CN111555340A - 一种双向电源电路、pid修复装置及光伏系统 - Google Patents

一种双向电源电路、pid修复装置及光伏系统 Download PDF

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CN111555340A CN202010284941.8A CN202010284941A CN111555340A CN 111555340 A CN111555340 A CN 111555340A CN 202010284941 A CN202010284941 A CN 202010284941A CN 111555340 A CN111555340 A CN 111555340A
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Abstract

本申请公开了一种双向电源电路、PID修复装置及光伏系统，涉及电力电子技术领域。该电路的第一选通单元的第一端连接第二选通单元的第一端，第一选通单元的第一端为双向电源电路的第一输入端，第二端为双向电源电路的输出端的第一端；第二选通单元的第二端为输出端的第二端；第一电容和第二电容串联后再并联在输出端的第一端和第二端之间；常通支路的第一端为第二输入端，第二端连接在第一电容和第二电容之间；控制器控制第一选通单元和第二选通单元的通断状态，将第一输入端和第二输入端输入的交流电整流为直流电，并使第一电容和第二电容的电压叠加后产生正向或负向电压。该电路能够以较低的开关器件应力实现双倍电压输出，提升了抬升电压范围。

Description

一种双向电源电路、PID修复装置及光伏系统
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种双向电源电路、PID修复装置及光伏系统。
背景技术
为了降低光伏系统的成本、提高光伏系统的发电量，光伏系统的光伏单元电压配置越来越高，高压光伏系统逐步成为市场的主流。
但是，光伏系统电压的提高会导致光伏单元对地承受较高的正向偏压或负向偏压，尤其在高温和高湿等特殊条件下，光伏单元包括的光伏组件将出现严重的PID(Potential Induced Degradation，电势诱导衰减)效应，导致光伏单元的开路电压、短路电流、填充因子下降等，使得光伏系统发电量逐渐降低，因此需要修复PID效应。
但随着光伏系统的光伏单元电压配置越来越高，PID修复所需的补偿电压大幅增加。而传统的隔离开关电源如反激电路开关电源、正激电路开关电源、推挽电路开关电源等方式，受拓扑自身开关器件电气应力限制，一般只能使用于低压输出场合，难以输出满足PID修复所需的较高补偿电压(通常大于 1000V)，因此使用受限。
发明内容
本申请提供了一种双向电源电路、PID修复装置及光伏系统，能够输出满足PID修复所需的较高的补偿电压，提升了对光伏系统的兼容性。
本申请提供了一种双向电源电路，包括：第一选通单元、第二选通单元、常通支路、第一电容、第二电容和控制器；
所述第一选通单元的第一端连接所述第二选通单元的第一端，所述第一选通单元的第一端为所述双向电源电路的第一输入端，所述第一选通单元的第二端为所述双向电源电路的输出端的第一端；
所述第二选通单元的第二端为所述双向电源电路的输出端的第二端；
所述第一电容和第二电容串联后再并联在所述双向电源电路的输出端的第一端和第二端之间；
所述常通支路的第一端为所述双向电源电路的第二输入端，所述常通支路的第二端连接在所述第一电容和第二电容之间；
所述第一选通单元和第二选通单元用于使正向或负向的电流通过；
所述控制器，用于通过控制所述第一选通单元和第二选通单元的通断状态，将通过所述第一输入端和第二输入端输入的交流电整流为直流电，并使所述第一电容和所述第二电容上的电压叠加后产生正向电压或负向电压。
可选的，所述第一选通单元和所述第二选通单元均包括：逆向串联在一起的两个均带有反并联二极管的可控开关管。
可选的，所述第一选通单元和所述第二选通单元均包括：两个支路；
每个支路包括串联的二极管和可控开关管；
所述两个支路分别用于通过正向和负向的电流。
