[发明专利]一种基于中高压直流接入的光伏并网发电系统

权利要求书

1.一种基于中高压直流接入的光伏并网发电系统，其特征在于，包括：中高压直流发电单元和集中式中高压光伏并网逆变器，所述中高压直流发电单元采用至少一个，每个中高压直流发电单元的输出端均接入一路中高压直流母线，用于向该路中高压直流母线输出中高压直流电压，分别与各个中高压直流发电单元的输出端连接的各路中高压直流母线并联后形成一路中高压直流母线再接入集中式中高压光伏并网逆变器的直流侧，所述集中式中高压光伏并网逆变器的交流侧接入中高压交流电网；所述集中式中高压光伏并网逆变器采用模块化多电平拓扑结构；

每个所述中高压直流发电单元均包括光伏阵列和级联直流升压单元，所述光伏阵列采用多组，每组光伏阵列均包括并联的多个光伏阵列，各组光伏阵列的输出端与所述级联直流升压单元的输入端相连，所述级联直流升压单元的输出端接入一路中高压直流母线，用于将各组光伏阵列输出的直流电压升压后再以串联的方式汇流输出至该路中高压直流母线；

所述级联直流升压单元包括输出端依次串联的多个中高压汇流箱，串联的级数不少于2级，且这些输出端依次串联的中高压汇流箱具有两个端头，其中位于一个端头处的中高压汇流箱的正极输出端与位于另一个端头处的中高压汇流箱的负极输出端接入一路中高压直流母线，其余每个中高压汇流箱的正极输出端均与其串联的前一个中高压汇流箱的负极输出端相连，其余每个中高压汇流箱的负极输出端均与其串联的后一个中高压汇流箱的正极输出端相连；

在每个中高压直流发电单元中，每组光伏阵列均对应一个中高压汇流箱，且每组光伏阵列中的多个光伏阵列并联后接入对应中高压汇流箱的输入端，所述中高压汇流箱用于将其对应的一组光伏阵列输出的直流电压汇流成一路直流电压，并对该路直流电压进行升压处理后输出；

在每个中高压直流发电单元中，每个中高压汇流箱均包括汇流排和高绝缘等级的高频升压变压器，所述汇流排用于将其对应的一组光伏阵列包括的多个光伏阵列输出的直流电压汇流成一路直流电压，所述高绝缘等级的高频升压变压器用于对该路直流电压进行升压处理，以及实现其对应的一组光伏阵列和所在中高压直流发电单元接入的中高压直流母线之间的电气隔离；所述高绝缘等级的高频升压变压器的隔离电压等级远高于其对应的一组光伏阵列的工作电压，其中，根据中高压交流电网的电压等级确定该高频升压变压器的隔离电压等级与其对应的一组光伏阵列的工作电压的倍数，该倍数等于中高压交流电网的电压等级除以1kV，或者该高频升压变压器的隔离电压等级与其对应的一组光伏阵列的工作电压的倍数等于每个中高压直流发电单元中所包含的中高压汇流箱的数量。

2.根据权利要求1所述的光伏并网发电系统，其特征在于，所述集中式中高压光伏并网逆变器包括并联的三个相单元，这三个相单元的并联节点作为所述逆变器的直流输入节点，每个相单元均包括串联的上桥臂和下桥臂，每个相单元的上桥臂和下桥臂的串联节点作为该相单元的交流输出节点，每个相单元的上桥臂、下桥臂均包括与其交流输出节点连接的电感，以及连接在所述电感与直流输入节点之间且依次串联的多个子单元。

3.根据权利要求2所述的光伏并网发电系统，其特征在于，

所述多个子单元均采用一种类型结构的子单元，所述一种类型结构的子单元为半桥型子单元、全桥型子单元和箝位双子型子单元中的任一种，

或者，所述多个子单元采用两种类型结构的子单元，且所述两种类型结构的子单元的数量之和等于所述多个子单元的数量，所述两种类型结构的子单元为半桥型子单元、全桥型子单元和箝位双子型子单元中的任意两种。

4.根据权利要求3所述的光伏并网发电系统，其特征在于，所述多个子单元均为半桥型子单元时，每个半桥型子单元的输入端与输出端之间均并联一个晶闸管。

5.根据权利要求1所述的光伏并网发电系统，其特征在于，在每个中高压直流发电单元中，每个中高压汇流箱还包括隔离型DC/DC变换器，用于跟踪其对应的一组光伏阵列的最大功率点，以使其对应的一组光伏阵列的输出功率达到最大；所述隔离型DC/DC变换器的输入端与所述高绝缘等级的高频升压变压器的输出端相连，所述隔离型DC/DC变换器的输出端即为所述中高压汇流箱的输出端。