CN104426404A - 光伏逆变器 - Google Patents

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Abstract

一种光伏逆变器，包括：输入单元，其连接到光伏组件的正(+)极性或负(-)极性所连接到的第一端子和第二端子；开关装置，其配置成根据逆变器单元的预设极性来控制连接到输入单元的第一端子和第二端子；升压器单元，其配置成对通过开关装置从输入单元传递的光伏组件的电压进行升压；电容器，其配置成储入经升压器单元升压的电压；以及逆变器单元，其配置成将储入电容器中的电压转换成交流电(AC)并且将经转换的AC电压提供给电力系统。

Description

光伏逆变器
技术领域
本公开涉及一种光伏逆变器，包括待连接到光伏组件的开关装置，并且更特别地，涉及一种通过开关装置适当地连接到光伏组件而不论连接极性的光伏逆变器。
背景技术
一般，光伏逆变器(或并网逆变器)为连接输入电力系统和商用电力系统并且将来自输入电力系统的电力传送到商用电力系统的电力转换设备。
光伏逆变器的输入端子连接到光伏组件(或太阳能电池模块)的输入端子和输入端子，并且，这里，因为光伏组件具有两个极性，即正(+)和负(-)极性，光伏逆变器的输入端子同样具有正(+)和负(-)两个极性。
交流电(AC)是无极性的，消除了在连接情况下对极性的注意力，但是直流电(DC)具有正(+)和负(-)极性，因此，应该将正(+)极性连接到正(+)极性并且应该将负(-)极性连接到负(-)极性。
在此文中，关于光伏逆变器，如果在将光伏逆变器安装在光伏组件中时操作者未适当地在光伏组件与光伏逆变器之间连接正(+)极性和负(-)极性，也就是，如果光伏逆变器和光伏组件连接为彼此极性不同，则当操作光伏逆变器时，大的电流瞬间流过，将导致瞬间放电而损坏光伏逆变器。
发明内容
因此，详述的一个方面在于提供一种光伏逆变器，包括开关装置并且通过开关装置适当地连接到光伏组件而不论连接极性。
为了达到这些和其他优点并且按照本说明书的目的，如这里所具体化和广泛描述的，提供一种光伏逆变器，其可以包括：输入单元，其连接到光伏组件的正(+)极性或负(-)极性所连接到的第一端子和第二端子；开关装置，其配置成根据逆变器单元的预设极性来控制连接到输入单元的第一端子和二端子；升压器单元，其配置成对通过开关装置从输入单元传递的光伏组件的电压进行升压；电容器，其配置成储入经升压器单元升压的电压；以及逆变器单元，其配置成将储入电容器的电压转换成交流电(AC)并且将经转换的AC电压提供给电力系统。
逆变器单元可以包括正(+)极性连接端子；以及负(-)极性连接端子。
当将光伏组件的正(+)极性连接到第一端子并且将光伏组件的负(-)极性连接到第二端子时，开关装置可以将第一端子连接到逆变器单元的正(+)极性连接端子并且将第二端子连接到逆变器单元的负(-)极性连接端子。
当将光伏组件的负(-)极性连接到第一端子并且将光伏组件的正(+)极性连接到第二端子时，开关装置可以将第一端子连接到逆变器单元的负(-)极性连接端子并且将第二端子连接到逆变器单元的正(+)极性连接端子。
光伏逆变器可以包括开关装置，该开关装置根据逆变器单元的极性自动地将光伏组件的正(+)极性或负(-)极性连接到第一端子和第二端子，其中开关装置包括：第一输入端子，其一端连接到第一端子；第二输入端子，其一端连接到第二端子；第一比较器，其配置成将第一输入端子与预设的参考电压进行比较并且输出包括高信号或低信号的第一比较结果；第二比较器，其配置成将第二输入端子与该参考电压进行比较并且输出与第一比较结果相反的包括低信号或高信号的第二比较结果；第一开关单元，其一端连接到第一输入端子并且基于来自第一比较器的输出而进行切换；第二开关单元，其一端连接到第二输入端子并且基于来自第二比较器的输出而进行切换；第一输出端子，配置成当来自第一比较器的输出为高信号时将第一输入端子连接到逆变器单元的正(+)极性连接端子，或者配置成当来自第二比较器的输出为高信号时将第二输入端子连接到逆变器单元的正(+)极性连接端子；以及第二输出端子，配置成当来自第一比较器的输出为低信号时将第一输入端子连接到逆变器单元的负(-)极性连接端子，或者配置成当来自第二比较器的输出为低信号时将第二输入端子连接到逆变器单元的负(-)极性连接端子。
