电池逆变串联系统及逆变电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种电池逆变串联系统，包括至少一个发电子系统，所述发电子系统包括：至少两个光伏电池单元；至少两个逆变单元，所述逆变单元与所述光伏电池单元对应电连接，所述逆变单元用于跟踪光伏电池单元的最大功率点并控制光伏电池单元的直流电压转换为正弦交流电压；其中，所述逆变单元的输出端串联以将交流电压叠加后形成总交流输出电压，所述总交流输出电压并入电网或者输出给交流负载；并可扩展应用至蓄电池供电的逆变电源中。本发明专利技术实施例还公开了一种电池逆变串联系统和逆变电源装置。采用本发明专利技术，具有改善电池直接串联系统的木桶效应，同时提高逆变电源转换效率、降低系统成本、及实现电池级监控与管理的优点。

Battery inverter series system and inverter power supply device

The embodiment of the invention discloses a battery inverter series system, including at least one electronic system, including the electronic system: at least two photovoltaic battery unit; at least two inverter unit, the inverter unit is connected with the photovoltaic battery unit electrically, the inverter unit is used to convert the DC voltage maximum power point tracking photovoltaic battery unit and control unit of the photovoltaic cell is sinusoidal AC voltage; wherein, the output end of the inverter unit in series with AC voltage superposition is formed after the total AC output voltage, the total AC output voltage or output to the AC grid load; inverter power supply and can be extended to the storage battery power supply. In. The embodiment of the invention also discloses a battery inverter series system and an inverter power supply device. The invention has the advantages of improving the barrel effect of the battery direct series system, improving the conversion efficiency of the inverter power supply, reducing the system cost, and realizing the advantages of battery level monitoring and management.

【技术实现步骤摘要】
电池逆变串联系统及逆变电源装置
本专利技术涉及直流-交流逆变变换
，尤其涉及一种电池逆变串联系统及逆变电源装置。
技术介绍
