CN114825937A - 一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统 - Google Patents

一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114825937A
CN114825937A CN202210615373.4A CN202210615373A CN114825937A CN 114825937 A CN114825937 A CN 114825937A CN 202210615373 A CN202210615373 A CN 202210615373A CN 114825937 A CN114825937 A CN 114825937A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inverter
bus
insulation failure
direct current
boost circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210615373.4A
Other languages
English (en)
Inventor
颜世超
张兵
李必杰
王跃
范燚杰
丁伯阳
王武博
别伟
丁杰
潘年安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sungrow Shanghai Co Ltd
Original Assignee
Sungrow Shanghai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sungrow Shanghai Co Ltd filed Critical Sungrow Shanghai Co Ltd
Priority to CN202210615373.4A priority Critical patent/CN114825937A/zh
Publication of CN114825937A publication Critical patent/CN114825937A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明提供一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统，该保护方法，包括：判断逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障；若是，则控制逆变器中相应开关管处于常通状态，以使逆变器中因绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，进而避免绝缘失效连通故障所产生的失效故障电流回路将直流母线的电压充高至损坏，也即在逆变器出现绝缘失效连通故障时，该直流母线电压仍较小，避免逆变器由于直流母线过压损坏的问题，提高逆变器的使用寿命。

Description

一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统
技术领域
本发明属于逆变器技术领域，更具体的说，尤其涉及一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统。
背景技术
在光伏1500V系统中，逆变器一般由多路MPPT系统汇总后接入逆变单元。由于对称boost电路三电平拓扑母线中线的作用，相关功率器件可以按照半母线电压等级选型而得到广泛应用。
随着光伏应用场景增多、施工质量和老化容易导致光伏组件到逆变器的线缆绝缘破损，在多路MPPT系统中，当一路的负极和另外一路的正极由于绝缘失效导致直接连通或通过大地、金属支架等连通，以图1为例示意此时回路，PV1对正半母线电容充电，PV2对负半母线电容充电，从而使得直流母线承受两个PV串联电压导致严重过压，使得逆变器严重损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统，用于避免绝缘失效连通故障所产生的失效故障电流回路将直流母线的电压充高至损坏，提高逆变器的安全性。
本申请第一方面公开了一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，包括：
判断所述逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障；
若是，则控制所述逆变器中相应开关管处于常通状态，以使所述逆变器中因所述绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路。
可选的，在上述逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中，判断所述逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障，包括：
判断所述逆变器是否存在至少两个boost电路直流侧绝缘失效且连通。
