一种太阳能发电系统技术方案

本发明专利技术提供了一种太阳能发电系统，其包括：光伏发电模块、DC/DC转换模块、智能汇流箱、并网逆变器和通讯模块；光伏发电模块的输出端分别与DC/DC转换模块的输入端相连；DC/DC转换模块的输出端分别与所述智能汇流箱的输入端相连；智能汇流箱的输出端与并网逆变器的输入端相连；通讯模块分别与智能汇流箱、并网逆变器以及DC/DC转换模块相连。本发明专利技术采用的通讯模块在发生直流母线短路故障时，控制器发送信号，具有最大功率跟踪功能的DC/DC转换器关断输出，消除直流母线上的高压，避免直流拉弧导致着火危险，在切断电流后，可通过手动或者通过电路自动切断智能汇流箱内开关，实现电气隔离，进一步提高安全性。

A solar power generation system

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能发电系统
本专利技术实施例涉及太阳能发电
，具体涉及一种太阳能发电系统。
技术介绍
太阳能的开发利用是解决传统石化能源带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类发展的理想替代能源。太阳能的利用主要包括光热利用(热力子发电、屋顶的太阳能热水器等)、太阳能发电、光化利用等。光伏发电正在由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。我国光伏发电主要以大规模光伏电站为主，主要有组串式系统和集中式系统，如图4所示，集中式系统主要设备包括太阳能组件、直流汇流箱、直流配电柜、逆变器及其配套的逆变器房或集装箱体、箱式升压变压器等；组串式系统主要设备包括太阳能组件、组串逆变器、交流汇流箱、升压变压器等。与集中式系统方案相比，组串式系统减少了直流汇流设备和逆变房等配套设施，增加了交流汇流箱，缩短了高压直流的传输距离，降低了直流拉弧风险，大大提高了系统的安全性；同时组串式系统由于多路MPPT跟踪功能，阴影遮挡影响小，发电量较集中式系统有大幅提高，系统配置也比集中式系统灵活。集中式系统中的光伏组件所发直流电经直流汇流箱和直流配电柜两级汇流后由逆变器集中逆变成三相交流电，经升压变压器接入电网。其存在1)直流配电线路长，其配套的相关直流电气设备还有待完善，直流开关元件在断开故障电流时因没有过零点，电压一直存在，电弧持续燃烧，具有较高热能的电弧很容易引发电气火灾等事故，接线不良、电缆绝缘破损等情况下也会引起拉弧导致电气火灾事故；2)集中式逆变器为防止PID(PotentialInducedDegradation电势诱导衰减)问题，一般采取负极接地的方案，这样在电池组件正极与接地系统之间会形成高压，人若不小心触碰到电池组件正极，可能造成人身伤亡事故。3)组件经两次汇流到达逆变器，逆变器最大功率跟踪(MPPT)功能不能监控到每一路组件运行情况，当一块组件发生故障或被阴影遮挡，会影响整个系统发电量。而组串式系统中的组串逆变器不带隔离变压器设计，电气安全性稍差，不适合薄膜组件负极接地系统；逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大。同时，组串逆变器谐波含量较大，电能质量不高；保护功能，安全性也稍差；功率因素调节功能和低电压穿越功能、电网调节性也不如集中式。因此，需要提供一种技术方案以解决现有技术存在的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种太阳能发电系统。该系统包括：光伏发电模块、DC/DC转换模块、智能汇流箱、并网逆变器和通讯模块；所述光伏发电模块的输出端分别与所述DC/DC转换模块的输入端相连；所述DC/DC转换模块的输出端分别与所述智能汇流箱的输入端相连；所述智能汇流箱的输出端与所述并网逆变器的输入端相连；所述通讯模块分别与所述智能汇流箱、所述并网逆变器以及所述DC/DC转换模块相连。所述DC/DC转换模块为具有最大功率跟踪功能的DC/DC转换器。所述光伏发电模块包括光伏组件、光伏组串、低压光伏阵列或组件并联方阵中的至少一个或全部；所述光伏组件、光伏组串、低压光伏阵列或组件并联方阵分别与所述DC/DC转换模块相连。所述并网逆变器包括：残余电流监测电路。所述监测电路用于检测漏电电流，当所述漏电电流大于设定值时，所述并网逆变器停止运行。所述太阳能发电系统还包括：直流升压变压器。所述直流升压变压器设于所述智能汇流箱与所述并网逆变器之间。所述光伏组件、光伏组串、低压光伏阵列或组件并联方阵中的负极直接接地或虚拟接地。所述智能汇流箱内设有用于电气隔离的开关或接触器。所述通讯模块用于监测所述DC/DC转换模块、所述智能汇流箱和所述并网逆变器运行状况。当所述通讯模块检测到运行状况异常时，发出控制指令，使所述DC/DC转换模块与所述光伏发电模块切断连接，所述并网逆变器停止运行，断开所述开关或接触器。