当通过第一端子将光伏组件的正(+)极性连接到第一输入端子并且通过第二端子将光伏组件的负(-)极性连接到第二输入端子时，第一比较器可以输出高信号，第二比较器可以输出低信号，第一开关单元可以基于来自第一比较器的高信号而将具有第一输入端子的正(+)极性的电压输出到第一输出端子，以及第二开关单元可以基于来自第二比较器的低信号而将具有第二输入端子的负(-)极性的电压输出到第二输出端子。
当通过第一端子将光伏组件的负(-)极性连接到第一输入端子并且通过第二端子将光伏组件的正(+)极性连接到第二输入端子时，第一比较器可以输出低信号，第二比较器可以输出高信号，第一开关单元可以基于来自第一比较器的低信号而将具有第一输入端子的负(-)极性的电压输出到第二输出端子，以及第二开关单元可以基于来自第二比较器的高信号而将具有第二输入端子的正(+)极性的电压输出到第一输出端子。
根据本公开的实施例，光伏逆变器包括开关装置，使得能够正常地将光伏逆变器连接到光伏组件而不论连接极性，并且即使当操作者错误地连接光伏组件与光伏逆变器之间的极性时，也能够防止对光伏逆变器的损坏并且光伏逆变器能够正常地执行其功能。
本申请的可应用性的进一步的范围将从此后给出的详述中变得更加显而易见。但是，应当理解到，因为在本发明的精神和范围内的各种改变和修正对那些本领域技术人员而言将从详述中变得显而易见，详述和具体示例在指示本发明的优选实施例的同时仅仅通过说明的方式给出。
附图说明
所附附图被包括以提供本发明的进一步的理解并且被并入本说明书以及组成本说明书的一部分，其说明了示例性实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1为根据本公开的实施例的说明光伏逆变器的配置的框图；
图2为根据本公开的实施例的光伏逆变器的电路图；
图3为根据本公开的实施例的开关装置的电路图；以及
图4和5为根据本公开的实施例的说明开关装置的操作状态的示图。
具体实施方式
现在将参照所附附图具体给出示例性实施例的描述。为了参照附图的简要描述起见，将给同样的或等同的组件提供同样的附图标记，并且将不重复其描述。
图1为根据本公开的实施例的说明光伏逆变器10的配置的框图。
如图1中所说明的，光伏逆变器10包括输入单元100、开关装置200、升压器单元300、电容器400、以及逆变器单元500。图1中说明的光伏逆变器10的组件不是必须的并且光伏逆变器10可以以比图1中所说明的组件更多或更少的组件来形成。
如图2中所说明的，输入单元100包括第一输入单元110和第二输入单元120。
第一输入单元110连接到光伏组件(未示出)的正(+)极性或负(-)极性，并且第二输入单元120连接到光伏组件的负(-)极性或正(+)极性。
开关装置200检查分别连接到光伏组件的正(+)和负(-)端子的输入单元100的第一输入单元110和第二输入单元120的连接状态，并且控制(或切换)输入单元100(或第一输入单元110和第二输入单元120)的所检查到的连接状态以适应逆变器单元500的连接端子的极性。
如图3中所说明的，开关装置200包括第一输入端子210、第二输入端子220、参考电压230、第一比较器240、第二比较器250、第一开关单元260、第二开关单元270、第一输出端子280、以及第二输出端子290。
第一输入端子210的一端连接到第一输入单元110并且另一端连接到第一比较器240和第一开关单元260。
第二输入端子220的一端连接到第二输入单元120并且另一端连接到第二比较器250和第二开关单元270。
参考电压(或参考电压提供单元)230提供参考电压(例如，“0V”)到第一比较器240和第二比较器250。
第一比较器240的一端(或输入端子)可以连接到第一输入端子210的另一端和参考电压230的另一端，并且第一比较器240的另一端(或输出端子)连接到第一开关单元260。
