一種基于中高壓直流接入的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于中高壓直流接入的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，包括至少一個(gè)中高壓直流發(fā)電單元和中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器，每個(gè)直流發(fā)電單元包括多組光伏陣列和級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?，每組光伏陣列均包括并聯(lián)的多個(gè)光伏陣列，各組光伏陣列的輸出端與級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮斎攵讼噙B，級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮敵龆私尤胍宦分懈邏褐绷髂妇€(xiàn)，用于將各組光伏陣列輸出的直流電壓升壓后再以串聯(lián)的方式匯流輸出至該路中高壓直流母線(xiàn)，分別與各個(gè)級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮敵龆诉B接的各路中高壓直流母線(xiàn)并聯(lián)后形成一路中高壓直流母線(xiàn)再接入中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)，其交流側(cè)接入中高壓交流電網(wǎng)。所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)既能夠減小線(xiàn)路損耗，又能降低成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種基于中高壓直流接入的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及基于中高壓直流接入的光伏系統(tǒng)集電線(xiàn)路設(shè)計(jì)和并網(wǎng)接入技術(shù)，具體涉及一種基于中高壓直流接入的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]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(bǔ)充能源，而是朝著可替代能源的方向邁進(jìn)。然而，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和可再生資源布局的不均衡，我國(guó)的能源中心與負(fù)荷中心之間的距離跨度很大，作為能源中心的太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)主要集中在西北偏遠(yuǎn)地區(qū)，而作為負(fù)荷中心的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)則集中在東部沿海；同時(shí)，太陽(yáng)能發(fā)電需要電網(wǎng)提供額外的調(diào)峰容量，但西北偏遠(yuǎn)地區(qū)的調(diào)峰能力不足，導(dǎo)致太陽(yáng)能發(fā)電面臨著規(guī)?；l(fā)展的外送消納問(wèn)題。在這場(chǎng)“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(yīng)的運(yùn)行技術(shù)在應(yīng)對(duì)超大規(guī)?？稍偕履茉吹南{方面越來(lái)越力不從心。
[0003]如圖1所示，目前主流的光伏電站的結(jié)構(gòu)，也即傳統(tǒng)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括:以并聯(lián)的連接方式與中高壓交流電網(wǎng)連接并向其輸送電能的η個(gè)集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電單元100，每個(gè)集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電單元100均包括m個(gè)子單元101和工頻升壓變壓器102，該m個(gè)子單元101均與工頻升壓變壓器102的原邊側(cè)連接，每個(gè)子單元101均包括N個(gè)光伏陣列(N個(gè)光伏陣列即一組光伏陣列)1011、匯流箱1012、直流配電柜1013和光伏并網(wǎng)逆變器1014，每個(gè)光伏陣列1011均根據(jù)其所需的輸出直流電壓和額定功率等級(jí)由多個(gè)太陽(yáng)能電池板通過(guò)串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式組成，N個(gè)光伏陣列1011并聯(lián)后接入?yún)R流箱1012的輸入端，該匯流箱1012用于將N個(gè)光伏陣列1011分別輸出的直流電能匯流成一路，其輸出端與直流配電柜1013的輸入端連接，直流配電柜1013的輸出端與光伏并網(wǎng)逆變器1014的直流側(cè)(也稱(chēng)為輸入端)連接，由于光伏并網(wǎng)逆變器1014的直流側(cè)電壓一般不超過(guò)lkV，故光伏并網(wǎng)逆變器1014也可稱(chēng)為低壓光伏并網(wǎng)逆變器，為了提高光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的整體效率，光伏并網(wǎng)逆變器1014—般具有最大功率跟蹤(MPPT, Maximum Power Point Tracking)功能，即通過(guò)其內(nèi)置的最大功率跟蹤算法對(duì)其輸入功率進(jìn)行最大功率跟蹤，以使得與其連接的N個(gè)光伏陣列輸出最大功率，每個(gè)子單元101的光伏并網(wǎng)逆變器1014的交流側(cè)(也稱(chēng)為輸出端)均以并聯(lián)的連接方式連接至工頻升壓變壓器102的原邊側(cè)，以通過(guò)同步控制將能量以電流源形式向中高壓交流電網(wǎng)饋送，可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)采用的是低壓大電流并聯(lián)的連接方式，每個(gè)集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電單元100的工頻升壓變壓器102的副邊側(cè)均連接至中高壓交流電網(wǎng)，以使得光伏并網(wǎng)逆變器1014輸出的電能(該電能以電流源的形式且與中高壓交流電網(wǎng)同頻率)通過(guò)工頻升壓變壓器102逐級(jí)升壓至中高壓后輸送至中高壓交流電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)能源的長(zhǎng)距離輸送。這里，m、n、N均為大于1的整數(shù)，其具體取值可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。
[0004]但是，隨著新能源發(fā)電容量的不斷增加，以及輸電、配電技術(shù)的日益進(jìn)步，現(xiàn)有的光伏發(fā)電、輸電運(yùn)行模式存在如下限制:
[0005](I)在每個(gè)集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電單元100中，從各組光伏陣列1011的輸出端到工頻升壓變壓器102的原邊側(cè)之間都采用低壓傳輸線(xiàn)路(該線(xiàn)路上的電壓小于IkV)進(jìn)行布線(xiàn)，且采用的是低壓大電流并聯(lián)的連接方式，導(dǎo)致低壓大電流傳輸線(xiàn)路過(guò)長(zhǎng)、線(xiàn)路損耗過(guò)大(線(xiàn)路損耗通常為總系統(tǒng)的2% -3% )的問(wèn)題出現(xiàn)，并且該問(wèn)題會(huì)隨著發(fā)電規(guī)模、容量的增加而進(jìn)一步惡化。
