线缆用量，提高对逆变器操作的安全性和可维护性。

为实现上述目的，本实用新型提出一种逆变器，所述逆变器包括：

逆变模块，所述逆变模块具有相互垂直的第一方向和第二方向，所述逆变模块设置有直流输入端和交流输出端，所述直流输入端和所述交流输出端沿所述第一方向分布于所述逆变模块的两侧；

配电单元，所述配电单元包括直流模块和交流模块，所述直流模块和所述交流模块设置于所述逆变模块沿所述第二方向的同一端；

其中，所述直流输入端朝向所述配电单元，所述交流输出端朝向所述配电单元，所述直流模块与所述直流输入端电连接，所述交流模块与所述交流输出端电连接。

可选地，所述直流输入端朝向所述配电单元，所述交流输出端朝向所述配电单元。

可选地，所述直流模块包括直流开关和直流汇流排，所述交流模块包括交流开关和交流汇流排；

所述直流开关通过所述直流汇流排与所述直流输入端电连接，所述交流输出端通过所述交流开关与所述交流汇流排电连接。

可选地，所述直流模块还包括直流汇流柜，所述交流模块还包括交流汇流柜；

所述直流汇流柜和交流汇流柜沿所述第一方向并排设置，所述直流汇流柜位于所述交流输出端所在的一侧，所述交流汇流柜位于所述直流输入端所在的一侧；

所述直流开关和所述交流开关各自独立地设置于所述直流汇流柜内，所述直流汇流排和所述交流汇流排各自独立地设置于所述交流汇流柜内。

可选地，所述直流汇流排和所述交流汇流排沿所述第二方向排布，所述交流汇流排位于所述直流汇流排背离所述逆变模块的一侧。

可选地，所述逆变模块还具有与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向，所述直流开关和所述交流开关沿所述第三方向排布。

为实现上述目的，本实用新型提出一种逆变系统，所述逆变系统包括基体和至少两个如上所述的逆变器，所述至少两个逆变器沿第三方向排列设置于所述基体上，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

可选地，所述逆变器设置有两排，所述两排逆变器对称且间隔设置，所述两排逆变器的直流输入端相向，所述两排逆变器的交流输入端相背。

可选地，所述逆变模块与所述基体滑动连接，以使所述逆变模块相对所述基体可拆卸。

可选地，所述基体上设置有滑轨，所述逆变模块上设置有滑块，所述逆变模块通过所述滑块与所述滑轨滑动配合。

可选地，所述滑轨的端部设置有限位件，所述滑块可与所述限位件抵接，以使所述逆变模块器定位于所述基体上。

可选地，所述逆变模块沿所述第二方向形成第一端和第二端，所述第一端相较所述第二端靠近于所述配电单元；

所述基体内设置有第一散热风道，所述第一散热风道的流向为：沿所述第一方向对应所述第一端流入所述基体，并沿所述第二方向对应所述第二端流出所述基体。

可选地，所述基体内设置有第二散热风道，所述第二散热风道的流向平行于所述第一方向和/或所述第三方向，所述第二散热风道对应所述配电单元。

可选地，所述第二散热风道的流向为：沿所述第一方向或所述第三方向贯穿所述基体流动；或者，

所述第二散热风道的流向为：沿所述第一方向和所述第三方向形成循环流动；所述基体上设置有换热器，所述换热器的制冷端位于所述第二散热风道内，所述换热器的制热端位于所述基体外。

本实用新型技术方案中，通过将配电单元即直流模块和交流模块共同放置于逆变模块的同一端，能够使逆变器整体结构紧凑；同时，通过设置逆变模块的直流输入端和交流输出端均朝向配电单元，能够使逆变模块与直流模块和交流模块之间的直流接线和交流接线达到垂直连接的效果，进而减小因线缆弯曲半径产生的线缆用量，使得逆变器的整体线缆用量少；而线缆弯曲半径减小，可进一步减小逆变模块与配电单元之间的距离，降低逆变模块的安装重心，从而能够提高工作人员操作的安全性与可维性。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型逆变系统一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型逆变系统另一实施例的结构示意图；