本专利技术提供的技术方案与最接近的现有技术相比具有如下优点：1、本专利技术采用的通讯模块在发生直流母线短路故障时，控制器发送信号，具有最大功率跟踪功能的DC/DC转换器关断输出，消除直流母线上的高压，避免直流拉弧导致着火危险，在切断电流后，可通过手动或者通过电路自动切断智能汇流箱内开关，实现电气隔离，进一步提高安全性；2、本专利技术结合了集中式和组串式的优点，既有集中式功率大，数量少，便于管理；元器件少，稳定性好，便于维护；谐波含量少，电能质量高；保护功能齐全，安全性高；有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好等优点，也包括组串式系统不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量的优点；3、本专利技术通过在系统中设置虚拟正压电路，实现所有电池板负极对地正电压，安全规避PID效应。4、本专利技术DC/DC转换模块的电压范围宽，组件配置更加灵活，可有效防止PID问题。附图说明图1是本专利技术一个实施例的拓扑结构图；图2是本专利技术另一实施例的拓扑结构图；图3是本专利技术又一实施例的拓扑结构图；图4是现有技术中集中式系统与组串式系统的对比图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种新型太阳能发电系统，包括：光伏发电模块、DC/DC转换模块、智能汇流箱、并网逆变器和通讯模块。本实施例的光伏发电模块包括n个太阳能光伏组件、DC/DC转换模块包括n个分布式的具备最大功率跟踪功能的DC/DC(MPPTDC/DC)。其中，每个太阳能组件的输出均连接有对应的MPPTDC/DC，这样，分布的MPPTDC/DC可不受光伏组串间模块化差异和阴影遮挡的影响，同时减少了光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电系统的发电量；其次，MPPT的电压范围宽，组件配置更加灵活；在阴雨天，雾气多的部区，可延长发电时间长，同时在直流母线发生短路等故障时，可快速切断供电回路，提高安全性。在本专利技术的该实施例中智能汇流箱内布置的开关或者接触器S1，在发生直流母线短路、接地等故障时，MPPTDC/DC可快速切断供电回路，避免直流拉弧及着火危险，在切断电流后，可通过手动或者通过电路自动切断直流配电回路，实现电气隔离，进一步提高安全性。该实施例光伏组件的逆变器内部残余电流的监测电路，能够在检测到漏电流大于设定值的情况下，迅速切断电路，保护人身安全；同时，通讯模块可随时监测MPPTDC/DC、智能汇流箱、并网逆变器运行状况，当检测到运行状况异常时，可发出控制指令，使得MPPTDC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能发电系统，其特征在于，包括：光伏发电模块、DC/DC转换模块、智能汇流箱、并网逆变器和通讯模块；/n所述光伏发电模块的输出端分别与所述DC/DC转换模块的输入端相连；/n所述DC/DC转换模块的输出端分别与所述智能汇流箱的输入端相连；/n所述智能汇流箱的输出端与所述并网逆变器的输入端相连；/n所述通讯模块分别与所述智能汇流箱、所述并网逆变器以及所述DC/DC转换模块通讯连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能发电系统，其特征在于，包括：光伏发电模块、DC/DC转换模块、智能汇流箱、并网逆变器和通讯模块；
所述光伏发电模块的输出端分别与所述DC/DC转换模块的输入端相连；
所述DC/DC转换模块的输出端分别与所述智能汇流箱的输入端相连；
所述智能汇流箱的输出端与所述并网逆变器的输入端相连；
所述通讯模块分别与所述智能汇流箱、所述并网逆变器以及所述DC/DC转换模块通讯连接。


2.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，
所述DC/DC转换模块为具有最大功率跟踪功能的DC/DC转换器。


3.根据权利要求2所述的太阳能发电系统，其特征在于，
所述光伏发电模块包括光伏组件、光伏组串、低压光伏阵列或组件并联方阵中的至少一个或全部；
所述光伏组件、光伏组串、低压光伏阵列或组件并联方阵分别与所述DC/DC转换模块相连。


4.根据权利要求2所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述并网逆变器包括：残余电流监测电路。


5.根据权利要求4所述的太阳能发...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天水，邢英会，张航，洪秀丽，
申请(专利权)人：汉能移动能源控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11