[0006](2)目前，由于受到直流損耗和低壓光伏并網(wǎng)逆變器容量的限制，大型光伏電站通常需要配置幾十甚至上百個(gè)低壓光伏并網(wǎng)逆變器及相應(yīng)的逆變機(jī)房和配電、監(jiān)控設(shè)備。工業(yè)界的低壓光伏并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品的最大功率一般為500kW，若一個(gè)集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電單元100包括1麗的光伏陣列，對(duì)于一個(gè)20麗的光伏電站來(lái)說(shuō)，就需要配置20個(gè)逆變器機(jī)房，每個(gè)逆變器機(jī)房均需配備匯流箱1012、直流配電柜1013、低壓光伏并網(wǎng)逆變器1014各兩套，以及一套工頻升壓變壓器102，從而導(dǎo)致新能源發(fā)電的初期投入成本高，資金運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，整體投資回報(bào)率低。
[0007](3)經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)低壓光伏并網(wǎng)逆變器對(duì)光伏陣列的輸出功率進(jìn)行最大功率跟蹤，其MPPT的滲透率較低，而且，針對(duì)光照不均問(wèn)題(其可由云朵的遮擋、周?chē)系K物陰影、各光伏陣列本身特性的不一致性引起)的抗擾性也相對(duì)較弱。
[0008](4)目前主流的低壓光伏并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品的峰值效率標(biāo)稱(chēng)98.7 %，其在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際效率為97%左右，如果繼續(xù)將研究、分析和優(yōu)化的重點(diǎn)和精力集中在單個(gè)的光伏并網(wǎng)電力電子裝置(即單個(gè)集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電單元)上，無(wú)論從效率角度，還是從成本角度來(lái)看，都已經(jīng)沒(méi)有太多可以提升的空間，只有轉(zhuǎn)變看問(wèn)題的角度和解決問(wèn)題的策略，才有可能使整個(gè)系統(tǒng)得到進(jìn)一步、深層次的優(yōu)化。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種既能夠減小線(xiàn)路損耗，又能降低成本的基于中高壓直流接入的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
[0010]解決本實(shí)用新型技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0011]所述基于中高壓直流接入的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括:中高壓直流發(fā)電單元和中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器，所述中高壓直流發(fā)電單元采用至少一個(gè)，每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元均包括光伏陣列和級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?，所述光伏陣列采用多組，每組光伏陣列均包括并聯(lián)的多個(gè)光伏陣列，各組光伏陣列的輸出端與所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮斎攵讼噙B，所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮敵龆私尤胍宦分懈邏褐绷髂妇€(xiàn)，用于將各組光伏陣列輸出的直流電壓升壓后再以串聯(lián)的方式匯流輸出至該路中高壓直流母線(xiàn)，分別與各個(gè)中高壓直流發(fā)電單元的級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮敵龆诉B接的各路中高壓直流母線(xiàn)并聯(lián)后形成一路中高壓直流母線(xiàn)再接入中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)，所述中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器的交流側(cè)接入中高壓交流電網(wǎng)。需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型中出現(xiàn)的“多”均指代“至少兩個(gè)”。
[0012]優(yōu)選地，所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧ㄝ敵龆艘来未?lián)的多個(gè)中高壓匯流箱，串聯(lián)的級(jí)數(shù)不少于2級(jí)，且這些輸出端依次串聯(lián)的中高壓匯流箱具有兩個(gè)端頭，其中位于一個(gè)端頭處的中高壓匯流箱的正極輸出端與位于另一個(gè)端頭處的中高壓匯流箱的負(fù)極輸出端接入一路中高壓直流母線(xiàn)，其余每個(gè)中高壓匯流箱的正極輸出端均與其串聯(lián)的前一個(gè)中高壓匯流箱的負(fù)極輸出端相連，其余每個(gè)中高壓匯流箱的負(fù)極輸出端均與其串聯(lián)的后一個(gè)中高壓匯流箱的正極輸出端相連；
[0013]在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中，每組光伏陣列均對(duì)應(yīng)一個(gè)中高壓匯流箱，且每組光伏陣列中的多個(gè)光伏陣列并聯(lián)后接入對(duì)應(yīng)中高壓匯流箱的輸入端，所述中高壓匯流箱用于將其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列輸出的直流電壓匯流成一路直流電壓，并對(duì)該路直流電壓進(jìn)行升壓處理后輸出。
[0014]優(yōu)選地，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中，每個(gè)中高壓匯流箱均具有獨(dú)立跟蹤其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的最大功率點(diǎn)的功能，以使其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的輸出功率達(dá)到最大。
