光伏变换器以及光伏发电系统技术方案

本申请提供了一种光伏变换器以及光伏发电系统。光伏变换器用于与第一光伏模块及第二光伏模块电性连接，第一光伏模块包括第一正极输出端及第一负极输出端，第二光伏模块包括第二正极输出端及第二负极输出端。光伏变换器包括电流互感器及功率变换电路，电流互感器包括磁性结构、第一正电原边绕组、第二正电原边绕组、负电原边绕组及第一副边绕组。三个原边绕组均穿过磁性结构并间隔设置。两个正电原边绕组的一端部分别与第一正极输出端及第二正极输出端电性连接，两个正电原边绕组的另一端部与功率变换电路电性连接。负电原边绕组的一端部与两个负极输出端电性连接，另一端部与功率变换电路电性连接。第一副边绕组绕制在磁性结构上。占板面积小。占板面积小。占板面积小。

【技术实现步骤摘要】
光伏变换器以及光伏发电系统


[0001]本申请涉及电气设备领域，尤其涉及一种光伏变换器以及光伏发电系统。

技术介绍

[0002]光伏变换器为光伏发电系统的核心部件，光伏变换器用于将光伏模块输出的直流电转换为交流电输出。随着光伏模块的长时间使用，光伏模块老化易导致光伏发电系统中出现直流拉弧故障，进而导致火灾等事故发生。目前，常通过电流互感器(Current Transformer,CT)对光伏变换器的直流侧进行拉弧信号采集，以便对拉弧信号进行检测，进而避免因直流拉弧故障出现火灾等事故。但是，光伏模块通常输出多路直流电至光伏变换器，目前通过多个电流互感器对每一路直流电分别进行拉弧信号采集，存在采集效率差、结构复杂、成本高的问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种光伏变换器以及光伏发电系统，旨在解决拉弧信号采集方案采集效率差、结构复杂且成本高的问题。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种光伏变换器，用于与第一光伏模块及第二光伏模块电性连接。第一光伏模块包括第一正极输出端及第一负极输出端，第二光伏模块包括第二正极输出端及第二负极输出端。光伏变换器包括电流互感器及功率变换电路。电流互感器包括磁性结构、第一正电原边绕组、第二正电原边绕组、负电原边绕组及第一副边绕组。第一正电原边绕组穿过磁性结构，第一正电原边绕组包括第一端部及第二端部，第一端部与第一正极输出端电性连接，第二端部与功率变换电路电性连接。第二正电原边绕组穿过磁性结构，并与第一正电原边绕组间隔，第二正电原边绕组包括第三端部及第四端部，第三端部与第二正极输出端电性连接，第四端部与功率变换电路电性连接。负电原边绕组穿过磁性结构，并与第一正电原边绕组及第二正电原边绕组间隔，负电原边绕组包括第五端部及第六端部，第五端部与第一负极输出端及第二负极输出端电性连接，第六端部与功率变换电路电性连接。第一副边绕组绕制在磁性结构上，第一副边绕组用于根据传输在第一正电原边绕组、第二正电原边绕组及负电原边绕组中的电流耦合输出第一感应电流。
[0005]本申请中，第一光伏模块及第二光伏模块输出的直流电经电流互感器输送至功率变换电路，功率变换电路根据所述直流电输出交流电。电流互感器可用于对光伏变换器的直流侧的拉弧检测。当光伏变换器的直流侧出现拉弧故障(例如第一光伏模块或第二光伏模块因老化出现拉弧故障)时，光伏变换器的直流侧接收到的直流电流会存在拉弧信号(一种差模信号)，电流互感器自上述直流电流中采集到拉弧信号，以便于后续对拉弧信号的检测。
[0006]本申请中电流互感器通过第一正电原边绕组、第二正电原边绕组以及负电原边绕组输送自光伏变换器的直流侧接收到的多路电流。根据电磁感应原理，第一副边绕组根据在各个原边绕组上传输的电流产生的磁通和输出一路第一感应电流，拉弧信号可随第一副
边绕组输出的第一感应电流输送至后续器件，以便对拉弧信号进行检测。从而，通过本申请提供的电流互感器，可对自光伏变换器的直流侧接收到的多路电流进行一次拉弧信号采集，从而可对多路电流中的拉弧信号进行一次检测，避免对每一路电流分别进行拉弧信号采集，进而避免对多路电流中的拉弧信号进行重复检测。电流互感器的设计，不仅有利于提高拉弧信号的采集效率，而且结构简单，有利于减少检测成本，还有利于减少电流互感器的数量，有利于减小占板面积，进而有利于光伏变换器的小型化设计。
