CN114744593A - 一种光伏系统及接地故障检测方法 - Google Patents

一种光伏系统及接地故障检测方法 Download PDF

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CN114744593A CN202210421761.9A CN202210421761A CN114744593A CN 114744593 A CN114744593 A CN 114744593A CN 202210421761 A CN202210421761 A CN 202210421761A CN 114744593 A CN114744593 A CN 114744593A
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Abstract

本申请公开了一种光伏系统，包括：接地电路的第一端连接DCDC电路的负输出端，接地电路第二端连接DCDC电路的正输出端，接地电路的第三端接地；接地电路第二端与第三端之间连接直流源；控制器在满足至少一种条件，控制接地电路的第二端与第三端断开，控制接地电路的第一端与第三端导通；至少一种条件包括：N线对地电压的变化大于第一预设阈值、光伏组串的正极对地电压的变化大于第二预设阈值、BUS+对地电压的变化大于第三预设阈值或BUS‑对地电压的变化大于第四预设阈值；在判断光伏组串的正极对地发生故障或BUS+对地发生故障，控制光伏组串断开，定位发生故障，及时切除故障，避免子阵停机，避免发电量损失太大。

Description

一种光伏系统及接地故障检测方法
技术领域
本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏系统及接地故障检测方法。
背景技术
目前，光伏系统中为了降低功率变换器中各个开关器件的电压应力，出现了双极性光伏系统，例如对于±1500V的光伏系统，母线电压为3000V，系统电压按照母线电压的一半来设计。由于系统电压按母线电压的一半设计，进而在安规要求上，需要保证系统电压不超过半母线电压(如果按±1500V举例，则系统电压不超过1500V)。
目前，光伏发电时，一个子阵存在多个光伏系统，多个光伏系统的N线连接在一起，即共电位。当其中一个光伏系统或多个光伏系统中的光伏组串出现对地短路时，则一个子阵中N线的电位均会出现问题，因此，无法定位发生短路故障的PV组串导致的N线对地电位发生变化。
为了保证子阵的安全运行，现有技术中会将整个子阵的全部光伏系统均宕机，这样对发电量的损失巨大。
发明内容
本申请提供了一种光伏系统及接地故障检测方法，能够准确定位发生短路故障的光伏系统，及时切除故障，避免整个子阵停机，从而避免发电量损失太大。
本申请提供一种光伏系统，包括：DCDC电路接地电路和控制器；
所述DCDC电路的正输入端和负输入端分别用于连接光伏组串的正极和负极；所述DCDC电路的正输出端接正母线BUS+；
所述接地电路的第一端连接所述DCDC电路的负输出端，所述接地电路的第二端连接所述DCDC电路的正输出端，所述接地电路的第三端接地；所述接地电路的第二端与第三端之间连接直流源；
所述控制器，用于在满足至少一种电压条件时，控制所述接地电路的第二端与第三端断开，控制所述接地电路的第一端与第三端导通；所述至少一种电压条件包括：所述N线对地电压的变化大于第一预设阈值、所述光伏组串的正极对地电压的变化大于第二预设阈值、所述BUS+对地电压的变化大于第三预设阈值或所述BUS-对地电压的变化大于第四预设阈值；还用于在通过所述光伏组串的电压判断所述光伏组串的正极对地发生故障或所述BUS+对地发生故障时，控制所述光伏组串断开。
优选地，所述接地电路包括：第一开关和第二开关；
所述接地电路的第一端和第三端之间连接串联的所述阻抗和所述第一开关；
所述接地电路的第二端和第三端之间连接串联的所述直流源和所述第二开关；
所述控制器，具体用于控制所述第一开关导通，以使所述接地电路的第一端与第三端导通；控制所述第二开关断开，以使所述接地电路的第二端与第三端断开。
优选地，所述控制器用于通过所述光伏组串的电压判断所述光伏组串的正极对地发生故障，具体为：
