CN212258898U - 一种用于光伏电站的转换装置及*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于光伏电站的转换装置及***，其可以将较高的光伏开路电压进行转换后供逆变器使用。一种用于光伏电站的转换装置，所述转换装置具有用于连接光伏面板的输出的输入端正极和输入端负极、及用于连接光伏逆变器的输入的输出端正极和输出端负极；所述转换装置包括串接于所述输入端正极和所述输入端负极之间的第一分压电阻和第二分压电阻；所述输出端正极连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的中间点；所述输出端负极连接于所述输入端负极；所述转换装置还包括并接于所述第一分压电阻两端的第一开关及串接于所述第二分压电阻和所述输入端负极之间的第二开关。

Description

一种用于光伏电站的转换装置及***

技术领域

本实用新型属于光伏发电领域，具体涉及一种用于光伏电站的转换装置及***。

背景技术

光伏逆变器作为将太阳能组件(Solar module)提供的直流电转化为民用或工业用的交流电的核心装置，在新能源领域的地位越来越重要。目前光伏逆变器的MPPT输入电压范围已经设计好。但对于有些特殊情况下的用户接的光伏面板的最大输出开路电压较高，而MPPT工作电压较低这一工况，如果使用当前的光伏逆变器，在开路电压较高时，且逆变器还未工作的情形，此时电压较大，超出逆变器输入电压范围，可能永久性的损坏逆变器，因此逆变器无法适用于这种工况。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于光伏电站的转换装置及***，其可以将较高的光伏开路电压进行转换后供逆变器使用。

本实用新型的第一个方面提供一种用于光伏电站的转换装置，所述转换装置具有用于连接光伏面板的输出的输入端正极和输入端负极、及用于连接光伏逆变器的输入的输出端正极和输出端负极；所述转换装置包括串接于所述输入端正极和所述输入端负极之间的第一分压电阻和第二分压电阻；所述输出端正极连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的中间点；所述输出端负极连接于所述输入端负极；所述转换装置还包括并接于所述第一分压电阻两端的第一开关及串接于所述第二分压电阻和所述输入端负极之间的第二开关。

优选地，所述转换装置具有第一工作模式和第二工作模式，当所述转换装置在第一工作模式时，所述第一开关闭合，所述第二开关断开；当所述转换装置在第二工作模式时，所述第一开关断开，所述第二开关导通。

优选地，所述转换装置还包括用于将由光伏面板输入的电压转换为驱动所述第一开关及所述第二开关的低压的DC/DC变换器。

更优选地，所述转换装置还包括过压保护器，所述过压保护器用于在由所述光伏面板输入的电压高于设定值时使所述DC/DC变换器停止输出。

更优选地，所述第一开关为常开继电器，所述第二开关为常闭继电器。

更优选地，所述DC/DC变换器串接于所述输入端正极和所述输入端负极之间。

本实用新型第二个方面提供一种用于光伏电站的转换***，包括光伏面板和光伏继电器，所述转换***还包括如上所述的转换装置，所述转换装置连接于所述光伏面板和所述光伏继电器之间，其中，所述转换装置的所述输入端正极、所述输入端负极分别和所述光伏面板的输出端正极、输出端负极电性连接，所述转换装置的所述输出端正极、所述输出端负极分别和所述光伏逆变器的输入端正极、输入端负极电性连接。

优选地，所述光伏逆变器包括外壳及设置于所述外壳内的元器件，所述转换装置位于所述外壳之外。

本实用新型采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

本实用新型的转换装置为一种可以将较高的光伏开路输出电压进行转换后供光伏逆变器使用的装置，此装置连接于光伏面板和光伏逆变器之间，作为连接光伏面板和光伏逆变器的中间桥梁，不用改变当前光伏电站的***架构。该转换装置器件少、成本低、损耗小、效率高，放置于光伏逆变器外部，不需要改变光伏电站的***架构，直接连接在光伏面板和光伏逆变器之间，特别适用于光伏面板开路电压较高而光伏逆变器适用电压范围偏低的光伏逆变器***。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本实用新型实施例的一种转换***的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的一种转换装置电路图。

其中：

1、光伏面板；2、转换装置；3、光伏逆变器；4、电网；

21、输入端正极；22、输入端负极；23、第一分压电阻；24、第二分压电阻；25、第一开关；26、第二开关；27、DC/DC变换器；28、过压保护器；29、输出端正极；30、输出端负极。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供一种用于光伏电站的转换装置。本实施例还提供一种用于光伏电站的转换***，其包括上述的转换装置。本实施例进一步提供一种采用上述转换装置的转换方法。