可选的，所述电路还包括：开关保护电路和限流电阻；
所述开关保护电路连接在所述双向电源电路的输出端的第一端；
所述开关保护电路，用于接通或断开所述双向电源电路输出端与外部负载的连接，以及防止所述外部负载的电流反灌至所述双向电源电路；
所述限流电阻连接在所述双向电源电路第二端与大地之间。
可选的，所述开关保护电路包括：串联在一起的两个均带有反并联二极管的可控开关管；
或，
所述开关保护电路包括：
一个可控开关管。
可选的，所述电路还包括：变压器；
所述变压器的副边绕组的第一端连接所述双向电源电路的第一输入端，所述变压器的副边绕组的第二端连接所述双向电源电路的第二输入端；
所述变压器的原边绕组用于连接高频脉冲产生电路，所述高频脉冲产生电路用于向所述变压器的原边绕组输入双向脉冲电压。
本申请还提供了一种PID修复装置，其所述装置包括以上所述的双向电源电路，还包括：交流取电电路；
所述交流取电电路的输入端连接交流电网，所述交流取电电路的输出端连接所述双向电源电路的输入端；
所述交流取电电路，用于从所述交流电网取电，将取的交流电输送给所述双向电源电路；
所述双向电源电路的输出端的第一端连接光伏单元的负极或正极，所述双向电源电路的输出端的第二端接地。
可选的，所述交流取电电路包括：整流变换单元、高频脉冲产生电路和变压器；
所述整流变换单元，用于将所述交流电网的交流电整流为直流电；
所述高频脉冲产生电路，用于在所述控制器的控制下将所述整流变换单元整流的直流电转换为双向脉冲电压输入所述变压器的原边绕组；
所述变压器的副边绕组的第一端连接所述双向整流电路的第一输入端，所述变压器的副边绕组的第二端连接所述双向整流电路的第二输入端。
可选的，所述高频脉冲产生电路包括：第三电容、第四电容、第一开关管和第二开关管；
所述第三电容和第四电容串联后连接在所述整流变换单元的输出端；
所述第一开关管和第二开关管串联后连接在所述整流变换单元的输出端；
所述第一开关管和第二开关管的公共端连接所述变压器的原边绕组的第一端；
所述第三电容和第四电容的公共端连接所述变压器的原边绕组的第二端。
可选的，所述高频脉冲产生电路包括：两个并联的桥臂；
所述每个桥臂包括以下两个串联的半桥臂：上半桥臂和下半桥臂；
每个所述半桥臂均包括一个带有反并联二极管的可控开关管。
本申请还提供了一种光伏系统，包括：光伏单元、逆变器，还包括：以上所述的双极型的PID修复装置；
所述光伏单元的正极连接所述逆变器的正输入端，所述光伏单元的负极连接所述逆变器的负输入端；
所述双向电源电路的输出端的第一端作为所述双极型的PID修复装置的输出端的第一端，所述双向电源电路的输出端的第二端作为所述双极型的PID 修复装置的输出端的第二端；
所述双极型的PID修复装置的输出端的第一端连接所述光伏单元的正极或负极，所述双极型的PID修复装置的输出端的第二端接地。
从以上技术方案可以看出，本申请至少具有以下优点：
该双向电源电路能够利用控制器对于第一选通单元和第二选通单元的通断状态的控制，将第一输入端和第二输入端输入的交流电整流为正向或负向直流电。控制器当需要输出正向电压时，控制第一电容和第二电容上的电压叠加后产生正向电压并输出。控制器当需要输出负向电压时，控制第一电容和第二电容上的电压叠加后产生负向电压并输出。两个选通单元中包括有开关器件，该双向电源电路的输出电压为第一电容和第二电容的电压之和，因此能够以较低的开关器件应力实现双倍电压输出，大大提升了PID装置的抬升电压范围，进而提升了对光伏系统的兼容性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例提供的一种双向电源电路的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种应用双向电源电路的光伏系统示意图；
图3为本申请实施例提供的一种选通单元的示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种选通单元的示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种选通单元的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种应用双向电源电路的PID修复装置的示意图；