所述光伏组串的正极对地电压与负极对地电压的比值小于预设比值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的正极对地电压小于第一电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的负极对地电压大于第二电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的电压小于第三电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障，所述光伏组串的电压为正极对地电压与负极对地电压之间的差。
优选地，所述接地电路还包括：阻抗；
所述接地电路的第一端与第三端之间连接所述阻抗。
优选地，所述接地电路还包括：第一电容；
所述第一电容并联在所述直流源的两端。
优选地，所述接地电路还包括：限流电阻；
所述限流电阻、所述直流电源和所述第二开关串联。
优选地，还包括：第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管的阳极连接所述接地单元的第二端，所述第一二极管的阴极连接所述第一DCDC电路的正输入端；
所述第二二极管的阳极连接所述接地单元的第二端，所述第二二极管的阴极连接所述第一DCDC电路的负输出端。
优选地，所述DCDC电路包括：第一DCDC电路和第二DCDC电路；
所述第一DCDC电路的正输入端和负输入端分别用于连接光伏组串的正极和负极；所述第一DCDC电路的正输出端接正母线BUS+；
所述接地电路的第一端连接所述第一DCDC电路的负输出端，所述接地电路的第二端连接所述第一DCDC电路的正输出端；
所述第二DCDC电路的正输入端和负输入端分别连接所述第一DCDC电路的负输出端和正输出端；所述第二DCDC电路的正输出端接N线，所述第二DCDC电路的正输出端接负母线BUS-。
优选地，还包括：第一DCAC电路和第二DCAC电路；
所述第一DCAC电路的正输入端连接所述BUS+，所述第一DCAC电路的负输入端连接所述N线；
所述第二DCAC电路的正输入端连接所述N线，所述第二DCAC电路的负输入端连接所述BUS-。
本申请提供一种光伏系统的接地故障检测方法，光伏系统包括：第一DCDC电路、第二DCDC电路、接地电路和控制器；所述第一DCDC电路的正输入端和负输入端分别用于连接光伏组串的正极和负极；所述第一DCDC电路的正输出端接正母线BUS+；所述第二DCDC电路的正输入端和负输入端分别连接所述第一DCDC电路的负输出端和正输出端；所述第二DCDC电路的正输出端接N线，所述第二DCDC电路的正输出端接负母线BUS-；所述接地电路的第一端连接所述第一DCDC电路的负输出端，所述接地电路的第二端连接所述第一DCDC电路的正输出端，所述接地电路的第三端接地；所述接地电路的第二端与第三端之间连接直流源；
该方法包括：
在满足至少一种电压条件时，控制所述接地电路的第二端与第三端断开，控制所述接地电路的第一端与第三端导通；所述至少一种电压条件包括：所述N线对地电压的变化大于第一预设阈值、所述光伏组串的正极对地电压的变化大于第二预设阈值、所述BUS+对地电压的变化大于第三预设阈值或所述BUS-对地电压的变化大于第四预设阈值；
在通过所述光伏组串的电压判断所述光伏组串的正极对地发生故障或所述BUS+对地发生故障时，控制所述光伏组串断开。
优选地，所述通过所述光伏组串的电压判断所述光伏组串的正极对地发生故障，具体包括：
所述光伏组串的正极对地电压与负极对地电压的比值小于预设比值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的正极对地电压小于第一电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的负极对地电压大于第二电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的电压小于第三电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障，所述光伏组串的电压为正极对地电压与负极对地电压之间的差。
