專利名稱：一種無變壓器光伏逆變裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電的無變壓器光伏逆變裝置。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是通過太陽能電池吸收陽光，將太陽的光能直接變成電能輸出。光伏發(fā)電系統(tǒng)(以下簡稱光伏系統(tǒng))的主流發(fā)展趨勢是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能電池發(fā)電是直流電壓，必須通過逆變裝置變換成交流，再同電網(wǎng)的交流電合起來使用，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)是太陽能利用的發(fā)展趨勢，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，每一個逆變器都與一個單獨的或定制的隔離變壓器相搭配，而且在實際工程應(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單元與光伏電池連接后經(jīng)過逆變單元2，然后經(jīng)過變壓器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?，F(xiàn)有技術(shù)中的逆變器201使用的是無阻尼大三角形過濾器， 當(dāng)多個逆變器設(shè)備并行放置或者逆變器設(shè)置在長傳輸在線的時候，這些無阻尼大三角形過濾器可能會導(dǎo)致系統(tǒng)運行的不穩(wěn)定。而且，如果逆變器被并行放置在同一個箱子里，每一個 500千瓦逆變器由4個較小的125千瓦單元驅(qū)動，那么這種系統(tǒng)就容易受到電氣干擾，而且會為整個光伏系統(tǒng)帶來多個故障點。現(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)線成本，每一個逆變器所需要的較低的輸出電壓和多繞組也會限制相互分離的距離。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種無變壓器光伏逆變裝置，提高太陽能光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率，并能進一步避免與單極配置有關(guān)的不必要的線路衰減。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種無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)電阻器由至少兩個串聯(lián)電阻組成。該無變壓器光伏逆變裝置還與一電源優(yōu)化器連接。更進一步地，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為開關(guān)導(dǎo)通時間，T為開關(guān)導(dǎo)通周期。更進一步地，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開關(guān)管，組成逆變橋。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型所公開的無變壓器光伏逆變裝置，能提高太陽能光伏系統(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)于本實用新型的優(yōu)點與精神可以通過以下的實用新型詳述及所附圖式得到進一步的了解。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是本實用新型所涉及的無變壓器光伏逆變裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型所涉及的無變壓器光伏逆變裝置與現(xiàn)有技術(shù)的效率對比圖；圖4是本實用新型所涉及的無變壓器光伏逆變裝置的升壓單元的原理圖；圖5是本實用新型所涉及的無變壓器光伏逆變裝置的逆變器的原理圖；圖6是本實用新型所涉及的無變壓器光伏逆變裝置的并聯(lián)使用結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的具體實施例。現(xiàn)有技術(shù)中的光伏逆變裝置(可以參見圖1)所采用的原理為將光伏電池的直流電流進行升壓后再進入逆變器單元，逆變器將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流后再經(jīng)過變壓器與城市電網(wǎng)對接。通常而言，經(jīng)過逆變器裝置將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)過逆變器201后轉(zhuǎn)換為208伏左右的交流電Vac后再經(jīng)過變壓器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)過變壓器4才能轉(zhuǎn)換為與城市電網(wǎng)電壓一致。本實用新型所提供的無變壓器光伏逆變裝置如圖2中所示。該逆變裝置包括升壓單元102、無變壓器逆變器103以及與城市電網(wǎng)相連接的變壓器105。本實用新型所提供的無變壓器光伏逆變裝置通過采用可分離的兩極+600和-600VDC電池組數(shù)組實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)換， 無需在低壓三相電網(wǎng)上配備變壓器。該逆變裝置包括兩個升壓單元101，且兩個升壓單元 101彼此與對應(yīng)的太陽能光伏電池連接后再與逆變器103連接，即形成高電壓單引擎，雙極性輸入，因此輸入逆變器103的直流電壓為660伏至1200伏。在相同功率等級下，現(xiàn)有技術(shù)的逆變裝置的輸入電流為IDC，而本實用新型所使用的無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是本實用新型所涉及的無變壓器光伏逆變裝置與現(xiàn)有技術(shù)的效率對比圖。從圖3中可以看出，在同等功率等級的情況下無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。該升壓單元的詳細結(jié)構(gòu)如圖4中所示。如圖4中所示，該Boost電路由開關(guān)管Q， 二極管D，電感L，電容Cdc組成，通過控制開關(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，當(dāng)開關(guān)管Q導(dǎo)通時，二極管D反偏，輸出級隔離，由輸入端向電感L供應(yīng)能量。當(dāng)開關(guān)管Q斷開時，輸出級吸收來自電感L和輸入端的能量。當(dāng)開關(guān)管Q持續(xù)不停地被導(dǎo)通或斷開時，該電路會產(chǎn)生一個直流輸出電壓Upv，而直流輸入電壓Udc的比由功率管Q開關(guān)時間的比決定。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所述的無變壓器光伏逆變裝置，其特征在于，所述無變壓器光伏逆變裝置還包括串聯(lián)電阻器，所述串聯(lián)電阻器由至少兩個串聯(lián)電阻組成。
4.如權(quán)利要求1所述的無變壓器光伏逆變裝置，其特征在于，所述無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為開關(guān)導(dǎo)通時間，T為開關(guān)導(dǎo)通周期。
7.如權(quán)利要求2所述的無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開關(guān)管，組成逆變橋。
專利摘要本實用新型公開一種無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H02M7/42GK202019313SQ201120098900
公開日2011年10月26日 申請日期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 申請人:上海威特力焊接設(shè)備制造股份有限公司