第一比较器240根据第一输入端子210与参考电压230之间的比较结果而输出高信号(或高电平或从第一输入端子210传递的电压/电流)或低信号到第一开关单元260。
第二比较器250的一端连接到第二输入端子220的另一端和参考电压230的另一端，并且第二比较器250的另一端连接到第二开关单元270。
第二比较器250根据第二输入端子220与参考电压230之间的比较结果而输出低信号或高信号到第二开关单元270。
第一开关单元260的一端连接到第一输入端子210并且另一端连接到第一输出端子280和第二输出端子290。
此外，第一开关单元260包括并联连接的第一开关261和第二开关262。
此外，第一开关单元260基于来自第一比较器240的输出来控制并联连接的第一开关261和第二开关262的操作。
也就是，当来自第一比较器240的输出为高信号时，第一开关单元260接通第一开关261并且关断第二开关252以将从第一输入端子210传递的信号(或高信号)输出到第一输出端子280。
此外，当来自第一比较器240的输出为低信号时，第一开关单元260关断第一开关251并且接通第二开关252以将从第一输入端子210传递的信号(或低信号)输出到第二输出端子290。
第二开关单元270的一端连接到第二输入端子220并且另一端连接到第一输出端子280和第二输出端子290。
第二开关单元270包括并联连接的第三开关271和第四开关274。
基于来自第二比较器250的输出，第二开关单元270控制并联连接的第三开关271和第四开关272的操作。
也就是，当来自第二比较器250的输出为高信号时，第二开关单元270接通第三开关271并且关断第四开关272以将从第二输入端子220传递的信号(或高信号)输出到第一输出端子280。
此外，当来自第二比较器250的输出为低信号时，第二开关单元270关断第三开关271并且接通第四开关272以将从第二输入端子220传递的信号(或低信号)输出到第二输出端子290。
第一输出端子(或开关装置200的正(+)极性输出端子)的一端连接到第一开关261和第三开关271并且另一端连接到逆变器单元500的正(+)极性连接端子510。
当将光伏组件的正(+)极性连接到第一输入端子210时，第一输出端子280通过第一输入端子210和第一开关261连接到逆变器单元500的正(+)极性连接端子510。
此外，当将光伏组件的正(+)极性连接到第二输入端子220时，第一输出端子280通过第二输入端子220和第三开关271连接到逆变器单元500的正(+)极性连接端子510。
第二输出端子(或开关装置200)的负(-)极性输出端子290的一端连接到第二开关262和第四开关272并且另一端连接到逆变器单元500的负(-)极性连接端子520。
当将光伏组件的负(-)极性连接到第一输入端子210时，第二输出端子290通过第一输入端子210和第二开关262连接到逆变器单元500的负(-)极性连接端子520。
此外，当将光伏组件的负(-)极性连接到第二输入端子220时，第二输出端子290通过第二输入端子220和第四开关272连接到逆变器单元500的负(-)极性连接端子520。
升压器单元300包括电抗器310、开关320、以及二极管330。
电抗器310的一端连接到第一输出端子280并且另一端串联到开关320和二极管330。
开关320的一端串联到电抗器，并且另一端串联到第二输出端子290。
开关320并联连接到二极管330。
二极管330串联连接到电抗器310并且并联连接到开关320。
升压器单元300对通过开关装置200从输入单元100传递的光伏组件的电压(或电流/功率)进行升压(或增加该电压(或电流/功率))。
电容器400串联连接到升压器300。
电容器400储入经升压器单元300升压的电压(或功率/能量)。
逆变器单元500将储入电容器400的电压(或能量、经平滑的DC电力/电压)转换成交流电(AC)电力(或三相电力)并且提供(或输出)经转换的AC电力到诸如为感应电动机(未示出)等的电力系统。
