接；雙向通訊電路U3的一端與控制器模塊中CPU的通訊端口連接，雙向通訊電路U3的另一 端TD_X也是串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的通訊端口 TD_X，通過光纖或無 線與星角型并網(wǎng)平衡控制器PLC中的多機(jī)通訊模塊端口 TD連接，實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)。同步電路 U8的一端與控制器模塊中CPU的I/O端口連接，同步電路U8的另一端TB_X也是串聯(lián)式光 伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的同步輸入端口 TB_X，通過光纖或無線與星角型并網(wǎng)平 衡控制器PLC中的時(shí)序控制模塊輸出端TB連接，實(shí)現(xiàn)每相交流串聯(lián)式光伏方陣中的串聯(lián)式 光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出與該相電網(wǎng)過零點(diǎn)同步。
[0104] 當(dāng)星角型并網(wǎng)平衡控制器判斷允許m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié) 裝置接入電網(wǎng)時(shí)，星角型并網(wǎng)平衡控制器控制并網(wǎng)交流接觸器Jabc工作，電網(wǎng)電源通過斷 路器Kabc、電流/電壓傳感器Dabc及并網(wǎng)交流接觸器Jabc接點(diǎn)與星型三相交流串聯(lián)式 光伏方陣輸出端Ua、Ub、Uc連接，星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中每個(gè)單相交流串聯(lián)式光 伏方陣的m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出端Acl_l、Acl_2~Acm_l、 Acm_2將電網(wǎng)電壓Uacs分壓，并通過交流隔離輸出模塊U7高壓隔離變壓器T反向?qū)?duì)應(yīng)的 星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣每相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率、電壓耦合到交流隔 離輸出模塊U7的輸入L2繞組端，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的控制器模 塊U2分別通過相位監(jiān)測(cè)電壓傳感器VI讀取相位、頻率及電壓信息和通過同步電路U8接收 星角型并網(wǎng)平衡控制器TB提供的過零點(diǎn)同步信號(hào)，并將此信息數(shù)據(jù)通過雙向通訊電路通 訊端口回傳到星角型并網(wǎng)平衡控制器多機(jī)通訊模塊端口中。星角型并網(wǎng)平衡控制器依據(jù)此 星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率、電壓數(shù)據(jù)及同步信息，分別通過多機(jī)通訊模塊 的端口和時(shí)序控制模塊的端口對(duì)應(yīng)的向串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置發(fā)送 控制數(shù)據(jù)及同步脈沖信號(hào)，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的控制器模塊依據(jù) 此數(shù)據(jù)及同步脈沖信號(hào)，控制Η電橋功率驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)交流隔離輸出模塊交流輸出。
[0105] 所述的電源模塊U6由DC/DC電源、避雷器BL和保護(hù)繼電器電路組成。DC/DC電源 的輸入端Uin與避雷器BL的兩端并聯(lián)，保護(hù)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置電 器避免雷擊。DC/DC電源的輸出端Uout與保護(hù)繼電器電路的輸入端并聯(lián)；所述的保護(hù)繼電 器電路由繼電器J1和控制開關(guān)管Q6組成；控制開關(guān)管Q6的功率輸入端也是保護(hù)繼電器電 路的負(fù)輸入端，控制開關(guān)管Q6的功率輸出端與繼電器J1 一端連接，繼電器J1的另一端為 保護(hù)繼電器電路的正輸入端，控制開關(guān)管Q6的控制輸入端g6也是保護(hù)繼電器電路的控制 輸入端g6。
[0106] 在DC/DC電源沒有啟動(dòng)時(shí)，保護(hù)繼電器電路兩端沒有電壓，保護(hù)繼電器常閉Jl_l 接點(diǎn)閉合，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出阻抗R = 〇 Ω。當(dāng)DC/DC電源啟 動(dòng)輸出直流電壓時(shí)，保護(hù)繼電器J1在控制器的控制下，依據(jù)需求控制常閉Jl_l接點(diǎn)開閉， 對(duì)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出阻抗R = 〇Q或R = B2rQ控制，r為交 流隔離輸出模塊U7的功率輸入內(nèi)阻。
