包括直接由光伏发电设备供应的高压DC传输装置的电源系统制造方法及图纸

技术编号:7166480 阅读:256 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种电源系统(SYS)和一种对应的光伏装置(PVE),所述对应的光伏装置(PVE)包括多个电压产生光伏模块(PVM),所述光伏模块(PVM)并联且/或串联互连以产生超过所述光伏模块(PVM)的耐压性(Umodmax)且适于传输高压DC的DC电压(Udc*)。所述电源系统(SYS)具有变流器站(UFS),所述变流器站(UFS)可连接到用于消费者的电源网络(SVN),并包括高压DC传输路径(HGUE),以将由所述光伏装置(PVE)产生的所述DC电压(Udc*)传输到所述变流器站(UFS)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据技术方案1的开头的电源系统,以及一种为所述电源系统提供的根据独立技术方案的开头的光伏装置。明确地说,本专利技术涉及一种电源系统,以及一种适于将电力供应给位于远离或者还有靠近光伏装置处的消费者的光伏装置。
技术介绍
光伏装置和设备日益用于所谓的光伏发电站中,光伏发电站主要安装在接收大量阳光的区域中,并希望在中心产生用于现有而且通常遥远的消费者侧电源网络的电力。 优选在较大面积上构造此类光伏装置,并将其安装在(例如)荒芜的区域中,以便为从太阳能产生电力作出显著贡献。这些设备也被称为“极大规模光伏系统”,简称为VLS-PV 系统,且在(例如)由鲁道夫·明德尔博士(Dr Rudolf Minder)在专题集“FVS-主题 2002 (FVS-Themen 2002) ”的第 67 到 70 页上的文章“极大规模 PV 系统(very large scale PV-systems)"(由德国柏林,太阳能能源研究协会(Forschungsverbund Sonnenenergie, Berlin,Germany)公布在因特网上在网站:www. fv-sonnenergie. de上)中提出。其中提出了多个PV模块的模块式构造,但并未进行更详细的描述。建议将例如高压直流(DC)输送 (简称为HVDC)(或者来自德国术语“高压直流输电(Hochspannungs-Gleichstrom-Uebert ragung),,的HGUE)等各种输送技术用于传输所获得的电。因此已知的是,在包含较大中央发电光伏发电站的电源系统中,借助于高压DC传输(HGUE)在较长的电力线上将所产生的电力有效地输送到遥远的消费者或者输送到消费者侧电力网络。为此,由PV模块在发电机侧上产生的DC电压首先由电力逆变器转换为AC 电压,且随后由变压器变换为高AC电压(第一转换)。安装在发电机侧上的中央变流器分站将此高交流电压(AC高压)转换为DC高压(第二转换),且随后将DC高压馈送到HGUE 电力线或部分中。用于将DC高压转换为AC高压的另一中央变流器分站又位于HGUE电力线的邻近于消费者的端部处(第三转换)。此AC高压适于馈送到消费者侧电力网络中。因此,在发电机侧和消费者侧两者上的电能转换是必要的,即,需要进行三个步骤的转换。这又需要多个电力逆变器,且明确地说,安装在发电侧上的中央变流器分站,即,在电力被馈送到HGUE电力线中之前。高投资成本与此相关联。而且,电压的每次转换都伴有电能的损^^ ο
技术实现思路
因此,本专利技术的目的是提供一种在介绍中所提及类型的电源系统,以及一种用于所述电源系统的光伏装置,其中有利地克服了在介绍中所提及的缺点。明确地说,所述光伏装置应经设计以使得可十分有效地且以尽可能少的技术工作在高压DC传输电力线上将由其产生的电能传输到消费者侧。由具有技术方案1的特征的电源系统以及由具有独立技术方案的特征的光伏装4置实现前述目的。因此,建议用于产生超过光伏模块的耐压或介电强度且适于高压DC传输的DC电压的光伏模块彼此并联且/或串联连接,且电源系统包括变流器分站,所述变流器分站可连接到为消费者安装的电源网络,并包含高压DC传输电力线,以便在高压范围内将由光伏装置产生的DC电压传输到变流器分站。借助于特征的此结合,已在光伏装置的地点处的发电侧上产生了可直接馈送到高压DC传输电力线并传输到消费者侧的足够高的DC电压。在 HGUE电力线的端部处,随后仅需要将所传输的DC电压转换为所要的AC电压。明确地说,省略了在常规系统中在发电侧上所需要的电力逆变器和HGUE整流器站。由光伏装置产生的 DC电压可超过个别光伏模块的耐压(介电强度)许多倍,所述耐压当前至多约为lkV,且可 (例如)处于从IkV到2MV的高压范围内。