从以上技术方案可以看出，本申请至少具有以下优点：
本申请实施例提供的光伏系统，增加了接地电路，该接地电路既连接在光伏组串的PV+与地之间，又连接在光伏组串的PV-与地之间。正常情况下，PV+通过接地电路中的直流源接地，PV-通过接地电路与地断开。首先，通过电压是否突变判断PV+是否发生了接地故障，如果PV+发生了接地故障，则将PV+与接地电路中的直流源断开，PV-通过接地电路中的阻抗接地，相当于PV+和PV-之间连接有阻抗，从而检测光伏组串的电压来定位发生接地故障的光伏组串，将发生故障的光伏组串与光伏系统断开，从而使正常的光伏组串继续工作，这样可以不必子阵的所有光伏系统均停机，减少发电量的损失，同时也减小光伏电站出力的较大波动。
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本申请实施例提供的一种光伏系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种光伏系统的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种接地电路的示意图；
图4为本申请实施例提供的光伏系统包括图3所示的接地电路的示意图；
图5为本申请实施例提供的PV+发生接地故障时的等效图；
图6为本申请实施例提供的另一种接地电路的示意图；
图7为本申请实施例提供的光伏系统包括图6所示的接地电路的示意图；
图8为本申请实施例提供的再一种光伏系统的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种光伏系统的接地故障检测方法的流程图。
具体实施方式
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、完整地描述，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”、“第二”、“第三”和“第四”等词仅是为了方便说明，并不构成对本申请的限定。
本申请实施例提供的光伏系统可以为双极性光伏系统，也可以为单极性光伏系统，本申请不做具体限定，而且可以为组串式，也可以为集中式，下面先以双极性光伏系统为例进行介绍。
参见图1，该图为本申请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包括正母线BUS+、N线和BUS-，其中BUS+对N线之间的电压与BUS-对N线之间的电压在正常情况下相等。例如，BUS+的电压为1500V，BUS-的电压为-1500V，N线的电压为0V。
本申请提供的光伏系统包括：第一DCDC电路10、第二DCDC电路20、第一DCAC电路30和第二DCAC电路40；
第一DCDC电路10的正输入端和负输入端分别用于连接光伏组串的正极PV+和负极PV-；第一DCDC电路10的正输出端接正母线BUS+；
第二DCDC电路20的正输入端和负输入端分别连接第一DCDC电路10的负输出端和正输出端；第二DCDC电路20的正输出端接N线，第二DCDC电路20的正输出端接负母线BUS-；
第一DCAC电路30的正输入端连接BUS+，第一DCAC电路30的负输入端连接N线；
第二DCAC电路40的正输入端连接N线，第二DCAC电路40的负输入端连接BUS-。
在光伏电站中，一个光伏子阵包括很多个如图1所示的光伏系统，例如一个子阵可能包括十几个光伏系统，但是这十几个光伏系统的N线是连接在一起的，即共电位的，例如N线与地同电位，因此，如果一个光伏系统发生故障，则该光伏系统的N线的电位将发生变化，由于同一个子阵中的所有光伏系统的N线均连接在一起，因此，该子阵中的所有光伏系统的N线电位均发生变化，无法定位发生故障的光伏系统，因此，需要将整个子阵中的所有光伏系统均停机，这样将造成电量的较大浪费。
本申请实施例提供的光伏系统可以解决以上的技术问题，在光伏系统发生故障时，可以定位发生故障的光伏组串，从而切除发生故障的光伏组串，子阵中其余正常的光伏系统可以继续正常运行，从而不过大损失电量，使电能得以充分利用。
