光伏并网逆变器与光伏组件的集成

技术领域

本发明属于光伏逆变器技术领域，尤其涉及一种光伏并网逆变器与光伏组件的集成。

背景技术

光伏并网逆变器一般包括逆变器电路、控制器、继电器和直流辅源，直流辅源用于向控制器供电。继电器用于在电网异常时断开光伏电源和电网的电气连接，即通过控制继电器的闭合和断开来实现并网逆变器与电网的连接和断开。传统的光伏并网逆变器中逆变器电路、控制器、继电器和直流辅源一般均是集成在一块电路板上或于某一部分电路集成一起，又或者封装在一起，致使继电器是无法被独立拆卸安装，其中，继电器一般被置于并网逆变器的交流侧。然而，继电器是一个机械开关，其开关次数寿命有限，当继电器损坏时将导致光伏并网逆变器整体受损，无法正常使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光伏并网逆变器，旨在解决上述技术问题。

本发明提供的一种光伏并网逆变器，其包括：

输入端，其适于连接光伏组件；

输出端，其适于连接电网；

逆变器电路，其被配置为从一个或多个所述光伏组件接收直流电并将输入的直流电转换为输出的交流电；

并网开关，其被设置于所述逆变器电路与所述输出端之间，用以控制所述逆变器电路与所述电网的连接；

采样电路，其被配置为用以采集所述电网的电网参数；

控制电路，其与所述采样电路相连，用于根据所述电网参数的变化，控制执行断开或闭合所述并网开关；其中，

所述并网开关与所述逆变器电路彼此独立分布，适于在不损坏所述逆变器电路或其封装情况下对所述并网开关执行拆卸更换，当所述并网开关闭合时，所述逆变器电路与所述电网导通，当所述并网开关断开时，所述逆变器电路与所述电网断开。

进一步地，其中所述并网开关离散分布于所述逆变器电路的一侧，二者呈独立模块化设置。

进一步地，其中还包括：相互独立的第一电路板和第二电路板；

其中，所述逆变器电路和所述并网开关分布于不同的电路板上。

进一步地，其中所述逆变器电路和所述控制电路分布于所述第一电路板上；

所述并网开关和所述采样电路分布于所述第二电路板上。

进一步地，其中还包括相互隔离的第一容腔和第二容腔；

所述第一电路板被置于所述第一容腔，灌封料填充所述第一容腔的正面空间以至少包围所述第一电路板上的所述逆变器电路；

所述第二电路板被置于所述第二容腔，至少所述第二电路板上的所述并网开关适于被独立拆卸。

进一步地，其中还包括：

第一壳体，其配置有适于收容所述第一电路板的所述第一容腔；

第二壳体，其配置有适于收容所述第二电路板的所述第二容腔，所述第二电路板与所述第二壳体可拆卸连接；

至少一盖体，其与所述第一壳体和/或所述第二壳体相连接，以至少覆盖所述第二壳体的收容容腔。

进一步地，其中所述第一壳体和所述第二壳体机械连接固定，并于机械连接处设有电连接通道，至少一电缆贯穿所述电连接通道以连接所述第一电路板和所述第二电路板。

进一步地，其中所述第一壳体和所述第二壳体二者之一的一侧设置有安装开口，另一设置有与之适配的连接凸耳，所述连接凸耳的中空位置处形成有贯通所述第一容腔和所述第二容腔的所述电连接通道。

进一步地，其中所述第一壳体和所述第二壳体二者之一的一侧于所述安装开口附近位置处设置有连接凸台，另一设置有与之配合的连接柱连接座，所述连接凸台与所述连接柱连接座通过一连接件连接固定。