光伏发电系统中，光伏组件把太阳的光能转换为间歇性、变化的直流电，通过光伏组件的串并联提高电压、增大电流，同时汇流箱、配电柜等实现电气连接功能，光伏逆变单元把这种随机变化的直流电转换为与公用电网相同频率、相位的交流电。并且光伏逆变单元具有MPPT(MaximumPowerPointTracking，最大功率点跟踪)功能，可以通过内部软件算法自动寻找光伏组串、或光伏阵列的最大功率点。典型大型荒漠地面、及大型屋顶太阳能光伏电站一般采用集中式逆变单元构成光伏发电系统，如图1所示，主要由太阳能光伏电池组件、汇流箱、交直流配电柜、光伏逆变单元、及升压变压器组成，可以方便实现10kV/35kV中压并网。其中，多个光伏组件串联构成光伏组串，再由多个光伏组串并联构成光伏阵列，从而得到较高的直流电压与直流功率，然后共用一台集中型逆变单元实现并网发电。然而，这种系统架构具有明显的缺点，比如多个串联的光伏组件中其中某个组件的电流减小，会直接导致这串整个光伏组串的总电流减小，这种现象称为木桶效应，木桶效应会导致整个组串的输出功率降低。分布式光伏发电系统的发展促使光伏发电靠近负载端，从而减小输配电的传导损耗。分布式光伏电站一般建在中、大型工商业厂房、及个人家庭屋顶，主要使用组串式逆变单元，而无需汇流箱、直流配电柜，如图2所示。分布式光伏发电系统带来的主要问题是并机台数过多后增大并网点的电流谐波，同时容易导致并网谐振问题。组串式系统中光伏组件串联构成光伏组串，单个或多个并联的光伏组串经过组串式逆变单元内部各自独立的DC/DC变换器升压后，再共用组串式逆变单元内部的同一套逆变电路实现并网发电，因此这种系统架构具有多路MPPT功能，部分改进了集中式系统单路MPPT存在的多个组串并联时的失配缺陷。但是，组串式系统内部仍然存在多个光伏组件串联带来的木桶效应问题，比如多个串联的光伏组件中其中某个组件的电流减小，会直接导致这路光伏组串的总电流减小，从而导致整个组串的输出功率降低。为了消除集中式、组串式系统的木桶效应，近年来提出了功率优化器的概念，从而构成了含有功率优化器的光伏发电系统，如图3所示。这个系统主要在集中式、组串式光伏发电系统的基础上增加了功率优化器这个部件，带来的直接好处是消除了集中式、组串式系统的木桶效应。由于每块光伏组件的背面均安装有一个功率优化器，从而无需把光伏组件直接串联构成光伏组串、而是把功率优化器的输出端首尾串联，因此可以实现组件级、或分布式MPPT功能。但是所造成的缺点显而易见，主要是增加了部件会提升系统价格、增加系统损耗。功率优化器会使当前系统价格上升6～7.5％；同时其工作效率大约为95～98％，由于功率优化器在光伏系统发电时始终保持运行，从而系统将增多2～5％的功率损耗。近年来提出的微型逆变单元光伏发电系统的概念也可以消除集中式、组串式系统的木桶效应，如图4所示。这个系统完全不同于集中式、组串式、及含有功率优化器的光伏发电系统，无需把光伏组件直接串联构成光伏组串，而在每块光伏组件的背面安装一个独立的微型逆变单元，因此可以实现组件级、或分布式MPPT功能，带来的直接好处是消除了集中式、组串式系统由于组件串联导致的木桶效应。光伏组件直流电压一般为30～36V、而电网交流电压为110～120V，所以微型逆变单元内部通常为两级结构，第一级实现直流升压功能、第二级完成DC/AC交流逆变功能，两级结构造成的问题非常显而易见：一方面微型逆变单元的工作效率一般为95～96％，从而导致光伏发电系统额外的4～5％功耗；另一方面内部器件繁多、控制复杂，其价格远远高于集中式、组串式系统结构，也高于含有功率优化器的系统价格。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电池逆变串联系统及逆变电源装置。具有改善木桶效应，同时提高转换效率、降低系统成本的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种电池逆变串联系统，包括至少一个发电子系统，所述发电子系统包括：至少两个光伏电池单元，其用于产生直流电；至少两个逆变单元，所述逆变单元与所述光伏电池单元对应电连接，所述逆变单元用于跟踪光伏电池单元的最大功率点并控制光伏电池单元的直流电压转换为交流电压；其中，所述逆变单元的输出端串联以将交流电压叠加后形成总交流输出电压，所述总交流输出电压并入电网或者输出给交流负载。在本专利技术实施例中，所述光伏电池单元包括单个光伏电池片或者包括多个串联的光伏电池片；或者，所述光伏电池单元包括单个光伏组件或者包括多个串联的光伏组件。在本专利技术实施例中，所述逆变单元包括DC/AC逆变电路，其拓扑结构为H桥、Z源H桥、准Z源H桥、I型三电平、T型三电平或模块多电平等不同形式的拓扑结构。在本专利技术实施例中，所述逆变单元还包括DC/DC变换电路，所述DC/DC变换电路连接于所述光伏电池单元与所述逆变单元的DC/AC逆变电路之间，用于将所述光伏电池单元的直流电压进行升降压变换。在本专利技术实施例中，所述DC/DC变换电路为非隔离型的Boost、Buck或Buck/Boost变换电路；或者所述DC/DC变换电路为隔离型的全桥、半桥、反激、正激或推挽等变换电路。