参见图2，该图为本申请实施例提供的另一种光伏系统的示意图。
本实施例提供的光伏系统，包括：第一DCDC电路10、第二DCDC电路20、接地电路50和控制器(图中未示出)；
第一DCDC电路10的正输入端和负输入端分别用于连接光伏组串的正极PV+和负极PV-；第一DCDC电路10的正输出端接正母线BUS+；
第二DCDC电路20的正输入端和负输入端分别连接第一DCDC电路10的负输出端和正输出端；第二DCDC电路20的正输出端接N线，第二DCDC电路20的正输出端接负母线BUS-；
接地电路50的第一端连接第一DCDC电路10的负输出端，接地电路50的第二端连接第一DCDC电路10的正输出端，接地电路50的第三端接地；接地电路50的第二端与第三端之间连接直流源；
控制器，用于在满足至少一种电压条件时，控制接地电路50的第二端与第三端断开，控制接地电路50的第一端与第三端导通；至少一种电压条件包括：N线对地电压的变化大于第一预设阈值、光伏组串的正极对地电压的变化大于第二预设阈值、BUS+对地电压的变化大于第三预设阈值或BUS-对地电压的变化大于第四预设阈值；还用于在通过光伏组串的电压判断光伏组串的正极对地发生故障或BUS+对地发生故障时，控制光伏组串断开。
应该理解，当BUS+对地发生故障时会引起PV+对地发生故障。
由于本申请实施例提供的技术方案应用于PV+出现接地故障，即PV+的电位为0，但是由于PV+与PV-为光伏组串的两个输出端，因此，对于光伏组串来说PV+和PV-之间的电压差不会发生变化，当PV+为0时，PV-的电压会更低，例如正常时，PV+和PV-之间的电压差为1000V，则当PV+为0V时，PV-为负1000V，而由于光伏系统中很多电压之间的关系，PV+接地时，BUS+对地电压、BUS-对地电压都会发生变化，因此，以上提及的至少一种电压条件包括多种电压判断方式，均是为了判断PV+是否发生了对地故障。当PV+对地发生故障时，N线对地电压、PV+对地电压、PV-对地电压、BUS+对地电压、BUS-对地电压均会发生突变。
本申请实施例提供的技术方案，在确定PV+发生对地故障时，控制接地电路50的第二端与第三端断开，控制接地电路50的第一端与第三端导通；即将阻抗接入PV+和PV-之间，断开直流源与PV+的连接，这样控制接地电路50的目的是为了对具体故障进行定位，判断哪一路光伏组串发生了对地故障。
下面结合图3和图4介绍一种接地电路的具体实现方式。
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种接地电路的示意图。
参见图4，该图为本申请实施例提供的光伏系统包括图3所示的接地电路的示意图。
具体可以参见图3，一种可能的实现方式，接地单元50的第一端与第三端之间可以连接有阻抗R1，本实施例以阻抗包括电阻R1为例进行介绍，应该理解，阻抗也可以包括电容，也可以包括电感，即阻抗可以为电阻、电容和电感中的至少一种，即可以包括单一一种阻抗，也可以包括多种阻抗的组合，不具体限定串并联的组合形式。
接地电路50包括：第一开关S1和第二开关S2；
接地电路的第一端和第三端之间连接串联的所述阻抗和所述第一开关S1；
接地电路的第二端和第三端之间连接串联的所述直流源DC和所述第二开关S2；
控制器，具体用于控制所述第一开关S1导通，以使接地电路50的第一端与第三端导通；控制所述第二开关S2断开，以使接地电路50的第二端与第三端断开。
应该理解，直流源DC的作用是为了实现光伏组串的电势诱导衰减(PID，PotentialInduced Degradation)调节，控制器可以根据需要控制直流源DC输出电压。
本申请实施例提供的光伏系统，增加了接地电路，该接地电路既连接在光伏组串的PV+与地之间，又连接在光伏组串的PV-与地之间。正常情况下，PV+通过接地电路中的直流源接地，PV-通过接地电路与地断开。首先，通过电压是否突变判断PV+是否发生了接地故障，如果PV+发生了接地故障，则将PV+与接地电路中的直流源断开，PV-通过接地电路中的阻抗接地，相当于PV+和PV-之间连接有阻抗，从而检测光伏组串的电压来定位发生接地故障的光伏组串，将发生故障的光伏组串与光伏系统断开，从而使正常的光伏组串继续工作，这样可以不必子阵的所有光伏系统均停机，减少发电量的损失，同时也减小光伏电站出力的较大波动。