图7为图6对应的PID修复装置的一种工作模态的示意图；
图8为图6对应的PID修复装置的另一种工作模态的示意图；
图9为本申请实施例提供的另一种应用双向电源电路的PID修复装置的示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种双向电源电路的示意图；
图11为本申请实施例提供的一种光伏系统的示意图。
具体实施方式
目前，随着光伏系统的光伏单元电压配置越来越高，PID修复所需的补偿电压大幅增加。而传统的隔离开关电源如反激电路开关电源、正激电路开关电源、推挽电路开关电源等方式，受拓扑自身开关器件电气应力限制，一般只能使用于低压输出场合，难以输出满足PID修复所需的较高补偿电压(通常大于1000V)，因此使用受限。
为了解决以上技术问题，一种双向电源电路、PID修复装置及光伏系统，够以较低的开关器件应力实现双倍电压输出，大大提升了PID装置的抬升电压范围，进而提升了对光伏系统的兼容性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
可以理解的是，本申请实施例中的“第一”和“第二”等词仅是为了方便说明，并不构成对本申请的限定。
实施例一：
本申请实施例提供了一种双向电源电路，下面结合附图具体说明。
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种双向电源电路的示意图。
该双向电源电路102具体包括：第一选通单元102a1、第二选通单元102a2、常通支路102b、第一电容C1、第二电容C2和控制器103。
其中，第一选通单元102a1的第一端连接第二选通单元102a2的第一端，第一选通单元102a1的第一端为双向电源电路102的第一输入端，在图中以C 点表示。
第一选通单元102a1的第二端为双向电源电路102的输出端的第一端，在图中以A点表示。
第二选通单元102a2的第二端为双向电源电路102的输出端的第二端，在图中以C点表示。
第一电容C1和第二电容C2串联后再并联在双向电源电路102的输出端的第一端和第二端之间。
常通支路102b的第一端为双向电源电路的第二输入端，图中用D电表示。
常通支路102b的第二端连接在第一电容C1和第二电容C2之间，即常通支路的第二端连接于图中的O点。
第一选通单元102a1和第二选通单元102a2用于使正向或负向的电流通过。
该双向电源电路102的输入端可以输入交流电，第一选通单元102a1和第二选通单元102a2内包括开关器件。
双向电源电路102控制器103用于通过控制第一选通单元102a1和第二选通单元102a2的通断状态，将通过第一输入端和第二输入端输入的交流电整流为直流电，并使第一电容C1和第二电容C2上的电压叠加后产生正向电压或负向电压以输出。
具体的，控制器103当需要输出正向电压时，控制第一电容C1和第二电容C2上的电压叠加后产生正向电压并输出。控制器103当需要输出负向电压时，控制第一电容C1和第二电容C2上的电压叠加后产生负向电压并输出。不同情况下第一选通单元102a1和第二选通单元102a2对应不同的通断状态。
两个选通单元中包括有开关器件，该双向电源电路的输出电压为第一电容和第二电容的电压之和，因此能够以较低的开关器件应力实现双倍电压输出，大大提升了PID装置的抬升电压范围，进而提升了对光伏系统的兼容性。
以上实施例提供的双向电源电路可以应用于对光伏发电系统中的光伏组件进行PID修复，即用于输出PID修复时所需的电压，下面结合附图具体说明。
实施例二：
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种应用双向电源电路的光伏系统示意图。
下面首先说明光伏系统的工作原理，图示光伏系统包括光伏单元10和逆变器11。
图中逆变器11的输入端连接一个光伏单元10，但实际应用中也可以连接多个光伏单元10以提升发电量，多个光伏单元10可以形成光伏阵列，本申请实施例中的单个光伏单元10可以包括一个光伏组件，还可以由多个光伏组件串并联形成，例如多个光伏组件先串联在一起形成光伏组串，多个光伏组串再并联在一起形成光伏单元。本申请实施例中不具体限定光伏组件的具体数量，本领域技术人员可以根据实际的电压配置需要来设置。