[0015]優(yōu)選地，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中，每個(gè)中高壓匯流箱均包括匯流排和高絕緣等級(jí)的高頻升壓變壓器，所述匯流排用于將其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列包括的多個(gè)光伏陣列輸出的直流電壓匯流成一路直流電壓，所述高絕緣等級(jí)的高頻升壓變壓器用于對(duì)該路直流電壓進(jìn)行升壓處理，以及實(shí)現(xiàn)其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列和所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)之間的電氣隔離；所述高絕緣等級(jí)的高頻升壓變壓器的隔離電壓等級(jí)遠(yuǎn)高于其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的工作電壓。
[0016]優(yōu)選地，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中，每個(gè)中高壓匯流箱還包括隔離型DC/DC變換器，用于跟蹤其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的最大功率點(diǎn)，以使其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的輸出功率達(dá)到最大。
[0017]優(yōu)選地，在所述輸出端依次串聯(lián)的多個(gè)中高壓匯流箱中，輸出電壓等于或最接近于其所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)的中點(diǎn)電壓的中高壓匯流箱的正極輸出端接地或負(fù)極輸出端接地。
[0018]優(yōu)選地，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中，每個(gè)中高壓匯流箱均安裝在其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列附近，以使得每個(gè)中高壓匯流箱與其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列之間的低壓直流電纜的長(zhǎng)度最短。
[0019]優(yōu)選地，所述發(fā)電系統(tǒng)還包括隔離開(kāi)關(guān)，其數(shù)量與中高壓直流發(fā)電單元的數(shù)量相同且一一對(duì)應(yīng)，各個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的輸入端與其對(duì)應(yīng)的中高壓直流發(fā)電單元的級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮敵龆私尤氲囊宦分懈邏褐绷髂妇€(xiàn)連接，各個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的輸出端并聯(lián)后再通過(guò)一路中高壓直流母線(xiàn)接入中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)。
[0020]優(yōu)選地，所述中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器采用兆瓦量級(jí)的逆變裝置。
[0021]優(yōu)選地，所述中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器采用的冷卻系統(tǒng)為水冷冷卻系統(tǒng)。
[0022]有益效果:
[0023]I)本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元的各組光伏陣列的輸出側(cè)到其對(duì)應(yīng)的中高壓匯流箱的輸入端之間都采用低壓直流電纜，而每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元的各個(gè)中高壓匯流箱的輸出端到中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)之間都采用中高壓直流電纜，而低壓直流電纜相比于中高壓直流電纜具有更高的能量損耗，可見(jiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中從各組光伏陣列1011的輸出端到工頻升壓變壓器102的原邊側(cè)之間都采用低壓傳輸線(xiàn)路相比，本實(shí)用新型采用的低壓傳輸線(xiàn)路(即低壓電纜)較短，相應(yīng)減少了線(xiàn)路損耗；
[0024]此外，本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)⒚總€(gè)中高壓直流發(fā)電單元中的各組光伏陣列輸出的直流電壓升壓后再以串聯(lián)的方式匯流輸出至一路中高壓直流母線(xiàn)，分別與各個(gè)中高壓直流發(fā)電單元的輸出端連接的各路中高壓直流母線(xiàn)并聯(lián)后形成一路中高壓直流母線(xiàn)再接入中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)，其交流側(cè)接入中高壓交流電網(wǎng)，故采用的是中高壓小電流串聯(lián)的連接方式，而如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)采用的是低壓大電流并聯(lián)的連接方式，同時(shí)，由于系統(tǒng)拓?fù)涞母淖?，省去了工頻升壓變壓器和減少了低壓光伏并網(wǎng)逆變器的數(shù)量，因此本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠?qū)⒐夥⒕W(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的線(xiàn)路損耗降至最低，也相應(yīng)提高了系統(tǒng)效率，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比可提高光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的整體效率約2%。
[0025]2)本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，省掉了效率低、損耗大的工頻升壓變壓器；而且，本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)只需要采用一套大功率的逆變裝置(即中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器，其量級(jí)一般為幾十兆瓦)及相應(yīng)的逆變機(jī)房和配電、監(jiān)控設(shè)備，與現(xiàn)有技術(shù)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中需采用多個(gè)逆變機(jī)房，每個(gè)逆變機(jī)房需配置一套工頻升壓變壓器、多套低壓光伏并網(wǎng)逆變器和相關(guān)設(shè)備相比，極大地降低了新能源發(fā)電的初期投入成本，縮短了資金運(yùn)轉(zhuǎn)周期，提高了整體投資回報(bào)率，這對(duì)于居住人口密度較小、傳輸損耗較高的中西部地區(qū)具有可預(yù)期的優(yōu)勢(shì)；