下面结合图5所示的PV+发生接地故障时的等效图来分析工作原理。
参见图5，该图为本申请实施例提供的PV+发生接地故障时的等效图。
当PV+发生接地故障时，相当于PV+直接接地，又由于PV+和PV-之间连接有电阻R1，因此，PV+和PV-之间的电压取决于R1上的电压，因此通过判断光伏组串的电压即可判断光伏组串是否出现接地故障。应该理解，该方案是判断子阵中每个光伏系统的光伏组串的电压，从而定位发生故障的光伏组串，将该光伏组串进行切除，其他正常的光伏组串可以继续运行。
需要说明的是，如果发生故障的光伏组串的输入端没有可控开关，则可以将图1所示的光伏系统进行停机，以免影响子阵中其他的光伏系统。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的光伏系统，还包括：第一二极管D1和第二二极管D2；
第一二极管D1的阳极连接接地单元的第二端，第一二极管D1的阴极连接所述第一DCDC电路10的正输入端；
第二二极管D2的阳极连接接地单元的第二端，第二二极管D2的阴极连接所述第一DCDC电路10的负输出端。
如图3所示，如果忽略D1和D2，PV-通过串联的第一开关S1和阻抗R1接地，PV+通过串联的第二开关S2和直流源DC接地。
其中，第一二极管D1和第二二极管D2的作用是为了防止电流反向流动，即起到反向截止的作用。
以上介绍了判断PV+是否发生对地故障的多种判断方式，下面介绍定位光伏组串发生接地故障的多种实现方式。
第一种，控制器用于通过光伏组串的电压判断光伏组串的正极对地发生故障，具体为：
光伏组串的正极对地电压与负极对地电压的比值小于预设比值时，判断光伏组串的正极对地发生故障。
当光伏组串正常时，PV+对地电压与PV-对地电压应该是相等的，或者差别不大，即两者的绝对值的比值接近于1，但是，当PV+对地故障时，PV+对地电压为0或者很小，PV-对地电压较大，因此，两者的比值变小，应该理解此处的比值是指电压的绝对值的比值，而且是PV+对地电压的绝对值比上PV-对地电压的绝对值。
第二种，控制器，用于通过光伏组串的电压判断光伏组串的正极对地发生故障，具体为：
光伏组串的正极对地电压小于第一电压阈值时，判断光伏组串的正极对地发生故障。
当PV+对地故障时，PV+对地电压为0或者很小。
第三种，通过光伏组串的电压判断光伏组串的正极对地发生故障，具体包括：
光伏组串的负极对地电压大于第二电压阈值时，判断光伏组串的正极对地发生故障。
此处，PV-对地电压是指电压的绝对值。
还有另外一种判断光伏组串的正极对地发生故障的方式，即光伏组串的电压小于第三电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障，光伏组串的电压为正极对地电压与负极对地电压之间的差。根据光伏电池板的IV特性可知，当PV+发生对地短路时，光伏组串的对外呈现的电压将下降。例如之前光伏组串的电压为1000V，当PV+对地短路时，光伏组串的电压可能下降到500V。
本申请实施例提供的光伏系统，还包括：第一DCAC电路30和第二DCAC电路40；
第一DCAC电路30的正输入端连接BUS+，第一DCAC电路30的负输入端连接N线；
第二DCAC电路40的正输入端连接N线，第二DCAC电路40的负输入端连接所述BUS-。
参见图6，该图为本申请实施例提供的另一种接地电路的示意图。
参见图7，该图为本申请实施例提供的光伏系统包括图6所示的接地电路的示意图。
接地电路还包括：第一电容C1；
所述第一电容C1并联在所述直流源DC的两端。
第一电容C1的作用为稳压，即稳定直流源DC两端的电压。
应该理解，第一电容C1可以集成在直流源DC的内部，也可以独立于直流源DC来设置。
接地电路还包括：限流电阻R2；
限流电阻R2、直流电源DC和第二开关S2串联。
以上实施例介绍的光伏系统是以光伏系统包括两个DCDC电路形成双极性光伏系统为例进行介绍，下面以光伏系统中的逆变器为组串式逆变器为例进行介绍，应该理解，以上实施例提供的接地电路同样适用于组串式系统中。
参见图8，该图为本申请实施例提供的再一种光伏系统的示意图。
