一种具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统技术方案

本发明专利技术公开的一种具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统，属于光伏发电技术领域。若干光伏组件串联成光伏子组串，若干光伏子组串连接一个隔离型组串式逆变器，所有隔离型组串式逆变器的输出侧并联后连接至交流开关柜；隔离型组串式逆变器包括输入电路组、汇流排、DC/AC电路、滤波电路和控制及驱动模块；输入电路组包括若干DC/DC及隔离模块，DC/DC及隔离模块的输入侧与光伏子组串连接，若干DC/DC及隔离模块的输出侧串联后与汇流排连接。不提高光伏组件耐压等级就实现了更高的直流电压等级和逆变器的交流输出电压，可减低交流侧线损和电缆用量；在载流量不变的情况下，组串式逆变器的额定功率大幅增加；系统的MPPT跟踪精度仍然可保持在常规电压等级的光伏组串级。

【技术实现步骤摘要】
一种具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统
本专利技术属于光伏发电
，具体涉及一种具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统。
技术介绍
提高光伏系统直流电压等级有助于减少线损和降低系统成本。常规光伏系统通过组件串联能够获得较大的直流电压等级，如1000V或1500V直流电压，但是在获得1000V直流电压和1500V直流电压的同时，要求组串中的光伏组件同时具有1000V或1500V的绝缘耐压水平。由于目前没有1500V以上耐压等级光伏组件，也没有相关技术标准，因此限制了光伏系统往更高直流电压等级发展。同时，在光伏组件耐压等级达到高压要求的情况下，获得更好的直流母线电压意味着需要更多光伏组件串联，而更多的串联意味着更大的串联失配几率，如此则不利于系统电量的提高。由于逆变器直流侧电压等级难以提高，致使交流侧电压等级也受限，一方面增加了交流侧线损，另一方面限制了逆变器的容量。该问题在组串式光伏系统中更加明显。
技术实现思路
为了解决上述现有问题，本专利技术的目的在于提供一种具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统，在不提高光伏组件耐压等级的条件下实现了更高的直流电压等级和逆变器的交流输出电压，可显著减少组串式光伏系统交流侧线损和电缆用量；同时在载流量不变的情况下，组串式逆变器的额定功率可大幅增加；系统的MPPT跟踪精度仍然可保持在常规电压等级的光伏组串级。本专利技术通过以下技术方案来实现：本专利技术公开了一种具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统，若干光伏组件串联组成光伏子组串，若干光伏子组串连接有一个隔离型组串式逆变器，所有隔离型组串式逆变器的输出侧并联后连接至光伏发电系统的交流开关柜；隔离型组串式逆变器包括输入电路组、汇流排、DC/AC电路、滤波电路和控制及驱动模块；若干输入电路组的输出侧并联后与汇流排连接，汇流排与DC/AC电路连接，DC/AC电路与滤波电路连接，滤波电路与隔离型组串式逆变器的输出侧连接；控制及驱动模块分别与输入电路组和DC/AC电路连接；输入电路组包括若干DC/DC及隔离模块，DC/DC及隔离模块的输入侧与光伏子组串连接，若干DC/DC及隔离模块的输出侧串联后与汇流排连接。优选地，DC/DC及隔离模块包括依次连接的接入端子、电流电压传感器、DC/DC电路和隔离电路；接入端子与光伏子组串连接，隔离电路与DC/DC及隔离模块的输出侧连接；电流电压传感器、DC/DC电路和隔离电路分别与控制及驱动模块连接。优选地，输入电路组的正极输出侧与汇流排之间串联有防反二极管。优选地，输入电路组与汇流排之间串联有直流断路器。优选地，滤波电路与隔离型组串式逆变器的输出侧之间串联有交流断路器。优选地，汇流排与DC/AC电路之间并联有防雷接地器。优选地，输入电路组中DC/DC及隔离模块的数量≥2。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开的一种具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统，光伏组件不直接串联形成组串，而是由若干个光伏组件先串联形成光伏子组串，若干光伏子组串接入一个隔离型组串式逆变器，隔离型组串式逆变器再并联接入光伏发电系统的交流开关柜。该隔离型组串式逆变器可以不改变光伏组件阵列的安装方式和接线方式，尤其不会提高接入光伏组件的最大对地电压，及不会提高光伏子组串中组件的直流耐压等级。逆变器直流侧输入的光伏子组串通过DC/DC及隔离模块后串联可实现直流电压等级的倍数增加，因此逆变器的交流输出电压也可实现倍数增加，可显著减少组串式光伏系统交流侧线损和电缆用量；在载流量不变的情况下，组串式逆变器的额定功率可大幅增加。同时，由于每一光伏子组串独立进行最大功率点跟踪，系统的MPPT跟踪精度仍然可保持在常规电压等级的光伏组串级。进一步地，DC/DC及隔离模块中的DC/DC电路对接入的光伏子组串进行最大功率点跟踪，隔离电路实现输入输出侧的电压隔离，电流电压传感器用于监测本模块中的参数，保证系统的正常运行。进一步地，防反二极管能够防止电流反流，保证系统的正常运行。进一步地，直流断路器能够使与其连接的光伏子组串或电路中的其余部件发生故障或漏电时会单独切断，不影响整台逆变器的正常运行。