[0007]一种可能的实施方式中，第一端部、第三端部及第六端部位于磁性结构的一侧，第五端部、第四端部及第二端部位于磁性结构的另一侧。
[0008]当光伏变换器的直流侧出现拉弧故障时，光伏变换器的直流侧接收到的直流电流还会存在共模噪声信号，即第一光伏模块会输出第一差模电流及第一共模电流，第二光伏模块会输出第二差模电流及第二共模电流。第一正电原边绕组传输第一差模电流及第一共模电流，第一差模电流及第一共模电流均自第一端部流向第二端部。第二正电原边绕组传输第二差模电流及第二共模电流，第二差模电流及第二共模电流均自第三端部流向第四端部。负电原边绕组传输第三差模电流(第一差模电流及第二差模电流的合路电流)及第三共模电流(第一共模电流及第二共模电流的合路电流)，第三差模电流自第六端部流向第五端部，第三共模电流自第五端部流向第六端部。
[0009]由于第一端部、第三端部及第六端部位于磁性结构的一侧，第五端部、第四端部及第二端部位于磁性结构的另一侧，这样的设计使得第一差模电流、第二差模电流及第三差模电流穿过磁性结构的方向相同，上述三者在磁性结构产生的磁通相互叠加；使得第一共模电流与第二共模电流穿过磁性结构的方向相同，第三共模电流穿过磁性结构的方向与上述二者相反，第一共模电流及第二共模电流在磁性结构产生的磁通之和、与第三共模电流在磁性结构产生的磁通相抵消，从而达到抑制共模电流的效果，减小了共模电流带来的噪声影响，实现了对差模电流的独立测量，有利于后续对拉弧信号的检测，有利于提高后续拉弧检测的精度及速度。
[0010]一种可能的实施方式中，磁性结构具有穿行通道，第一正电原边绕组包括第一连接部，第二正电原边绕组包括第一固定部，负电原边绕组包括第一导电部，第一连接部、第一固定部及第一导电部均穿过穿行通道并间隔设置，第一导电部位于第一连接部及第一固定部之间；
[0011]其中，沿穿行通道的延伸方向上，第一端部与第二端部位于第一连接部的相对两端，第三端部位于第一固定部朝向第一端部的一端，第四端部位于第一固定部朝向第二端部的另一端，第五端部位于第一导电部朝向第二端部及第四端部的一端，第六端部位于第一导电部朝向第一端部及第三端部的另一端。
[0012]这样，由于第一正电原边绕组的第一连接部、第二正电原边绕组的第一固定部以及负电原边绕组的第一导电部均穿过磁性结构的穿行通道，这使得传输在三个原边绕组上的共模电流所产生的磁通具有相同的磁路，更有利于抑制共模电流带来的噪声影响，提高了电流互感器对共模噪声的抑制能力，更有利于后续对拉弧信号的检测。而且，由于第一导电部位于第一连接部与第一固定部之间，有利于在第一连接部及第一固定部传输的共模电流所产生的磁通之和与在第一导电部传输的共模电流所产生的磁通相抵消，进一步提高了电流互感器对共模噪声的抑制能力，更有利于后续对拉弧信号的检测。
[0013]一种可能的实施方式中，光伏变换器还包括电路板，电路板与第一光伏模块及第二光伏模块电性连接，电路板与第一端部、第二端部、第三端部、第四端部、第五端部、第六端部及功率变换电路固定连接且电性连接，第一端部与第二端部均位于第五端部靠近第六端部的一侧，第三端部与第四端部均位于第六端部靠近第五端部的一侧。
[0014]这样，电流互感器及功率变换电路通过电路板电性连接并形成一个整体，且电流互感器可通过电路板与第一光伏模块及第二光伏模块电性连接。其中，电流互感器的各个绕组的两个端部可分别与设于电路板上的多根走线一一连接，以与其他电子器件电性连接。由于第一端部与第二端部均位于第五端部朝向第六端部的一侧，第三端部与第四端部均位于第六端部朝向第五端部的一侧。