[實用新型]一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的直流升壓系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620064182.3
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN205304269U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 劉建發(fā);龍濤;劉龍波;樊凱;陳鵬飛
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南馨雅林工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 廣州凱東知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44259
• 代理人: 李勤輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及太陽能光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的直流升壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)

能源是經(jīng)濟、社會發(fā)展和改善人民生活的重要的物質(zhì)，能源問題是一個國家發(fā)展的關(guān)鍵。隨著光伏發(fā)電規(guī)模的日益增大，光伏產(chǎn)能不再局限于作為補充能源，而是朝著可替代能源的方向邁進。然而，由于經(jīng)濟發(fā)展和可再生資源布局的不均衡，我國的能源中心與負荷中心之間的距離跨度很大，作為能源中心的太陽能發(fā)電場主要集中在西北偏遠地區(qū)，而作為負荷中心的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)則集中在東部沿海；同時，太陽能發(fā)電需要電網(wǎng)提供額外的調(diào)峰容量，但西北偏遠地區(qū)的調(diào)峰能力不足，導致太陽能發(fā)電面臨著規(guī)模化發(fā)展的外送消納問題。在這場“能源革命”的影響下，現(xiàn)行光伏發(fā)電的概念、光伏電站的結(jié)構(gòu)、并網(wǎng)發(fā)電裝置以及相應的運行技術(shù)在應對超大規(guī)模可再生新能源的消納方面越來越力不從心。

而目前，現(xiàn)有的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，是先將低壓直流電通過逆變器逆變?yōu)榈蛪航涣麟姡缓笤偻ㄟ^變壓器升壓。此太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件到變壓器之間都采用低壓傳輸路線，導致低壓傳輸路線過長，線路損耗過大，而且每組光伏組件對應一個逆變器、一個變壓器，多個光伏組件即需要多個逆變器和多個變壓器，其構(gòu)造復雜、投資大、利用率過低。

實用新型內(nèi)容

針對上述問題，本實用新型提供一種構(gòu)造簡單、投資小、利用率高、線路損耗少、成本低的光伏并網(wǎng)發(fā)電的直流升壓系統(tǒng)。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的直流升壓系統(tǒng)，包括直流匯流單元、直流升壓柜、DC-DC裝置、集中式逆變器，多個直流匯流單元中的低壓直流電經(jīng)一個直流升壓柜升壓形成多個中高壓直流電，所述多個中高壓直流電連接一個DC-DC裝置，經(jīng)一個DC-DC裝置集中穩(wěn)壓后，再由集中式逆變器逆變成交流電后接入電網(wǎng)。所述實用新型采用先將低壓直流電升壓成中高壓直流電、然后再采用集中式逆變器將中高壓直流電逆變成電網(wǎng)所需要的中高壓交流電的方法，同時使直流升壓柜與逆變器之間采用中高壓直流電輸送，解決了現(xiàn)有技術(shù)中直流升壓柜與逆變器間采用低壓交流電輸送會導致的線路損耗的問題，降低了電纜成本；而且直流電纜相比交流電纜具有更好的載波穩(wěn)定性，可降低二次系統(tǒng)的安裝要求和投入；同時，所述實用新型的多個直流匯流單元集中連接一個直流升壓柜，解決了現(xiàn)有技術(shù)中每個直流匯流單元連接一個直流升壓柜導致的升壓柜過多、成本過大的問題；再者，所述實用新型多個中高壓直流電集中連接一個DC-DC裝置，集中由一個DC-DC裝置穩(wěn)壓，解決了現(xiàn)有技術(shù)中每個匯流箱連接一個DC-DC裝置而導致的DC-DC裝置過多、效率低下的問題，也解決了中西部電流電壓遠距離運輸不穩(wěn)定的問題，且從整體上來說，所述實用新型簡化各部件，集中式管理，容易控制。

作為優(yōu)選，所述直流匯流單元包括不少于兩個的光伏組件相互串聯(lián)而成的光伏組串和與光伏組串并聯(lián)的直流匯流箱，所述直流匯流箱的輸出端與直流升壓柜的輸入端相連。所述實用新型的光伏組件由多個串聯(lián)而成，使光伏組件接收太陽能后可以形成更多的光伏能量，用來升壓發(fā)電。

作為優(yōu)選，所述多個依次排列的直流匯流箱輸出端串聯(lián)，第一個直流匯流箱的正極輸出端與最后一個直流匯流箱的負極輸出端經(jīng)直流升壓柜接入DC-DC裝置，其余各個相鄰直流匯流箱的輸出端的正負極相互連接。如此設置，使多個中高壓直流電形成一個回路輸出，從而給連接一個DC-DC裝置創(chuàng)造了連接條件。

作為優(yōu)選，所述直流升壓柜包括多個低壓直流斷路器和銅排，直流匯流箱內(nèi)的低壓直流電經(jīng)直流升壓柜升壓、低壓直流斷路器限流后經(jīng)銅排輸送至DC-DC裝置。所述低壓直流斷路器的設置能起到保護、限流、隔離的作用，當流入直流升壓柜內(nèi)的低壓直流電發(fā)生電流過大時、線路短路等故障時，直流斷路器可迅速分斷其故障電流，保護了整個光伏并網(wǎng)發(fā)電的直流升壓系統(tǒng)；銅排的設置相對于一般電纜線來說，導電性能高，能更快、更安全的在系統(tǒng)中起到輸送電流和連接電氣設備的作用；且所述低壓直流斷路器設置在直流升壓柜內(nèi)，可防止人員觸碰和自然環(huán)境的損耗。

作為優(yōu)選，所述直流升壓系統(tǒng)還包括輸入端與銅排相連、輸出端與DC-DC裝置相連的一個直流斷路器。在所述系統(tǒng)設置了低壓直流斷路器的前提下，電流流經(jīng)直流升壓柜后系統(tǒng)還設置了一個直流斷路器，起到雙重保護作用，防止中高壓直流線路發(fā)生短路等故障。

作為優(yōu)選，所述DC-DC裝置通過直流電纜與集中式逆變器的直流側(cè)相連。直流電纜相比交流電纜具有更好的載波穩(wěn)定性，可降低二次系統(tǒng)的安裝要求和投入。