进一步地，交流断路器能够使与其连接的各输入电路组或电路中的其余部件发生故障或漏电时会单独切断，不影响整个光伏发电系统的正常运行。进一步地，防雷接地器用于防止雷击和静电危害，提高系统的安全性和稳定性。附图说明图1为本专利技术的隔离型组串式逆变器的结构原理示意图；图2为本专利技术的DC/DC及隔离模块的结构示意图；图3为本专利技术的输入电路组的结构示意图；图4为本专利技术的具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统的整体结构示意图。图中：1为光伏组件，2为隔离型组串式逆变器，21为输入电路组，211为DC/DC及隔离模块，2111为接入端子，2112为电流电压传感器，2113为DC/DC电路，2114为隔离电路，22为汇流排，23为DC/AC电路，24为滤波电路，25为控制及驱动模块，26为防反二极管，27为直流断路器，28为交流断路器，29为防雷接地器，3为交流开关柜。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细描述，其内容是对本专利技术的解释而不是限定：如图1，隔离型组串式逆变器2包括输入电路组21、汇流排22、DC/AC电路23、滤波电路24和控制及驱动模块25；若干输入电路组21的输出侧并联后与汇流排22连接，输入电路组21的正极输出侧与汇流排22之间串联有防反二极管26和直流断路器27；汇流排22与DC/AC电路23连接，汇流排22与DC/AC电路23之间并联有防雷接地器29；DC/AC电路23与滤波电路24连接，滤波电路24与交流断路器28连接后与隔离型组串式逆变器2的输出侧连接；控制及驱动模块25分别与输入电路组21和DC/AC电路23连接。如图3，输入电路组21包括若干DC/DC及隔离模块211，DC/DC及隔离模块211的输入侧与光伏子组串连接，相邻的2个或2个以上的DC/DC及隔离模块211的输出侧串联后与汇流排22连接。如图2，DC/DC及隔离模块211包括依次连接的接入端子2111、电流电压传感器2112、DC/DC电路2113和隔离电路2114；接入端子2111与光伏子组串连接，隔离电路2114与DC/DC及隔离模块211的输出侧连接；电流电压传感器2112、DC/DC电路2113和隔离电路2114分别与控制及驱动模块25连接。每一光伏子组串正负极通过一套DC/DC及隔离模块211的接入端子2111引入DC/DC电路2113，DC/DC电路2113对光伏子组串进行最大功率跟踪后其输出端接入隔离电路2114，隔离电路2114的功能是使其输出端的对地电压与输入端的对地电压进行电气隔离；相邻的2个或多个DC/DC及隔离模块211在输出侧串联并在正极处串联一个防反二极管26和一个直流断路器27后组成一个输入电路组21，其正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统，其特征在于，若干光伏组件(1)串联组成光伏子组串，若干光伏子组串连接有一个隔离型组串式逆变器(2)，所有隔离型组串式逆变器(2)的输出侧并联后连接至光伏发电系统的交流开关柜(3)；/n隔离型组串式逆变器(2)包括输入电路组(21)、汇流排(22)、DC/AC电路(23)、滤波电路(24)和控制及驱动模块(25)；若干输入电路组(21)的输出侧并联后与汇流排(22)连接，汇流排(22)与DC/AC电路(23)连接，DC/AC电路(23)与滤波电路(24)连接，滤波电路(24)与隔离型组串式逆变器(2)的输出侧连接；控制及驱动模块(25)分别与输入电路组(21)和DC/AC电路(23)连接；/n输入电路组(21)包括若干DC/DC及隔离模块(211)，DC/DC及隔离模块(211)的输入侧与光伏子组串连接，若干DC/DC及隔离模块(211)的输出侧串联后与汇流排(22)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统，其特征在于，若干光伏组件(1)串联组成光伏子组串，若干光伏子组串连接有一个隔离型组串式逆变器(2)，所有隔离型组串式逆变器(2)的输出侧并联后连接至光伏发电系统的交流开关柜(3)；
隔离型组串式逆变器(2)包括输入电路组(21)、汇流排(22)、DC/AC电路(23)、滤波电路(24)和控制及驱动模块(25)；若干输入电路组(21)的输出侧并联后与汇流排(22)连接，汇流排(22)与DC/AC电路(23)连接，DC/AC电路(23)与滤波电路(24)连接，滤波电路(24)与隔离型组串式逆变器(2)的输出侧连接；控制及驱动模块(25)分别与输入电路组(21)和DC/AC电路(23)连接；
输入电路组(21)包括若干DC/DC及隔离模块(211)，DC/DC及隔离模块(211)的输入侧与光伏子组串连接，若干DC/DC及隔离模块(211)的输出侧串联后与汇流排(22)连接。


2.根据权利要求1所述的具有隔离型组串式逆变器的光伏发电系统，其特征在于，DC/DC及隔离模块(211)包括依次连接的接入端子(2111)、电流电压传感器(2112)、DC/DC电路(2113)和隔离电路(...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭文博，高虎，李晓磊，
申请(专利权)人：中国华能集团有限公司，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11