可选的，在上述逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中，所述绝缘失效连通故障包括：至少一个所述boost电路的正极绝缘失效，以及，至少一个所述boost电路的负极绝缘失效。
可选的，在上述逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中，控制所述逆变器中相应开关管处于常通状态，以使所述逆变器中因所述绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，包括：
控制出现所述绝缘失效连通故障的boost电路中与绝缘失效极性相反的开关管处于常通状态，以使所述失效故障电流回路将直流母线旁路。
可选的，在上述逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中，控制所述逆变器中相应开关管处于常通状态，以使所述逆变器中因所述绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，还包括：
控制出现所述绝缘失效连通故障的boost电路中与绝缘失效极性相同的开关管导通或断开。
可选的，在上述逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中，所述绝缘失效极性相反的开关管为：出现所述绝缘失效连通故障的boost电路的正负极开关管中电流绝对值大的一个。
可选的，在上述逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中，当所述逆变器的直流母线上设置有与全母线或正负半母线并联的开关管时，控制所述逆变器中相应开关管处于常通状态，以使所述逆变器中因所述绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，包括：
控制与全母线或正负半母线并联的开关管处于常通状态，以使所述直流母线被短路，且所述全母线或正负半母线并联的开关管与相应boost电路构成失效故障电流回路。
可选的，在上述逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中，控制所述逆变器中相应开关管处于常通状态，包括：
控制相应开关管的占空比直接或渐进到1，使相应开关管处于常通状态。
可选的，在上述逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中，所述绝缘失效连通故障，包括：所述逆变器中直流母线电压触发保护，所述逆变器中至少一路boost电路的正输入电流与负输入电流之间的差值大于预设值，所述逆变器中至少一路boost电路的电压等于相应的半母线电压这三种中的至少一种。
本申请第二方面公开了一种逆变器，包括：控制器、逆变电路和至少两个boost电路；
各个所述boost电路的输入端作为所述逆变器的直流侧；
各个所述boost电路的输出端相连，连接点与直流母线相连；
所述逆变电路的直流侧与所述直流母线相连；
所述逆变电路的交流侧作为所述逆变器的交流侧；
所述boost电路和所述逆变电路均受控于所述控制器；
所述控制器用于执行如本申请第一方面任一项所述的直流侧绝缘失效的保护方法。
可选的，在上述逆变器中，所述直流母线包括串联连接的正半母线和负半母线；
各个所述boost电路的输出端正极与所述正半母线的正极相连；各个所述boost电路的输出端零点分别与所述正半母线的负极和所述负半母线的正极相连；各个所述boost电路的输出端负极与所述负半母线的负极相连；
所述逆变电路的直流侧正极与所述正半母线的正极相连；所述逆变电路的直流侧零点分别与所述正半母线的负极和所述负半母线的正极相连；所述逆变电路的直流侧负极与所述负半母线的负极相连。
可选的，在上述逆变器中，所述boost电路的正极支路和/或负极支路上设置有电感。
可选的，在上述逆变器中，所述boost电路的正极支路和/或负极支路上设置有旁路二极管；或者，所述boost电路未设置旁路二极管。
可选的，在上述逆变器中，所述boost电路中的电感为耦合电感。
本申请第三方面公开了一种光伏系统，包括：至少一个光伏组串和至少一个如本申请第二方面任一项所述的逆变器；
各个所述光伏组串的输出端与相应逆变器的直流侧相连；
所述逆变器的交流侧作为所述光伏系统的输出端。
从上述技术方案可知，本发明提供的一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，包括：判断逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障；若是，则控制逆变器中相应开关管处于常通状态，以使逆变器中因绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，进而避免绝缘失效连通故障所产生的失效故障电流回路将直流母线的电压充高至损坏，也即在逆变器出现绝缘失效连通故障时，该直流母线电压仍较小，避免逆变器由于直流母线过压损坏的问题，提高逆变器的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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他的附图。
