一种逆变器和变压器集成设备制造技术

本发明专利技术提出了一种逆变器和箱式变压器一体化设备(1)，该一体化设备将逆变器单元、双分裂变压器(4)、组合电器(5)等设备集成设置，所述逆变器单元的输入端接收光伏组件提供的直流电能，并将该电能转换成供双分裂变压器(4)接收的交流电，该双分裂变压器(4)将接收的交流电升压，并最终转换为适当的电压，然后通过组合电器(5)送入电网。该逆变器和箱式变压器一体化设备(1)满足户外安装使用、集成化程度更高、能降低设备成本和运输成本、减少现场土建施工量和时间，提高设备的可靠性，具有较强的实用性。

Inverter and transformer integrated equipment

The invention provides an inverter and transformer box integration equipment (1), the integration of equipment will inverter unit, double split transformer (4), (5) combination of electrical appliances and other equipment is integrated, the input end of the inverter unit receiving PV module provides DC power, and the electric energy into the supply double split transformer (4) receiving the alternating current, the double split transformer (4) will receive the AC voltage, and eventually converted to the appropriate voltage, and then through the combination of electrical appliances (5) into the power grid. The inverter and transformer box integration equipment (1) to meet the outdoor installation and use, a higher degree of integration, can reduce the equipment cost and transportation cost, reduce construction quantity and time, improve equipment reliability, strong practicability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光伏逆变升压集成设备，属于光伏发电系统逆变、升压一体化设备的

