一種本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其包括多塊光伏電池板和多個隔離變換器；所述隔離變換器包括一MPPT控制器、一DC/AC轉(zhuǎn)換器、一變壓器和一整流器；每一塊光伏電池板的輸出端與對應的一個DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端連接；所述DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸出端連接在變壓器的原邊，DC/AC轉(zhuǎn)換器用于將光伏電池板輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓；所述整流器的輸入端連接在變壓器的副邊，其輸出端與一直流母線連接；所述MPPT控制器，用于根據(jù)最大功率點跟蹤算法控制所述DC/AC轉(zhuǎn)換器；每一塊光伏電池板的輸出端的其中一個電極端接地。本發(fā)明在節(jié)省系統(tǒng)成本的同時，還能最大限度的實現(xiàn)安全接地的效果。
【專利說明】一種本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]光伏發(fā)電系統(tǒng)中，接地安全變成一個影響成本和影響系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，甚至影響到初級制造工藝的因素。
[0005]在北美的光伏系統(tǒng)中，特別是屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)中，要求光伏電池必須有一端是接地的，如圖1和圖2所示，A端或B端接地。也就是說，在圖1和圖2的代表性系統(tǒng)中，A端或B端選擇一個接地點就能滿足安全標準。但是，由此帶來了三個問題需要解決:(I)逆變器必須是隔離的；(2)光伏電池板的絕緣必須是按照系統(tǒng)的最高電壓(例如:110V AC、220VAC、400V AC)標準來制造；(3)在光伏電池板防護玻璃破損以后，觸電的危險性仍然存在，特別是在火災時，沒有辦法消除光伏電池板上的高電壓(只要有光，就有電力產(chǎn)生)。這三個問題的解決，都必然導致到系統(tǒng)成本的增加。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其能解決目前的系統(tǒng)在解決安全性問題上會導致系統(tǒng)成本增加的問題。
[0008]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其包括多塊光伏電池板和多個隔離變換器；所述隔離變換器包括一 MPPT控制器、一 DC/AC轉(zhuǎn)換器、一變壓器和一整流器；每一塊光伏電池板的輸出端與對應的一個DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端連接；所述DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸出端連接在變壓器的原邊，DC/AC轉(zhuǎn)換器用于將光伏電池板輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓；所述整流器的輸入端連接在變壓器的副邊，其輸出端與一直流母線連接；所述MPPT控制器，用于根據(jù)最大功率點跟蹤算法控制所述DC/AC轉(zhuǎn)換器；每一塊光伏電池板的輸出端的其中一個電極端接地。
[0009]可選的，所述DC/AC轉(zhuǎn)換器為半橋電路、或者是全橋電路，或者是諧振變換器，或者是過零開關(guān)型變換器，或者是其他軟開關(guān)變換器。
[0010]可選的，所述變壓器為高頻變壓器。
[0011]可選的,每一塊光伏電池板輸出的直流電壓為12-60V。
[0012]可選的，整流器輸出的直流電壓為150-800V。
[0013]每一塊光伏電池板可以自由接地，互相之間不影響。比如正極接地、負極接地。
[0014]每塊光伏電池板是電氣上獨立的，光伏電池板之間沒有直接的影響，所以一個光伏系統(tǒng)中，可以同時使用不同規(guī)格、不同型號、不同參數(shù)的光伏電池板。也就是說，多塊光伏電池板之間的型號可以相同的，也可以相異的。
[0015]多塊光伏電池板中允許具有損壞的光伏電池板，也不會影響到其他光伏電池板工作。
[0016]多塊光伏電池板中允許具有被異物遮擋的光伏電池板，也不會影響到其他光伏電池板工作。
[0017]光伏電池板的電極端的對地電壓以及光伏電池板的外殼的對地電壓均小于或等于該光伏電池板的開路電壓。
[0018]本發(fā)明具有如下有益效果:
高壓的直流母線與每塊光伏電池板都是電氣隔離的，每一塊光伏電池板與對應的一個隔離變換器連接，每一塊光伏電池板都可以接地(正電極端或負電極端)，光伏電池板上的任何一點都是電氣安全的，每塊光伏電池板獨立工作，多塊光伏電池板之間不會相互影響。直流母線上使用的逆變器無需采用隔離結(jié)構(gòu)。每塊光伏電池板上對地的最大電壓小于或等于該光伏電池板的開路電壓。光伏電池板的防護玻璃損壞后，不會有超過光伏板開路電壓的危險電壓產(chǎn)生。
[0019]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的另一種光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明較佳實施例的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明較佳實施例的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)的隔離變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]下面，結(jié)合附圖以及【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步描述。