[0107] 所述的交流隔離輸出模塊U7由高壓隔離變壓器T、隔離開關(guān)K1、隔離開關(guān)K2和一 個(gè)短路開關(guān)K3組成。所述的高壓隔離變壓器T有一個(gè)功率輸入繞組L2和一個(gè)功率輸出繞 組L3,其中高壓隔離變壓器T的功率輸入繞組L2也是交流隔離輸出模塊U7的輸入端；功率 輸出繞組L3的兩端分別與隔咼開關(guān)K1、隔咼開關(guān)K2的輸入端連接，隔咼開關(guān)K1、隔咼開關(guān) K2的輸出端分別與短路開關(guān)K3兩端連接，短路開關(guān)K3兩端是交流隔離輸出模塊U7的輸出 端Acm_l、Acm_2,也是串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出端Acm_l、Acm_2，輸 出電壓為Uac。并且高壓隔離變壓器T隔離電壓>Uacsmax。由于高壓隔離變壓器T的加 入，使串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的隔離電壓> Uacsmax。所述的Uacsmax 也稱為系統(tǒng)最高交流電壓。星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣分別輸出最大A相電壓：Uasmax =Ualmax+Ua2max+Ua3max，;B 相電壓：Ubsmax = Ublmax+Ub2max+Ub3max，…， +Ubmmax ;C 相電壓：Ucsmax = Uclmax+Uc2max+Uc3max， …，+Ucmmax ;Uammax、Ubmmax， Ucmmax為第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出最大電壓值。m為多1的 整數(shù)。
[0108] 所述高壓隔離變壓器T功率輸入繞組L2的兩端與儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1中Η橋 功率驅(qū)動(dòng)電路功率輸出端Pol、Ρ〇2連接，儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1將η個(gè)最大功率跟蹤模塊 的輸出功率經(jīng)功率輸入繞組L2耦合到功率輸出繞組L3輸出交流功率。
[0109] 串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中的Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路對(duì)應(yīng)輸出星 型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率、功率，經(jīng)交流隔離輸出模塊U7的高壓隔離變壓 器Τ耦合輸出，并經(jīng)隔離開關(guān)Κ1、隔離開關(guān)Κ2、短路開關(guān)Κ3輸出交流功率。短路開關(guān)Κ3正 常時(shí)處于開路狀態(tài)，當(dāng)某一串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置維護(hù)或更換退出星 型三相交流串聯(lián)式光伏方陣時(shí)，為不影響星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣正常工作，將短路 開關(guān)K3快速閉合。
[0110] 如圖2、3所示，所述的公共儲(chǔ)能電池組E_ABC與星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣連 接時(shí)，每相交流串聯(lián)式光伏方陣的尾端Acm_2相互連接，也是每相交流串聯(lián)式光伏方陣中 的第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出尾端Acm_2相互連接，即每相第 m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置所處電位相等。由此可將每相第m個(gè)串聯(lián) 式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中的儲(chǔ)能控制電路的公共儲(chǔ)能電池組充放電接入 端HL+并聯(lián)，并與公共儲(chǔ)能電池組E_ABC的正端連接；每相第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離 交流功率調(diào)節(jié)裝置中的儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1匯流母排的負(fù)端H-并聯(lián)Uo,并與公共儲(chǔ)能 電池組E_ABC的負(fù)端連接；每相第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置控制器 中的A/D采樣電路U4的公共儲(chǔ)能電池組電壓傳感器檢測(cè)端置HL+并聯(lián)，并與公共儲(chǔ)能電池 組電壓傳感器V2數(shù)據(jù)輸出連接。
[0111] 圖3星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣與圖5所示的集中型光伏發(fā)電系統(tǒng)、圖6所示 的組串型光伏發(fā)電系統(tǒng)圖7所示的串聯(lián)式光伏直流方陣系統(tǒng)相比，本發(fā)明星型三相交流串 聯(lián)式光伏方陣的優(yōu)點(diǎn)為：
[0112] 1.圖3所示的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中摒棄了圖5所示的集中型光伏發(fā)電 系統(tǒng)中匯流、集中安裝逆變器、變壓器設(shè)備。同樣相對(duì)圖6所示的組串型光伏發(fā)電系統(tǒng)摒棄 了交流匯流、變壓器設(shè)備。由于匯流設(shè)備依據(jù)電站容量配置的數(shù)量，而在光伏系統(tǒng)中匯流設(shè) 備出現(xiàn)故障率高、損耗大。本發(fā)明星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣摒棄了大量匯流設(shè)備及變 壓器設(shè)備，減少了損耗、降低了成本、提高了可靠性；
[0113] 2.圖3所示的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中，光伏組串就近與串聯(lián)式光伏方 陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置連接，圖3的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置之 間都通過單根電纜串聯(lián)連接，星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣最大輸出電流是光伏電站系統(tǒng) 容量除以并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)電壓，以光伏電站容量10MW，系統(tǒng)電壓35kV為例則最大輸出電流= 10Mff/35kV = 286A，平均分配到每相交流串聯(lián)式光伏方陣中電流為286A/3 = 95. 3A。而圖 5、圖6所示的系統(tǒng)中，匯流設(shè)備安裝位置必須兼顧多組光伏組串安放布局，造成η多對(duì)電纜 到匯流設(shè)備安裝位置在匯流設(shè)備內(nèi)并聯(lián)，（如16路匯流箱完成16路光伏組串并聯(lián)，電纜數(shù) 量為16X2,其匯流電流為16Χ10Α = 160Α，η臺(tái)組串式逆變器交流輸出經(jīng)ηΧ4根交流電 纜并聯(lián)，匯流后電流增加 η倍，而匯流設(shè)備再經(jīng)2根直流或4根交流大電流電纜到上一級(jí)匯 流設(shè)備或逆變器內(nèi)并聯(lián)。還以光伏電站容量10MW，系統(tǒng)電壓500V為例則最大輸出電流= 10MW/500V = 20000Α相比圖2、圖3所示的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，電流大電纜數(shù)量 多，損耗、成本增加；
[0114] 3.圖3所示的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，光伏組串可通過串聯(lián)式光伏方陣高 壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置之間的串聯(lián)提高系統(tǒng)電壓，如每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流 功率調(diào)節(jié)裝置輸出平均電壓為500ν，系統(tǒng)電壓為35kV，則可通過每相交流串聯(lián)式光伏方陣 35KV/500V = 70個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置串聯(lián)數(shù)量實(shí)現(xiàn)35kV輸出，可 遠(yuǎn)高于圖5、圖6所示的逆變器輸入電壓〈ΙΟΟΟν，在同等功率條件下使串聯(lián)結(jié)構(gòu)電流減小， 改變并聯(lián)大電流傳輸電流方式，減少電纜及設(shè)備的功率損耗，并且提升星型三相交流串聯(lián) 式光伏方陣功率；
[0115] 4.圖3所示的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中，光伏組串通過串聯(lián)式光伏方陣高 壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置之間的串聯(lián)提高輸入并網(wǎng)點(diǎn)電壓，可實(shí)現(xiàn)無變壓器并網(wǎng)輸出，而 圖5、圖6所示的光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于逆變器輸入直流電壓< ΙΟΟΟν的限制，只能滿足逆變器 交流輸出電壓< 400v系統(tǒng)無變壓器并網(wǎng)，更高電壓并網(wǎng)則須經(jīng)高壓變壓器轉(zhuǎn)化輸出，電流 大、損耗大、成本高；
[0116] 5.圖3所示的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中的每相交流串聯(lián)式光伏方陣是由 串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置首、尾2線交流輸出，其同等輸出功率條件下 與圖5的集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)采用多組兩根直流電纜并聯(lián)，圖6所示的組串式光伏發(fā)電系 統(tǒng)采用多組3相4線交流電纜輸出并聯(lián)相比，電纜大大減少，而且電流小，減少電纜損耗；
[0117] 6.圖3所示的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中，光伏組串通過串聯(lián)式光伏方陣高 壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出電壓靈活，可使光伏組串在更低電壓條件下經(jīng)串聯(lián)式光伏方 陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置之間的串聯(lián)提高輸出交流電壓，滿足并網(wǎng)點(diǎn)電壓。而圖5、圖 6所示的光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于光伏組串的并聯(lián)結(jié)構(gòu)所限，使每串光伏組串并聯(lián)輸出電壓依據(jù) 并網(wǎng)電壓而提高，才能滿足逆變器的輸入啟動(dòng)電壓基本條件，如在380v交流電網(wǎng)系統(tǒng)中， 光伏組串輸出直流電壓>40(〕VxV^以上才能滿足啟動(dòng)逆變器工作基本條件。
[0118] 7.圖3所示的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流 功率調(diào)節(jié)裝置，采用IP65等級(jí)密封、自然風(fēng)冷模塊設(shè)計(jì)體積小，可就地就近安裝，安裝簡(jiǎn) 單。而圖5所示的集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)，則將逆變器集中在逆變器控制室并依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境 采用不同形式的密封及冷卻方式，并消耗一定的功率。由此圖3所示的星型三相交流串聯(lián) 式光伏方陣結(jié)構(gòu)改變了圖5所示的集中式光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)，大量減少直流匯流箱、直流柜及 直流電流電纜，大大降低由于直流拉電弧的幾率，避免由此引發(fā)的火災(zāi)發(fā)生。同時(shí)將電站化 整為零同時(shí)摒棄了逆變器控制室，大大的節(jié)約成本。
[0119] 8.圖3所示的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣與圖7所示的串聯(lián)式光伏直流方陣系 統(tǒng)比較：
[0120] 1)星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣輸出交流摒棄了串聯(lián)式直流光伏方陣輸出整流 輸出電路，減少整流電路的損耗。
[0121] 2)由于星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣直接并網(wǎng)輸出，摒棄了串聯(lián)式直流光伏方陣 輸出再經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換輸出交流并網(wǎng)，減低了成本。
[0122] 3)由于星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，由三組交流串聯(lián)式光伏方陣組成，在同樣 功率、數(shù)量的光伏組串高壓隔離裝置組成的串聯(lián)式光伏方陣，星型三相交流串聯(lián)式光伏方 陣輸出功率是串聯(lián)式直流光伏方陣輸出功率的3倍。
[0123] 4)交流通用電氣材料選擇多及成本更低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在于，所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏 方陣由三個(gè)單相交流串聯(lián)式光伏方陣、公共儲(chǔ)能電池組和星角型并網(wǎng)平衡控制器組成；所 述的三個(gè)單相交流串聯(lián)式光伏方陣星型連接，組成星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣；星型三 相交流串聯(lián)式光伏方陣的公共連接端與公共儲(chǔ)能電池組連接；星型三相交流串聯(lián)式光伏方 陣的輸出端與星角型并網(wǎng)平衡控制器的輸入端連接；星角型并網(wǎng)平衡控制器的輸出端與并 網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)三相交流電源連接；三相交流串聯(lián)式光伏方陣在星角型并網(wǎng)平衡控制器控制下， 協(xié)調(diào)三相交流串聯(lián)式光伏方陣平衡輸出。2. 按照權(quán)利要求1所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在于，所述的單相交 流串聯(lián)式光伏方陣中，第m臺(tái)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出尾端為單相 交流串聯(lián)式光伏方陣的尾輸出端，第m臺(tái)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出 尾端與公共儲(chǔ)能電池組連接。3.按照權(quán)利要求1或2所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在于，所述的星型 三相交流串聯(lián)式光伏方陣中，與每相第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中 的儲(chǔ)能控制電路的公共儲(chǔ)能電池組充放電接入端并聯(lián)，并與公共儲(chǔ)能電池組的正端連接； 每相第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中的儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊匯流母排 負(fù)端并聯(lián)，并與公共儲(chǔ)能電池組的負(fù)端連接；每相第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功 率調(diào)節(jié)裝置控制器中的A/D采樣電路的公共儲(chǔ)能電池組電壓傳感器檢測(cè)端置并聯(lián)，并與公 共儲(chǔ)能電池組電壓傳感器數(shù)據(jù)輸出連接。4.按照權(quán)利要求1所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在于，所述的單相交 流串聯(lián)式光伏方陣的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置由η個(gè)最大功率跟蹤模 塊、儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊、控制器模塊、電源模塊和交流隔離輸出模塊組成，η為多1的整 數(shù)； 所述的光伏組串的輸出端與串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中最大功率 跟蹤模塊的輸入端連接，經(jīng)該最大功率跟蹤模塊對(duì)光伏組串ΜΡΡΤ最大功率跟蹤輸出功率； η個(gè)最大功率跟蹤模塊的輸出端并聯(lián)，并聯(lián)后的η個(gè)最大功率跟蹤模塊輸出端再分別與儲(chǔ) 能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊輸入端并聯(lián)；η個(gè)最大功率跟蹤模塊提供儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模 塊、電源模塊電源；其中電源模塊的輸出與控制器模塊的電源輸入端連接，提供控制器模塊 的工作電源；控制器模塊的采樣輸入端和控制輸出端分別與η個(gè)最大功率跟蹤模塊，以及 儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)