[实用新型]光伏直流母线并网装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏发电，具体涉及一种光伏直流母线并网装置。

背景技术

随着近年来的不断发展，全球光伏发电装机总容量在飞速增长。随着装机规模的逐渐扩大，传统光伏电站的一些弊端也逐渐显现，尤其是在大型光伏地面电站中体现的更为明显。这类电站通常建设在光照条件较好的西北地区，然而这些地区通常本地没有大负荷，因此电站产生的电能只能并入当地输电网，通过长途传输后才能供负载使用。这种方式决定了电站上网电价不可能很高。电站的投资回收年限也相对较长。

与此同时，一些高耗能企业例如有色金属冶炼，烧碱生产企业的主要支出为电能消耗费用。这些企业的用电电费通常是光伏发电上网电价的两倍左右。同时受限于不同的整流站技术水平，这类企业耗电的功率因数通常为0.9左右，这就意味着企业支出电费中大约10%的并没有做功，被白白消耗掉了。此外这类高耗能企业的功率扩容审批流程非常复杂且限制苛刻，扩容成本也极高。因此迫切需要其他替代能源作为补充电能来源，光伏发电就是一种很好的选择。但是现有的光伏变流器硬件电路无法实现简洁高效的直流并网功能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是解决现有的光伏变流器硬件电路无法实现简洁高效的直流并网功能的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种光伏直流母线并网装置，其输入端和输出端分别与光伏组件方阵和直流母线相接，所述输入端上接有用来检测光伏组件方阵对地是否有足够绝缘性能的绝缘监视装置，所述绝缘监视装置后端连接一个用于给直流电能降压的BUCK电路，所述BUCK电路另一端连接有分闸装置，所述分闸装置另一端与所述输出端连接，降压后的直流电能通过输出端进入直流母线，所述BUCK电路上还设有对其相关信号进行采样和处理的并网控制装置。

在上述光伏直流母线并网装置中，所述并网控制装置上还连接有人机界面和为二者供电的辅助电源。

本实用新型提供的光伏直流母线并网装置减少了光伏并网的逆变环节，提高了系统效率，同时由于并网装置器件减少，因此系统可靠性也有所增强，可以实现简洁高效的直流并网功能。

附图说明

图1为本实用新型提供的光伏直流母线并网装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的并网控制装置信号回路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作出详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供的光伏直流母线并网装置的输入端和输出端分别与光伏组件方阵和直流母线相接，图中左端为输入端，右端为输出端。输入端上接有用来检测光伏组件方阵对地是否有足够绝缘性能的绝缘监视装置，该装置用来测量逆变器所连接的直流组件方阵对地是否有足够的绝缘性能，如果绝缘性能不够则逆变器不会接入直流电网。绝缘监视装置后端连接一个用于给直流电能降压的BUCK电路，BUCK电路另一端连接有分闸装置，分闸装置另一端与所述输出端连接，降压后的直流电能通过输出端进入直流母线。BUCK电路上还设有对其相关信号进行采样和处理的并网控制装置，该装置还提供相关保护功能和开关器件的驱动信号。

并网控制装置上还连接有人机界面和为二者供电的辅助电源，人机界面具有信息显示、按键操作和通讯功能，人机界面设有通讯端口。

图2是系统的并网控制装置信号回路图。从该图可以看出本系统最内部是电流环，这样可以保证装置有最优的输出电能质量，即电流纹波系数最小，保证送入直流母线的电流具有小于0.5%的电流纹波系数。电流环外层是电压环，电压环用于控制系统输入侧的电压能够跟随直流电网侧电压的波动。系统的最外侧是功率环，功率环用来实现系统的最大功率点跟踪功能，这一功能保证了接入本装置的光伏组件能够工作于最大功率点。即系统能够尽可能将太阳能系统的输出功率送入直流母线。三个控制环内均具有PI控制器，用以保证控制平滑稳定。

本实用新型通过光伏直流母线并网设备的应用，可以实现简洁高效的直流并网功能。光伏生产企业及电站业主企业及整个电网均可以明显获益，收到一举多得的效果，具体如下：

由于电价不同，同样规模的光伏电站投资回收年限明显缩短，且预后收益显著增加。

减少了光伏并网的逆变环节，提高了系统效率。同时由于并网装置器件减少，因此系统可靠性也有所增强。

由于光伏电能是以直流形式引入，能够提高能源利用率，减小无功损耗。

光伏电站产生电能无需通过电网长距离传输至用电单位，节约了电网容量，减小了传输损耗。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。