[0026]此外，在需要系統(tǒng)擴(kuò)容、減容的情況下，本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)也僅需一路逆變環(huán)節(jié)，即采用一級(jí)DC/AC變換電路(直流轉(zhuǎn)交流變換電路，由中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn))，就可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電和能量管理，與現(xiàn)有技術(shù)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相比，省去了多路逆變環(huán)節(jié)(由現(xiàn)有光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的各個(gè)集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電單元100包括的多個(gè)低壓光伏并網(wǎng)逆變器1014實(shí)現(xiàn))，也就是說(shuō)，采用一個(gè)中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器取代了現(xiàn)有技術(shù)中采用的數(shù)量眾多的低壓光伏并網(wǎng)逆變器，不但提高了系統(tǒng)效率，還有助于系統(tǒng)功率控制、故障支撐與緩沖，以及系統(tǒng)效率優(yōu)化。
[0027]3)本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元的中高壓匯流箱對(duì)其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的輸出功率進(jìn)行最大功率跟蹤，與現(xiàn)有技術(shù)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)每個(gè)集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電單元的低壓光伏并網(wǎng)逆變器對(duì)其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的輸出功率進(jìn)行最大功率跟蹤相比，MPPT的滲透率更高，而且，針對(duì)光照不均問(wèn)題(其可由云朵的遮擋、周?chē)系K物陰影、各光伏陣列本身特性的不一致性引起)造成的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)失配問(wèn)題具有更好的適應(yīng)性，即抗擾性較強(qiáng)。
[0028]4)本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)從光伏陣列的輸出端至中高壓交流電網(wǎng)之間所采用的設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)相比，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)，減少了設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量，降低了系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工和后期電站運(yùn)維效率都得到了大幅提升，使整個(gè)系統(tǒng)得到進(jìn)一步、深層次的優(yōu)化，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
[0029]5)本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的每個(gè)中高壓匯流箱只需承受所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)電壓的1/m (m為該中高壓直流發(fā)電單元中中高壓匯流箱的數(shù)量)，因此所述中高壓匯流箱可以采用低耐壓的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)中高壓大功率輸出，從而通過(guò)高頻化的方法降低中高壓匯流箱的成本，提高其功率密度。
[0030]6)本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的中高壓直流發(fā)電單元和中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器均可采用高度模塊化的結(jié)構(gòu)，這種模塊化結(jié)構(gòu)便于系統(tǒng)擴(kuò)容，有利于縮短工程設(shè)計(jì)和加工周期，降低成本；而且，對(duì)于各個(gè)中高壓直流發(fā)電單元來(lái)說(shuō)，可采用相同容量的功率開(kāi)關(guān)和無(wú)源器件，使得這種模塊化結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的可替代性，便于系統(tǒng)維護(hù)和冗余設(shè)計(jì)。
[0031]7)本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器由于單瓦成本降低，故其冷卻系統(tǒng)可以采用水冷設(shè)計(jì)，與現(xiàn)有技術(shù)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的低壓光伏并網(wǎng)逆變器的冷卻系統(tǒng)一般采用風(fēng)冷設(shè)計(jì)相比，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性，因此本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)尤其適用于中國(guó)西北地區(qū)風(fēng)沙大、酷熱及嚴(yán)寒的惡劣氣象環(huán)境。
[0032]8)本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可以看作是一種基于大規(guī)模光伏電站的中高壓直流母線(xiàn)結(jié)構(gòu)的柔性發(fā)電系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)“新能源+柔性輸電”領(lǐng)域的示范項(xiàng)目?jī)H僅體現(xiàn)在風(fēng)能發(fā)電上，而針對(duì)光伏發(fā)電的中高壓系統(tǒng)并無(wú)相關(guān)的實(shí)踐探索。本實(shí)用新型所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)采用多端直流接入、高M(jìn)PPT滲透率和集中逆變并網(wǎng)的中高壓方案，向中高壓交流電網(wǎng)高效、穩(wěn)定地饋送電能，可以為未來(lái)大規(guī)?！肮夥l(fā)電+柔性輸電”領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)發(fā)奠定一定的基礎(chǔ)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；
[0034]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所述基于中高壓直流接入的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。
[0035]圖中:100-集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電單元；101-子單元；1011-光伏陣列；1012_匯流箱；1013_直流配電柜；1014_光伏并網(wǎng)逆變器；102_工頻升壓變壓器；200_中高壓直流發(fā)電單元；201-光伏陣列；202_級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?03-中高壓匯流箱；300、500-中高壓直流母線(xiàn)；400_隔離開(kāi)關(guān)；600_中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器；700_升壓變壓器。