图3为图1逆变系统的逆变器的结构示意图；

图4为图1逆变系统的逆变器另一视角的结构示意图；

图5为图1逆变系统的逆变器与基体滑动的结构示意图；

图6为图1逆变系统的逆变器与基体滑动另一视角的结构示意图；

图7为图1逆变系统的第一散热风道的结构示意图；

图8为图1逆变系统的第二散热风道的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种逆变器10。

在本实用新型实施例中，如图1和4所示，该逆变器10包括逆变模块11、配电单元，逆变模块11具有相互垂直的第一方向和第二方向，逆变模块11设置有直流输入端111和交流输出端112，直流输入端111和交流输出端112沿第一方向分布于逆变模块11的两侧；配电单元包括直流模块12和交流模块13，直流模块12和交流模块13设置于逆变模块11沿第二方向的同一端；其中，直流输入端111朝向配电单元，交流输出端112朝向配电单元，直流模块12与直流输入端111电连接，交流模块13与交流输出端112电连接。

需要说明的是，图1中X方向为第一方向，Z方向为第二方向，Y方向为第三方向，下面关于方向和坐标的描述可参照图1所示。为便于描述，下面以第一方向为前后方向，第二方向为上下方向，第三方向为左右方向进行示例说明。

具体地，由逆变模块11和配电单元组成的逆变器10为二层结构，逆变模块11放置于上层，配电单元即直流模块12和交流模块13放置于下层。其中，直流模块12的输入端连接外部直流设备，如汇流箱、储能设备等，直流模块12的输出端连接逆变模块11的直流输入端111；交流模块13的输入端连接逆变模块11的交流输出端112，交流模块13的输出端连接外部负载或变压器。而逆变模块11是将输入的直流电转换成交流电的模块。通过上述设置，可实现将外部直流设备的直流电转换成交流电输出至外部负载的功能。

本技术方案中，通过将配电单元即直流模块12和交流模块13共同放置于逆变模块11的同一端，能够使逆变器10整体结构紧凑；同时，通过设置逆变模块11的直流输入端111和交流输出端112均朝向配电单元，即将直流输出端和交流输出端112沿上下方向(第二方向)设置，相较于将直流输出端和交流输出端112沿水平方向(第一方向)设置，本逆变器10能够使逆变模块11与直流模块12和交流模块13之间的直流接线和交流接线达到垂直连接的效果，进而减小因线缆弯曲半径产生的线缆用量，使得逆变器10的整体线缆用量少；而线缆弯曲半径减小，可进一步减小逆变模块11与配电单元之间的距离，降低逆变模块11的安装重心，从而能够提高工作人员操作的安全性与可维性。

在一实施例中，请参阅图3至4，直流模块12包括直流开关122和直流汇流排123，交流模块13包括交流开关132和交流汇流排133；直流开关122通过直流汇流排123与直流输入端111电连接，交流输出端112通过交流开关132与交流汇流排133电连接。

具体地，直流模块12的输入端即直流开关122，直流模块12的输出端即直流汇流排123，直流开关122与直流汇流排123连接，另外，直流模块12还包括直流连接线缆124，直流汇流排123由直流连接线缆124连接于逆变模块11的直流输入端111；交流模块13的输入端即交流开关132，交流模块13的输出端即交流汇流排133，交流开关132与交流汇流排133连接，另外，交流模块13还包括交流连接线缆134，交流开关132由交流连接线缆134连接于逆变模块11的交流输出端112。此外，外部直流设备通过直流输入电缆连接至直流开关122。

其中，直流开关122可为断路器/负荷开关，交流开关132可为熔丝组合开关。电流从外部直流设备输入后经直流模块12中的直流断路器/负荷开关后用直流汇流排123(铜排)进行串联后进入逆变模块11的直流输入端111，然后从逆变模块11的交流输出端112输出到交流模块13的熔丝组合开关，最后进入交流汇流柜131通过交流汇流排133(铜排)进行汇流。

其中，通过逆变模块11与直流模块12及交流模块13之间的垂直连接，能够减小直流连接线缆124和交流连接线缆134因弯曲半径产生的线缆用量，使得逆变模块11的整体线缆用量少；而直流连接线缆124和交流连接线缆134的弯曲半径减小，可进一步减小逆变模块11与配电单元之间的距离，降低逆变模块11的安装重心，从而能够提高工作人员操作的安全性与可维性。