图1是现有技术提供的绝缘失效导致直接连通或通过大地、金属支架等连通的逆变器示意图；
图2是本发明实施例提供的一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的另一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的另一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法的流程图；
图5是本发明实施例提供的另一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法的流程图；
图6是本发明实施例提供的另一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法的流程图；
图7是本发明实施例提供的一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中电流回路示意图；
图8是本发明实施例提供的一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中电流回路另一示意图；
图9是本发明实施例提供的一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法中失效故障电流回路示意图；
图10是本发明实施例提供的一种逆变器中boost电路的示意图；
图11是本发明实施例提供的一种逆变器中boost电路的示意图；
图12是本发明实施例提供的一种逆变器中boost电路的示意图；
图13是本发明实施例提供的一种逆变器中boost电路的示意图；
图14是本发明实施例提供的一种光伏系统及逆变器的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
需要说明的是，以1500V组件系统为例，正常工况组件最高电压为1500V，直流母线最高电压也为1500V，相应半母线最高电压为750V。
图1中用开关S1n闭合示意PV1组件负极对地绝缘失效，S2p闭合示意PV2组件正极对地绝缘失效，当两个开关S1n和S2p同时处于闭合状态时，由于直流母线的电容容值较大，半母线电压不能突变，PV1组件电压通过图1中实线所示回路被钳位到正半母线电压，PV2电压通过图1中虚线所示回路被钳位到负半母线电压。
然后，PV1组件通过实线回路对正半母线充电，PV2组件通过图1中虚线回路对负半母线充电，半母线电压会被充高到组件的开路电压，从而导致母线严重过压，导致直流母线的电容爆炸。
基于此，本申请实施例提供了一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，用于解决现有技术中随着光伏应用场景增多、施工质量和老化容易导致光伏组件到逆变器的线缆绝缘破损，从而使得直流母线承受两个PV串联电压导致严重过压，使得逆变器严重损坏的问题。
需要说明的是，如图14所示，该逆变器100包括至少两个boost电路10和逆变电路20，各个boost电路10的一侧作为该逆变器100的直流侧，各个boost电路10的另一侧通过直流母线30与逆变电路20的直流侧相连；逆变电路20的交流侧作为逆变器100的交流侧。
参见图2，逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，包括：
S101、判断逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障。
需要说明的是，逆变器的多个直流侧可以分别与相应的光伏组件相连；当然，也不排除逆变器的多个直流侧与其他器件相连，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
该绝缘失效连通故障为逆变器存在至少两个直流侧绝缘失效，造成相应的直流侧之间直接连通或通过大地、金属支架等连通的故障。
当逆变器存在绝缘失效连通故障时绝缘失效的各个直流侧所连接的光伏组件对相应的半母线充电，从而使得直流母线承受各个直流侧所连接的光伏组件的串联电压导致严重过压，使得逆变器严重损坏。
因此，本申请需要判断该逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障，并执行后续步骤，以避免绝缘失效连通故障带来的危害。
若逆变器存在绝缘失效连通故障，则执行步骤S102。
S102、控制逆变器中相应开关管处于常通状态，以使逆变器中因绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路。
也就是说，该逆变器包括boost电路、逆变电路和直流母线。boost电路通过直流母线与逆变电路相连。可以将直流母线作为分界线，划分为直流部分和交流部分。
在正常情况下，直流部分的电能通过直流母线传递至交流部分。而在逆变器出现绝缘失效连通故障时，不对该逆变器进行相应控制，则该直流部分会持续向该直流母线充电，进而使直流母线电压过高，因此本申请控制逆变器中相应开关管处于常通状态，以使失效故障电流回路将直流母线旁路，此时失效故障电流回路的路径不经过该直流母线，也即，该直流部分不再持续向该直流母线充电。