[0023]如圖3和圖4所示，一種本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其包括多塊光伏電池板和多個隔離變換器。所述隔離變換器包括一MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率點跟蹤)控制器、一 DC/AC轉(zhuǎn)換器、一變壓器和一整流器；每一塊光伏電池板的輸出端與對應的一個DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端連接；所述DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸出端連接在變壓器的原邊，DC/AC轉(zhuǎn)換器用于將光伏電池板輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓；所述整流器的輸入端連接在變壓器的副邊，其輸出端與一直流母線連接，整流器用于將變壓器輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓；所述MPPT控制器，用于根據(jù)最大功率點跟蹤算法控制所述DC/AC轉(zhuǎn)換器；每一塊光伏電池板的輸出端的其中一個電極端接地，也就是說，光伏電池板的正電極端或負電極端接地。本實施例的每一塊光伏電池板輸出的直流電壓為12-60V。
[0024]本實施例的DC/AC轉(zhuǎn)換器可采用半橋電路、全橋電路、諧振式電路、零電壓式開關(guān)電路或、零電流式開關(guān)電路或者其他軟開關(guān)變換電路等實現(xiàn)。
[0025]本實施例的變壓器為高頻變壓器，如頻率為lOkHz-lOOOkHz。
[0026]本實施例的整理器可采用單個快速二極管、半橋式電路或全橋式電路等實現(xiàn)。整流器輸出的直流電壓為150-800V。[0027]本實施例的變壓器提供隔離、絕緣和升壓，把光伏電池板與電網(wǎng)隔離開來，無需使用boost升壓電路，直流母線上的逆變器也不必設計有隔離結(jié)構(gòu)。每一塊光伏電池板都可以接地，每一塊光伏電池板對應使用一個隔離變換器，光伏電池板的電壓在本身的電壓范圍內(nèi)，不會超過光伏電池板的最大開路電壓，所以光伏電池板上的任何點的電壓都是最低的，實現(xiàn)最大限度的安全。
[0028]本實施例在節(jié)省了系統(tǒng)成本的同時，還能最大限度的實現(xiàn)安全接地的效果。
[0029]如圖3所示，總的來說，本實施例的每一塊光伏電池板可以自由接地，互相之間不會影響。比如正極接地，或者是負極接地。每塊光伏電池板是電氣上獨立的，光伏電池板之間沒有直接的影響。所以一個本實施例的光伏系統(tǒng)中可以使用不同規(guī)格、不同型號、不同參數(shù)的光伏電池板。在一個本實施例的光伏系統(tǒng)中，不同特性的光伏電池板可以自由組合使用，新舊不同的光伏電池板可以混合使用。比如24VDC的光伏電池板可以和48VDC的光伏電池板同時使用。任何一個光伏電池板故障，不會影響到其他光伏電池板的工作。任何一塊光伏電池板和高電壓直流母線是電氣隔離的。任何一塊光伏電池板和高電壓的交流電網(wǎng)是電氣隔離的，在實際的應用系統(tǒng)中，光伏電池板的電極端子、光伏電池板的外殼對地電壓都不會超過該光伏電池板的開路電壓。
[0030]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其特征在于，包括多塊光伏電池板和多個隔離變換器；所述隔離變換器包括一 MPPT控制器、一 DC/AC轉(zhuǎn)換器、一變壓器和一整流器；每一塊光伏電池板的輸出端與對應的一個DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端連接；所述DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸出端連接在變壓器的原邊，DC/AC轉(zhuǎn)換器用于將光伏電池板輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓；所述整流器的輸入端連接在變壓器的副邊，其輸出端與一直流母線連接；所述MPPT控制器，用于根據(jù)最大功率點跟蹤算法控制所述DC/AC轉(zhuǎn)換器；每一塊光伏電池板的輸出端的其中一個電極端接地。
2.如權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其特征在于，所述DC/AC轉(zhuǎn)換器為半橋電路、全橋電路、諧振變換器、過零開關(guān)型變換器、軟開關(guān)變換器中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其特征在于，所述變壓器為高頻變壓器。
4.如權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其特征在于，每一塊光伏電池板輸出的直流電壓為12-60V。
5.如權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其特征在于，整流器輸出的直流電壓為 150-800V。
6.如權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其特征是，每一塊光伏板可以自由接地。
7.如權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其特征在于，多塊光伏電池板之間的型號可以是不同的。
8.如權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其特征在于，多塊光伏電池板中允許有損壞的光伏電池板。
9.如權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng),其特征在于,多塊光伏電池板中允許有被異物遮擋的光伏電池板。
10.如權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型光伏接地系統(tǒng)，其特征在于，光伏電池板的電極端的對地電壓以及光伏電池板的外殼的對地電壓均小于或等于該光伏電池板的開路電壓。
【文檔編號】H02J3/38GK103441525SQ201310350142
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】袁德芳 申請人:深圳市合興加能科技有限公司