逆变器11将光伏单元10输入的直流电变换为交流电后输入交流电网13，本申请实施例对逆变器11的结构不作具体限定。
双向电源电路102和交流取电电路101形成PID修复装置100。
交流取电电路101的输入端连接交流电网，所述交流取电电路101的输出端连接所述双向电源电路102的输入端。
交流取电电路101从交流电网13取电，将取的交流电输送给双向电源电路102。由于能够直接从交流电网13取电，因此该双极性的PID修复装置100 不需自身具备直流源，简化了自身的结构，降低了成本。
双向电源电路102在控制器103的控制下将交流取电电路101输送的交流电整流为直流电。
双向电源电路102的输出端的第一端连接光伏单元的负极或正极，所述双向电源电路102的输出端的第二端接地。
实际的光伏系统中应用的光伏单元可以分为P型或N型光伏单元。当修复PID效应时，两种类型的光伏单元所需的对地电位抬升的方向不同，P型光伏单元需要对地正向的电压抬升，N型光伏单元需要对地负向的电压抬升。
本申请实施例利用第一电容C1和第二电容C2在不同情况下叠加电压的方向不同，实现对不同类型的光伏单元的PID调节。因此本申请实施例提供的双极性的PID修复装置100可以灵活应用于采用以上两种光伏单元的光伏系统，下面具体说明。
当光伏系统采用P型光伏单元时，光伏单元需要对地正向抬升电压，此时控制器103控制双向电源电路102中的第一电容C1和第二电容C2上的电压叠加后产生正向电压，以使双向电源电路102输出正电压，以实现PID修复。
当光伏系统采用N型光伏单元时，光伏单元需要对地负向抬升电压，此时控制器103控制双向电源电路102中的第一电容C1和第二电容C2上的电压叠加后产生负向电压，以使双向电源电路102输出负电压，以实现PID修复。
需要说明的是，双向电源电路102可以将输出的正电压或负电压施加至光伏单元的直流端和大地之间，具体地，双向电源电路102输出的直流电压可以作用于光伏单元的正极或负极，即双向电源电路102输出端一端连接PV+ 或PV-。图1中以双向电源电路102的输出端连接PV-为例。
另外，双向电源电路102的另一个输出端通过限流电阻Rs接地，限流电阻Rs用于保护电路。
综上所述，该双向电源电路的控制器当光伏单元需要对地正向抬升电压时，即光伏系统采用P型光伏单元时，控制第一电容和第二电容上的电压叠加后产生正向电压，以使双向电源电路输出正电压，以实现对P型光伏单元的PID修复。控制器当光伏单元需要对地负向抬升电压时，即光伏系统采用 N型光伏单元时，控制第一电容和第二电容上的电压叠加后产生负向电压，以使双向电源电路输出负电压，以实现对N型光伏单元的PID修复。因此能够对抬升电压进行灵活切换以满足不同类型光伏单元的需求，提升了对光伏系统的兼容性。
下面结合交流取电电路和双向电源电路的具体结构说明工作原理。
继续参见图1，本申请实施例提供的双向电源电路的第一选通单元102a1 和第二选通单元102a2用于使正向或负向的电流通过。
第一选通单元102a1和第二选通单元102a2可以采用相同或不同的实现方式，实际应用中一般采用相同的结构，为了方便说明，以下统一称为选通单元，用102a表示。
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种选通单元的示意图。
在第一种可能的实现方式中，选通单元102a包括串联在一起的两个均带有反并联二极管的可控开关管。参见图示连接方式，开关管Q1和Q2采用背靠背的连接方式。
当Q2导通，Q1关断时，电流可以依次通过Q2和D1流过选通单元102a；当Q2关断，Q1导通时，电流可以依次通过Q1和D2从相反的方向流过选通单元102a，因此能够实现正向或负向的电流通过。
