专利名称：一种无变压器光伏逆变装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能光伏并网发电技术领域，尤其涉及一种用于太阳能光伏并网发电的无变压器光伏逆变装置。
背景技术：
太阳能光伏发电系统是通过太阳能电池吸收阳光，将太阳的光能直接变成电能输出。光伏发电系统(以下简称光伏系统)的主流发展趋势是并网光伏发电系统。太阳能电池发电是直流电压，必须通过逆变装置变换成交流，再同电网的交流电合起来使用，这种形态的光伏系统就是并网光伏系统。光伏并网是太阳能利用的发展趋势，光伏发电系统将主要用于调峰电站和屋顶光伏系统。在光伏并网系统中，并网逆变器是核心部分，是把直流电能逆变为交流电能的电力电子设备，并且该逆变器输出侧接入电网。现有技术的逆变器装置，每一个逆变器都与一个单独的或定制的隔离变压器相搭配，而且在实际工程应用中，不论变压器与逆变器是否集成，情况都是如此。通常而言，隔离变压器的效率通常只有98%到99%，它们甚至可以让效能下降2%，因此，电力供应立即被减弱。如图1中所示，图1是典型的现有技术所使用的逆变器装置。该逆变器装置的升压单元与光伏电池连接后经过逆变单元2，然后经过变压器4后与市电电网连接。逆变单元2 包括逆变器201和变压器202。现有技术中的逆变器201使用的是无阻尼大三角形过滤器， 当多个逆变器设备并行放置或者逆变器设置在长传输在线的时候，这些无阻尼大三角形过滤器可能会导致系统运行的不稳定。而且，如果逆变器被并行放置在同一个箱子里，每一个 500千瓦逆变器由4个较小的125千瓦单元驱动，那么这种系统就容易受到电气干扰，而且会为整个光伏系统带来多个故障点。现有技术采用的逆变器装置通常体积庞大重量较大。即使隔离变压器可以与逆变器相互分离，由于较低的电压与较高的电流这种安装所导致昂贵的导线成本，每一个逆变器所需要的较低的输出电压和多绕组也会限制相互分离的距离。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种无变压器光伏逆变装置，提高太阳能光伏系统的发电效率，并能进一步避免与单极配置有关的不必要的线路衰减。为实现上述目的，本实用新型提供一种无变压器光伏逆变装置，包括第一升压电路和第二升压电路以及逆变器，该第一升压电路和第二升压电路分别连接一第一光伏电池组和第二光伏电池组，该第一光伏电池组和第二光伏电池组串联。更进一步地，该逆变器包括一逆变电路和滤波器，该滤波器为三角形滤波电容。该无变压器光伏逆变装置还包括串联电阻器，该串联电阻器由至少两个串联电阻组成。该无变压器光伏逆变装置还与一电源优化器连接。更进一步地，该第一升压电路和第二升压电路均为boost升压斩波电路。该boostι
升压斩波电路输出电压Upv与输入电压Udc的关系式为UpY = "^5yUde其中D为斩波
，
电路的占空比，D = ton/T, ton为开关导通时间，T为开关导通周期。更进一步地，该逆变电路是单相全桥逆变电路。该单相全桥逆变电路包括四个开关管，组成逆变桥。与现有技术相比较，本实用新型所公开的无变压器光伏逆变装置，能提高太阳能光伏系统的发电效率，并且能够提高控制系统的稳定性，并且减少并联逆变器之间的相互作用。
关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及所附图式得到进一步的了解。图1是现有技术中所采用的光伏逆变装置的结构示意图；图2是本实用新型所涉及的无变压器光伏逆变装置的结构示意图；图3是本实用新型所涉及的无变压器光伏逆变装置与现有技术的效率对比图；图4是本实用新型所涉及的无变压器光伏逆变装置的升压单元的原理图；图5是本实用新型所涉及的无变压器光伏逆变装置的逆变器的原理图；图6是本实用新型所涉及的无变压器光伏逆变装置的并联使用结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。