【具體實(shí)施方式】
[0036]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0037]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型中所有出現(xiàn)的“中高壓”(無(wú)論是直流還是交流)均涵蓋了 3kV?800kV之間的所有電壓等級(jí)，例如，其電壓等級(jí)可以是但不限于:6kV、10kV、20kV,35kV,66kV,110kV、220kV、330kV、500kV、750kV 等。
[0038]實(shí)施例:
[0039]如圖2所示，本實(shí)施例提供一種基于中高壓直流接入的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其包括:n個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200、η個(gè)隔離開(kāi)關(guān)400和I個(gè)中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600，其中，η為大于O的整數(shù)，中高壓直流發(fā)電單元200與隔離開(kāi)關(guān)400的數(shù)量相同且一一對(duì)應(yīng)。各個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200通過(guò)其對(duì)應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)400并聯(lián)在一起，通過(guò)增加中高壓直流發(fā)電單元200及其對(duì)應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)400的數(shù)量，可以方便地提升和擴(kuò)展系統(tǒng)的容量；而且，各個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200、各個(gè)隔離開(kāi)關(guān)400和中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600均采用高度模塊化的結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)維護(hù)和冗余設(shè)計(jì)。此外，如圖2所示，所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還可包括連接在中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600的交流側(cè)與中高壓交流電網(wǎng)之間的升壓變壓器700，其用于在中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600的交流側(cè)輸出的交流電壓低于待接入的中高壓交流電網(wǎng)的電壓等級(jí)時(shí)，對(duì)中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600的交流側(cè)輸出的交流電壓進(jìn)行升壓處理，以使其滿(mǎn)足待接入的中高壓交流電網(wǎng)的電壓等級(jí)，當(dāng)然，如果中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600的交流側(cè)輸出的交流電壓滿(mǎn)足待接入的中高壓交流電網(wǎng)的電壓等級(jí)，則不需要設(shè)置升壓變壓器700，即中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600的交流側(cè)直接接入中高壓交流電網(wǎng)。
[0040]本實(shí)施例中，所述隔離開(kāi)關(guān)400可采用現(xiàn)有的具有隔離功能的開(kāi)關(guān)電路；所述中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600可采用現(xiàn)有的兆瓦量級(jí)的逆變裝置，其冷卻系統(tǒng)可采用水冷冷卻系統(tǒng)。
[0041]具體地，每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200均包括m組光伏陣列201和級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02 ;每組光伏陣列201均包括并聯(lián)的N個(gè)光伏陣列201，每個(gè)光伏陣列201均根據(jù)其所需的輸出直流電壓和額定功率等級(jí)由多個(gè)太陽(yáng)能電池板通過(guò)串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式組成，這里，多個(gè)太陽(yáng)能電池板串聯(lián)和/或并聯(lián)指的是，該多個(gè)太陽(yáng)能電池板依次串聯(lián)，或者該多個(gè)太陽(yáng)能電池板之間均并聯(lián)，或者某些太陽(yáng)能電池板并聯(lián)后再與其余太陽(yáng)能電池板串聯(lián)；各組光伏陣列201的輸出端與所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02的輸入端相連，所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02的輸出端接入一路中高壓直流母線(xiàn)300，用于將各組光伏陣列201輸出的直流電壓升壓后再以串聯(lián)的方式匯流輸出至該路中高壓直流母線(xiàn)300，且輸出至該路中高壓直流母線(xiàn)300的輸出電壓應(yīng)滿(mǎn)足中高壓交流電網(wǎng)所需電壓等級(jí)，例如，中高壓直流母線(xiàn)300的電壓等級(jí)可以為所在交流電站的交流線(xiàn)電壓的2倍左右，至于輸出電壓的具體數(shù)值可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中中高壓匯流箱的數(shù)量和光伏陣列的組數(shù)，以及每組光伏陣列中包括的光伏陣列的數(shù)量來(lái)確定；與各個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200的級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02的輸出端連接的各路中高壓直流母線(xiàn)300分別與對(duì)應(yīng)的各個(gè)隔離開(kāi)關(guān)400的輸入端連接，各個(gè)隔離開(kāi)關(guān)400的輸出端并聯(lián)后再通過(guò)一路中高壓直流母線(xiàn)500接入中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600的直流側(cè)(也稱(chēng)為輸入端)，以實(shí)現(xiàn)中高壓直流母線(xiàn)300與中高壓直流母線(xiàn)500之間的電氣隔離，所述中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600的交流側(cè)(也稱(chēng)為輸出端)接入中高壓交流電網(wǎng)(此時(shí)，中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600的交流側(cè)輸出的交流電壓滿(mǎn)足待接入的中高壓交流電網(wǎng)的電壓等級(jí))，從而實(shí)現(xiàn)能源的長(zhǎng)距離輸送。本實(shí)施例中，m、N均為大于1的整數(shù)，一般地，N取8-20，至于n、m、N具體取值可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。可以看出，本實(shí)施例所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)只涉及直流發(fā)電和輸電線(xiàn)路，沒(méi)有交流電路。