本实施例提供的光伏系统，包括：DCDC电路10、接地电路50和控制器(图中未示出)；还包括DCAC电路30。
DCDC电路10的正输入端和负输入端分别用于连接光伏组串的正极PV+和负极PV-；DCDC电路10的正输出端接正母线BUS+；
接地电路50的第一端连接DCDC电路10的负输出端，接地电路50的第二端连接DCDC电路10的正输出端，接地电路50的第三端接地；接地电路50的第一端与第三端之间连接阻抗，接地电路50的第二端与第三端之间连接直流源；
控制器，用于在满足至少一种电压条件时，控制接地电路50的第二端与第三端断开，控制接地电路50的第一端与第三端导通；至少一种电压条件包括：N线对地电压的变化大于第一预设阈值、光伏组串的正极PV+对地电压的变化大于第二预设阈值、BUS+对地电压的变化大于第三预设阈值或BUS-对地电压的变化大于第四预设阈值；还用于在通过光伏组串的电压判断光伏组串的正极PV+对地发生故障时，控制光伏组串断开。
由于PV-与N线连接在一起，因此，N线对地电压等于PV-对地电压。
以上实施例介绍的工作原理和优点均适用于图8所示的实施例，在此不再赘述。
应该理解，以上实施例中的第一DCDC电路图中均示意了一个DCDC电路，实际产品中，可能包括多个第一DCDC电路并联在一起，并且每个DCDC电路的输入端连接多个光伏组串，即PV。图中仅是示意了一个DCDC电路的输入端连接了一个光伏组串。另外，在实际产品中，在光伏组串和第一DCDC电路之间可以设有开关，即当需要断开光伏组串与第一DCDC电路的输入端的连接关系时，可以断开该开关。实际产品中，可能多个光伏组串共用一个开关，例如两个光伏组串对应一个第一DCDC电路，多个第一DCDC电路共用一个输入端的开关等。在需要断开发生故障的光伏组串时，可以直接断开开关，但是由于该开关控制多路光伏组串，因此，会一并断开该开关对应的所有路光伏组串。另外，还有一种可能的实现方式，断开DCDC电路与DCAC电路之间的连接关系，进而切断故障的光伏组串与DCAC电路的连接。
方法实施例
基于以上实施例提供的一种光伏系统，本申请实施例还提供一种光伏系统的接地故障检测方法，下面结合附图对其工作原理进行详细介绍。
参见图9，该图为本申请实施例提供的一种光伏系统的接地故障检测方法的流程图。
本实施例提供的光伏系统的接地故障检测方法，光伏系统包括：第一DCDC电路、第二DCDC电路、接地电路和控制器；所述第一DCDC电路的正输入端和负输入端分别用于连接光伏组串的正极和负极；所述第一DCDC电路的正输出端接正母线BUS+；所述第二DCDC电路的正输入端和负输入端分别连接所述第一DCDC电路的负输出端和正输出端；所述第二DCDC电路的正输出端接N线，所述第二DCDC电路的正输出端接负母线BUS-；所述接地电路的第一端连接所述第一DCDC电路的负输出端，所述接地电路的第二端连接所述第一DCDC电路的正输出端，所述接地电路的第三端接地；所述接地电路的第二端与第三端之间连接直流源；
该方法包括：
S901：在满足至少一种电压条件时，控制所述接地电路的第二端与第三端断开，控制所述接地电路的第一端与第三端导通；所述至少一种电压条件包括：所述N线对地电压的变化大于第一预设阈值、所述光伏组串的正极对地电压的变化大于第二预设阈值、所述BUS+对地电压的变化大于第三预设阈值或所述BUS-对地电压的变化大于第四预设阈值；S902：在通过所述光伏组串的电压判断所述光伏组串的正极对地发生故障或BUS+对地发生故障时，控制所述光伏组串断开。
需要说明的是，以上对于光伏组串的正极对地发生故障的判断逻辑与BUS+对地发生故障的判断逻辑相同，在此不再赘述。
本申请实施例提供的方法应用于光伏系统，光伏系统增加接地电路，该接地电路既连接在光伏组串的PV+与地之间，又连接在光伏组串的PV-与地之间。正常情况下，PV+通过接地电路中的直流源接地，PV-通过接地电路与地断开。首先，通过电压是否突变判断PV+是否发生了接地故障，如果PV+发生了接地故障，则将PV+与接地电路中的直流源断开，PV-通过接地电路中的阻抗接地，相当于PV+和PV-之间连接有阻抗，从而检测光伏组串的电压来定位发生接地故障的光伏组串，将发生故障的光伏组串与光伏系统断开，从而使正常的光伏组串继续工作，这样可以不必子阵的所有光伏系统均停机，减少发电量的损失，同时也减小光伏电站出力的较大波动。