本实现方式中的可控开关管具体可以为：绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor，IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal OxideSemiconductor Filed Effect Transistor，MOSFET，以下简称MOS管)或 SiC MOSFET(Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor，碳化硅场效应管) 等，本申请实施例对此不作具体限定。
参见图4，该图为本申请实施例提供的另一种选通单元的示意图。
在第二种可能的实现方式中，选通单元102a包括两个支路，每个支路包括串联的二极管和可控开关，两个支路中二极管的连接方向相反。
当S2导通，S1关断时，电流可以依次通过S2和D1流过选通单元102a；当S2关断，S1导通时，电流可以依次通过S1和D2从相反的方向流过选通单元102a，因此能够实现正向或负向的电流通过。
本实现方式中的可控开关具体可以为继电器或其他可控开关器件。
参见图5，该图为本申请实施例提供的又一种选通单元的示意图。
在第三种可能的实现方式中，选通单元102a包括两个支路，每个支路包括串联的二极管和可控开关管。参见图示连接方式，两个支路中二极管和可控开关管的连接方向均相反。
当Q2导通，Q1关断时，电流可以依次通过Q2和D1流过选通单元102a；当Q2关断，Q1导通时，电流可以依次通过Q1和D2从相反的方向流过选通单元102a，因此能够实现正向或负向的电流通过。
下面以双向电源电路的选通单元应用图3所示的实现方式为例进行说明，可以理解的是，当选通单元应用图4和5的实现方式时的工作原理类似，本申请实施例在此不再赘述。
实施例三：
参见图6，该图为本申请实施例提供的一种应用双向电源电路的PID修复装置的示意图。
该PID修复装置的交流取电电路101包括：整流变换单元101b1、高频脉冲产生电路101b2和变压器101b3。
其中，整流变换单元101b1将交流电网的交流电整流为直流电后输送给高频脉冲产生电路101b2。
高频脉冲产生电路101b2能够在控制器103的控制下将整流变换单元 101b1整流的直流电转换为双向脉冲电压输入变压器101b3的原边绕组。
变压器101b3的副边绕组连接双向电源电路102的输入端。具体的，变压器101b3的副边绕组的第一端连接所述双向电源电路102的第一输入端，所述变压器的副边绕组的第二端连接所述双向电源电路102的第二输入端。
进一步的，本申请实施例还包括开关保护电路104，用于接通或断开所述双向电源电路输出端与所述光伏单元的连接，以及防止所述光伏单元的电流反灌至该装置，该开关保护电路可以采用与以上选通单元相同的结构，本申请实施例在此不再赘述。此外，还可以采用一个可控开关管作为开关保护电路，以简化电路。
下面实施例中以开关保护电路104包括串联在一起的两个均带有反并联二极管的可控开关管为例进行说明。
下面说明高频脉冲产生电路101b2的具体实现方式。
本申请实施例中的高频脉冲产生电路101b2具体包括：第三电容Cx、第四电容Cy、第一开关管T1和第二开关管T2。
其中，第三电容Cx和第四电容Cy串联后连接在整流变换单元101b1的输出端。
第一开关管T1和第二开关管T2串联后连接在整流变换单元101b1的输出端，第一开关管T1和第二开关管T2的连接方向相同。
第一开关管T1和第二开关管T2的公共端连接变压器101b3的原边绕组的第一端。
第三电容Cx和第四电容Cy的公共端连接变压器101b3的原边绕组的第二端。
本实施例中高频脉冲产生电路101b2配合变压器101b3在副边产生双向高频脉冲电压。
整流变换单元101b1将交流电变换成直流电送入后级电路后，控制器103 根据光伏系统使用的光伏单元的类型，分别选通对应的选通单元和开关保护电路中的开关管，然后控制器103控制根据实际采样的双极性的PID修复装置的输出电压与目标抬升电压进行反馈控制，调整T1和T2的占空比，从而可按目标抬升电压需求，实现对地正向或者负向偏置电压输出，进而对光伏单元进行PID修复，因此可以灵活地调整目标抬升电压的幅值。此外，输出的PID修复电压为第一电容和第二电容的整流电压之和，以较低的开关器件应力实现双倍的电压输出，进而提升了PID装置的抬升电压范围。
下面首先说明当光伏系统采用P型光伏单元时该双极性的PID修复装置的工作原理。
