[發(fā)明專利]多功能一體化光伏發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310174006.6
• 申請(qǐng)日: 2013-05-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103280705A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蹇芳;馮江華;任其昌;唐海燕;陳藝峰;唐洲;廖遠(yuǎn)輝;管仁德;吳建雄;劉崇波;吳恒亮;王南;朱世武;姚明;錢勇亮;趙香桂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號(hào): H02B1/26
• 分類號(hào): H02B1/26;H02J3/38;H02J13/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;周長(zhǎng)清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到光伏發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，特指一種多功能一體化光伏發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能作為一種清潔、高效、永不衰竭的新興綠色能源，具有安全可靠、無(wú)噪聲、無(wú)污染、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與發(fā)電站中。

目前，大型的光伏發(fā)電系統(tǒng)一般包括太陽(yáng)能光伏組件陣列、匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、箱式變壓器以及其它相關(guān)通信監(jiān)控設(shè)備等各設(shè)備。工程上，將多個(gè)相同光伏組件通過(guò)線纜串聯(lián)構(gòu)成單路具有較高直流電壓等級(jí)的光伏組串；由匯流箱將多路光伏組串的小電流進(jìn)行匯流成一路大電流輸出；由直流配電柜實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)匯流箱的輸出進(jìn)行進(jìn)入?yún)R流配電輸出；直流配電柜的輸出通過(guò)線纜引至并網(wǎng)逆變器，通過(guò)逆變器逆變并網(wǎng)輸出；變壓器及相關(guān)并網(wǎng)設(shè)備對(duì)逆變器的輸出的進(jìn)行配電升壓并網(wǎng)；發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)儀、匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、變壓器等通過(guò)通信監(jiān)控柜通信監(jiān)控，并與電站總監(jiān)控中心通信。目前，光伏逆變器基本為戶內(nèi)型，戶外型很少，戶外型光伏逆變器主要為小功率的（幾百瓦~幾十千瓦），大功率戶外型逆變器暫無(wú)運(yùn)用案例。大型光伏發(fā)電系統(tǒng)工程實(shí)際運(yùn)用中，為滿足現(xiàn)場(chǎng)戶外環(huán)境應(yīng)用，有兩種做法：一是現(xiàn)場(chǎng)為直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、通信監(jiān)控柜專門建造土建類配電室或利用已有的建筑物，將上述各分立柜體安置布置于其中；另一種，設(shè)備供貨廠商為上述設(shè)備制造專門的非土建類的逆變房，將上述各分立柜體設(shè)備按功能結(jié)構(gòu)拼湊安裝于其中。

傳統(tǒng)技術(shù)中，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，往往需為直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、相關(guān)通信監(jiān)控設(shè)備及附屬等專門建造配電室或采用大功率房/箱體，將上述各分立柜體安置布置于其中，以滿足現(xiàn)場(chǎng)戶外環(huán)境。例如，如現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，直流配電柜、逆變器、通信監(jiān)控柜及相關(guān)的控制電源供電配電箱集中安置排布于土建配電室或大功率戶外移動(dòng)房中。

相對(duì)系統(tǒng)而言，整個(gè)直流配電、逆變發(fā)電、通信監(jiān)控系統(tǒng)未進(jìn)行高度一體化集成，各項(xiàng)功能分散化于各個(gè)獨(dú)立柜體內(nèi)，系統(tǒng)各設(shè)備的內(nèi)外接線雜亂、內(nèi)部空間利用率低，系統(tǒng)管理不佳，以及安裝和維護(hù)不方便等，其具體表現(xiàn)如下：

1.現(xiàn)有的光伏發(fā)電并網(wǎng)用的大功率逆變器運(yùn)用于實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電時(shí)，需要另外配置直流配電柜，并且不具有完整的發(fā)電系統(tǒng)通信監(jiān)控功能，發(fā)電系統(tǒng)需要配置通信監(jiān)控柜。

2.無(wú)論是土建配電室中安裝，還是大功率房/箱體內(nèi)集成擺放，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中所用各種設(shè)備的廠家不統(tǒng)一，需要將不同廠家的柜體設(shè)備組裝起來(lái)，可能導(dǎo)致不同廠家的設(shè)備之間出現(xiàn)不匹配的問(wèn)題；且在安裝的過(guò)程中，設(shè)備之間可能因?yàn)榘仓梦恢没靵y而銜接不好，加大了設(shè)備安裝的難度，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需要不同廠家進(jìn)行售后維修服務(wù)，也不便于整個(gè)系統(tǒng)的安裝和維護(hù)。

3.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中包括并網(wǎng)逆變器、直流配電柜、通信監(jiān)控柜的各設(shè)備柜體基本為戶內(nèi)型，應(yīng)用于大型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，需要額外配置戶外型防護(hù)能力的配電室或逆變房，現(xiàn)場(chǎng)施工量大、周期長(zhǎng)，且成本高。

4.無(wú)論是專門建造的配電室還是現(xiàn)有的大功率戶外逆變房都僅是將各獨(dú)立的直流配電柜、并網(wǎng)逆變、通信監(jiān)控設(shè)備簡(jiǎn)單拼湊組合，整個(gè)系統(tǒng)的空間布局不合理，空間利用率低；且各設(shè)備功能未進(jìn)行高度一體化集成，各項(xiàng)功能分散化于各個(gè)柜體內(nèi)，配電室/逆變房體較龐大，用材多，成本較高，大功率逆變房運(yùn)輸和安裝也存在一定困難。

5.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中各設(shè)備接口眾多，需要接入的線纜較多，對(duì)線纜的接線沒(méi)有統(tǒng)一的管理，不便于現(xiàn)場(chǎng)的接線和后期的維護(hù)；現(xiàn)有的大功率逆變房方案由于各個(gè)柜體分立構(gòu)成，內(nèi)部各個(gè)柜體之間接口亦是眾多，連接復(fù)雜，存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種滿足戶外安裝使用、集成化更高、體積更小、重量更輕、功能更全面、實(shí)用性更強(qiáng)的多功能一體化光伏發(fā)電裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：