以上介绍了判断PV+是否发生对地故障的多种判断方式，下面介绍定位光伏组串发生接地故障的多种实现方式。
第一种，控制器用于通过光伏组串的电压判断光伏组串的正极对地发生故障，具体为：
光伏组串的正极对地电压与负极对地电压的比值小于预设比值时，判断光伏组串的正极对地发生故障。
当光伏组串正常时，PV+对地电压与PV-对地电压应该是相等的，或者差别不大，即两者的绝对值的比值接近于1，但是，当PV+对地故障时，PV+对地电压为0或者很小，PV-对地电压较大，因此，两者的比值变小，应该理解此处的比值是指电压的绝对值的比值，而且是PV+对地电压的绝对值比上PV-对地电压的绝对值。
第二种，控制器，用于通过光伏组串的电压判断光伏组串的正极对地发生故障，具体为：
光伏组串的正极对地电压小于第一电压阈值时，判断光伏组串的正极对地发生故障。
当PV+对地故障时，PV+对地电压为0或者很小。
第三种，通过光伏组串的电压判断光伏组串的正极对地发生故障，具体包括：
光伏组串的负极对地电压大于第二电压阈值时，判断光伏组串的正极对地发生故障。
此处，PV-对地电压是指电压的绝对值。
第四种，当光伏组串的电压小于第三电压阈值时，判断光伏组串的正极对地发生故障。应该理解，光伏组串的电压满足光伏电池板的IV特性，当PV+对地短路时，光伏组串对外呈现的电压将下降。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种光伏系统，其特征在于，包括：DCDC电路接地电路和控制器；
所述DCDC电路的正输入端和负输入端分别用于连接光伏组串的正极和负极；所述DCDC电路的正输出端接正母线BUS+；
所述接地电路的第一端连接所述DCDC电路的负输出端，所述接地电路的第二端连接所述DCDC电路的正输出端，所述接地电路的第三端接地；所述接地电路的第二端与第三端之间连接直流源；
所述控制器，用于在满足至少一种电压条件时，控制所述接地电路的第二端与第三端断开，控制所述接地电路的第一端与第三端导通；所述至少一种电压条件包括：所述N线对地电压的变化大于第一预设阈值、所述光伏组串的正极对地电压的变化大于第二预设阈值、所述BUS+对地电压的变化大于第三预设阈值或所述BUS-对地电压的变化大于第四预设阈值；还用于在通过所述光伏组串的电压判断所述光伏组串的正极对地发生故障或所述BUS+对地发生故障时，控制所述光伏组串断开。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接地电路包括：第一开关和第二开关；
所述接地电路的第一端和第三端之间连接串联的所述阻抗和所述第一开关；
所述接地电路的第二端和第三端之间连接串联的所述直流源和所述第二开关；
所述控制器，具体用于控制所述第一开关导通，以使所述接地电路的第一端与第三端导通；控制所述第二开关断开，以使所述接地电路的第二端与第三端断开。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述控制器用于通过所述光伏组串的电压判断所述光伏组串的正极对地发生故障，具体为：
所述光伏组串的正极对地电压与负极对地电压的比值小于预设比值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的正极对地电压小于第一电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的负极对地电压大于第二电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的电压小于第三电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障，所述光伏组串的电压为正极对地电压与负极对地电压之间的差。
4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述接地电路还包括：阻抗；
所述接地电路的第一端与第三端之间连接所述阻抗。