需要说明的是，可以通过控制相应boost电路中的开关管处于常通状态，以使相应的boost电路短路，并且所构成的失效故障电流回路将直流母线旁路，避免该boost电路持续向直流母线充电。如逆变器中设置有相应的等效开关管，也可以是通过控制该等效开关管处于常通状态，并且所构成的失效故障电流回路将直流母线旁路，避免该boost电路持续向直流母线充电。当然，控制逆变器中相应开关管处于常通状态，也可以是其他方式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
也就是说，断开出现绝缘失效连通故障的boost电路与直流母线之间的能量传递通路，其他未出现绝缘失效连通故障的boost电路与直流母线之间的能量传递通路可以保持常通，也可以断开，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
在本实施例中，通过控制逆变器中的相应开关管处于常通状态，以使逆变器中因绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，进而避免绝缘失效连通故障所产生的失效故障电流回路将直流母线的电压充高至损坏，也即在逆变器出现绝缘失效连通故障时，该直流母线电压仍较小，避免逆变器由于直流母线过压损坏的问题，提高逆变器的使用寿命。
在实际应用中，参见图3，步骤S101、判断逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障的具体过程为：
S201、判断逆变器是否存在至少两个boost电路直流侧绝缘失效且连通。
需要说明的是，至少两个boost电路直流侧绝缘失效且连通后，产生失效故障电流回路，若未做任何控制，则失效故障电流回路经过直流母线，进而使得该直流母线被充高，而本实施例将控制相应开关管处于常通状态，以改变该失效故障电流回路的路径，避免该失效故障电流回路经过直流母线。
也就是说，若逆变器存在至少两个boost电路直流侧绝缘失效且连通，则判定逆变器存在绝缘失效连通故障、执行步骤S102；若逆变器不存在至少两个boost电路直流侧绝缘失效且连通，则判定逆变器不存在绝缘失效连通故障。
在实际应用中，绝缘失效连通故障包括：至少一个所述boost电路的正极绝缘失效，以及，至少一个所述boost电路的负极绝缘失效。
如图1所示的S2p闭合，该开关S2p所连接的boost电路出现正极绝缘失效，如图1所示的S1n闭合，该开关S1n所连接的boost电路出现负极绝缘失效。
若至少一个boost电路存在直流侧正极绝缘失效，以及，至少一个boost电路存在直流侧负极绝缘失效，则直流侧正极绝缘失效的boost电路与直流侧负极绝缘失效的boost电路形成一个为正半母线充电和负半母线充电的回路，也即，失效故障电流回路经过直流母线，从而使直流母线电压过压损坏。
需要说明的是，若至少一个boost电路存在直流侧正极绝缘失效，至少一个boost电路存在直流侧负极绝缘失效，则这些boost电路将直接连通或者通过大地或金属架连通，进而产生失效故障电流回路，此时可以通过控制相应开关管常通，以改变该失效故障电流回路的路径，避免该失效故障电流回路经过直流母线。
需要说明的是，若逆变器存在绝缘失效连通故障，则逆变器中的直流母线电压被充高，进而可以通过判断该直流母线电压是否触发电压保护来实现判断逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障。
若逆变器存在绝缘失效连通故障，也即相应boost电路的正极和/或负极绝缘失效时，boost电路中会出现较大冲击电流；而且相应boost电路的输入端正极流入的电流不等于输入端负极流出的电流；也即，该boost电路的正输入电流和负输入电流之间的差值变大，进而可以通过判断是否存在至少一路boost电路的正输入电流与负输入电流之间的差值是否大于预设值，来实现判断逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障。
具体的，图9所示电容电压为绝缘失效前电容电压，当S1n和S2p闭合瞬间，电容Cbst1与Cbst2形成串联，通过旁路二极管(如图9所示的Dby1p、)或升压二极管(如图9所示的Dbst1p)对母线电容快速充电，形成图9回路所示冲击电流，该冲击电流使得Ibst1p远大于Ibst1n，Ibst2n远大于Ibst2p。其中，Ibst1p、Ibst1n、Ibst2p、Ibst2n均为电流。
若逆变器存在绝缘失效连通故障，也即相应boost电路的正极和/或负极绝缘失效时，该boost电路的电压被钳位至相应半母线电压，进而可以通过判断是否存在至少一路boost电路的电压是否等于相应的半母线电压，来实现判断逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障。具体的，比较各路boost电路的输入电压是否在半母线电压附近，可以设置阈值，比如30V，当然也不仅限于此，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
也就是说，绝缘失效连通故障可以包括：逆变器中直流母线电压触发保护，逆变器中至少一路boost电路的正输入电流与负输入电流之间的差值大于预设值，逆变器中至少一路boost电路的电压等于相应的半母线电压这三种中的至少一种。