技术介绍
太阳能光伏发电占据世界能源消费的重要席位，可广泛用于社会生活的各个领域。所以光伏发电站建设投资的经济性、运行的稳定性越来越受到关注。逆变器和箱式变压器作为整个光伏发电站的核心设备，直接关系到光伏发电站正常运行时的电能质量和可靠性。现在大型光伏发电站逆变部分基本都是按照1MW为一个单元，主要由户外汇流箱、箱式逆变房（内含两台500kW逆变器）、箱式变压器（内含1台1MW双分裂变压器）组成。图1给出了现有光伏系统中箱式逆变器房和箱式变压器的现场安装示意图。目前光伏发电站的设计方案中，箱式逆变器房和箱式变压器作为两套独立的电气设备布置，它们由不同的厂家提供，且在工程应用中，两个设备都需要浇筑独立的钢筋混泥土基础，彼此之间相隔一定的安装距离，采用三相交流线缆连接。图2给出了现有光伏系统中箱式逆变器房和箱式变压器的电气原理图。箱式逆变器房和箱式变压器独立设置，箱式逆变器房中的两台逆变器低压侧通过线缆，接入双分裂变压器，然后通过组合电器接入电网或电站的中压系统。这种设计方案主要存在着以下不足：第一、两台设备空间上间隔较近，造成重复使用部分电气器件，造成器件应用浪费且存在一定的能量损耗；第二、箱式逆变器房和箱式变压器之间采用大截面电缆连接，现场施工中敷设极为不方便，可能造成连接的不可靠；第三、箱式逆变器房和箱式变压器作为两台设备，需要浇筑两个钢筋混泥土基础，增加了施工时间和成本。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种光伏逆变升压一体化设备，将逆变器和双分裂变压器集成设置，省去了传统光伏发电站中双分裂变压器内输入侧（也称低压侧）的断路器、防雷装置、以及逆变器输出侧的防雷装置。使得布局设计更加合理、进一步提高了发电站的安全性、稳定性，降低了设备成本和现场工程量。本专利技术实施例提供了一种逆变器和箱式变压器一体化设备，包括第一逆变器（2）、第二逆变器（3）、双分裂变压器（4）、以及组合电器（5），所述第一逆变器（2）中包括第一直流/交流转换单元（6）、第一断路器（13）和第三断路器（15），所述第二逆变器（3）中包括第二直流/交流转换单元（7）、第二断路器（14）和第四断路器（16），其特征在于：所述第一逆变器（2）、第二逆变器（3）、双分裂变压器（4）和组合电器（5）集成设置；第一逆变器（2）和第二逆变器（3）的输入端分别通过所述第一断路器（13）和所述第二断路器（14）连接光伏组件，其输出端分别通过所述第三断路器（15）和所述第四断路器（16）直接连接于所述双分裂变压器（4）的低压侧；所述双分裂变压器（4）的输出侧连接组合电器（5）的输入侧，所述组合电器（5）的输出侧与电网连接，实现对电能的输送。较佳地，还包括：第一逆变器监控单元，其对所述第一直流/交流转换单元进行监控，实现对所述第一断路器、第三断路器中的至少一个断路器的控制；第二逆变器监控单元，其对所述第二直流/交流转换单元进行监控，实现对所述第二断路器、第四断路器中的至少一个断路器的控制。较佳地，还包括：温控器、测控单元、数据采集器，所述温控器用以监测所述双分裂变压器的温度，当该温度超过预设的第一阈值时，所述温控器控制所述第三断路器、第四断路器和组合电器直接脱扣；所述测控单元用以监测所述双分裂变压器低压侧的电压和/或电流信号以及所述组合电器的状态信号，当监测的所述低压侧的电压和电流信号中的至少一种超过预设的阈值时，所述测控单元控制所述第三断路器和第四断路器直接脱扣；所述测控单元接收所述温控器输出的温度信号，当该温度信号超过预设的第二阈值时，发出二次脱扣信号，控制所述第三断路器、第四断路器和组合电器直接脱扣。较佳地，所述测控单元检测到故障信息后，通过所述数据采集器将故障信息传输给所述第一逆变器监控单元和/或第二逆变器监控单元，控制所述第一逆变器和/或第二逆变器关机。较佳地，所述组合电器出现电气异常时，该组合电器控制所述第三断路器和第四断路器直接脱扣。较佳地，所述第一直流/交流转换单元、第二直流/交流转换单元均包括直流滤波器、逆变桥、交流滤波器和交流接触器。较佳地，所述第一断路器和第二断路器能够采用隔离开关和熔断器的组合电路替代。较佳地，所述第一断路器和第二断路器能够采用多个容量更小的断路器并联替代。较佳地，所述组合电器包括熔断器、负荷开关、隔离开关和防雷器。较佳地，本专利技术提供一种用于光伏发电站的控制方法，其特征在于，所述方法用来控制本专利技术中所公开的逆变器和箱式变压器一体化设备。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：第一、省去箱式变压器（简称箱变）低压侧输入断路器、防雷器，和逆变器输出侧的防雷器，节省了设备成本。第二、可以节省钢筋混泥土基础和施工时间。第三、缩短箱变和逆变器之间的线缆，减少施工时间，提高线缆连接可靠性。第四、减少现场设备吊装、安装的时间和费用。附图说明图1是现有光伏系统中箱式逆变器房和箱式变压器的现场安装示意图；图2是现有光伏系统中箱式逆变器房和箱式变压器的电气原理图；图3是本专利技术集成的逆变器和箱式变压器的实施例的电气原理图；附图标记：附图中的标记说明，1—逆变器和箱式变压器一体化设备、2—第一逆变器、3—第二逆变器、4—双分裂变压器、5—组合电器、（5_1）—熔断器、（5_2）—负荷开关、(5_3)—隔离开关、（5_4）—防雷器、6—第一直流/交流转换单元、7—第二直流/交流转换单元、8—第一逆变器监控单元、9—第二逆变器监控单元、10—温控器、11—测控单元、12—数据采集器、13至16—第一至第四断路器。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术实施例提供的技术方案做进一步详细的叙述。实施例一：参见附图3，本专利技术的逆变器和箱式变压器一体化设备（1）用于光伏发电站中，该一体化设备将逆变器单元、双分裂变压器（4）以及组合电器（5）等设备集成设置，所述逆变器单元的输入端接收光伏组件（例如采用太阳能电池板）提供的直流电能，并将该电能转换成供双分裂变压器（4）接收的交流电，该双分裂变压器（4）将接收的交流电升压，并最终转换为适当的电压（例如交流1kV-20kV），然后通过组合电器（5）送入电网。逆变器单元包括第一逆变器（2）和第二逆变器（3），第一逆变器（2）中包括第一直流/交流转换单元（6）、第一逆变器监控单元（8）、显示装置、以及第一断路器（13）和第三断路器（15）；第二逆变器（3）中包括第二直流/交流转换单元（7）、第二逆变器监控单元（9）、以及第二断路器（14）和第四断路器（16）；所述逆变器监控单元（包括第一逆变器监控单元（8）、第二逆变器监控单元（9））分别对其对应的直流/交流转换单元进行监控，实现对所述第一断路器（13）、第二断路器（14）、第三断路器（15）和第四断路器（16）中的至少一个进行控制；本专利技术中的直流/交流转换单元可为本领域任何能够将直流转换成交流的装置，优选为包括直流滤波器、逆变桥、交流滤波器和交流接触器。所述第一逆变器（2）、第二逆变器（3）、双分裂变压器（4）和组合电器（5）集成设置；第一逆变器（2）和第二逆变器（3）的输入端分别通过第一断路器（13）和第二断路器（14）连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器和箱式变压器一体化设备，包括第一逆变器(2)、第二逆变器(3)、双分裂变压器(4)、以及组合电器(5)，所述第一逆变器(2)中包括第一直流/交流转换单元(6)、第一断路器(13)和第三断路器(15)，所述第二逆变器(3)中包括第二直流/交流转换单元(7)、第二断路器(14)和第四断路器(16)，其特征在于：所述第一逆变器(2)、第二逆变器(3)、双分裂变压器(4)和组合电器(5)集成设置；第一逆变器(2)和第二逆变器(3)的输入端分别通过所述第一断路器(13)和所述第二断路器(14)连接光伏组件，其输出端分别通过所述第三断路器(15)和所述第四断路器(16)直接连接于所述双分裂变压器(4)的低压侧；所述双分裂变压器(4)的输出侧连接组合电器(5)的输入侧，所述组合电器(5)的输出侧与电网连接，实现对电能的输送。