[0042]所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02可采用現(xiàn)有的任意一種能夠?qū)⒏鹘M光伏陣列201輸出的直流電壓升壓后再以串聯(lián)的方式匯流輸出的電路模塊實(shí)現(xiàn)；而且，為了使各組光伏陣列201的輸出功率達(dá)到最大，所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02還可具有分別跟蹤各組光伏陣列的最大功率點(diǎn)的功能，可通過(guò)在所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02內(nèi)集成DC/DC變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以采用其他的能夠?qū)崿F(xiàn)最大功率跟蹤功能的電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)；此外，所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02還可具有將各組光伏陣列201和所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)300進(jìn)行電氣隔離的功能。
[0043]優(yōu)選地，所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02包括輸出端依次串聯(lián)的m個(gè)中高壓匯流箱203，串聯(lián)的級(jí)數(shù)不少于2級(jí)，且這些輸出端依次串聯(lián)的中高壓匯流箱203具有兩個(gè)端頭，其中位于一個(gè)端頭處的中高壓匯流箱203的正極輸出端與位于另一個(gè)端頭處的中高壓匯流箱203的負(fù)極輸出端接入一路中高壓直流母線(xiàn)300，其余每個(gè)中高壓匯流箱203的正極輸出端均與其串聯(lián)的前一個(gè)中高壓匯流箱203的負(fù)極輸出端相連，其余每個(gè)中高壓匯流箱203的負(fù)極輸出端均與其串聯(lián)的后一個(gè)中高壓匯流箱203的正極輸出端相連，這里，“前”方向指的是圖2中的從下至上的方向，“后”方向指的是圖2中的從上至下的方向(反之亦可)，對(duì)于“中高壓匯流箱”及與其“串聯(lián)的前一個(gè)中高壓匯流箱”來(lái)說(shuō)，該“串聯(lián)的前一個(gè)中高壓匯流箱”可以為圖2中的中高壓匯流箱I，該“中高壓匯流箱”可以為圖2中的中高壓匯流箱2 ;對(duì)于“中高壓匯流箱”及與其“串聯(lián)的后一個(gè)中高壓匯流箱”來(lái)說(shuō)，該“串聯(lián)的后一個(gè)中高壓匯流箱”可以為圖2中的中高壓匯流箱2，該“中高壓匯流箱”可以為圖2中的中高壓匯流箱I ;在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200中，每組光伏陣列201均對(duì)應(yīng)一個(gè)中高壓匯流箱203，且每組光伏陣列201中的N個(gè)光伏陣列201并聯(lián)后接入對(duì)應(yīng)中高壓匯流箱203的輸入端，故所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02的輸入端包括m個(gè)中高壓匯流箱203的輸入端，各組光伏陣列201的輸出端與所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02的輸入端相連指的是各組光伏陣列201的輸出端分別與對(duì)應(yīng)的中高壓匯流箱203的輸入端相連，所述中高壓匯流箱203用于將其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201輸出的直流電壓(即N個(gè)并聯(lián)的光伏陣列201輸出的直流電壓)匯流成一路直流電壓，并對(duì)該路直流電壓進(jìn)行升壓處理后從其輸出端輸出。
[0044]進(jìn)一步地，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200中，每個(gè)中高壓匯流箱203均具有獨(dú)立跟蹤其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201的最大功率點(diǎn)的功能，以使其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201的輸出功率達(dá)到最大；同時(shí)，每個(gè)中高壓匯流箱203還可具有將其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201和所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)300進(jìn)行電氣隔離的功能。
[0045]為了使中高壓匯流箱具有上述功能，優(yōu)選地，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200中，每個(gè)中高壓匯流箱203均包括匯流排和高絕緣等級(jí)的高頻升壓變壓器(其工作頻率超過(guò)中頻，即超過(guò)1kHz)，所述匯流排用于將其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201包括的多個(gè)光伏陣列輸出的直流電壓匯流成一路直流電壓，該匯流排可采用現(xiàn)有的匯流銅排，所述高絕緣等級(jí)的高頻升壓變壓器用于對(duì)該路直流電壓進(jìn)行升壓處理，以及實(shí)現(xiàn)其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201和所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)300之間的電氣隔離，至于該高頻升壓變壓器的實(shí)際絕緣等級(jí)和工作頻率范圍可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的工作電壓自行選取，并需滿(mǎn)足該高頻升壓變壓器的隔離電壓等級(jí)遠(yuǎn)高于其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的工作電壓，可根據(jù)中高壓交流電網(wǎng)的電壓等級(jí)(即所在變電站的電壓等級(jí))確定該高頻升壓變壓器的隔離電壓等級(jí)與其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的工作電壓的倍數(shù)，該倍數(shù)的范圍可以是或者接近每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200中所包含的中高壓匯流箱203的數(shù)量，該倍數(shù)還可以為或接近中高壓交流電網(wǎng)的電壓等級(jí)除以lkV，例如，若中高壓交流電網(wǎng)的電壓等級(jí)為10kV，則所述倍數(shù)可以為或接近10kV+lkV= 10倍，若中高壓交流電網(wǎng)的電壓等級(jí)為35kV，則所述倍數(shù)可以為或接近35kV+lkV = 35倍。進(jìn)一步地，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200中，每個(gè)中高壓匯流箱203還包括隔離型DC/DC變換器，其輸入端與高絕緣等級(jí)的高頻升壓變壓器的輸出端相連，其輸出端即為所述中高壓匯流箱203的輸出端，用于跟蹤其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201的最大功率點(diǎn)，以使其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201的輸出功率達(dá)到最大。