在本专利技术实施例中，所述电池逆变串联系统还包括配电单元，所述配电单元与所述逆变单元电连接，所述总交流输出电压通过所述配电单元并入电网或者输出给交流负载；所述配电单元包括控制、监控与通讯模块，用于发送控制指令给每一个所述逆变单元，实现对多个所述逆变单元的协同集群控制，并监测所述发电子系统的工作状态以及实现所述发电子系统与电网或交流负载的通讯、保护及信息处理。在本专利技术实施例中，所述逆变单元包括控制器和DC/AC逆变电路，所述控制器与所述配电单元及所述DC/AC逆变电路电连接，用于接收所述配电单元发送的控制指令，并生成相应驱动信号驱动所述DC/AC逆变电路的功率开关器件，以通过所述DC/AC逆变电路将所述光伏电池单元的直流电压转换为交流电压。在本专利技术实施例中，所述逆变单元为正弦波逆变单元，所述交流电压为正弦交流电压，并且所述电池逆变串联系统为单相光伏发电系统；或者所述逆变单元为正弦波逆变单元，所述交流电压为正弦交流电压，并且所述电池逆变串联系统为三相光伏发电系统，包括三个所述发电子系统，每一个所述发电子系统的输出端形成三相端口中的一个端口。本专利技术实施例还提供一种电池逆变串联系统，包括至少一个电源子系统，所述电源子系统包括：至少两个蓄电池单元，其用于产生直流电；至少两个逆变单元，所述逆变单元与所述蓄电池单元对应电连接，所述逆变单元用于蓄电池单元的电量监控、均衡管理并控制蓄电池单元的直流电压转换为交流电压；其中，所述逆变单元的输出端串联以将交流电压叠加后形成总交流输出电压，所述总交流输出电压输出给交流负载。本专利技术实施例还提供一种逆变电源装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的电池逆变串联系统，所述逆变电源装置为直流-交流逆变电源装置，用于光伏并网发电系统、光伏离网或者储能系统中；或者，所述逆变电源装置用于蓄电池供电的不间断电源、新能源汽车的电机驱动器中。实施本专利技术实施例，具有如下有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池逆变串联系统，其特征在于，包括至少一个发电子系统，所述发电子系统包括：至少两个光伏电池单元，其用于产生直流电；至少两个逆变单元，所述逆变单元与所述光伏电池单元对应电连接，所述逆变单元用于跟踪光伏电池单元的最大功率点并控制光伏电池单元的直流电压转换为交流电压；其中，所述逆变单元的输出端串联以将交流电压叠加后形成总交流输出电压，所述总交流输出电压并入电网或者输出给交流负载。

【技术特征摘要】
1.一种电池逆变串联系统，其特征在于，包括至少一个发电子系统，所述发电子系统包括：至少两个光伏电池单元，其用于产生直流电；至少两个逆变单元，所述逆变单元与所述光伏电池单元对应电连接，所述逆变单元用于跟踪光伏电池单元的最大功率点并控制光伏电池单元的直流电压转换为交流电压；其中，所述逆变单元的输出端串联以将交流电压叠加后形成总交流输出电压，所述总交流输出电压并入电网或者输出给交流负载。2.如权利要求1所述的电池逆变串联系统，其特征在于，所述光伏电池单元包括单个光伏电池片或者包括多个串联的光伏电池片；或者，所述光伏电池单元包括单个光伏组件或者包括多个串联的光伏组件。3.如权利要求1-2任意一项所述的电池逆变串联系统，其特征在于，所述逆变单元包括DC/AC逆变电路，其拓扑结构为H桥、Z源H桥、准Z源H桥、I型三电平、T型三电平或模块多电平等不同形式的拓扑结构。4.如权利要求3所述的电池逆变串联系统，其特征在于，所述逆变单元还包括DC/DC变换电路，所述DC/DC变换电路连接于所述光伏电池单元与所述逆变单元的DC/AC逆变电路之间，用于将所述光伏电池单元的直流电压进行升降压变换。5.如权利要求4所述的电池逆变串联系统，其特征在于，所述DC/DC变换电路为非隔离型的Boost、Buck或Buck/Boost变换电路；或者所述DC/DC变换电路为隔离型的全桥、半桥、反激、正激或推挽等变换电路。6.如权利要求1-2任意一项所述的电池逆变串联系统，其特征在于，所述电池逆变串联系统还包括配电单元，所述配电单元与所述逆变单元电连接，所述总交流输出电压通过所述配电单元并入电网或者输出给交流负载；所述配电单元包括控制、监控与通讯模块，用于发送控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡炎申，
申请(专利权)人：胡炎申，
类型：发明
国别省市：广东,44