在一实施例中，请参阅图3至4，直流模块12还包括直流汇流柜121，交流模块13还包括交流汇流柜131；直流汇流柜121和交流汇流柜131沿第一方向并排设置，直流汇流柜121位于交流输出端112所在的一侧，交流汇流柜131位于直流输入端111所在的一侧；直流开关122和交流开关132各自独立地设置于直流汇流柜121内，直流汇流排123和交流汇流排133各自独立地设置于交流汇流柜131内。

具体地，直流汇流柜121和交流汇流柜131沿前后方向并柜，交流模块13位于直流汇流柜121和交流汇流柜131二者的上方。其中，直流汇流柜121在背离交流汇流柜131的一侧设置有可开闭的活动门，以将直流汇流柜121封盖或显露。通过将直流开关122和交流开关132共同安装在直流汇流柜121内，能够方便工作人员在逆变器10的直流汇流柜121所在的一侧直接操作开关器件，可提高工作人员操作的安全性与可维性。

在一实施例中，请参阅图4，直流汇流排123和交流汇流排133沿第二方向排布，交流汇流排133位于直流汇流排123背离逆变模块11的一侧。

具体地，直流汇流排123布置在直流汇流柜121的后部、交流汇流柜131内的上方空间，也即，直流汇流排123和交流汇流排133共同安装在交流汇流柜131内，而直流汇流排123位于交流汇流排133的上方。为防止二者互相干扰，可在二者之间设置隔板隔离。对应地，直流开关122的位置稍高于交流开关132。交流开关132(熔丝组合开关)为上进下出的连接方式，因此将交流汇流柜131布置在直流汇流柜121后侧，熔丝组合开关出线后直接进入交流汇流柜131与交流汇流排133连接，使得路径最短，同时避免交流路径与直流路径交叉。另外，逆变模块11的直流输入端111设计在后侧侧面，逆变模块11的交流输出端112设计前侧侧面，这样设计可以与下方的器件布局相匹配，使直流模块12的输出端及交流模块13的输入端与逆变模块11的接线路径最短。

在一实施例中，请参阅图3，逆变模块11还具有与第一方向和第二方向垂直的第三方向，直流开关122和交流开关132沿第三方向排布。

具体地，直流开关122可设置有两个，两个直流开关122居中布置，交流开关132可设置有两个，两个交流开关132布置在两个直流开关122的左右两边。如此设置，可将交流开关132和直流开关122错开，避免交叉接线。

本实用新型还提出一种逆变系统100，该逆变系统100包括基体50和至少两个逆变器10，该逆变器10的具体结构参照上述实施例，由于本逆变系统100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，至少两个逆变器10沿第三方向排列设置于基体50上，第三方向垂直于第一方向和第二方向。

具体地，基体50包括位于底部的平台51以及连接于平台51上的支撑架52。平台51用于承载多个逆变器10，支撑架52在平台51上形成有多个用于安装各个逆变器10的结构空间。此外，支撑架52的外侧可由围板围合，使基体50内部形成相对封闭的空间，对逆变器10进行防护，以满足逆变器10对不同IP等级(防护等级，包含防尘、防水等方面)的要求。

在一实施例中，请参阅图1，逆变器10设置有两排，两排逆变器10对称且间隔设置，两排逆变器10的直流输入端111相向，两排逆变器10的交流输入端相背。

具体地，每排的多个逆变器10沿左右方向依次排布，而两排逆变器10前后排布，且两排逆变器10之间留有间距，以便预留走线空间。其中，两排逆变器10中，每排的逆变器10的交流输出端112均位于基体50外侧，相应地，每排的逆变器10的直流输入端111均位于基体50的内侧。如此设置，可使逆变器10与下方配电单元的器件布局相匹配，以将直流开关122和交流开关132布置于基体50的外侧，可便于工作人员在基体50的外侧直接操作开关器件，从而提高工作人员操作的安全性与可维性，同时，可使直流模块12的输出端及交流模块13的输入端与逆变模块11的接线路径最短，减少电缆用量。

本实施例中的基体50可采用标准20尺集装箱的外形尺寸，以满足运输要求。为了在基体50的空间尺寸内实现容量的最大化，本实施例采用两排逆变器10对称放置，如图1所示。在实际运用中，亦可采用基体50上放置单排逆变器10的形式，如图2所示。