如图1所示，用于光伏电站的转换***包括光伏面板1、上述转换装置2及光伏逆变器3。光伏面板1用于将太阳光的能量转换为电能并输出直流电，转换装置2连接于光伏面板1和光伏逆变器3之间，用于在光伏面板1输出的开路电压过高时使其电压下降，然后供给光伏逆变器3转换为交流电，然后馈给电网4。而当光伏面板1输出的开路电压小于设定值时，光伏面板1输出的直流电直接经过转换装置2供给光伏逆变器，不会进行降压处理。本文述及的“设定值”可以为光伏逆变器允许的MPPT输入电压的最大值。

上述转换装置具体如图2所示。该转换装置具有用于连接光伏面板的输出的输入端正极PV+21和输入端负极PV-21，在输入端正极PV+21和输入端负极PV-21之间串接有第一分压电阻R1 23和第二分压电阻R2 24。该转换装置还具有用于连接光伏逆变器的输入的输出端正极PV1+29和输出端负极PV1-30，输出端正极PV1+29连接于第一分压电阻R1 23和第二分压电阻R2 24的中间点，输出端负极PV1-30连接于输入端负极PV-21。该转换装置还包括第一开关25和第二开关26，第一开关25并接于第一分压电阻R1 23两端，第二开关26串接于第二分压电阻R2 24和输入端负极PV-21之间。该转换装置具有第一工作模式和第二工作模式。当转换装置在第一工作模式时，第一开关25闭合，第二开关26断开。当转换装置在第二工作模式时，第一开关25断开，第二开关26导通。

该转换装置还包括用于将由光伏面板输入的电压转换为低压而驱动第一开关25及第二开关26的DC/DC变换器27。具体地，第一开关25为常开继电器，其具有常开触点NO；第二开关26为常闭继电器，其具有常闭触点NC。DC/DC变换器27串接于输入端正极PV+21和输入端负极PV-21之间，其输出端和第一开关25、第二开关26电性连接。DC/DC变换器27将由光伏面板输入的电压转换为低压，通过该低压驱动第一开关25的常开触点NO闭合以及第二开关26的常闭触点NC断开。

该转换装置进一步包括过压保护器28，过压保护器28用于在由光伏面板输入的电压高于设定值时使DC/DC变换器27停止输出。过压保护器28电性连接于DC/DC变换器27。

如图1所示，在一个光伏发电***中，将光伏面板1的输出端正极、负极分别和上述转换装置2的输入端正极PV+21、输入端负极PV-21直接电性连接，将转换装置2的输出端正极PV1+29、输出端负极PV1-30分别和光伏逆变器3的输入端正极、负极直接电性连接。还需要说明的是，转换装置2位于光伏逆变器3的外壳之外。具体来说，光伏逆变器3包括外壳，光伏逆变器3的电子元器件均被布置于该外壳中，而上述的转换装置2则位于外壳之外。也就是说，本实施例的转换装置放置于光伏逆变器外部，直接连接于光伏面板和光伏逆变器之间，无需将已建好的电站重新改变***架构，可以很方便地应用于某些光伏面板最大输出开路电压大于当前光伏逆变器输入MPPT电压的场景。

例如目前单相机光伏逆变器MPPT输入电压最大为600V，而某些情况光伏面板输出最大开路电压达800V。如果使用600V最大输入电压的光伏逆变器直接连接最大开路电压为800V的光伏面板，光伏逆变器很可能出现永久性损坏故障。本实施例的转换装置连接于光伏面板和光伏逆变器之间就可以很好的解决这个问题，使当前市场的600V光伏逆变器可以适用于最大开路电压为800V的光伏面板***。

当光伏面板的开路电压在0～600V之间，DC/DC变换器27正常工作，输出电压使第一开关25的常开触点闭合，第二开关26的常闭触点断开，第一分压电阻R1 23被短路，第二分压电阻R2 24回路被断开(即转换装置处于第一工作模式)，光伏面板输出电压经过第一开关25直接连接到光伏逆变器的输入端，供光伏逆变器正常工作。即本实施例的转换装置不影响光伏面板开路电压较低时的工作模式。

当光伏面板开路电压在600V～800V，过压保护器28进行保护动作，DC/DC变换器27停止输出，输出电压为0，第一开关25和第二开关26的继电器线圈得不到驱动电压，第一开关25的常开触点断开，第二开关26的常闭触点闭合，第一分压电阻R1 23与第二分压电阻R224连接到回路中进行分压(即转换装置处于第二工作模式)，将光伏面板较高的开路电压分压后输出给光伏逆变器，电压将低于600V，符合光伏逆变器的输入电压范围。逆变器工作起来后，MPPT电压会下降，当电压下降到600V以下，过压保护器28解除保护，DC/DC变换器27恢复正常工作，输出电压使第一开关25的常开触点闭合，第二开关26的常闭触点断开，第一分压电阻R1 23被短路，第二分压电阻R2 24回路被断开(即转换装置恢复至第一工作模式)，光伏面板输出电压经过第一开关25直接连接到光伏逆变器输入端，供光伏逆变器(3)正常工作。

