(57)摘要制造技术

本实用新型专利技术公开一种“共正极”DC/DC变换器及其“共正族”组建的光伏逆变系统，包括光伏连接单元、开关控制单元、储能单元、极性输出控制单元和逆变连接单元；开关控制单元的一端和逆变连接单元的母线正极端均与光伏连接单元的光伏正极端连接，光伏连接单元的光伏负极端与储能单元的一端连接，储能单元的另一端和极性输出控制单元的负极端均与开关控制单元的另一端连接，极性输出控制单元的正极端与逆变连接单元的母线负极端连接，逆变连接单元的母线正极端和母线负极端的中点接地，该“共正族”组建的光伏逆变系统包括若干光伏组串和逆变单元以及至少一个“共正极”DC/DC变换器，应用于1000V

【技术实现步骤摘要】
“
共正极”DC/DC变换器及其“共正族”组建的光伏逆变系统


[0001]本技术涉及光伏电路
，特别是涉及一种“共正极”DC/DC变换器及其“共正族”组建的光伏逆变系统。

技术介绍

[0002]随着光伏行业的不断发展，逆变器的功率等级不断增大，降低系统成本、减小系统损耗已经成为研究逆变器健康可持续发展的重要研究方向。截至目前，市场上现有的集中式、集散式及组串式等逆变器多采用提升系统电压的方式降低系统电流，减小损耗，降低成本。同时，随着提升光伏逆变器系统电压等级，抑制光伏板PID效应(Potential Induced Degradation)又称电势诱导衰减效应方案成为重点关注的对象。
[0003]传统的光伏逆变器系统为了降低现有功率线缆的成本及系统硬件成本，采用母线中点(BUS_M)接地的方式降低直流侧对地的安规等级。如果采用传统DCDC变换器的方式，其负极对地形成负高压，电压值为半母线电压，其问题在于此系统正负极(BUS+BUS
‑
)不允许接地,一旦出现接地故障此时直流侧对地的电压为全母线电压，将会超出传统安规设计。因此，无法采取传统负极接地的方式抑制光伏板的PID效应。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种“共正极”DC/DC变换器及其“共正族”组建的光伏逆变系统，可在有效抑制光伏板的PID效应的基础上，进一步降低系统成本兼具可靠性，可应用于集散式、组串式等光伏逆变器系统中。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了一种“共正极”DC/DC变换器，用于光伏逆变器系统，包括光伏连接单元、开关控制单元、储能单元、极性输出控制单元和逆变连接单元；所述开关控制单元的一端和所述逆变连接单元的母线正极端均与所述光伏连接单元的光伏正极端电性连接，所述光伏连接单元的光伏负极端与所述储能单元的一端电性连接，所述储能单元的另一端和所述极性输出控制单元的负极端均与所述开关控制单元的另一端电性连接，所述极性输出控制单元的正极端与所述逆变连接单元的母线负极端电性连接，所述逆变连接单元的母线正极端和母线负极端的中点接地。
[0006]优选地，所述光伏连接单元包括光伏电容，所述开关控制单元包括开关管，所述储能单元包括电感线圈，所述极性输出控制单元包括二极管，所述逆变连接单元包括至少一个逆变电容；所述光伏电容一端与所述光伏正极端电性连接，所述逆变电容的一端与所述母线正极端电性连接，所述光伏正极端和母线正极端都与所述开关管的集电极端电性连接；所述光伏电容的另一端与所述光伏负极端电性连接，所述电感线圈的一端与所述光伏负极端电性连接；所述电感线圈的另一端和所述开关管的发射极端都与所述二极管的负极端电性连接；所述逆变电容的另一端与所述母线负极端电性连接，所述二极管的正极端与所述母线负极端电性连接；所述逆变电容的中点接地。
[0007]优选地，所述逆变电容包括至少两个第一电容和第二电容，所述第一电容和所述
第二电容串联连接后中点接地。
[0008]为实现上述目的，本技术提还提供了一种“共正族”DC/DC变换器组建的光伏逆变系统，包括光伏组串和逆变单元以及至少一个“共正极”DC/DC变换器，所述光伏组串的两端分别与所述“共正族”DC/DC变换器的光伏正极端和光伏负极端电性连接，所述逆变单元的两端分别与所述“共正族”DC/DC变换器的母线正极端和母线负极端电性连接，所述逆变单元的两端母线中点接地。
[0009]优选地，所述逆变单元的两端母线中点进一步设置第一可控电路单元和漏电流检测单元，所述第一可控电路单元一端与所述母线中点电性连接，所述第一可控电路单元的另一端接地之间设置所述漏电流检测单元。
[0010]优选地，所述第一可控电路单元包括第一直流接地开关和第一直流电阻，所述第一直流接地开关的一端与母线中点电性连接，所述第一直流接地开关的另一端与所述第一直流电阻的一端电性连接，所述第一直流电阻的另一端接地之间进一步电性连接所述漏电流检测单元。
[0011]优选地，所述逆变单元侧进一步并网变压器，所述变压器的中性点和所述逆变单元的母线中点电性连接后，进一步设置第二可控电路单元，所述第一可控电路单元一端与所述变压器的中性点和所述逆变单元的母线中点电性连接，所述第二可控电路单元的另一端接地。