当然，该绝缘失效连通故障不仅限于上述示例，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
上述说明中，可以指示出发生绝缘失效的boost电路的路号，也可以指示出相应极性，帮助运维人员快速定位绝缘的失效位置。其具体指示过程，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
在本实施例中，通过上述方法识别绝缘失效连通故障并实施保护动作，免于逆变器由于绝缘失效导致母线过压的同时，可以识别绝缘失效的正负极性，便于运维人员查找绝缘失效点。
在实际应用中，参见图4，步骤S102、控制逆变器中相应开关管处于常通状态，以使逆变器中因绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，包括：
S301、控制出现绝缘失效连通故障的boost电路中与绝缘失效极性相反的开关管处于常通状态，以使失效故障电流回路将直流母线旁路。
也就是说，若至少一个boost电路的正极绝缘失效，则该boost电路中绝缘失效极性相反的开关管为负极开关管。若至少一个boost电路的负极绝缘失效，则该boost电路中绝缘失效极性相反的开关管为正极开关管。
其中，正极开关管为设置于boost电路中线与正极支路之间的开关管，负极开关管为设置于boost电路中线与负极支路之间的开关管。
具体的，如图7所示，以第1个boost电路为例，开关管T1P为该第1个boost电路的正极开关管，开关管T1n为该第1个boost电路的负极开关管，该第1个boost电路出现直流侧负极绝缘失效，也即此时控制开关管T1p处于常通状态。同时，第2个boost电路出现直流侧正极失效，也即此时控制开关管T2n处于常通状态。也即，绝缘失效的boost电路所连接的组件被开关管T1p或T2n短路，从而避免组件电压通过绝缘失效的boost电路对直流母线充电的过程，使得逆变器的直流母线免于过压风险。
具体的，失效故障电流回路为如图7所示的实线回路，其中虚线部分会有少部分电流流通，在绝缘失效极性相同的开关管导通时，会有电流流经该开关管(如图7所示的T1n和T2p)，由于开关管并联了一个二极管，根据二极管的导通性能，该二极管(如图7所示的Dinv1n和Dinv1p)也会有电流流过。
在实际应用中，绝缘失效极性相反的开关管为：出现绝缘失效连通故障的boost电路的正负极开关管中电流绝对值大的一个。
也就是说，可以通过确定电流绝对值大小来确定绝缘失效极性相反的开关管。
具体的，如图7所示，以第1个boost电路为例，将电流Ibst1p和Ibst1n绝对值大的对应开关管作为绝缘失效极性相反的开关管。
在实际应用中，参见图5，步骤S102、控制逆变器中相应开关管处于常通状态，以使逆变器中因绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，还包括：
S401、控制出现绝缘失效连通故障的boost电路中与绝缘失效极性相同的开关管导通或断开。
也就是说，出现绝缘失效连通故障的boost电路中与绝缘失效极性相同的开关管的状态，不做具体限定，可以是导通，也可以是断开，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
具体的，如图7所示，以第1个boost电路出现直流侧负极绝缘失效，第2个boost电路出现直流侧正极失效为例，控制开关管T1p处于常通状态，且开关管T1n导通或断开。同时，控制开关管T2n处于常通状态且开关管T2p导通或断开。
需要说明的是，图7以2个boost电路出现直流侧绝缘失效为例进行展示，如图8所示，其示出了3个boost电路出现直流侧绝缘失效的示意图。具体的，如图8所示，开关S2p闭合，该开关S2p所连接的第2个boost电路出现正极绝缘失效；开关S1n闭合，该开关S1n所连接的第1个boost电路出现负极绝缘失效；开关S3p闭合，该开关S3p所连接的第3个boost电路出现正极绝缘失效，此时控制开关管T1p、T2n、T3n处于常通状态，控制开关管T1n、T2p、T3p处于导通或断开，也即，开关管T1n、T2p、T3p不做具体限定。
如图8所示，VPV1、VPV2为组件电压；Cbst1、Cbst2、Cbst3为相应boost电路的输入电容；Dby1p、Dby1n、Dby2p、Dby2n、Dby3p、Dby3n为相应boost电路的旁路二极管，T1p、T1n、T2p、T2n、T3p、T3n相应boost电路的开关管；PE为接地；Dinv1p、Dinv1n、Dinv2p、Dinv2n、Dinv3p、Dinv3n为相应boost电路的并联二极管；Dbst1p、Dbst1n、Dbst2p、Dbst2n、Dbst3p、Dbst3n为相应boost电路的boost电路二极管；Vbusp为正半母线电压；Vbusn为负半母线电压；BusM为正半母线和负半母线之间的连接点。
具体的，各个开关管的状态如表1和表2所示，表1为图7对应的开关管状态，表2为图8对应的开关管状态。
表1：图7对应的开关管状态
T1p 1
T1n x
T2p x
T2n 1
表2：图8对应的开关管状态
T1p 1