在一实施例中，请参阅图5至6，逆变模块11与基体50滑动连接，以使逆变模块11相对基体50可拆卸。

具体地，基体50包括平台51以及连接于平台51上的支撑架52，逆变模块11可拆卸地安装于该支撑架52上。其中，逆变模块11与支撑架52的拆装方式为滑动连接。如此，可便于工作人员对基体50上的逆变模块11进行快速拆装，也便于对基体50上的逆变模块11进行快速更换、维护。

在一实施例中，请参阅图5至6，基体50上设置有滑轨53，逆变模块11上设置有滑块14，逆变模块11通过滑块14与滑轨53滑动配合。

具体地，逆变模块11与支撑架52采用滑动连接，支撑架52和逆变模块11配合的上下面可均设置滑动副，以保证逆变系统100在运输过程中各个逆变器10与基体50之间的稳定性。当然，实际运用中也可在逆变模块11上面或下面或两侧面使用至少一个滑动副。

在一实施例中，请参阅图5至6，滑轨53的端部设置有限位件54，滑块14可与限位件54抵接，以使逆变模块11器定位于基体50上。

具体地，限位件54可为滑轨53端部垂直于滑轨53延伸方向凸起的限位块结构。当将逆变器10沿支撑架52滑入到位后，逆变器10上的滑块14会与滑轨53末端的限位件54抵接，使逆变器10止位，以保证在正常工作状态下和运输过程中不会出现逆变模块11滑脱的问题。其中，滑轨53的两端可均设置限位件54，可以理解地，滑轨53其中一端的限位件54为固定结构，滑轨53另外一端的限位件54为可活动结构，可活动的限位在拆装逆变器10时打开、在正常使用逆变器10时固定。

在一实施例中，请参阅图7，逆变模块11沿第二方向形成第一端和第二端，第一端相较第二端靠近于配电单元；基体50内设置有第一散热风道55，第一散热风道55的流向为：沿第一方向对应第一端流入基体50，并沿第二方向对应第二端流出基体50。

具体地，基体50包括平台51以及连接于平台51上的支撑架52，支撑架52的外侧可由围板围合，使基体50内部形成相对封闭的空间，对逆变器10进行防护。此时，需要对逆变器10进行散热。本实施例中，散热结构包括单独对逆变模块11进行散热的第一散热风道55。第一散热风道55可在基体50内部空间通过设置挡板分隔构造，并且，在基体50表面开设第一散热风道55的第一进风口和第一出风口，其中，第一进风口位于基体50对应逆变模块11第一端的侧面，第一出风口位于基体50对应逆变模块11第二端的顶面；同时，可在第一散热风道55内安装第一风机，以限定第一散热风道55内的空气流向。如此，使第一散热风道55形成下进风上出风模式，能够对逆变模块11进行有效散热，而且可避免相邻逆变器10间出风口热影响。

在一实施例中，请参阅图8，基体50内设置有第二散热风道56，第二散热风道56的流向平行于第一方向和/或第三方向，第二散热风道56对应配电单元。

本实施例中，基体50的散热结构还包括单独对配电单元进行散热的第二散热风道56。通过第二散热风道56加快配电单元周围的空气流动，能够对配电单元进行有效散热。其中，第二散热风道56水平布置，而第一风道为下进上出的方式，也即，本方案的系统结构布局在散热形式上使用两风道空间垂直布置的方式，可最大程度避免两散热风道的耦合影响。

在一实施例中，第二散热风道56的流向为：沿第一方向或第三方向贯穿基体50流动。

作为一种实施方式，第二散热风道56采用直通风形式，部分风口呈水平方向进出，即第二散热风道56的第二进风口和第二出风口分别位于基体50的相对两端。通过在第二散热风道56内安装第二风机，使外界空气进入第二散热风道56后流出，可实现对配电单元的有效散热。同时，这样的布置可以避免配电单元的热风影响逆变模块11的散热效果。

在一实施例中，请参阅图8，第二散热风道56的流向为：沿第一方向和第三方向形成循环流动；基体50上设置有换热器57，换热器57的制冷端位于第二散热风道56内，换热器57的制热端位于基体50外。