逆变器单元500包括正(+)极性连接端子510和负(-)极性连接端子520。这里，预设的正(+)极性可以连接到正(+)极性连接端子510，并且预设的负(-)极性可以连接到负(-)极性连接端子520。
以这一方式，开关装置200检查分别连接到光伏组件的正(+)和负(-)端子的输入单元100的第一输入单元110(其对应第一输入端子210)和第二输入单元120(其对应第二输入端子220)的连接状态，并且基于所检查到的第一输入单元110和第二输入单元120的连接状态(或第一输入端子210和第二输入端子220的连接状态)，分别地，开关装置200可以将第一输入单元110(或第一输入端子210)连接到逆变器单元500的正(+)极性连接端子510或负(-)极性连接端子520，并且可以将第二输入单元120(或第二输入端子220)连接到逆变器单元500的负(-)极性连接端子520或正(+)极性连接端子510。
图4为说明当将光伏组件的正(+)极性连接到开关装置200的第一输入端子210并且将光伏组件的负(-)极性连接到开关装置200的第二输入端子220时的开关装置200的操作的电路图。这里，由实线指示的部分为其中配置了电路的部分，并且由虚线指示的部分为其中没有配置电路(打开状态)的部分。
首先，比较器240将具有在第一输入端子210处感测的光伏组件的正(+)极性的电压与参考电压230(例如，0V)比较，并且根据比较结果输出高信号(例如，H)。
此后，基于来自第一比较器240的输出，第一开关单元260接通第一开关261并且关断第二开关262以将具有第一输入端子210的正(+)极性的电压输出到第一输出端子280。
此外，第二比较器250将具有在第二输入端子220处感测的光伏组件的负(-)极性的电压与参考电压比较，并且根据比较结果输出低信号(例如，L)。
此后，基于来自第二比较器250的输出，第二开关单元270关断第三开关271并且接通第四开关272以将具有第二输入端子220的负(-)极性的电压输出到第二输出端子290。
以这一方式，当正常地将光伏组件的正(+)极性和负(-)极性连接到光伏逆变器10的输入单元100时，输入单元100根据连接到输入单元100的端子的特性来连接到输出端子280和290以正常地连接光伏组件和逆变器单元500的正(+)极性和负(-)极性。
图5为说明当将光伏组件的负(-)极性连接到开关装置200的第一输入端子210并且将光伏组件的正(+)极性连接到开关装置200的第二输入端子220时的开关装置200的操作的电路图。这里，由实线指示的部分为其中配置了电路的部分，并且由虚线指示的部分为其中没有配置电路(打开状态)的部分。
首先，比较器240将具有在第一输入端子210处感测的光伏组件的负(-)极性的电压与参考电压230(例如，0V)比较，并且根据比较结果输出低信号(例如，L)。
此后，基于来自第一比较器240的输出，第一开关单元260关断第一开关261并且接通第二开关262以输出具有第一端子210的负(-)极性的电压到第二输出端子290。
此外，第二比较器250将具有在第二输入端子220处感测的光伏组件的正(+)极性的电压与参考电压比较，并且根据比较结果输出高信号(例如，H)。
此后，基于来自第二比较器250的输出，第二开关单元270接通第三开关271并且关断第四开关272以输出具有第二输入端子220的正(+)极性的电压到第一输出端子280。
以这一方式，当以彼此相反的方式将光伏组件的正(+)极性和负(-)极性连接到光伏逆变器10的输入单元100时，将输入单元100连接到输出端子280和290以使得其与连接到输入单元100的端子的特性相反，以因而正常地连接光伏组件和逆变器单元500的正(+)极性和负(-)极性。
在本公开的实施例中，光伏逆变器包括连接到光伏组件的开关装置，使得光伏逆变器能够正常地连接到光伏组件而不论连接极性，并且甚至当操作者错误地连接光伏组件与光伏逆变器之间的极性时，能够防止对光伏逆变器的损坏并且光伏逆变器能够正常地执行其功能。
