[发明专利]一种光伏高压直流串联并网系统

说明书

本发明提供一种光伏高压直流串联并网系统，涉及电力系统技术领域。该光伏高压直流串联并网系统将高压交直流变换器放置于第一蒸发器的绝缘冷却介质中；将电感放置于第二蒸发器的绝缘冷却介质中；功率半导体器件与第二蒸发器的外壁面接触；当液态的绝缘冷却介质受热气化转换为气态的绝缘冷却介质后进入冷凝器冷凝为液态的绝缘冷却介质后，再次进入第一蒸发器和第二蒸发器冷却高压交直流变换器、电感和功率半导体器件，本发明的绝缘冷却介质为绝缘冷却液体，直接与DC‑DC变换器的发热部件进行热交换，液‑气相变过程吸热提高了热交换效率，提高了DC‑DC变换器的散热效率。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种光伏高压直流串联并网系统。

背景技术

随着高压直流输电网建设和高压直流配电网的快速发展，直流并网DC-DC变换器(Direct current-Direct current converter，直流-直流变换器)是解决电能大容量远距离传输及大规模可再生能源汇集的有效手段，可以充分利用高压直流输电(high-voltagedirect current，HVDC)线路走廊，实现多种能源形式和多用户类型之间的互补。目前常见的光伏发电系统并网形式以并入交流电网为主。国内柔性直流和传统直流输电快速发展，示范项目越来越多，光伏发电必须具备接入高压直流输电网的能力。

常见光伏直流变换器存在输出电压较低，且难以一次性升压到很高电压的问题，为了实现光伏系统输出并入高压直流电网，目前普遍采取多个光伏直流变换器的输入接独立光伏组件，输出串联的方式提高系统的输出电压，从而达到输出更高的直流电压从而接入高压直流电网的目的。光伏直流变换器的输出并入±10KV、±30KV和±300KV级以上的直流输电线上，升压比高达20-600倍。

由于大功率变换器在运行过程中有较大的热量散失，为保大功率变换器具有良好的运行环境，必须配备一套冷却系统。目前大功率变换器最常用的冷却系统采用水冷技术采用强迫水循环结构，冷却介质必须采用去离子水并须配备循环泵、膨胀阀和水去离子处理设备等，而水处理和循环系统需要一个单独约重几十甚至上百公斤的柜体，体积重量较大且成本增高。另外，常见光伏直流变换器包括高压交流(Alternating Current，AC)-直流(Direct Current，DC)变换器和低压DC-AC变换器，高压AC-DC变换器一般包括高频高压变压器、高压电容和硅堆等实现高压交直流变换功能的器件；低压DC-AC变换器一般包括控制电路板、低压电容、功率半导体器件、电感、电压传感器和电流传感器等实现直交流变换功能的器件以及防护机壳，目前水冷方式在进行冷却时需要与主要需要冷却的高压AC-DC变换器、低压DC-AC变换器中的功率半导体器件和电感通过空气进行热交换，而空气介质的存在会导致热交换效率低。因此，现有冷却方式存在热交换效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏高压直流串联并网系统，解决了现有冷却方式热交换效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种光伏高压直流串联并网系统，包括直流-直流变换器和冷却装置；

所述直流-直流变换器包括：高压交直流变换器和低压直流-交流变换器；

所述冷却装置包括：冷凝器、第一蒸发器、第二蒸发器、气体管道、液体管道和绝缘冷却介质；

所述第一蒸发器的出气口通过所述气体管道与所述冷凝器的进气口连通；

所述第一蒸发器的进液口通过所述液体管道与所述冷凝器的出液口连通；

所述第一蒸发器的高压液口通过高低压连通管与所述第二蒸发器的低压液口连通；所述第二蒸发器的低压液口设于所述第二蒸发器的顶部；

所述高低压连通管用于所述第一蒸发器中绝缘冷却介质与所述第二蒸发器中绝缘冷却介质的流通，所述第二蒸发器中气体与所述第一蒸发器中气体的流通；