CN217693099U - 一种组串级模块化集散式逆变器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组串级模块化集散式逆变器结构，包括若干集电单元和至少一个逆变模块，逆变模块与集电单元连接，集电单元包括光伏组串以及至少一个带有多路MPPT功能的直流汇流箱，直流汇流箱的输入端每路MPPT连接1～2个光伏组串，使其具有组串式逆变器的MPPT跟踪功能；输出端连接逆变模块的输入端，若干逆变模块通过并联的方式连接。逆变模块包括第一直流开关、逆变器和交流开关，第一直流开关连接直流汇流箱的输出端和逆变器的输入端，交流开关连接逆变器的输出端和升压变压器的输入端。本实用新型通过将逆变器回路模块化，减少事故影响范围，实现模块即插即用，便于检修维护，实现对不同容量的发电系统单元的灵活适配。

Description

一种组串级模块化集散式逆变器结构

技术领域

本实用新型涉及逆变器结构技术领域，特别涉及一种组串级模块化集散式逆变器结构。

背景技术

在大型并网光伏发电站中，最常用集中式逆变器、组串式逆变器和集散式逆变器。集中逆变技术是很多个并行的光伏组串被连接到同一台集中逆变器的直流输入端，一般在前端配置直流汇流箱进行汇集，并且所汇集的组串一般只能同时进行最大功率跟踪；集中型逆变器则适合不同组串的遮蔽情况差异很小的情况，如大型地面、水面光伏电站等。组串逆变器是基于模块化概念的基础上提出的，一个或者少量的几个光伏组串通过一个逆变器，在交流端并联并网。它的优点在于受组件模块差异和遮挡的影响小，直流接线不需要经过汇流箱；同时组串式逆变器的MPPT电压范围更宽，减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加发电量。组串式逆变器比较适合不同组串遮蔽情况差异较大的情况，如屋顶光伏电站、山地光伏等。

然而现有的集中式和组串式的逆变器结构，集中式结构中，是将光伏组件产生的直流电汇总转变为交流电后进行升压、并网，因此逆变器的功率都相对较大，基于其结构，存在直流汇流箱故障率较高，组件配置不灵活，当一块组件发生故障或者被阴影遮挡，将会影响整个系统的发电效率等问题；组串式结构中，是将光伏组件产生的直流电直接转变为交流电汇总后升压、并网，因此逆变器的功率都相对较小，基于其结构，存在可靠性和安全性较差，系统监控难度大，不便于维护和管理等问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种组串级模块化集散式逆变器结构，通过在前端设具有多路MPPT功能的智能汇流箱，使其具有组串式逆变器的MPPT跟踪功能。在每个智能汇流箱到逆变器回路设直流开关、直流汇流排，汇流后设置总的直流开关，然后经逆变器逆变后设交流开关、交流汇流排，最后经升压变升压后交流输出；同时各个逆变器回路模块化，减少事故影响范围，模块即插即用，检修维护方便，实现对不同容量的发电系统单元的灵活适配。实现了组串式逆变器能将多路优化单元汇总的能量输送到电网，也实现了集中式逆变器的高可靠性、易于维护和管理的优势。

本实用新型采用的一个技术方案是：提供了一种组串级模块化集散式逆变器结构，包括若干集电单元和至少一个逆变模块，所述逆变模块与所述集电单元连接，所述集电单元包括光伏组串以及至少一个带有多路MPPT功能的直流汇流箱，所述直流汇流箱的输入端每路MPPT连接1～2个光伏组串，所述光伏组串包括若干光伏组件，所述直流汇流箱的输出端连接逆变模块的输入端，所述逆变模块的输出端连接升压变压器输入端。直流汇流箱的输入端通过直流汇流箱和若干光伏组件构建集电单元，通过直流汇流箱，直接将光伏组件产生的直流电输入到逆变模块中，进行交直流转换，最后将交流输出升压后，输入到负载端。

进一步的，所述逆变模块包括第一直流开关、逆变器和交流开关，所述第一直流开关连接所述直流汇流箱的输出端和所述逆变器的输入端，所述交流开关连接所述逆变器的输出端和所述升压变压器的输入端。

通过第一直流开关，将逆变器与各集电单元连接，可根据实际情况，调整各集电单元的工作启停，便于逆变器结构的扩展和管理。

进一步的，所述第一直流开关与所述直流汇流箱一一对应连接。

每一个第一直流开关均对应一个直流汇流箱，直流汇流箱连接有若干个光伏组件，通过第一直流开关实现各个集电单元的相互独立。

进一步的，所述逆变模块还包括直流汇流排和总直流开关，所述总直流开关通过所述直流汇流排与若干所述第一直流开关串联连接，所述第一直流开关之间并联连接在所述直流汇流排上。

设置直流汇流排，使得通过第一直流开关连接的直流汇流箱和光伏组件构成的部分模块化，根据实际情况，基于直流汇流排可实现在当前结构的基础上，较为便捷的扩展集电单元，同时保证当前逆变结构的稳定；

直流汇流排对应多个第一直流开关，直流汇流排通过总直流开关与逆变器连接，构成逆变器到光伏组件的层级的并列结构，通过设置多个直流汇流排，可直接通过增加逆变模块扩展集电单元。

进一步的，所述逆变模块与所述升压变压器之间还设有交流汇流排，所述逆变模块设有多个，所述升压变压器的输入端通过所述交流汇流排分别与所述逆变模块串联连接，所述逆变模块中的所述交流开关并联连接在所述交流汇流排上。

进一步的，所述逆变模块设有一个交流开关，所述交流开关与所述逆变器一一对应连接。

逆变模块通过交流汇流排接到升压变压器之间，将各个逆变模块及对应的若干集电单元构成的多路优化单元汇总的能量经升压后输送到电网，利用直流汇排、交流汇流排以及对应的直流开关和交流开关，通过模块化层级扩展，实现对不同容量的发电系统单元的灵活适配，集中了现目前光伏发电站中常用组串式逆变器和集中式逆变器各自优点。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型构建了组串级模块化集散式逆变器结构，通过在前端设置带有多路MPPT功能的直流汇流箱，同时在每个汇流箱到逆变器回路设直流开关、直流汇流排，将光伏组件采集的直流电能汇流，汇流后在直流汇流排输出端设置总直流开关，然后经逆变器逆变后设交流开关、交流汇流排，最后经升压变压后交流输出；

将各个逆变器回路模块化，减少事故影响范围，实现模块即插即用，使得检修维护方便，实现对不同容量的发电系统单元的灵活适配，集中了当前光伏发电站中常用组串式逆变器和集中式逆变器各自优点，提高了逆变器的稳定性。

附图说明

图1是实施例1的组串级模块化集散式逆变器结构示意图；

图2是实施例2的组串级模块化集散式逆变器结构示意图。

附图标记说明：1-逆变模块、2-直流汇流箱、3-光伏组串、4-第一直流开关、5-交流开关、6-升压变压器、7-逆变器、8-直流汇流排、9-总直流开关、10-交流汇流排。

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、完整的描述，显然，所描述的实施例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。

实施例1

本实用新型的实施例1提供了一种组串级模块化集散式逆变器结构，如图1所示，包括若干集电单元和至少一个逆变模块1；本实施例中，设有一个集电单元和一个逆变模块1；

所述逆变模块1与所述集电单元连接，所述集电单元包括光伏组串3以及至少一个直流汇流箱2，所述直流汇流箱2的输入端每路MPPT连接1～2个所述光伏组串3，所述直流汇流箱2的输出端连接逆变模块1的输入端，所述逆变模块1的输出端连接升压变压器输入端，所述升压变压器的输出端连接负载；

所述直流汇流箱2采用具有多路MPPT功能的智能汇流箱，所述直流汇流箱2至逆变器7的直流电压为1000V DC或1500V DC，所述直流汇流箱可采用＝EJB-H24-M12型号的智能直流汇流箱，具体型号在此不做具体限定。

其中，所述逆变模块1包括第一直流开关4、逆变器7和交流开关5，所述第一直流开关4连接所述直流汇流箱2的输出端和所述逆变器7的输入端，所述交流开关5连接所述逆变器7的输出端和所述升压变压器的输入端；

所述第一直流开关4与所述直流汇流箱2一一对应连接，进而使得逆变模块分别连接多个集电单元。

第一直流开关通过直流汇流排与逆变器连接，便于直流电能的汇总，同时保证各个集电单元的独立，所述逆变模块还包括总直流开关9，所述总直流开关9设在所述直流汇流排和所述逆变器之间。

实施例2

本实用新型的实施例2提供了一种组串级模块化集散式逆变器结构，如图2所示，包括若干集电单元和至少一个逆变模块1，所述逆变模块1与所述集电单元连接，所述集电单元包括光伏组串3以及至少一个直流汇流箱2，所述直流汇流箱2的输入端每路MPPT连接1～2个所述光伏组串3，所述直流汇流箱2的输出端连接逆变模块1的输入端，所述逆变模块1的输出端连接升压变压器6输入端，所述升压变压器6的输出端连接负载；

所述直流汇流箱2采用具有多路MPPT功能的智能汇流箱，所述直流汇流箱2至逆变器7的直流电压为1000V DC或1500V DC，所述直流汇流箱可采用EJB-H24-M12型号的智能直流汇流箱，具体型号在此不做具体限定。

其中，所述逆变模块1包括第一直流开关4、逆变器7和交流开关5，所述第一直流开关4连接所述直流汇流箱2的输出端和所述逆变器7的输入端，所述交流开关5连接所述逆变器7的输出端和所述升压变压器6的输入端；

所述第一直流开关4与所述直流汇流箱2一一对应连接。

在本实施例中，所述逆变模块1还包括直流汇流排8和总直流开关9，所述总直流开关9通过所述直流汇流排8与若干所述第一直流开关4串联连接，所述第一直流开关4之间并联连接在所述直流汇流排8上。

所述逆变模块1与所述升压变压器6之间还设有交流汇流排10，所述逆变模块1设有多个，所述升压变压器6的输入端通过所述交流汇流排10分别与所述逆变模块1串联连接，所述逆变模块1中的所述交流开关5并联连接在所述交流汇流排10上。

所述逆变模块1设有一个交流开关5，所述交流开关5与所述逆变器7一一对应连接。

通过交流开关和交流汇流排，将逆变模块以及对应的若干集电单元模块化，可通过插接实现逆变模块和集电单元整体的扩展。

所述逆变模块1内在所述逆变器7输入端和输出端设置总开关，交流汇流排10、第一直流开关4和直流汇流排8，使得整个结构各部分模块化，便于插接扩展和维护管理，同时保证了将组串级模块化集散式逆变器结构的稳定性和可靠性。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种组串级模块化集散式逆变器结构，其特征在于，包括若干集电单元和至少一个逆变模块，所述逆变模块与集电单元连接，所述集电单元包括光伏组串以及至少一个带有多路MPPT功能的直流汇流箱，所述直流汇流箱的输入端每路MPPT连接1～2个所述光伏组串，使其具有组串式逆变器的MPPT跟踪功能；所述光伏组串包括若干光伏组件，所述直流汇流箱的输出端连接逆变模块的输入端，若干个所述逆变模块的输出端通过并联的方式连接升压变压器输入端。

2.根据权利要求1所述的组串级模块化集散式逆变器结构，其特征在于，所述逆变模块包括第一直流开关、逆变器和交流开关，所述第一直流开关连接所述直流汇流箱的输出端和所述逆变器的输入端，所述交流开关连接所述逆变器的输出端和所述升压变压器的输入端。

3.根据权利要求2所述的组串级模块化集散式逆变器结构，其特征在于，所述第一直流开关与所述直流汇流箱一一对应连接。

4.根据权利要求2-3任一所述的组串级模块化集散式逆变器结构，其特征在于，所述逆变模块还包括直流汇流排和总直流开关，所述总直流开关通过所述直流汇流排与若干所述第一直流开关串联连接，所述第一直流开关之间并联连接在所述直流汇流排上。

5.根据权利要求4所述的组串级模块化集散式逆变器结构，其特征在于，所述逆变模块与所述升压变压器之间还设有交流汇流排，所述逆变模块设有多个，所述升压变压器的输入端通过所述交流汇流排分别与所述逆变模块串联连接，所述逆变模块中的所述交流开关并联连接在所述交流汇流排上。

6.根据权利要求5所述的组串级模块化集散式逆变器结构，其特征在于，所述逆变模块设有一个交流开关，所述交流开关与所述逆变器一一对应连接。

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