进一步地，其中所述第一电路板和所述第二电路板邻近所述机械连接处分别设有电连接端子，所述电连接端子之间电缆连接以实现所述逆变器电路与所述并网开关的电路连接。

进一步地，其中所述第一电路板和所述第二电路板邻近所述机械连接处分别设有通信端子，所述通信端子之间电缆连接以实现所述控制电路与所述采样电路的通信连接；或；

所述控制电路与所述采样电路之间无线通信连接。

本发明还涉及一种光伏组件的集成，其包括：

光伏组件，其包括背面和光接收表面；

光伏并网逆变器，其位于所述光伏组件的背面，并从所述光伏组件的光接收表面接收直流电压；其中；

所述光伏并网逆变器包括彼此独立的逆变器电路和并网开关，所述并网开关适于在不损坏所述逆变器电路或其封装情况下对所述并网开关执行拆卸更换。

进一步地，其中所述逆变器电路和所述并网开关分布于不同的电路板上，所述并网开关适于从一电路板上拆卸或与一电路板一同被拆卸而不损坏另一电路板上的所述逆变器电路。

进一步地，其中所述逆变器电路和所述并网开关分别被收容于彼此独立的第一壳体和第二壳体；其中，

灌封料填充所述第一壳体的收容容腔以至少包围所述逆变器电路；

所述并网开关适于从所述第二壳体中自由拆装或配置有所述并网开关的所述第二壳体适于与所述第一壳体自由拆装。

进一步地，其中所述第一壳体和所述第二壳体机械连接固定并沿所述光伏组件的平面轴线方向并列排布。

较现有技术，本发明技术方案的有益技术效果在于：

本发明技术方案中将并网开关与逆变器电路彼此独立分布设置，适于在不损坏逆变器电路或其封装情况下对并网开关执行拆卸更换，以当并网开关因寿命原因或其它原因导致损坏时，可以将其从光伏并网逆变器中独立拆卸下来，以进行更换，有效解决当并网开关损坏时将导致光伏并网逆变器整体受损，无法正常使用的技术问题。

此外，逆变器电路中的开关管（如MOSfet），磁芯元件（如电感、变压器）等均是发热器件，而并网开关（如继电器）是怕热元件，高温可加速并网开关（如继电器）的内部塑料及绝缘材料的老化，触点被氧化腐蚀而熄弧困难，电元件技术参数衰变，可靠程度降低，特别是光伏并网逆变器经常需要进行灌封，导致整体光伏并网逆变器中温度较高，影响并网开关正常寿命和性能，而本机上方案将并网开关与逆变器电路彼此独立分布设置，并网开关将不受逆变器电路中发热器件的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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：本发明具体实施例光伏并网逆变器结构示意图；

图2：本发明具体实施例光伏并网逆变器结构爆炸示意图；

图3：本发明具体实施例光伏并网逆变器部分结构示意图；

图4：本发明具体实施例光伏并网逆变器部分结构立体图；

图5：本发明具体实施例光伏并网逆变器部分结构爆炸示意图；

图6：本发明具体实施例光伏并网逆变器结构剖视图；

图7：本发明具体实施例光伏并网逆变器原理示意图；

图8：本发明具体实施例光伏并网逆变器并网开关拆装示意图；

图9：本发明具体实施例光伏组件的集成结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参照图1、图2和图7所示，一种光伏并网逆变器100，其包括：

输入端10，其适于连接光伏组件200，其输入端10可以为一组正、负极输入（PV+，PV-），以连接一个光伏组件200，也可以为多组正、负极输入（PV+，PV-），以连接多个光伏组件200；

输出端20，其适于连接电网；

逆变器电路30，其被配置为从一个或多个光伏组件200接收直流电并将输入的直流电转换为输出的交流电；

并网开关40，其被设置于逆变器电路30与输出端20之间，用以控制逆变器电路30与电网的连接；

采样电路，其被配置为用以采集电网的电网参数，如电网电压、电网频率等；

控制电路，其与采样电路相连，用于根据电网参数的变化，控制执行断开或闭合并网开关40；其中，

并网开关40与逆变器电路30彼此独立分布，适于在不损坏逆变器电路30或其封装情况下对并网开关40执行拆卸更换，当并网开关40闭合时，逆变器电路30与电网导通，当并网开关40断开时，逆变器电路30与电网断开。

其中，将并网开关40与逆变器电路30彼此独立分布设置，适于在不损坏逆变器电路30或其封装情况下对并网开关40执行拆卸更换，以当并网开关40因寿命原因或其它原因导致损坏时，可以将其从光伏并网逆变器100中独立拆卸下来，以进行更换，有效解决当并网开关40损坏时将导致光伏并网逆变器100整体受损，无法正常使用的技术问题。

此外，逆变器电路30中的开关管（如MOSfet），磁芯元件（如电感、变压器）等均是发热器件，而并网开关40（如继电器）是怕热元件，高温可加速并网开关40（如继电器）的内部塑料及绝缘材料的老化，触点被氧化腐蚀而熄弧困难，电元件技术参数衰变，可靠程度降低，特别是光伏并网逆变器100经常需要进行灌封，导致整体光伏并网逆变器100中温度较高，影响并网开关40正常寿命和性能，而本技术方案将并网开关40与逆变器电路30彼此独立分布设置，并网开关40将不受逆变器电路30中发热器件的影响。