T1n x
T2p x
T2n 1
T3p x
T3n 1
其中，1代表导通，也即处于常通状态；x代表导通或关断。
也就是说，boost电路中绝缘失效极性相反的开关管处于导通状态，boost电路中绝缘失效极性相同的开关管不做要求的所有逻辑都在本方案保护范畴之内。
在实际应用中，当逆变器的直流母线上设置有与全母线或正负半母线并联的开关管时，参见图6，步骤S102、控制逆变器中相应开关管处于常通状态，以使逆变器中因绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，包括：
S501、控制与全母线或正负半母线并联的开关管处于常通状态，以使直流母线被短路，且全母线或正负半母线并联的开关管与相应boost电路构成失效故障电流回路。
也就是说，与图7、图8中绝缘失效极性相反的开关管等同位置并联的全母线或半母线开关管也在保护范围之内。
在实际应用中，控制逆变器中相应开关管处于常通状态，包括：
控制相应开关管的占空比直接或渐进到1，使相应开关管处于常通状态。
在本实施例中，通过电气特征快速识别故障boost电路，并控制相应开关管占空比直接或渐进到1，使得相应故障组件处于短路状态，以免母线出现过高电压。
在本申请另一实施例提供了一种逆变器。
参见图14，该逆变器100，包括：控制器、逆变电路20和至少两个boost电路10。
各个boost电路10的输入端作为逆变器100的直流侧。
各个boost电路10的输出端相连，连接点与直流母线30相连。
如图14所示，各个boost电路10的输入端与各自对应的光伏组件相连，以使各个光伏组件的输出电能通过各自对应的boost电路10传输至直流母线30上。
逆变电路20的直流侧与直流母线30相连。
也就是说，各个boost电路10通过直流母线30与该逆变电路20相连。
逆变电路20的交流侧作为逆变器100的交流侧。
该逆变电路20的交流侧可以连接电网或负载，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
boost电路10和逆变电路20受控于控制器。也就是说，控制器可以控制该boost电路10和逆变电路20的工作状态，其具体控制过程，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
控制器用于执行直流侧绝缘失效的保护方法。
该控制器的具体工作过程和原理，详情参见上述实施例提供的直流侧绝缘失效的保护方法，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
在本实施例中，无需增加任何硬件，比如针对已运行的老化的电站，仅需升级软件就可解决绝缘失效导致故障的损失。
在实际应用中，直流母线30包括串联连接的正半母线31和负半母线32。
具体的，该直流母线30可以是包括两个母线电容，设置于直流母线30正极处的母线电容为正半母线31，设置于直流母线30负极处的母线电容为负半母线32。
各个boost电路10的输出端正极与正半母线31的正极相连；各个boost电路10的输出端零点分别与正半母线31的负极和负半母线32的正极相连；各个boost电路10的输出端负极与负半母线32的负极相连。
逆变电路20的直流侧正极与正半母线31的正极相连；逆变电路20的直流侧零点分别与正半母线31的负极和负半母线32的正极相连；逆变电路20的直流侧负极与负半母线32的负极相连。
在实际应用中，boost电路10的正极支路和/或负极支路上设置有电感。
具体的，如图10所示，boost电路10的正极支路和负极支路上均设置有电感；如图11所示，boost电路10的正极支路上设置有电感；如图12所示，boost电路10的负极支路上设置有电感。
需要说明的是，该boost电路10中的电感可以为耦合电感，当然也不排除其他情况，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
在实际应用中，boost电路10的正极支路和/或负极支路上设置有旁路二极管；或者，boost电路10未设置旁路二极管。
具体的，如图13所示，boost电路10的正极支路和负极支路上均设置有旁路二极管，当然也可以是boost电路10的正极支路或负极支路上设置有旁路二极管(未进行图示)，如图10-图12所示，boost电路10上未设置旁路二极管。
在实际应用中，该逆变器100中的开关管可以是开关器件，也可以是IGBT、Mosfet等可控器件，当然也不排除其他情况，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
本申请另一实施例提供了一种光伏系统。
参见图14，该光伏系统，包括：至少一个光伏组串200和至少一个逆变器100。
各个光伏组串200的输出端与相应逆变器100的直流侧相连。
逆变器100的交流侧作为光伏系统的输出端。