现有技术中的光伏逆变装置(可以参见图1)所采用的原理为将光伏电池的直流电流进行升压后再进入逆变器单元，逆变器将直流电流转换为交流电流后再经过变压器与城市电网对接。通常而言，经过逆变器装置将400伏左右的直流电流Idc(现有技术在330 伏至600伏区间内)转换为经过逆变器201后转换为208伏左右的交流电Vac后再经过变压器202将208伏左右的交流电Vac变换为480伏的交流电。480伏的交流电必须在一次经过变压器4才能转换为与城市电网电压一致。本实用新型所提供的无变压器光伏逆变装置如图2中所示。该逆变装置包括升压单元102、无变压器逆变器103以及与城市电网相连接的变压器105。本实用新型所提供的无变压器光伏逆变装置通过采用可分离的两极+600和-600VDC电池组数组实现直接转换， 无需在低压三相电网上配备变压器。该逆变装置包括两个升压单元101，且两个升压单元 101彼此与对应的太阳能光伏电池连接后再与逆变器103连接，即形成高电压单引擎，双极性输入，因此输入逆变器103的直流电压为660伏至1200伏。在相同功率等级下，现有技术的逆变装置的输入电流为IDC，而本实用新型所使用的无变压器光伏逆变装置的输入电流为IDe/2，能够有效减少相关的直流输配电设备成本。图3是本实用新型所涉及的无变压器光伏逆变装置与现有技术的效率对比图。从图3中可以看出，在同等功率等级的情况下无变压器逆变器效率要比带变压器逆变器效率高出0. 5%以上。该升压单元的详细结构如图4中所示。如图4中所示，该Boost电路由开关管Q， 二极管D，电感L，电容Cdc组成，通过控制开关管Q的通断将光伏电池的输出的直流电压升至400伏左右。该Boost电路工作时，当开关管Q导通时，二极管D反偏，输出级隔离，由输入端向电感L供应能量。当开关管Q断开时，输出级吸收来自电感L和输入端的能量。当开关管Q持续不停地被导通或断开时，该电路会产生一个直流输出电压Upv，而直流输入电压Udc的比由功率管Q开关时间的比决定。输出电压Upv与输入电压Udc的关系式为
权利要求1.一种无变压器光伏逆变装置，包括第一升压电路和第二升压电路以及逆变器，其特征在于，所述第一升压电路和第二升压电路分别连接一第一光伏电池组和第二光伏电池组，所述第一光伏电池组和第二光伏电池组串联。
2.如权利要求1所述的无变压器光伏逆变装置，其特征在于，所述逆变器包括一逆变电路和滤波器，所述滤波器为三角形滤波电容。
3.如权利要求1所述的无变压器光伏逆变装置，其特征在于，所述无变压器光伏逆变装置还包括串联电阻器，所述串联电阻器由至少两个串联电阻组成。
4.如权利要求1所述的无变压器光伏逆变装置，其特征在于，所述无变压器光伏逆变装置还与一电源优化器连接。
5.如权利要求1所述的无变压器光伏逆变装置，其特征在于，所述第一升压电路和第二升压电路均为boost升压斩波电路。
6.如权利要求5所述的无变压器光伏逆变装置，其特征在于，所述boost升压斩波电路输出电压Upv与输入电压Udc的关系式为=其中D为斩波电路的占空比，D = ton/T, ton为开关导通时间，T为开关导通周期。
7.如权利要求2所述的无变压器光伏逆变装置，其特征在于，所述逆变电路是单相全桥逆变电路。
8.如权利要求7所述的无变压器光伏逆变装置，其特征在于，所述单相全桥逆变电路包括四个开关管，组成逆变桥。
专利摘要本实用新型公开一种无变压器光伏逆变装置，包括第一升压电路和第二升压电路以及逆变器，其特征在于，该第一升压电路和第二升压电路分别连接一第一光伏电池组和一第二光伏电池组，该第一光伏电池组和第二光伏电池组串联。
文档编号H02M7/42GK202019313SQ201120098900
公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者尤志春 申请人:上海威特力焊接设备制造股份有限公司