具体地，当上述采样电路采样检测到电网电压超出允许的电压波动范围的上限，或电网频率超出允许的频率波动范围的上限，则通过控制电路控制执行断开并网开关40，以实现光伏并网逆变器100与电网的断开。

其中，电网电压超出允许的电压波动范围的上限，可设定为电网电压的瞬时值超出1.1倍的额定电网电压峰值，也可设定为电网电压的有效值超出1.1倍的额定电网电压有效值。电网频率超出允许的频率波动范围的上限，可设定为电网频率超出额定工频加0.5Hz。

此外，上述并网开关40优选为继电器。

继续参照图2所示，其中并网开关40离散分布于逆变器电路30的一侧，二者呈独立模块化设置。

即，并网开关40与逆变器电路30非集成设置，并网开关40独立模块化，离散分布于逆变器电路30的一侧，并网开关40适于被独立拆卸更换，而不损坏逆变器电路30。

继续参照图2所示，光伏并网逆变器100还包括相互独立的第一电路板50和第二电路板60；

其中，逆变器电路30和并网开关40分布于不同的电路板上，并网开关40适于从一电路板上拆卸或与一电路板一同被拆卸而不损坏另一电路板上的逆变器电路30。

如，逆变器电路30分布于第一电路板50上，并网开关40分布于第二电路板60上，并网开关40适于从第二电路板60上被独立拆卸，或者并网开关40连同第二电路板60一起被拆卸而不损坏第一电路板50上的逆变器电路30。

进一步地，如图7所示，其中逆变器电路30和控制电路分布于第一电路板50上；

并网开关40和采样电路分布于第二电路板60上。

其中，采样电路与控制电路信号通信连接，包括信号线连接或无线通信连接，特别是近场通信方式连接，如蓝牙通信连接，采样电路用以采集电网的电网参数，如电网电压、电网频率等，采样电路将采集的电网参数传输至控制电路，控制电路根据接收的电网参数的变化，控制执行断开或闭合并网开关40。

进一步地，请继续参照图2所示，光伏并网逆变器100还包括相互隔离的第一容腔A和第二容腔B；

第一电路板50被置于第一容腔A，灌封料（图中未显示）填充第一容腔A的正面空间以至少包围第一电路板50上的逆变器电路30；通过使用灌封料，形成用于逆变器电路30的电气构件（如电连接端子等）和电子构件（如mos、电感元件、变压器等）的严密封闭的内部空间，在该内部空间中使逆变器电路30的电气构件和电子构件免于受到外部环境的影响，充分保护了逆变器电路30的电气构件和电子构件。

第二电路板60被置于第二容腔B，至少第二电路板60上的并网开关40适于被独立拆卸，如并网开关40适于从第二电路板60上被独立拆卸，或者并网开关40连同第二电路板60一起被拆卸而不损坏第一电路板50上的逆变器电路30。

进一步地，请继续参照图2所示，光伏并网逆变器100还包括：

第一壳体70，其配置有适于收容第一电路板50的第一容腔A；第一壳体70的外表面设置有散热翅，以用于第一电路板50上的逆变器电路30散热；

第二壳体80，其配置有适于收容第二电路板60的第二容腔B，第二电路板60与第二壳体80可拆卸连接；

至少一盖体90，其与第一壳体70和/或第二壳体80相连接，以至少覆盖第二壳体80的收容容腔。

其中，较为优选地，盖体90包括第一盖体90a和第二盖体90b，第一盖体90a与第一壳体70螺栓连接固定，以覆盖第一容腔A，第二盖体90b与第二壳体80螺栓连接固定，以覆盖第二容腔B。

当需要对并网开关40进行拆卸更换时，拧开螺栓，将第二盖体90b卸下，或者同时将第一盖体90a卸下，以执行拆卸更换作业，而此时对逆变器电路30不产生损坏。

请参照图3、图4和图5所示，其中第一壳体70和第二壳体80机械连接固定，并于机械连接处设有电连接通道6，至少一电缆贯穿电连接通道6以连接第一电路板50和第二电路板60。