之前的实施例和优点仅仅是示例性的并且将不被认为是限制本公开。本教导能够容易地应用到其他类型的装置。本描述意图为说明性的，并且不意图限制权利要求的范围。众多替代物、修改、以及变型将对那些本领域技术人员是显而易见的。这里描述的示例性实施例的特征、结构、方法、以及其他特性可以以各种方式组合以获得额外的和/或替代的示例性实施例。
由于本特征可以具体化为若干形式而不脱离其特性，还应当理解到，除非另有规定，以上描述的实施例不由之前的描述的任何细节来限制，而是相反，应当宽泛地认为其在如所附权利要求定义的其范围内，并且因此，落入权利要求的边界和界线的所有的改变和修改、或者这样的边界和界线的等价物因此意图由所附权利要求包括。

Claims (7)

1.一种光伏逆变器，包括：
输入单元，其连接到光伏组件的正(+)极性或负(-)极性所连接到的第一端子和第二端子；
开关装置，其配置成根据逆变器单元的预设极性来控制连接到输入单元的第一端子和二端子；
升压器单元，其配置成对通过开关装置从输入单元传递的光伏组件的电压进行升压；
电容器，其配置成储入经升压器单元升压的电压；以及
逆变器单元，其配置成将储入电容器的电压转换成交流电AC并且将经转换的AC电压提供给电力系统。
2.如权利要求1所述的光伏逆变器，其中逆变器单元包括：
正(+)极性连接端子；以及
负(-)极性连接端子。
3.如权利要求2所述的光伏逆变器，其中当将光伏组件的正(+)极性连接到第一端子并且将光伏组件的负(-)极性连接到第二端子时，开关装置将第一端子连接到逆变器单元的正(+)极性连接端子并且将第二端子连接到逆变器单元的负(-)极性连接端子。
4.如权利要求2所述的光伏逆变器，其中当将光伏组件的负(-)极性连接到第一端子并且将光伏组件的正(+)极性连接到第二端子时，开关装置将第一端子连接到逆变器单元的负(-)极性连接端子并且将第二端子连接到逆变器单元的正(+)极性连接端子。
5.根据权利要求1所述的光伏逆变器，其中开关装置根据逆变器单元的极性自动地将光伏组件的正(+)极性或负(-)极性连接到第一端子和第二端子，
其中开关装置包括：
第一输入端子，其一端连接到第一端子；
第二输入端子，其一端连接到第二端子；
第一比较器，其配置成将第一输入端子与预设的参考电压进行比较并且输出包括高信号或低信号的第一比较结果；
第二比较器，其配置成将第二输入端子与所述参考电压进行比较并且输出与第一比较结果相反的包括低信号或高信号的第二比较结果；
第一开关单元，其一端连接到第一输入端子并且基于来自第一比较器的输出而进行切换；
第二开关单元，其一端连接到第二输入端子并且基于来自第二比较器的输出而进行切换；
第一输出端子，其配置成当来自第一比较器的输出为高信号时将第一输入端子连接到逆变器单元的正(+)极性连接端子，或者配置成当来自第二比较器的输出为高信号时将第二输入端子连接到逆变器单元的正(+)极性连接端子；以及
第二输出端子，其配置成当来自第一比较器的输出为低信号时将第一输入端子连接到逆变器单元的负(-)极性连接端子，或者配置成当来自第二比较器的输出为低信号时将第二输入端子连接到逆变器单元的负(-)极性连接端子。
6.如权利要求5所述的光伏逆变器，其中当通过第一端子将光伏组件的正(+)极性连接到第一输入端子并且通过第二端子将光伏组件的负(-)极性连接到第二输入端子时，
第一比较器输出高信号，
第二比较器输出低信号，
第一开关单元基于来自第一比较器的高信号而将具有第一输入端子的正(+)极性的电压输出到第一输出端子，以及
第二开关单元基于来自第二比较器的低信号而将具有第二输入端子的负(-)极性的电压输出到第二输出端子。
7.如权利要求5所述的光伏逆变器，其中当通过第一端子将光伏组件的负(-)极性连接到第一输入端子并且通过第二端子将光伏组件的正(+)极性连接到第二输入端子时，
第一比较器输出低信号，
第二比较器输出高信号，
第一开关单元基于来自第一比较器的低信号而将具有第一输入端子的负(-)极性的电压输出到第二输出端子，以及
第二开关单元基于来自第二比较器的高信号而将具有第二输入端子的正(+)极性的电压输出到第一输出端子。
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