[0012]优选地，所述第二可控电路单元包括第二交流接地开关和第二直流电阻，所述第二交流接地开关的一端与所述变压器的中性点电性连接，所述第二交流接地开关的另一端与所述第二直流电阻的一端电性连接，所述第二直流电阻的另一端接地。
[0013]优选地，所述第二直流电阻的另一端与地之间进一步电性连接所述漏电流检测单元。
[0014]优选地，所述漏电流检测单元包括霍尔传感器，以迅速检测系统漏电流故障。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0016]1、一种“共正极”DC/DC变换器,对于1000V系统、1200V系统、1500V系统、2000V系统、3000V系统以及更高等级的光伏逆变器系统均具备保护能力，并且还能有效抑制光伏板PID效应。
[0017]2、第一可控电路单元配合母线中点接地的方式既降低直流侧的安规等级，又能通过漏电流检测单元降低出现接地故障引发的光伏逆变系统损坏的风险。
[0018]3、共正族”DC/DC变换器配合第一直流电阻可控接地的光伏逆变系统既可以抑制光伏板的PID效应，又可通过第一直流电阻接地的方式，防止系统出现接地故障时，直流侧对地产生长时间的持续高压损坏系统的情况，并且该光伏逆变系统通过霍尔传感器迅速检测接地故障并对故障进行处理。
[0019]4、“共正族”DC/DC变换器组建的光伏逆变系统同样适用于1000V
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3000V以及更高电压等级的光伏逆变器系统，对于1000V系统、1200V系统、1500V系统、2000V系统、3000V系统以及更高等级的光伏逆变器系统均具备保护能力，并且还能有效抑制光伏板PID效应。
[0020]5、通过控制第二可控电路单元控制交流中性点经过电阻接地间接保证直流正负极对地电势相等。在逆变单元启动前直流侧可控接地，当逆变单元并网后直流侧接地，断开交流侧可控接地，确保整个光伏系统在并网过程和离网过程中，整个系统的正负对地电压
为整个母线电压的一半，可以降低直流侧的安规等级，降低设计成本。
[0021]6、当出现接地故障时，霍尔传感器能够有效检测接地故障并且通过第一直流电阻R1接地，释放直流侧对地的高压。且在逆变单元启动前直流侧可控接地，通过直流侧霍尔检测直流侧接地故障；当逆变单元并网后，直流侧接地断开，交流侧可控接地，通过交流侧霍尔检测整个系统的接地故障。交直流可控接地的方式确保光伏系统在并网过程和离网过程中都可对接地故障进行检测并处理。
[0022]7、共正族”DC/DC变换器配合交直流接地光伏逆变器系统，同样适用于1000V
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3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种“共正极”DC/DC变换器，用于光伏逆变器系统，其特征在于：包括光伏连接单元、开关控制单元、储能单元、极性输出控制单元和逆变连接单元；所述开关控制单元的一端和所述逆变连接单元的母线正极端均与所述光伏连接单元的光伏正极端电性连接，所述光伏连接单元的光伏负极端与所述储能单元的一端电性连接，所述储能单元的另一端和所述极性输出控制单元的负极端均与所述开关控制单元的另一端电性连接，所述极性输出控制单元的正极端与所述逆变连接单元的母线负极端电性连接，所述逆变连接单元的母线正极端和母线负极端的中点接地。2.根据权利要求1所述的“共正极”DC/DC变换器，其特征在于：所述光伏连接单元包括光伏电容，所述开关控制单元包括开关管，所述储能单元包括电感线圈，所述极性输出控制单元包括二极管，所述逆变连接单元包括至少一个逆变电容；所述光伏电容一端与所述光伏正极端电性连接，所述逆变电容的一端与所述母线正极端电性连接，所述光伏正极端和母线正极端都与所述开关管的集电极端电性连接；所述光伏电容的另一端与所述光伏负极端电性连接，所述电感线圈的一端与所述光伏负极端电性连接；所述电感线圈的另一端和所述开关管的发射极端都与所述二极管的负极端电性连接；所述逆变电容的另一端与所述母线负极端电性连接，所述二极管的正极端与所述母线负极端电性连接；所述逆变电容的中点接地。3.根据权利要求2所述的“共正极”DC/DC变换器，其特征在于：所述逆变电容包括至少两个第一电容和第二电容，所述第一电容和所述第二电容串联连接后中点接地。4.一种“共正族”DC/DC变换器组建的光伏逆变系统，其特征在于：包括光伏组串和逆变单元，以及权利要求1
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3任一项所述的至少一个“共正极”DC/DC变换器，所述光伏组串的两端分别与所述“共正族”DC/DC变换器的光伏正极端和光伏负极端电性连接，所述逆变单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗劼，赵龙，张林江，宋英杰，
申请(专利权)人：上能电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：