进一步地，具体参照图5所示，第一壳体70和第二壳体80二者之一的一侧设置有安装开口5，另一设置有与之适配的连接凸耳1，连接凸耳1的中空位置处形成有贯通第一容腔A和第二容腔B的电连接通道6。

具体地，第一壳体70一侧设置有安装开口5，第二壳体80设置有与之适配的连接凸耳1，连接凸耳1的形状、大小与安装开口5相应，当连接凸耳1装配于安装开口5中时，连接凸耳1的上表面与第一壳体70的上表面基本齐平，同时构成第一容腔A的一部分，一方面便于灌封料进行填充，另一方面便于盖体90的连接安装，具体如图4所示。

请继续参照图5和图6所示，第一壳体70和第二壳体80二者之一的一侧于安装开口5附近位置处设置有连接凸台7，另一设置有与之配合的连接座9，连接凸台7与连接座9通过一连接件8连接固定。

具体地，第一壳体70一侧于安装开口5附近位置处设置有连接凸台7，第二壳体80设置有与之配合的连接座9，连接凸台7与连接座9通过一连接件8连接固定。

如此，第一壳体70和第二壳体80之间一方面通过安装开口5与连接凸耳1的机械配合，另一方面通过连接凸台7与连接座9通过一连接件8连接固定，实现了第一壳体70和第二壳体80之间的机械连接。

此外，参照图3和图6所示，第一电路板50和第二电路板60邻近机械连接处分别设有电连接端子(4a，4b)，电连接端子(4a，4b)之间电力电缆2连接以实现逆变器电路30与并网开关40的电路连接。

进一步地，其中第一电路板50和第二电路板60邻近机械连接处分别设有通信端子，通信端子之间通信电缆3连接以实现控制电路与采样电路的通信连接；或；控制电路与采样电路之间无线通信连接。

其中，上述电力电缆2与电连接端子4b，即位于并网开关40一侧的电连接端子之间可拆卸；同样，当第一电路板50和第二电路板60之间采用通信电缆3连接以实现控制电路与采样电路的通信连接时，通信电缆3与位于并网开关40一侧的电连接端子之间也可以拆卸，以便于并网开关40的拆装更换。

另外，还值得一提的是：

本领域技术人员应理解关于并网开关40适于被执行拆卸更换具有多种方式，如：

方式一：并网开关40适于从第二电路板60上被独立拆卸而不损坏第一电路板50上的逆变器电路30；

方式二：并网开关40连同第二电路板60一起从第二壳体80中被拆卸而不损坏第一电路板50上的逆变器电路30；

方式三：并网开关40连同第二壳体80及内部组件单元的整体组件300一同被拆卸而不损坏第一电路板50上的逆变器电路30；

当第二壳体80及其内部组件单元、并网开关一同被拆卸时，首先将其电力电缆2和/或通信电缆3与位于并网开关40一侧的电连接端子进行拆卸，让后将整体组件300与其分离，具体参照图8所示。

此外，还需要说明的是，上述并网开关40适于被执行拆卸更换的方式并不局限于上述三种方式，本领域技术人员应知晓只需并网开关与逆变器电路彼此独立分布，适于在不损坏所述逆变器电路或其封装情况下对并网开关执行拆卸更换均应在本发明申请保护范围之内。此外，参照图9所示，本发明还涉及一种光伏组件的集成，其包括：

光伏组件200，其包括背面和光接收表面；

光伏并网逆变器100，其位于光伏组件200的背面，并从光伏组件200的光接收表面接收直流电压；其中；

光伏并网逆变器100包括彼此独立的逆变器电路30和并网开关40，并网开关40适于在不损坏逆变器电路30或其封装情况下对并网开关40执行拆卸更换。

进一步地，其中逆变器电路30和并网开关40分布于不同的电路板上，并网开关40适于从一电路板上拆卸或与一电路板一同被拆卸而不损坏另一电路板上的逆变器电路30。

进一步地，其中逆变器电路30和并网开关40分别被收容于彼此独立的第一壳体70和第二壳体80；其中，

灌封料填充第一壳体70的收容容腔以至少包围逆变器电路30；

并网开关40适于从第二壳体80中自由拆装或配置有并网开关40的第二壳体80适于与第一壳体70自由拆装。

进一步地，其中第一壳体70和第二壳体80机械连接固定并沿光伏组件200的平面轴线L方向并列排布。

本技术方案所提供的光伏组件的集成具有上述光伏并网逆变器100所有的有益效果，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。