该逆变器100的具体结构和工作原理，详情参见上述实施例提供的逆变器，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，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，对于系统或系统实施例而言，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。以上所描述的系统及系统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可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部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。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (15)

1.一种逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，其特征在于，包括：
判断所述逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障；
若是，则控制所述逆变器中相应开关管处于常通状态，以使所述逆变器中因所述绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路。
2.根据权利要求1所述的逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，其特征在于，判断所述逆变器的直流侧是否存在绝缘失效连通故障，包括：
判断所述逆变器是否存在至少两个boost电路的相应直流侧绝缘失效且连通。
3.根据权利要求2所述的逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，其特征在于，所述绝缘失效连通故障包括：至少一个所述boost电路的正极绝缘失效，以及，至少一个所述boost电路的负极绝缘失效。
4.根据权利要求3所述的逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，其特征在于，控制所述逆变器中相应开关管处于常通状态，以使所述逆变器中因所述绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，包括：
控制出现所述绝缘失效连通故障的boost电路中与绝缘失效极性相反的开关管处于常通状态，以使所述失效故障电流回路将直流母线旁路。
5.根据权利要求4所述的逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，其特征在于，控制所述逆变器中相应开关管处于常通状态，以使所述逆变器中因所述绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，还包括：
控制出现所述绝缘失效连通故障的boost电路中与绝缘失效极性相同的开关管导通或断开。
6.根据权利要求4所述的逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，其特征在于，所述绝缘失效极性相反的开关管为：出现所述绝缘失效连通故障的boost电路的正负极开关管中电流绝对值大的一个。
7.根据权利要求1所述的逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，其特征在于，当所述逆变器的直流母线上设置有与全母线或正负半母线并联的开关管时，控制所述逆变器中相应开关管处于常通状态，以使所述逆变器中因所述绝缘失效连通故障产生的失效故障电流回路将直流母线旁路，包括：
控制与全母线或正负半母线并联的开关管处于常通状态，以使所述直流母线被短路，且所述全母线或正负半母线并联的开关管与相应boost电路构成失效故障电流回路。
8.根据权利要求1-7任一项所述的逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，其特征在于，控制所述逆变器中相应开关管处于常通状态，包括：
控制相应开关管的占空比直接或渐进到1，使相应开关管处于常通状态。
9.根据权利要求1-7任一项所述的逆变器的直流侧绝缘失效的保护方法，其特征在于，所述绝缘失效连通故障，包括：所述逆变器中直流母线电压触发保护，所述逆变器中至少一路boost电路的正输入电流与负输入电流之间的差值大于预设值，所述逆变器中至少一路boost电路的电压等于相应的半母线电压这三种中的至少一种。
10.一种逆变器，其特征在于，包括：控制器、逆变电路和至少两个boost电路；
各个所述boost电路的输入端作为所述逆变器的直流侧；
各个所述boost电路的输出端相连，连接点与直流母线相连；
所述逆变电路的直流侧与所述直流母线相连；
所述逆变电路的交流侧作为所述逆变器的交流侧；
所述boost电路和所述逆变电路均受控于所述控制器；
所述控制器用于执行如权利要求1-9任一项所述的直流侧绝缘失效的保护方法。
11.根据权利要求10所述的逆变器，其特征在于，所述直流母线包括串联连接的正半母线和负半母线；
各个所述boost电路的输出端正极与所述正半母线的正极相连；各个所述boost电路的输出端零点分别与所述正半母线的负极和所述负半母线的正极相连；各个所述boost电路的输出端负极与所述负半母线的负极相连；