[0046]為了降低中高壓匯流箱對(duì)地絕緣電壓，優(yōu)選地，在所述輸出端依次串聯(lián)的m個(gè)中高壓匯流箱203中，輸出電壓等于或最接近于其所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)300的中點(diǎn)電壓的中高壓匯流箱203的正極輸出端接地或負(fù)極輸出端接地。也就是說(shuō)，在該m個(gè)中高壓匯流箱203中，如果某個(gè)中高壓匯流箱的輸出電壓恰好等于中高壓直流母線(xiàn)300的中點(diǎn)電壓，則該中高壓匯流箱的正極輸出端接地或負(fù)極輸出端接地，如果不存在這樣輸出電壓的中高壓匯流箱，則相比于其余(m-Ι)個(gè)中高壓匯流箱的輸出電壓，最接近于中高壓直流母線(xiàn)300的中點(diǎn)電壓的那個(gè)中高壓匯流箱的正極輸出端接地或負(fù)極輸出端接地。
[0047]為了盡量縮短低壓直流電纜的長(zhǎng)度，有效降低直流損耗，提高系統(tǒng)效率，優(yōu)選地，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200中，每個(gè)中高壓匯流箱203均安裝在其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201附近，例如安裝在該組光伏陣列包括的太陽(yáng)能電池板的下方，以使得每個(gè)中高壓匯流箱203與其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201之間的低壓直流電纜的長(zhǎng)度最短。
[0048]本實(shí)施例中，由于中高壓匯流箱203能夠?qū)崿F(xiàn)其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列201和所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)300之間的電氣隔離，故所述隔離開(kāi)關(guān)400為可選單元，若本實(shí)施例所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不包括隔離開(kāi)關(guān)400，則分別與各個(gè)中高壓直流發(fā)電單元200的級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧?02的輸出端連接的各路中高壓直流母線(xiàn)300并聯(lián)后直接形成一路中高壓直流母線(xiàn)500再接入中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器600的直流側(cè)。
[0049]下面，以一個(gè)中高壓直流母線(xiàn)電壓為±30kV的20MW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明:
[0050]所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括4個(gè)中高壓直流發(fā)電單元、4個(gè)隔離開(kāi)關(guān)和1個(gè)中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器，每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元的額定功率等級(jí)約為5MW，其包括60組光伏陣列及其對(duì)應(yīng)的60個(gè)中高壓匯流箱，每組光伏陣列的功率等級(jí)約為80-100kW，每組光伏陣列對(duì)應(yīng)的中高壓匯流箱內(nèi)集成一個(gè)額定功率為100kW的隔離型DC-DC變換器，以實(shí)現(xiàn)該組光伏陣列的最大功率跟蹤，且該隔離型DC-DC變換器通過(guò)所在中高壓匯流箱內(nèi)集成的高絕緣等級(jí)的高頻升壓變壓器實(shí)現(xiàn)電氣隔離，從而有效地降低隔離型DC-DC變換器的體積和成本，各個(gè)中高壓匯流箱內(nèi)的隔離型DC-DC變換器的輸出端通過(guò)串聯(lián)的級(jí)聯(lián)方式搭建60kV直流母線(xiàn)電壓，考慮到裝置的絕緣和耐壓，通過(guò)中點(diǎn)接地(即輸出電壓等于或最接近于其所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)的中點(diǎn)電壓的中高壓匯流箱的正極輸出端接地或負(fù)極輸出端接地)的方式構(gòu)造±30kV中高壓直流母線(xiàn)結(jié)構(gòu)，從而使4個(gè)中高壓直流發(fā)電單元分別連接至±30kV中高壓直流母線(xiàn)，然后分別接入對(duì)應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)的輸入端，各個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的輸出端并聯(lián)后再通過(guò)一路中高壓直流母線(xiàn)(該路中高壓直流母線(xiàn)電壓也為60kV)接入20MW的中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)，通過(guò)該20MW的中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器將能量饋送至35kV交流傳輸線(xiàn)。
[0051]綜上所述，本實(shí)施例所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)從光伏陣列的輸出端至中高壓交流電網(wǎng)之間所采用的設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了低壓直流電纜的長(zhǎng)度，降低了線(xiàn)路損耗，省掉了效率低、損耗大的工頻升壓變壓器，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)，減少了設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量，降低了系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工和后期電站運(yùn)維效率都得到了大幅提升，使整個(gè)系統(tǒng)得到進(jìn)一步、深層次的優(yōu)化，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