参见图7，该图为图6对应的双极性的PID修复装置的一种工作模态的示意图。
当光伏单元类型为P型时，控制器103控制第一选通单元102a1中的开关管Q1和第二选通单元102a2中的Q4恒开通，并控制第一选通单元102a1 中的Q2和第二选通单元102a2中的Q3恒关断，然后控制器103根据实际采样的双向PID电源输出电压VAB(点A、B之间的电压)与目标抬升电压进行反馈控制，调整开关管T1和T2的占空比。
当T1开通且T2关断时，变压器101b3原边产生正向脉冲电压，此时第一选通单元102a1中的开关管Q1和二极管D2导通，变压器101b3副边绕组通过开关管Q1和二极管D2为第一电容C1正向充电(以A点电位相对于O 点为正)。
当T1关断且T2开通时，变压器101b3原边产生负向脉冲电压，此时第二选通单元102a2中的开关管Q4和二极管D3导通，变压器101b3副边绕组通过开关管Q4和二极管D3为第二电容C2正向充电(以O点电位相对于A 点为正)。
第一电容C1和第二电容C2叠加后的正向电压通过开关保护电路104施加到逆变器输入PV-(或PV+)对地之间，对P型光伏组件进行正向电压偏置，以实现PID修复。
下面说明当光伏系统采用N型光伏单元时该双极性的PID修复装置的工作原理。
参见图8，该图为图6对应的双极性的PID修复装置的另一种工作模态的示意图。
当光伏单元的类型为N型时，控制器103控制第一选通单元102a1的开关管Q2和第二选通单元102a2中的Q3恒开通，控制第一选通单元102a1的 Q1和第二选通单元102a2中的Q4恒关断。
然后控制器103根据实际采样的双向PID电源输出电压VAB与目标抬升电压进行反馈控制，调整可控开关管T1和T2的占空比。
当T1开通且T2关断时，变压器101b3原边产生正向脉冲电压，此时第二选通单元102a2中的开关管Q3和二极管D4导通，变压器101b2的副边绕组通过开关管Q3和二极管D4为第二电容C2反向充电。
当T1关断且T2开通时，变压器101b3原边产生负向脉冲电压，此时第一选通单元102a2中的开关管Q2和二极管D1导通，变压器102b2的副边绕组通过开关管Q2和二极管D1为第一电容C1反向充电。
第一电容C1和第二电容C2叠加后的负向电压，通过开关保护电路104 施加到逆变器输入PV-(或PV+)对地之间，对N型光伏组件进行负向电压偏置，以实现PID修复。
综上所述，利用本申请实施例提供的双极性的PID修复装置，能够根据光伏系统使用的光伏单元的类型，经由控制器对双向电源电路中的可控开关管的控制，调节第一电容和第二电容上的电压叠加后的方向，实现输出对地抬升电压的切换，即实现输出对地正向抬升电压或输出对地负向抬升电压，因此能够对P型光伏单元和N型光伏单元进行PID修复，提升了对光伏系统的兼容性。
此外，还可以通过调整高频脉冲产生电路的可控开关管的驱动信号的占空比，灵活调整输出的对地抬升电压的电压幅值，因此能够更加准确的对光伏单元进行PID修复。该双向电源电路的输出电压为第一电容和第二电容的电压之和，因此能够以较低的开关器件应力实现双倍电压输出，大大提升了 PID装置的抬升电压范围，进而提升了对光伏系统的兼容性。
进一步的，下面结合附图说明另一种双极性的PID修复装置的实现方式。
参见图9，该图为本申请实施例提供的另一种应用双向电源电路的PID修复装置的示意图。
本申请实施例提供的双极性的PID修复装置与图6所示装置的区别在于，本申请实施例的装置的高频脉冲产生电路101b2包括：两个并联的桥臂。即高频脉冲产生电路101b2为全桥电路。
每个桥臂包括串联的上半桥臂和下半桥臂，每个半桥臂均包括一个带有反并联二极管的可控开关管。控制器103可以通过调整半桥臂上的可控开关管T1-T4的驱动信号的占空比，进而灵活调整抬升电压幅值。
关于双向电源电路的具体工作原理可以参见以上对于图6的说明，本申请实施例在此不再赘述。
继续一并参见图6和图8，其变压器101b3均位于交流取电电路为例。在另一种可能的实现方式中，变压器101b3也可以位于双向电源电路，下面结合附图具体说明。
参见图10，该图为本申请实施例提供的另一种双向电源电路的示意图。
此时，该双向电源电路102还包括变压器101b3。