本实施例还提供一种如上所述的转换装置的转换方法，方法包括如下步骤：当由光伏面板输入的电压低于或等于设定值时，闭合第一开关25，断开第二开关26；当由光伏面板输入的电压高于设定值时，断开第一开关25，闭合第二开关26。

该转换方法进一步包括如下步骤：通过DC/DC变换器27驱动第一开关25和第二开关26的触点动作，通过过压保护器28控制DC/DC变换器27的输出电压；当由光伏面板输入的电压低于或等于设定值时，DC/DC变换器27将电压转换为低电压以驱动第一开关25的常开触点闭合及第二开关26的常闭触点断开，使转换装置处于第一工作模式；当由光伏面板输入的电压高于设定值时，过压保护器28动作使DC/DC变换器27停止输入，第一开关25的常开触点断开，第二开关26的常闭触点闭合，使转换装置处于第二工作模式。

本实施例的转换装置一种可以将较高的光伏开路输出电压进行转换后供光伏逆变器使用的装置，此装置连接于光伏面板和光伏逆变器之间，作为连接光伏面板和光伏逆变器的中间桥梁，不用改变当前光伏电站的***架构。当光伏面板开路电压高于光伏逆变器的MPPT输入电压范围时，此装置将高压降低后输出供光伏逆变器使用，使光伏逆变器可以正常工作，光伏逆变器工作起来后，面板输出电压会下降，当面板输出电压下降到光伏逆变器的MPPT输入电压范围内时，此装置切换为另一种工作模式，不会将面板输出的低压继续降低，而是使用面板输出电压供逆变器工作；当光伏面板开路输出电压在光伏逆变器MPPT输入电压范围时，此装置相当于短路状态，不改变光伏面板输出给光伏逆变器的电压，不改变逆变器的正常工作电压，对其无影响。

上述转换装置器件少、成本低、损耗小、效率高，放置于光伏逆变器外部，不需要改变光伏电站的***架构，直接连接在光伏面板和光伏逆变器之间，特别适用于光伏面板开路电压较高而逆变器适用电压范围偏低的光伏逆变器***。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限定本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于光伏电站的转换装置，其特征在于：所述转换装置具有用于连接光伏面板的输出的输入端正极和输入端负极、及用于连接光伏逆变器的输入的输出端正极和输出端负极；所述转换装置包括串接于所述输入端正极和所述输入端负极之间的第一分压电阻和第二分压电阻；所述输出端正极连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的中间点；所述输出端负极连接于所述输入端负极；所述转换装置还包括并接于所述第一分压电阻两端的第一开关及串接于所述第二分压电阻和所述输入端负极之间的第二开关。

2.根据权利要求1所述的转换装置，其特征在于：所述转换装置具有第一工作模式和第二工作模式，当所述转换装置在第一工作模式时，所述第一开关闭合，所述第二开关断开；当所述转换装置在第二工作模式时，所述第一开关断开，所述第二开关导通。

3.根据权利要求1或2所述的转换装置，其特征在于：所述转换装置还包括用于将由光伏面板输入的电压转换为驱动所述第一开关及所述第二开关的低压的DC/DC变换器。

4.根据权利要求3所述的转换装置，其特征在于：所述转换装置还包括过压保护器，所述过压保护器用于在由所述光伏面板输入的电压高于设定值时使所述DC/DC变换器停止输出。

5.根据权利要求4所述的转换装置，其特征在于：所述第一开关为常开继电器，所述第二开关为常闭继电器。

6.根据权利要求3所述的转换装置，其特征在于：所述DC/DC变换器串接于所述输入端正极和所述输入端负极之间。

7.一种用于光伏电站的转换***，包括光伏面板和光伏继电器，其特征在于：所述转换***还包括如权利要求1至6任一项所述的转换装置，所述转换装置连接于所述光伏面板和所述光伏继电器之间，其中，所述转换装置的所述输入端正极、所述输入端负极分别和所述光伏面板的输出端正极、输出端负极电性连接，所述转换装置的所述输出端正极、所述输出端负极分别和所述光伏逆变器的输入端正极、输入端负极电性连接。

8.根据权利要求7所述的转换***，其特征在于：所述光伏逆变器包括外壳及设置于所述外壳内的元器件，所述转换装置位于所述外壳之外。

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