所述光伏装置优选经设计以使得在每种情况下,第一数目的光伏模块连接到模块块,所述模块块通过例如陶瓷或塑料绝缘体等绝缘元件而对地电位绝缘,且在每种情况下, 第二数目的模块块形成模块串,所述模块串传递所产生的DC电压的至少一部分电压。以此方式,实现了以逐块(block-wise)方式布置的PV模块的电绝缘受支撑布置,以使得所有PV 模块、支撑布置的若干部分及其直接周围事物可上升和/或充电到任意电位。而且,仅通过 PV模块的对应的串联连接和并联连接产生HGUE传输所必需的高压。还有利的是,如果在每种情况下连接到模块块的光伏模块安装在经支撑框架构造中,那么在所述情况下可布置成框架构造通过电位联结而连接到模块块的最低、中等或最高电位电平。如果在块上布置了所述多个串联连接的PV模块,那么去往PV块的最低或最高电位的电位联结便为恰当的,以使得在PV块上,总电压Upvb保持低于个别PV模块的介电强度。此处术语耐压(介电强度)指示在内单元串与模块框架或所述模块的直接周围事物之间允许发生的最大电压。根据所使用的PV模块的类型,可通过电位联结的性质来调节模块的内单元串与模块框架或框架构造之间的正电位差或负电位差。为了尽可能避免模块的降级效应,或者为了遵守由制造商设置的对应的建议或限制,这种做法可能是必要的。如果至少将PV模块到PV块的串联连接维持到总电压Upvb (其可高于个别PV模块的介电强度(例如,为IKV))出现在个别PV块上为止,那么到PV块的中等电位的电位联结便尤其恰当。以此方式,确保了在个别PV模块与经支撑布置之间仅可发生至多对应于由相应的PV 块产生的电压的一半的电位差。以此方式,在PV块上可产生个别模块的最大允许电压的两倍。如果框架构造经形成为二维结构(例如,通过导电栅格)也可能是有利的。以此方式,相对于模块的地电位被屏蔽,且所述模块仅经受框架构造上的电位差。优选的是,在每种情况下,所述模块串中的至少两者串联连接,且多个串联连接的模块串并联连接,以便产生将在高压范围内传输的DC电压。在此情况下,如果所述模块串的连接包括第一汇流条和第二汇流条便是有利的,以使得所产生的DC电压可经由这些汇流条而分接。如果处于DC电压传输电力线的端部处的变流器分站具有用于将所传输的DC电压转换为AC电压的电力逆变器,则也是有利的,所述变流器分站还具备用于所谓的“MPP跟踪”(MPP 最大电力点)的控制电路。以此方式,调节了电力逆变器的操作点,以便可从PV 装置取得最大可能输出,且可对所述最大可能输出进行变换以供馈送到消费者侧网络中。所述系统和HGUE电力线自身也可经设计为单极系统,以便仅安装一条汇流条以及一条线(架空线或电缆)。所述HGUE电力线可经设计以用于较大距离(优选使用架空线)以及较短距离(优选使用电缆)。附图说明下文借助于示范性实施例并参考附图较详细描述了本专利技术及其所产生的优点,其中图1示意性地展示根据本专利技术的电源系统的结构;以及图2展示根据本专利技术的光伏装置的示意性构造。具体实施例方式图1示意性地展示根据本专利技术的电源系统SYS的构造。系统SYS主要包括光伏装置PVE,所述光伏装置PVE竖立在发电机侧上的中心点处(优选处于向阳区域中),并提供能量以供馈送到高压DC传输电力线HGUE中。光伏装置PVE依靠其特殊设计而产生DC电压Udc,所述DC电压Udc可在几百kV的高压范围中,且可直接馈送到高压DC传输电力线 HGUE中。传输本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种具有光伏装置(PVE)的电源系统(SYS),所述光伏装置(PVE)包括多个DC电压产生光伏模块(PVM),所述电源系统(SYS)的特征在于,所述光伏模块(PVM)彼此并联且/或串联连接,且因此产生超过所述光伏模块(PVM)的耐压(Umodmax)且适于高压DC传输的DC电压(Udc*),且所述电源系统(SYS)包括至少一个变流器分站(UFS),所述变流器分站(UFS)可连接到为消费者安装的电源网络(SVN)并包含高压DC传输电力线(HGUE),所述高压DC传输电力线(HGUE)在高压范围内将由所述光伏装置(PVE)产生的所述DC电压(Udc*)传输到所述变流器分站(UFS)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:托马斯·劳因格
申请(专利权)人:肖特太阳能公司
类型:发明
国别省市:DE

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