变压器101b3的副边绕组的第一端连接双向电源电路102的第一输入端，所述变压器101b3的副边绕组的第二端连接双向电源电路102的第二输入端。
变压器101b3的原边绕组用于连接高频脉冲产生电路，所述高频脉冲产生电路用于向变压器101b3的原边绕组输入双向脉冲电压。
实施例四：
基于以上实施例提供的双向电源电路和交流取电电路，本申请实施例还提供了一种光伏系统，下面结合附图具体说明。
参见图11，该图为本申请实施例提供的一种光伏系统的示意图。
本申请实施例提供的光伏系统900包括：光伏单元10、逆变器11和PID 修复装置100。
PID修复装置100具体包括双向电源电路102和交流取电电路101。
光伏单元10的正极连接逆变器11的正输入端，光伏单元10的负极连接逆变器11的负输入端。
双向电源电路的输出端的第一端作为所述双极型的PID修复装置100的输出端的第一端，所述双向电源电路的输出端的第二端作为所述双极型的PID 修复装置100的输出端的第二端。
图中以逆变器11的输入端连接一个光伏单元10为例，但实际应用中也可以连接多个光伏单元10以提升发电量，多个光伏单元10可以形成光伏阵列，本申请实施例中的单个光伏单元10可以包括一个光伏组件，还可以由多个光伏组件串并联形成，例如多个光伏组件先串联在一起形成光伏组串，多个光伏组串再并联在一起形成光伏单元。本申请实施例中不具体限定光伏组件的具体数量，本领域技术人员可以根据实际的电压配置需要来设置。
该光伏系统700中应用的光伏单元可以分为P型光伏单元或N型光伏单元，本申请实施例对此不作具体限定。当修复PID效应时，两种类型的光伏单元所需的对地电位抬升的方向不同，P型光伏单元需要对地正向的电压抬升， N型光伏单元需要对地负向的电压抬升。
双极型的PID修复装置100的输出端用于连接光伏单元10的正极或负极。本申请实施例中的双极型的PID修复装置100可以采用以上装置实施例所述的任意一种实现方式，本申请实施例在此不再赘述。
综上所述，本申请实施例提供的光伏系统包括了双极性的PID修复装置，其交流取电电路从交流电网取电，将获取的交流电进行变换后输送给双向电源电路。双向电源电路在控制器的控制下将交流取电电路输送的交流电整流为正向或负向直流电。控制器当光伏单元需要对地正向抬升电压时，即光伏系统采用P型光伏单元时，控制第一电容和第二电容上的电压叠加后产生正向电压，以使双向电源电路输出正电压，实现对P型光伏单元的PID修复。控制器当光伏单元需要对地负向抬升电压时，即光伏系统采用N型光伏单元时，控制第一电容和第二电容上的电压叠加后产生负向电压，以使双向电源电路输出负电压，实现对N型光伏单元的PID修复。因此该修复装置能够对抬升电压进行灵活切换以满足不同类型光伏单元的需求，即能够实现对P型光伏单元和N型光伏单元的PID修复。
该双向电源电路的输出电压为第一电容和第二电容的电压之和，因此能够以较低的开关器件应力实现双倍电压输出，大大提升了PID装置的抬升电压范围，进而提升了对光伏系统的兼容性。
而当该修复装置采用以上装置实施例二中所述实现方式时，其控制器还可以通过调整高频脉冲产生电路的可控开关管的驱动信号的占空比，灵活调整输出的对地抬升电压的电压幅值，因此能够更加准确的对光伏单元进行PID 修复。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种双向电源电路，其特征在于，包括：第一选通单元、第二选通单元、常通支路、第一电容、第二电容和控制器；
所述第一选通单元的第一端连接所述第二选通单元的第一端，所述第一选通单元的第一端为所述双向电源电路的第一输入端，所述第一选通单元的第二端为所述双向电源电路的输出端的第一端；
所述第二选通单元的第二端为所述双向电源电路的输出端的第二端；
所述第一电容和第二电容串联后再并联在所述双向电源电路的输出端的第一端和第二端之间；
所述常通支路的第一端为所述双向电源电路的第二输入端，所述常通支路的第二端连接在所述第一电容和第二电容之间；
所述第一选通单元和第二选通单元用于使正向或负向的电流通过；