[0052]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本實(shí)用新型并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于中高壓直流接入的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括:中高壓直流發(fā)電單元和中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器，所述中高壓直流發(fā)電單元采用至少一個(gè)，每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元均包括光伏陣列和級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧龉夥嚵胁捎枚嘟M，每組光伏陣列均包括并聯(lián)的多個(gè)光伏陣列，各組光伏陣列的輸出端與所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮斎攵讼噙B，所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮敵龆私尤胍宦分懈邏褐绷髂妇€(xiàn)，用于將各組光伏陣列輸出的直流電壓升壓后再以串聯(lián)的方式匯流輸出至該路中高壓直流母線(xiàn)，分別與各個(gè)中高壓直流發(fā)電單元的級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮敵龆诉B接的各路中高壓直流母線(xiàn)并聯(lián)后形成一路中高壓直流母線(xiàn)再接入中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)，所述中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器的交流側(cè)接入中高壓交流電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧ㄝ敵龆艘来未?lián)的多個(gè)中高壓匯流箱，串聯(lián)的級(jí)數(shù)不少于2級(jí)，且這些輸出端依次串聯(lián)的中高壓匯流箱具有兩個(gè)端頭，其中位于一個(gè)端頭處的中高壓匯流箱的正極輸出端與位于另一個(gè)端頭處的中高壓匯流箱的負(fù)極輸出端接入一路中高壓直流母線(xiàn)，其余每個(gè)中高壓匯流箱的正極輸出端均與其串聯(lián)的前一個(gè)中高壓匯流箱的負(fù)極輸出端相連，其余每個(gè)中高壓匯流箱的負(fù)極輸出端均與其串聯(lián)的后一個(gè)中高壓匯流箱的正極輸出端相連； 在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中，每組光伏陣列均對(duì)應(yīng)一個(gè)中高壓匯流箱，且每組光伏陣列中的多個(gè)光伏陣列并聯(lián)后接入對(duì)應(yīng)中高壓匯流箱的輸入端，所述中高壓匯流箱用于將其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列輸出的直流電壓匯流成一路直流電壓，并對(duì)該路直流電壓進(jìn)行升壓處理后輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中，每個(gè)中高壓匯流箱均具有獨(dú)立跟蹤其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的最大功率點(diǎn)的功能，以使其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的輸出功率達(dá)到最大。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中，每個(gè)中高壓匯流箱均包括匯流排和高絕緣等級(jí)的高頻升壓變壓器，所述匯流排用于將其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列包括的多個(gè)光伏陣列輸出的直流電壓匯流成一路直流電壓，所述高絕緣等級(jí)的高頻升壓變壓器用于對(duì)該路直流電壓進(jìn)行升壓處理，以及實(shí)現(xiàn)其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列和所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)之間的電氣隔離；所述高絕緣等級(jí)的高頻升壓變壓器的隔離電壓等級(jí)遠(yuǎn)高于其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的工作電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中，每個(gè)中高壓匯流箱還包括隔離型DC/DC變換器，用于跟蹤其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的最大功率點(diǎn)，以使其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列的輸出功率達(dá)到最大。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在所述輸出端依次串聯(lián)的多個(gè)中高壓匯流箱中，輸出電壓等于或最接近于其所在中高壓直流發(fā)電單元接入的中高壓直流母線(xiàn)的中點(diǎn)電壓的中高壓匯流箱的正極輸出端接地或負(fù)極輸出端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在每個(gè)中高壓直流發(fā)電單元中，每個(gè)中高壓匯流箱均安裝在其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列附近，以使得每個(gè)中高壓匯流箱與其對(duì)應(yīng)的一組光伏陣列之間的低壓直流電纜的長(zhǎng)度最短。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電系統(tǒng)還包括隔離開(kāi)關(guān)，其數(shù)量與中高壓直流發(fā)電單元的數(shù)量相同且一一對(duì)應(yīng)，各個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的輸入端與其對(duì)應(yīng)的中高壓直流發(fā)電單元的級(jí)聯(lián)直流升壓?jiǎn)卧妮敵龆私尤氲囊宦分懈邏褐绷髂妇€(xiàn)連接，各個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的輸出端并聯(lián)后再通過(guò)一路中高壓直流母線(xiàn)接入中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器采用兆瓦量級(jí)的逆變裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述中高壓集中式光伏并網(wǎng)逆變器采用的冷卻系統(tǒng)為水冷冷卻系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK204103503SQ201420487251
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】劉偉增, 楊有濤, 張潔瓊 申請(qǐng)人:特變電工新疆新能源股份有限公司, 特變電工西安柔性輸配電有限公司