一種具有交直流動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能的光伏逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種具有交直流動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能的光伏逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，光伏發(fā)電系統(tǒng)從簡(jiǎn)單的離網(wǎng)光儲(chǔ)逆變器一體機(jī)到集中式并網(wǎng)光伏逆變器；隨著太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，集中式逆變器的功率也不斷增加，光伏組件以多個(gè)組串并聯(lián)與集中式逆變器連接，統(tǒng)一進(jìn)行MPPT最大功率跟蹤，其系統(tǒng)構(gòu)造如圖1(a)所示，這樣一個(gè)500KW的光伏發(fā)電系統(tǒng)，只要一臺(tái)500KW集中式逆變器即可，并網(wǎng)簡(jiǎn)單成本低，但是，由于光伏板產(chǎn)品本身一致性的差別和運(yùn)行后受環(huán)境的影響，造成組串之間的不均勻性，影響了 MPPT的整體精度和光伏發(fā)電的效率；進(jìn)而出現(xiàn)了組串式逆變器，每一個(gè)光伏板組串一臺(tái)逆變器，其系統(tǒng)構(gòu)造如圖1(b)所示，這樣可以改善MPPT的整體精度和光伏發(fā)電的效率問(wèn)題，但是同樣一個(gè)500KW的光伏發(fā)電系統(tǒng)，需要20臺(tái)25KW組串式逆變器并接上網(wǎng)，增加了成本也增加了電網(wǎng)調(diào)控的復(fù)雜性；針對(duì)上述技術(shù)狀況，又出現(xiàn)了集散式逆變器，其系統(tǒng)構(gòu)造如圖1 (c)所示，直流側(cè)采用組串式提高M(jìn)PPT的整體精度和光伏發(fā)電的效率，直流變換成交流采用集中式逆變，綜合了集中式和組串式兩個(gè)技術(shù)方案的特點(diǎn)進(jìn)行取舍，構(gòu)成了集散式逆變器，得到了組串式的效率又比組串式成本低。
[0003]上述分析了光伏逆變器在規(guī)模化太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用中的兩個(gè)重要因素，即投資成本和發(fā)電效率，可以看到近來(lái)出現(xiàn)的集散式逆變器技術(shù)方案具有一定的取舍靈活性和綜合優(yōu)勢(shì)。我們需要在組串式和集中式成本范圍內(nèi)即同等投資成本的基礎(chǔ)上去研究提高效率是比較合理的。
[0004]對(duì)于并網(wǎng)光伏逆變器的效率與效果的影響，主要有三個(gè)方面，其一是直流側(cè)MPPT最大功率跟蹤，集中式光伏逆變器構(gòu)成的500KW系統(tǒng)效率可以做到95.x%以上，組串式光伏逆變器構(gòu)成的500KW系統(tǒng)效率可以做到97.以上，兩者相差2% -3%，對(duì)于一個(gè)運(yùn)營(yíng)25年的1Mffp的光伏電站來(lái)講，I %的效率意味著337.5萬(wàn)元收益，即峰值光照按每年1500小時(shí)計(jì)算，每Kffh電價(jià)按0.9元計(jì)算，則0.01*1500*25*10000*0.9 = 3375000元；
[0005]其二是逆變器直流側(cè)電壓工作范圍，范圍寬可以增加發(fā)電時(shí)間，可以更多的利用早晚光照時(shí)間，如果光伏發(fā)電系統(tǒng)每天早晚能夠增加相當(dāng)于I分鐘的發(fā)電，對(duì)于一個(gè)運(yùn)營(yíng)25年的1Mffp的光伏電站來(lái)講，增加I分鐘的發(fā)電意味著在電站壽命期增加136.88萬(wàn)元收益，即峰值光照按每年1500小時(shí)計(jì)算，每KWh電價(jià)按0.9元計(jì)算，則1/60*365*25*10000*0.9 = 1368750 元；
[0006]其三是逆變電路本身的最佳出力工作區(qū)間，眾所周知設(shè)計(jì)人員會(huì)考慮安排較低出力的功率區(qū)間，逆變電路效率較低，現(xiàn)有集中式、組串式、集散式的技術(shù)方案其光伏逆變器最大效率都會(huì)多99.x%，而加權(quán)效率均會(huì)< 97%，這說(shuō)明較低出力的功率區(qū)間逆變電路效率減小了 2%以上；另外光伏早晚時(shí)段初期和末期發(fā)電功率較小，在西北地區(qū)早上07:30至
09:30、下午15:30至19:30，一天14個(gè)光照時(shí)間中有4個(gè)小時(shí)以上發(fā)電功率小于50%，而逆變器需要達(dá)到一定功率后才運(yùn)行發(fā)電并在大功率運(yùn)行時(shí)效率才能達(dá)到97%以上。
[0007]綜上所述，單級(jí)的組串式逆變器是解決其一技術(shù)問(wèn)題，組串式采用兩級(jí)設(shè)計(jì)成本會(huì)更高；集散式逆變器直流側(cè)單獨(dú)一級(jí)，可以解決其一技術(shù)問(wèn)題的同時(shí)解決其二技術(shù)問(wèn)題，提高發(fā)電效率同時(shí)相對(duì)于組串式逆變器降低了成本；但是其三的技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有得到解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述其三技術(shù)問(wèn)題，進(jìn)一步提高光伏逆變器發(fā)電效率，本實(shí)用新型提出一種具有交直流動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能的光伏逆變器，包括第一光伏組串接入端口、第二光伏組串接入端口、第N光伏組串接入端口、第一 DC/DC及MPPT模塊、第二 DC/DC及MPPT模塊、第NDC/DC及MPPT模塊、第一直流選通電路、第二直流選通電路、第N直流選通電路、第一直流母線、第二直流母線、總線、第一 DC/AC模塊、第二 DC/AC模塊、第一交流選通電路、第二交流選通電路、主控模塊、內(nèi)部電源、操控面板、計(jì)時(shí)模塊、交流連接端口 ；其特征是:
[0009]由交流連接端口連接第一交流選通電路及順次連接第一 DC/AC模塊、第一直流母線以及通過(guò)第一直流母線分別連接第一直流選通電路、第二直流選通電路、第N直流選通電路，再分別由第一直流選通電路順次連接第一 DC/DC及MPPT模塊和第一光伏組串接入端口、第二直流選通電路順次連接第二 DC/DC及MPPT模塊和第二光伏組串接入端口、第N直流選通電路順次連接第N DC/DC及MPPT模塊和第N光伏組串接入端口，構(gòu)成第一光伏發(fā)電逆變電力路徑；
[0010]由交流連接端口(12)連接第二交流選通電路及順次連接第二 DC/AC模塊、第二直流母線以及通過(guò)第二直流母線分別連接第一直流選通電路、第二直流選通電路、第N直流選通電路，再分別由第一直流選通電路順次連接第一 DC/DC及MPPT模塊和第一光伏組串接入端口、第二直流選通電路順次連接第二 DC/DC及MPPT模塊和第二光伏組串接入端口、第N直流選通電路順次連接第N DC/DC及MPPT模塊和第N光伏組串接入端口，構(gòu)成第二光伏發(fā)電逆變電力路徑；
[0011]主控模塊與操控面板和計(jì)時(shí)模塊相連接并通過(guò)總線分別連接第一 DC/DC及MPPT模塊、第二 DC/DC及MPPT模塊、第NDC/DC及MPPT模塊、第一直流選通電路、第二直流選通電路、第N直流選通電路、第一 DC/AC模塊、第二 DC/AC模塊、第一交流選通電路、第二交流選通電路，構(gòu)成逆變系統(tǒng)控制鏈路；
[0012]內(nèi)部電源分別連接第一直流母線、第二直流母線以及主控模塊，構(gòu)成逆變系統(tǒng)內(nèi)部電力路徑。
[0013]本實(shí)用新型一種具有交直流動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能的光伏逆變器的技術(shù)方案是多個(gè)DC/DC及MPPT模塊(2η)和光伏組串接入端口(In)與接入的光伏組串相對(duì)應(yīng)并且多個(gè)DC/DC及MPPT模塊(2η)的額定功率之和彡第一 DC/AC模塊和第二 DC/AC模塊的額定功率之和；主控模塊根據(jù)計(jì)時(shí)模塊數(shù)據(jù)判斷光伏發(fā)電時(shí)間段，并且比對(duì)多個(gè)DC/DC及MPPT模塊的發(fā)電功率之和，當(dāng)多個(gè)DC/DC及MPPT模塊的發(fā)電功率之和彡第一 DC/AC模塊(6a)和第二 DC/AC模塊的額定功率之和時(shí)，主控模塊根據(jù)設(shè)備狀況選擇控制能夠正常運(yùn)行的第一光伏發(fā)電逆變電力路徑或第二光伏發(fā)電逆變電力路徑之一導(dǎo)通運(yùn)行；否則主控模塊控制能夠正常運(yùn)行的第一光伏發(fā)電逆變電力路徑和第二光伏發(fā)電逆變電力路徑同時(shí)導(dǎo)通運(yùn)行。
[0014]通過(guò)本實(shí)用新型一種具有交直流動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能的光伏逆變器的技術(shù)方案，可以有效改善較低出力的功率區(qū)間，逆變電路效率較低的缺陷，并且可以在光伏早晚時(shí)段初期和末期發(fā)電功率較小的時(shí)間段提前運(yùn)行發(fā)電，有效解決這一時(shí)段的棄電和減少較低出力的功率區(qū)間逆變電路的自耗電能。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)方案光伏逆變器的系統(tǒng)構(gòu)造原理示意圖。
[0016]圖2是一種具有交直流動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能的光伏逆變器的系統(tǒng)構(gòu)造原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]作為實(shí)施例子，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種具有交直流動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能的光伏逆變器給予說(shuō)明，但是，本實(shí)用新型的技術(shù)與方案不限于本實(shí)施例子給出的內(nèi)容。
[0018]附圖給出了一種具有交直流動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能的光伏逆變器的系統(tǒng)構(gòu)造原理示意圖。由附圖所示，本實(shí)用新型提出的一種具有交直流動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能的光伏逆變器，包括第一光伏組串接入端口(Ia)、第二光伏組串接入端口(Ib)、第N光伏組串接入端口(In)、第一 DC/DC 及 MPPT 模塊(2a)、第二 DC/DC 及 MPPT 模塊(2b)、第 NDC/DC 及 MPPT 模塊