所述逆变电路的直流侧正极与所述正半母线的正极相连；所述逆变电路的直流侧零点分别与所述正半母线的负极和所述负半母线的正极相连；所述逆变电路的直流侧负极与所述负半母线的负极相连。
12.根据权利要求10所述的逆变器，其特征在于，所述boost电路的正极支路和/或负极支路上设置有电感。
13.根据权利要求10所述的逆变器，其特征在于，所述boost电路的正极支路和/或负极支路上设置有旁路二极管；或者，所述boost电路未设置旁路二极管。
14.根据权利要求10-13任一项所述的逆变器，其特征在于，所述boost电路中的电感为耦合电感。
15.一种光伏系统，其特征在于，包括：至少一个光伏组串和至少一个如权利要求10-14任一项所述的逆变器；
各个所述光伏组串的输出端与相应逆变器的直流侧相连；
所述逆变器的交流侧作为所述光伏系统的输出端。
CN202210615373.4A 2022-06-01 2022-06-01 一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统 Pending CN114825937A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210615373.4A CN114825937A (zh) 2022-06-01 2022-06-01 一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210615373.4A CN114825937A (zh) 2022-06-01 2022-06-01 一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114825937A true CN114825937A (zh) 2022-07-29

Family

ID=82518981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210615373.4A Pending CN114825937A (zh) 2022-06-01 2022-06-01 一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114825937A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115932514A (zh) * 2022-12-27 2023-04-07 江苏吉泰科电气有限责任公司 一种绝缘检测方法及电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115932514A (zh) * 2022-12-27 2023-04-07 江苏吉泰科电气有限责任公司 一种绝缘检测方法及电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3267460B1 (en) Direct-current interruption device
CN102640375B (zh) 用于高压的变流器
EP2786479B1 (en) Power converter
CN109167390B (zh) 一种光伏发电逆变系统
WO2016107616A1 (zh) 一种防止电压源型换流器电容过电压的装置
RU2584096C2 (ru) Силовой переключатель постоянного напряжения
CN105164545A (zh) 蓄电装置的异常检测电路及具备该电路的蓄电装置
CN112994410B (zh) 电力电子变压器系统直流母线电容的均压控制装置和方法
CN113328463A (zh) 一种光伏逆变系统及其绝缘故障检测方法
CN103026571B (zh) 使用频率选择性接地的光伏双极到单极源电路转换器
CN115552755A (zh) 一种故障保护装置
CN109327016B (zh) 一种直流极间分断装置及控制方法
CN114825937A (zh) 一种逆变器及其直流侧绝缘失效的保护方法、光伏系统
CN207504774U (zh) 变频驱动电路和系统
CN105896477A (zh) 一种模块化多电平换流器的接地保护方法及模块化多电平换流器
CN205105115U (zh) 一种模块化多电平换流器及换流器模块
CN111277002B (zh) 一种柔性励磁功率单元并联拓扑结构及其控制方法
CN110165641B (zh) 柔性直流输电系统中直流断路器的重合方法
CN201830161U (zh) 一种模块化多电平变流器中的功率模块的工作电源
CN112825451B (zh) 能量均衡调节换流链及控制方法、多段式换流链、换流器
CN114156846B (zh) 低损耗多端直流断路器及其控制方法
CN211908735U (zh) 一种防负压电路、pid电源以及防pid电路
CN212195108U (zh) 一种无轨电车分线器控制电路
CN215871224U (zh) 一种逆变电路及其应用装置
CN109617109B (zh) 一种多端柔性直流配电系统直流断线故障的分析方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination