專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)變壓器光伏逆變裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電的無(wú)變壓器光伏逆變裝置。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是通過(guò)太陽(yáng)能電池吸收陽(yáng)光，將太陽(yáng)的光能直接變成電能輸出。光伏發(fā)電系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)光伏系統(tǒng))的主流發(fā)展趨勢(shì)是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能電池發(fā)電是直流電壓，必須通過(guò)逆變裝置變換成交流，再同電網(wǎng)的交流電合起來(lái)使用，這種形態(tài)的光伏系統(tǒng)就是并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。光伏并網(wǎng)是太陽(yáng)能利用的發(fā)展趨勢(shì)，光伏發(fā)電系統(tǒng)將主要用于調(diào)峰電站和屋頂光伏系統(tǒng)。在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器是核心部分，是把直流電能逆變?yōu)榻涣麟娔艿碾娏﹄娮釉O(shè)備，并且該逆變器輸出側(cè)接入電網(wǎng)?，F(xiàn)有技術(shù)的逆變器裝置，每一個(gè)逆變器都與一個(gè)單獨(dú)的或定制的隔離變壓器相搭配，而且在實(shí)際工程應(yīng)用中，不論變壓器與逆變器是否集成，情況都是如此。通常而言，隔離變壓器的效率通常只有98%到99%，它們甚至可以讓效能下降2%，因此，電力供應(yīng)立即被減弱。如圖1中所示，圖1是典型的現(xiàn)有技術(shù)所使用的逆變器裝置。該逆變器裝置的升壓?jiǎn)卧c光伏電池連接后經(jīng)過(guò)逆變單元2，然后經(jīng)過(guò)變壓器4后與市電電網(wǎng)連接。逆變單元2 包括逆變器201和變壓器202。現(xiàn)有技術(shù)中的逆變器201使用的是無(wú)阻尼大三角形過(guò)濾器， 當(dāng)多個(gè)逆變器設(shè)備并行放置或者逆變器設(shè)置在長(zhǎng)傳輸在線(xiàn)的時(shí)候，這些無(wú)阻尼大三角形過(guò)濾器可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定。而且，如果逆變器被并行放置在同一個(gè)箱子里，每一個(gè) 500千瓦逆變器由4個(gè)較小的125千瓦單元驅(qū)動(dòng)，那么這種系統(tǒng)就容易受到電氣干擾，而且會(huì)為整個(gè)光伏系統(tǒng)帶來(lái)多個(gè)故障點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)采用的逆變器裝置通常體積龐大重量較大。即使隔離變壓器可以與逆變器相互分離，由于較低的電壓與較高的電流這種安裝所導(dǎo)致昂貴的導(dǎo)線(xiàn)成本，每一個(gè)逆變器所需要的較低的輸出電壓和多繞組也會(huì)限制相互分離的距離。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種無(wú)變壓器光伏逆變裝置，提高太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率，并能進(jìn)一步避免與單極配置有關(guān)的不必要的線(xiàn)路衰減。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種無(wú)變壓器光伏逆變裝置，包括第一升壓電路和第二升壓電路以及逆變器，該第一升壓電路和第二升壓電路分別連接一第一光伏電池組和第二光伏電池組，該第一光伏電池組和第二光伏電池組串聯(lián)。更進(jìn)一步地，該逆變器包括一逆變電路和濾波器，該濾波器為三角形濾波電容。該無(wú)變壓器光伏逆變裝置還包括串聯(lián)電阻器，該串聯(lián)電阻器由至少兩個(gè)串聯(lián)電阻組成。該無(wú)變壓器光伏逆變裝置還與一電源優(yōu)化器連接。更進(jìn)一步地，該第一升壓電路和第二升壓電路均為boost升壓斬波電路。該boostι
升壓斬波電路輸出電壓Upv與輸入電壓Udc的關(guān)系式為UpY = "^5yUde其中D為斬波
，
電路的占空比，D = ton/T, ton為開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，T為開(kāi)關(guān)導(dǎo)通周期。更進(jìn)一步地，該逆變電路是單相全橋逆變電路。該單相全橋逆變電路包括四個(gè)開(kāi)關(guān)管，組成逆變橋。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型所公開(kāi)的無(wú)變壓器光伏逆變裝置，能提高太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率，并且能夠提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且減少并聯(lián)逆變器之間的相互作用。
關(guān)于本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過(guò)以下的實(shí)用新型詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中所采用的光伏逆變裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型所涉及的無(wú)變壓器光伏逆變裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型所涉及的無(wú)變壓器光伏逆變裝置與現(xiàn)有技術(shù)的效率對(duì)比圖；圖4是本實(shí)用新型所涉及的無(wú)變壓器光伏逆變裝置的升壓?jiǎn)卧脑韴D；圖5是本實(shí)用新型所涉及的無(wú)變壓器光伏逆變裝置的逆變器的原理圖；圖6是本實(shí)用新型所涉及的無(wú)變壓器光伏逆變裝置的并聯(lián)使用結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例?，F(xiàn)有技術(shù)中的光伏逆變裝置(可以參見(jiàn)圖1)所采用的原理為將光伏電池的直流電流進(jìn)行升壓后再進(jìn)入逆變器單元，逆變器將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流后再經(jīng)過(guò)變壓器與城市電網(wǎng)對(duì)接。通常而言，經(jīng)過(guò)逆變器裝置將400伏左右的直流電流Idc(現(xiàn)有技術(shù)在330 伏至600伏區(qū)間內(nèi))轉(zhuǎn)換為經(jīng)過(guò)逆變器201后轉(zhuǎn)換為208伏左右的交流電Vac后再經(jīng)過(guò)變壓器202將208伏左右的交流電Vac變換為480伏的交流電。480伏的交流電必須在一次經(jīng)過(guò)變壓器4才能轉(zhuǎn)換為與城市電網(wǎng)電壓一致。本實(shí)用新型所提供的無(wú)變壓器光伏逆變裝置如圖2中所示。該逆變裝置包括升壓?jiǎn)卧?02、無(wú)變壓器逆變器103以及與城市電網(wǎng)相連接的變壓器105。本實(shí)用新型所提供的無(wú)變壓器光伏逆變裝置通過(guò)采用可分離的兩極+600和-600VDC電池組數(shù)組實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)換， 無(wú)需在低壓三相電網(wǎng)上配備變壓器。該逆變裝置包括兩個(gè)升壓?jiǎn)卧?01，且兩個(gè)升壓?jiǎn)卧?101彼此與對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)能光伏電池連接后再與逆變器103連接，即形成高電壓?jiǎn)我?，雙極性輸入，因此輸入逆變器103的直流電壓為660伏至1200伏。在相同功率等級(jí)下，現(xiàn)有技術(shù)的逆變裝置的輸入電流為IDC，而本實(shí)用新型所使用的無(wú)變壓器光伏逆變裝置的輸入電流為IDe/2，能夠有效減少相關(guān)的直流輸配電設(shè)備成本。圖3是本實(shí)用新型所涉及的無(wú)變壓器光伏逆變裝置與現(xiàn)有技術(shù)的效率對(duì)比圖。從圖3中可以看出，在同等功率等級(jí)的情況下無(wú)變壓器逆變器效率要比帶變壓器逆變器效率高出0. 5%以上。該升壓?jiǎn)卧脑敿?xì)結(jié)構(gòu)如圖4中所示。如圖4中所示，該Boost電路由開(kāi)關(guān)管Q， 二極管D，電感L，電容Cdc組成，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管Q的通斷將光伏電池的輸出的直流電壓升至400伏左右。該Boost電路工作時(shí)，當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)，二極管D反偏，輸出級(jí)隔離，由輸入端向電感L供應(yīng)能量。當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q斷開(kāi)時(shí)，輸出級(jí)吸收來(lái)自電感L和輸入端的能量。當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q持續(xù)不停地被導(dǎo)通或斷開(kāi)時(shí)，該電路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)直流輸出電壓Upv，而直流輸入電壓Udc的比由功率管Q開(kāi)關(guān)時(shí)間的比決定。輸出電壓Upv與輸入電壓Udc的關(guān)系式為
權(quán)利要求1.一種無(wú)變壓器光伏逆變裝置，包括第一升壓電路和第二升壓電路以及逆變器，其特征在于，所述第一升壓電路和第二升壓電路分別連接一第一光伏電池組和第二光伏電池組，所述第一光伏電池組和第二光伏電池組串聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)變壓器光伏逆變裝置，其特征在于，所述逆變器包括一逆變電路和濾波器，所述濾波器為三角形濾波電容。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)變壓器光伏逆變裝置，其特征在于，所述無(wú)變壓器光伏逆變裝置還包括串聯(lián)電阻器，所述串聯(lián)電阻器由至少兩個(gè)串聯(lián)電阻組成。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)變壓器光伏逆變裝置，其特征在于，所述無(wú)變壓器光伏逆變裝置還與一電源優(yōu)化器連接。
5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)變壓器光伏逆變裝置，其特征在于，所述第一升壓電路和第二升壓電路均為boost升壓斬波電路。
6.如權(quán)利要求5所述的無(wú)變壓器光伏逆變裝置，其特征在于，所述boost升壓斬波電路輸出電壓Upv與輸入電壓Udc的關(guān)系式為=其中D為斬波電路的占空比，D = ton/T, ton為開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，T為開(kāi)關(guān)導(dǎo)通周期。
7.如權(quán)利要求2所述的無(wú)變壓器光伏逆變裝置，其特征在于，所述逆變電路是單相全橋逆變電路。
8.如權(quán)利要求7所述的無(wú)變壓器光伏逆變裝置，其特征在于，所述單相全橋逆變電路包括四個(gè)開(kāi)關(guān)管，組成逆變橋。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種無(wú)變壓器光伏逆變裝置，包括第一升壓電路和第二升壓電路以及逆變器，其特征在于，該第一升壓電路和第二升壓電路分別連接一第一光伏電池組和一第二光伏電池組，該第一光伏電池組和第二光伏電池組串聯(lián)。
文檔編號(hào)H02M7/42GK202019313SQ201120098900
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者尤志春 申請(qǐng)人:上海威特力焊接設(shè)備制造股份有限公司