所述控制器，用于通过控制所述第一选通单元和第二选通单元的通断状态，将通过所述第一输入端和第二输入端输入的交流电整流为直流电，并使所述第一电容和所述第二电容上的电压叠加后产生正向电压或负向电压。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一选通单元和所述第二选通单元均包括：逆向串联在一起的两个均带有反并联二极管的可控开关管。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一选通单元和所述第二选通单元均包括：两个支路；
每个支路包括串联的二极管和可控开关管；
所述两个支路分别用于通过正向和负向的电流。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：开关保护电路和限流电阻；
所述开关保护电路连接在所述双向电源电路的输出端的第一端；
所述开关保护电路，用于接通或断开所述双向电源电路输出端与外部负载的连接，以及防止所述外部负载的电流反灌至所述双向电源电路；
所述限流电阻连接在所述双向电源电路第二端与大地之间。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述开关保护电路包括：串联在一起的两个均带有反并联二极管的可控开关管；
或，
所述开关保护电路包括：
一个可控开关管。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：变压器；
所述变压器的副边绕组的第一端连接所述双向电源电路的第一输入端，所述变压器的副边绕组的第二端连接所述双向电源电路的第二输入端；
所述变压器的原边绕组用于连接高频脉冲产生电路，所述高频脉冲产生电路用于向所述变压器的原边绕组输入双向脉冲电压。
7.一种PID修复装置，其特征在于，所述装置包括权利要求1-5中任意一项所述的双向电源电路，还包括：交流取电电路；
所述交流取电电路的输入端连接交流电网，所述交流取电电路的输出端连接所述双向电源电路的输入端；
所述交流取电电路，用于从所述交流电网取电，将取的交流电输送给所述双向电源电路；
所述双向电源电路的输出端的第一端连接光伏单元的负极或正极，所述双向电源电路的输出端的第二端接地。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述交流取电电路包括：整流变换单元、高频脉冲产生电路和变压器；
所述整流变换单元，用于将所述交流电网的交流电整流为直流电；
所述高频脉冲产生电路，用于在所述控制器的控制下将所述整流变换单元整流的直流电转换为双向脉冲电压输入所述变压器的原边绕组；
所述变压器的副边绕组的第一端连接所述双向整流电路的第一输入端，所述变压器的副边绕组的第二端连接所述双向整流电路的第二输入端。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述高频脉冲产生电路包括：第三电容、第四电容、第一开关管和第二开关管；
所述第三电容和第四电容串联后连接在所述整流变换单元的输出端；
所述第一开关管和第二开关管串联后连接在所述整流变换单元的输出端；
所述第一开关管和第二开关管的公共端连接所述变压器的原边绕组的第一端；
所述第三电容和第四电容的公共端连接所述变压器的原边绕组的第二端。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述高频脉冲产生电路包括：两个并联的桥臂；
所述每个桥臂包括以下两个串联的半桥臂：上半桥臂和下半桥臂；
每个所述半桥臂均包括一个带有反并联二极管的可控开关管。
11.一种光伏系统，其特征在于，包括：光伏单元、逆变器，还包括：权利要求7-10中任一项所述的双极型的PID修复装置；
所述光伏单元的正极连接所述逆变器的正输入端，所述光伏单元的负极连接所述逆变器的负输入端；
所述双向电源电路的输出端的第一端作为所述双极型的PID修复装置的输出端的第一端，所述双向电源电路的输出端的第二端作为所述双极型的PID修复装置的输出端的第二端；
所述双极型的PID修复装置的输出端的第一端连接所述光伏单元的正极或负极，所述双极型的PID修复装置的输出端的第二端接地。
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