根据这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏变换器，用于与第一光伏模块及第二光伏模块电性连接，所述第一光伏模块包括第一正极输出端及第一负极输出端，所述第二光伏模块包括第二正极输出端及第二负极输出端，其特征在于，所述光伏变换器包括电流互感器及功率变换电路；所述电流互感器包括磁性结构、第一正电原边绕组、第二正电原边绕组、负电原边绕组及第一副边绕组；所述第一正电原边绕组穿过所述磁性结构，所述第一正电原边绕组包括第一端部及第二端部，所述第一端部与所述第一正极输出端电性连接，所述第二端部与所述功率变换电路电性连接；所述第二正电原边绕组穿过所述磁性结构，并与所述第一正电原边绕组间隔，所述第二正电原边绕组包括第三端部及第四端部，所述第三端部与所述第二正极输出端电性连接，所述第四端部与所述功率变换电路电性连接；所述负电原边绕组穿过所述磁性结构，并与所述第一正电原边绕组及所述第二正电原边绕组间隔，所述负电原边绕组包括第五端部及第六端部，所述第五端部与所述第一负极输出端及所述第二负极输出端电性连接，所述第六端部与所述功率变换电路电性连接；所述第一副边绕组绕制在所述磁性结构上，所述第一副边绕组用于根据传输在所述第一正电原边绕组、所述第二正电原边绕组及所述负电原边绕组中的电流耦合输出第一感应电流。2.根据权利要求1所述的光伏变换器，其特征在于，所述第一端部、所述第三端部及所述第六端部位于所述磁性结构的一侧，所述第五端部、所述第四端部及所述第二端部位于所述磁性结构的另一侧。3.根据权利要求2所述的光伏变换器，其特征在于，所述磁性结构具有穿行通道，所述第一正电原边绕组包括第一连接部，所述第二正电原边绕组包括第一固定部，所述负电原边绕组包括第一导电部，所述第一连接部、所述第一固定部及所述第一导电部均穿过所述穿行通道并间隔设置，所述第一导电部位于所述第一连接部及所述第一固定部之间；其中，沿所述穿行通道的延伸方向上，所述第一端部与所述第二端部位于所述第一连接部的相对两端，所述第三端部位于所述第一固定部朝向所述第一端部的一端，所述第四端部位于所述第一固定部朝向所述第二端部的另一端，所述第五端部位于所述第一导电部朝向所述第二端部及所述第四端部的一端，所述第六端部位于所述第一导电部朝向所述第一端部及所述第三端部的另一端。4.根据权利要求3所述的光伏变换器，其特征在于，所述光伏变换器还包括电路板，所述电路板与所述第一光伏模块及所述第二光伏模块电性连接，所述电路板与所述第一端部、所述第二端部、所述第三端部、所述第四端部、所述第五端部、所述第六端部及所述功率变换电路固定连接且电性连接，所述第一端部与所述第二端部均位于所述第五端部靠近所述第六端部的一侧，所述第三端部与所述第四端部均位于所述第六端部靠近所述第五端部的一侧。5.根据权利要求4所述的光伏变换器，其特征在于，沿所述磁性结构的高度方向上，所述第一导电部位于所述第一连接部及所述第一固定部之间，沿所述穿行通道的延伸方向上，所述第五端部与所述第六端部错位设置；在第一方向上，所述第三端部与所述第四端部均位于所述第五端部与所述第六端部之
间，所述第一端部位于所述第三端部背向所述第六端部的一侧，所述第二端部位于所述第四端部背向所述第五端部的一侧；所述第一方向与所述穿行通道的延伸方向垂直，且与所述磁性结构的高度方向垂直。6.根据权利要求4所述的光伏变换器，其特征在于，沿所述磁性结构的高度方向上，所述第一导电部位于所述第一连接部及所述第一固定部之间，沿所述穿行通道的延伸方向上，所述第五端部与所述第六端部错位设置；在第一方向上，所述第三端部与所述第二端部均位于所述第五端部与所述第六端部之间，所述第一端部位于所述第三端部背向所述第六端部的一侧，所述第四端部位于所述第二端部背向所述第五端部的一侧；所述第一方向与所述穿行通道的延伸方向垂直，且与所述磁性结构的高度方向垂直。7.根据权利要求3至6任一项所述的光伏变换器，其特征在于，所述第一正电原边绕组包括第二连接部及第三连接部，所述第二连接部与...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐云宇，张瑶佳，石磊，刘超，
申请(专利权)人：华为数字技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：