5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述接地电路还包括：第一电容；
所述第一电容并联在所述直流源的两端。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述接地电路还包括：限流电阻；
所述限流电阻、所述直流电源和所述第二开关串联。
7.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，还包括：第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管的阳极连接所述接地单元的第二端，所述第一二极管的阴极连接所述第一DCDC电路的正输入端；
所述第二二极管的阳极连接所述接地单元的第二端，所述第二二极管的阴极连接所述第一DCDC电路的负输出端。
8.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述DCDC电路包括：第一DCDC电路和第二DCDC电路；
所述第一DCDC电路的正输入端和负输入端分别用于连接光伏组串的正极和负极；所述第一DCDC电路的正输出端接正母线BUS+；
所述接地电路的第一端连接所述第一DCDC电路的负输出端，所述接地电路的第二端连接所述第一DCDC电路的正输出端；
所述第二DCDC电路的正输入端和负输入端分别连接所述第一DCDC电路的负输出端和正输出端；所述第二DCDC电路的正输出端接N线，所述第二DCDC电路的正输出端接负母线BUS-。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：第一DCAC电路和第二DCAC电路；
所述第一DCAC电路的正输入端连接所述BUS+，所述第一DCAC电路的负输入端连接所述N线；
所述第二DCAC电路的正输入端连接所述N线，所述第二DCAC电路的负输入端连接所述BUS-。
10.一种光伏系统的接地故障检测方法，其特征在于，所述光伏系统包括：第一DCDC电路、第二DCDC电路、接地电路和控制器；所述第一DCDC电路的正输入端和负输入端分别用于连接光伏组串的正极和负极；所述第一DCDC电路的正输出端接正母线BUS+；所述第二DCDC电路的正输入端和负输入端分别连接所述第一DCDC电路的负输出端和正输出端；所述第二DCDC电路的正输出端接N线，所述第二DCDC电路的正输出端接负母线BUS-；所述接地电路的第一端连接所述第一DCDC电路的负输出端，所述接地电路的第二端连接所述第一DCDC电路的正输出端，所述接地电路的第三端接地；所述接地电路的第二端与第三端之间连接直流源；
该方法包括：
在满足至少一种电压条件时，控制所述接地电路的第二端与第三端断开，控制所述接地电路的第一端与第三端导通；所述至少一种电压条件包括：所述N线对地电压的变化大于第一预设阈值、所述光伏组串的正极对地电压的变化大于第二预设阈值、所述BUS+对地电压的变化大于第三预设阈值或所述BUS-对地电压的变化大于第四预设阈值；
在通过所述光伏组串的电压判断所述光伏组串的正极对地发生故障或所述BUS+对地发生故障时，控制所述光伏组串断开。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述通过所述光伏组串的电压判断所述光伏组串的正极对地发生故障，具体包括：
所述光伏组串的正极对地电压与负极对地电压的比值小于预设比值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的正极对地电压小于第一电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的负极对地电压大于第二电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障；
或，
所述光伏组串的电压小于第三电压阈值时，判断所述光伏组串的正极对地发生故障，所述光伏组串的电压为正极对地电压与负极对地电压之间的差。
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