作为一种实施方式，第二散热风道56采用换热器57形式。第二散热风道56在基体50内部空间呈闭环风道，同时，基体50上对应第二散热风道56设置有换热器57。如此，通过内循环形式带走配电单元的热量并在换热器57处进行换热，将热量传递至外界。在一具体实施例中，如图8所示，换热器57可以安装在基体沿第三方向的两端的位置；在另一具体实施例中，在逆变系统100包括两排间隔设置的逆变器10的情况下，换热器57也可以安装在两排逆变器10之间过道的内侧位置。

其中，第二散热风道56是采用直通风形式，还是采用换热器57形式，取决于逆变系统100的IP等级的要求。可以理解地，换热器57形式能够满足逆变系统100对IP等级的更高要求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种逆变器，其特征在于，所述逆变器包括：

逆变模块，所述逆变模块具有相互垂直的第一方向和第二方向，所述逆变模块设置有直流输入端和交流输出端，所述直流输入端和所述交流输出端沿所述第一方向分布于所述逆变模块的两侧；

配电单元，所述配电单元包括直流模块和交流模块，所述直流模块和所述交流模块设置于所述逆变模块沿所述第二方向的同一端；

其中，所述直流输入端朝向所述配电单元，所述交流输出端朝向所述配电单元，所述直流模块与所述直流输入端电连接，所述交流模块与所述交流输出端电连接。

2.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述直流模块包括直流开关和直流汇流排，所述交流模块包括交流开关和交流汇流排；

所述直流开关通过所述直流汇流排与所述直流输入端电连接，所述交流输出端通过所述交流开关与所述交流汇流排电连接。

3.如权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述直流模块还包括直流汇流柜，所述交流模块还包括交流汇流柜；

所述直流汇流柜和交流汇流柜沿所述第一方向并排设置，所述直流汇流柜位于所述交流输出端所在的一侧，所述交流汇流柜位于所述直流输入端所在的一侧；

所述直流开关和所述交流开关各自独立地设置于所述直流汇流柜内，所述直流汇流排和所述交流汇流排各自独立地设置于所述交流汇流柜内。

4.如权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述直流汇流排和所述交流汇流排沿所述第二方向排布，所述交流汇流排位于所述直流汇流排背离所述逆变模块的一侧。

5.如权利要求4所述的逆变器，其特征在于，所述逆变模块还具有与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向，所述直流开关和所述交流开关沿所述第三方向排布。

6.一种逆变系统，其特征在于，所述逆变系统包括基体和至少两个如权利要求1至5中任一项所述的逆变器，所述至少两个逆变器沿第三方向排列设置于所述基体上，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

7.如权利要求6所述的逆变系统，其特征在于，所述逆变器设置有两排，所述两排逆变器对称且间隔设置，所述两排逆变器的直流输入端相向，所述两排逆变器的交流输入端相背。

8.如权利要求6所述的逆变系统，其特征在于，所述逆变模块与所述基体滑动连接，以使所述逆变模块相对所述基体可拆卸。

9.如权利要求8所述的逆变系统，其特征在于，所述基体上设置有滑轨，所述逆变模块上设置有滑块，所述逆变模块通过所述滑块与所述滑轨滑动配合。

10.如权利要求9所述的逆变系统，其特征在于，所述滑轨的端部设置有限位件，所述滑块可与所述限位件抵接，以使所述逆变模块器定位于所述基体上。

11.如权利要求6所述的逆变系统，其特征在于，所述逆变模块沿所述第二方向形成第一端和第二端，所述第一端相较所述第二端靠近于所述配电单元；

所述基体内设置有第一散热风道，所述第一散热风道的流向为：沿所述第一方向对应所述第一端流入所述基体，并沿所述第二方向对应所述第二端流出所述基体。

12.如权利要求6所述的逆变系统，其特征在于，所述基体内设置有第二散热风道，所述第二散热风道的流向平行于所述第一方向和/或所述第三方向，所述第二散热风道对应所述配电单元。

13.如权利要求12所述的逆变系统，其特征在于，所述第二散热风道的流向为：沿所述第一方向或所述第三方向贯穿所述基体流动；或者，

所述第二散热风道的流向为：沿所述第一方向和所述第三方向形成循环流动；所述基体上设置有换热器，所述换热器的制冷端位于所述第二散热风道内，所述换热器的制热端位于所述基体外。

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