【技术特征摘要】
1.一种逆变器和箱式变压器一体化设备，包括第一逆变器(2)、第二逆变器(3)、双分裂变压器(4)、以及组合电器(5)，所述第一逆变器(2)中包括第一直流/交流转换单元(6)、第一断路器(13)和第三断路器(15)，所述第二逆变器(3)中包括第二直流/交流转换单元(7)、第二断路器(14)和第四断路器(16)，其特征在于：所述第一逆变器(2)、第二逆变器(3)、双分裂变压器(4)和组合电器(5)集成设置；第一逆变器(2)和第二逆变器(3)的输入端分别通过所述第一断路器(13)和所述第二断路器(14)连接光伏组件，其输出端分别通过所述第三断路器(15)和所述第四断路器(16)直接连接于所述双分裂变压器(4)的低压侧；所述双分裂变压器(4)的输出侧连接组合电器(5)的输入侧，所述组合电器(5)的输出侧与电网连接，实现对电能的输送。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：第一逆变器监控单元(8)，其对所述第一直流/交流转换单元(6)进行监控，实现对所述第一断路器(13)、第三断路器(15)中的至少一个断路器的控制；第二逆变器监控单元(9)，其对所述第二直流/交流转换单元(7)进行监控，实现对所述第二断路器(14)、第四断路器(16)中的至少一个断路器的控制。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：温控器(10)、测控单元(11)、数据采集器(12)，所述温控器(10)用以监测所述双分裂变压器(4)的温度，当该温度超过预设的第一阈值时，所述温控器(10)控制所述第三断路器(15)、第四断路器(16)和组合电器(5)直接脱扣；所述测控单元(11)用以监测所述双分裂变压器(4)低压侧的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：温志伟，江红胜，
申请(专利权)人：中民新能投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11