CN117452127A - 发电系统、逆变器和逆变器的负极支路短路检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种发电系统、逆变器和逆变器的负极支路短路检测方法,该发电系统中包括多个光伏组件、逆变器和变压器,逆变器包括多个光伏接口、直流变换电路、逆变电路和控制器,逆变电路中至少一个桥臂的桥臂中点与变压器的原边绕组相连,并通过变压器接地。多个光伏接口的负极接口通过多个负极支路汇流后与直流变换电路的负极输入端相连,多个负极支路中部分或全部负极支路上设置电流传感器。控制器用于响应于任一负极支路与直流变换电路、至少一个桥臂中的下桥臂开关管以及变压器回路上的电流值大于预设电流阈值,定位任一负极支路出现对地短路故障。采用本申请,可准确定位故障线缆,逆变器工作可靠性高。
Description
技术领域
本申请涉及电子电力领域,尤其涉及一种发电系统、逆变器和逆变器的负极支路短路检测方法。
背景技术
随着光伏逆变器支持的功率越来越大,接入的光伏组串数也越来越多。由于不规范施工、线缆与支架摩擦等原因可能导致光伏组串线缆的线皮破损,引发光伏组串线缆对地短路故障。一旦光伏组串线缆对地发生短路会造成光伏逆变器过流失效,如果故障不消除,重新更换机器仍会再次失效。光伏侧线缆及组件众多,光伏组串线缆对地短路可能瞬间发生,短路状态消失并多次重复发生(比如光伏组串线缆由于风吹与支架刮擦,反复短路),难以及时快速定位至具体故障点。目前没有较好的办法进行光伏组串线缆定位排查,经常同一位置更换光伏逆变器后依然失效。因此正确定位对地短路的光伏组串线缆并更换新的光伏组串线缆或电池板对于解决同一位置光伏逆变器故障十分重要,可以避免造成更大的财产和发电量损失。
发明内容
本申请实施例提供一种发电系统、逆变器和逆变器的负极支路短路检测方法,可准确定位故障线缆,逆变器工作可靠性高。
第一方面,本申请提供了一种发电系统,该发电系统中包括多个光伏组件、逆变器和变压器,逆变器包括多个光伏接口、直流变换电路、逆变电路和控制器,各个光伏接口用于与一个光伏组件相连,逆变电路包括至少一个桥臂和母线电容,直流变换电路的正极输出端和负极输出端分别连接在母线电容两端,至少一个桥臂的桥臂中点作为逆变器的输出端与变压器的原边绕组相连,并通过变压器接地,桥臂包括至少一个下桥臂开关管,至少一个下桥臂开关管关断时,流过至少一个下桥臂开关管的电流方向为从母线电容到桥臂中点。多个光伏接口包括正极接口和负极接口,多个光伏接口的正极接口通过多个正极支路汇流后与直流变换电路的正极输入端相连,多个光伏接口的负极接口通过多个负极支路汇流后与直流变换电路的负极输入端相连,多个负极支路中部分或全部负极支路上设置电流传感器。这里,控制器可以响应于多个负极支路中任一负极支路与直流变换电路、至少一个桥臂中的下桥臂开关管以及变压器构成的电流回路上的电流值大于预设电流阈值,定位任一负极支路出现对地短路故障,并发出包含任一负极支路位置的短路故障信息。
本申请中,在逆变器多个光伏接口的负极接口对应的负极支路中,可以在部分或者全部负极支路上设置电流传感器,这里,上述电流传感器可以是设置在逆变器内部的负极支路上。上述逆变器中的控制器可以基于各电流传感器获取的电流值得到任一负极支路上的电流值,且控制器可以响应于任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。控制器可以对出现短路的一个或多个负极支路进行告警提示,方便对故障负极支路进行修复或更换,故障负极支路定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
在一种可能的实现方式中,多个负极支路依次连接在负极母线上,并通过负极母线与直流变换电路的负极输入端相连。多个负极支路中包括第一负极支路,第一负极支路上设置一个支路电流传感器,且支路电流传感器位于第一负极支路对应的负极接口与负极母线之间,支路电流传感器用于测量第一负极支路的电流信息,并将第一负极支路的电流信息上传至控制器。多个负极支路中包括第二负极支路,第二负极支路与负极母线的连接端设置有合路电流传感器,且第二负极支路位于负极母线上,合路电流传感器用于测量第二负极支路与负极母线的连接端的电流信息,并将第二负极支路与负极母线的连接端的电流信息上传至控制器。通过在部分负极支路上设置支路电流传感器,并在负极母线上设置合路电流传感器,基于支路电流传感器与合路电流传感器上传的电流信息得到任一负极支路的电流值,负极支路的电流获取简单,适用性强。
在一种可能的实现方式中,控制器用于,根据第一负极支路上设置的支路电流传感器获取的电流信息得到第一负极支路的电流值。根据第二负极支路对应的合路电流传感器获取的电流信息得到第二负极支路的电流值与第二负极支路之前负极支路的电流值之和,并将电流值之和减去第二负极支路之前负极支路的电流值之和以得到第二负极支路的电流值。通过在部分负极支路上设置支路电流传感器,并在负极母线上设置合路电流传感器,基于支路电流传感器与合路电流传感器上传的电流信息得到任一负极支路的电流值,负极支路的电流获取简单,适用性强。
在一种可能的实现方式中,逆变器包括N个光伏接口,N个光伏接口对应N个负极支路中包括N-1个第一负极支路和1个第二负极支路,直流变换电路的负极输入端,与第二负极支路与负极母线的连接端之间设置一个合路电流传感器。控制器用于,根据N-1个第一负极支路上设置的支路电流传感器获取的电流信息得到N-1个第一负极支路的电流值。根据合路电流传感器获取的电流信息得到N个负极支路的电流值之和,并将N个负极支路的电流值之和减去N-1个第一负极支路的电流值之和以得到第二负极支路的电流值。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
在一种可能的实现方式中,多个负极支路中每个负极支路上设置一个支路电流传感器。支路电流传感器用于测量所在支路的电流信息,并将支路的电流信息上传至控制器。通过在所有负极支路上设置支路电流传感器,基于支路电流传感器得到任一负极支路的电流值,负极支路的电流获取简单,适用性强。
在一种可能的实现方式中,逆变器包括第一光伏接口和第二光伏接口,第一光伏接口的负极接口对应的负极支路上设置一个支路电流差值传感器,第二光伏接口的负极接口对应的负极支路通过支路电流差值传感器与第一光伏接口的负极接口对应的负极支路连接,且第一光伏接口和第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的连接端通过一个合路电流传感器与直流变换电路的负极输入端相连。支路电流差值传感器用于测量第一光伏接口和第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的电流差值,并将电流差值上传至控制器,合路电流传感器用于测量第一光伏接口和第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的电流值之和,并将电流值之和上传至控制器。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
在一种可能的实现方式中,逆变电路包括串联的正母线电容和负母线电容,桥臂包括一个下桥臂开关管,下桥臂开关管的一端与一个二极管的正极相连并连接负母线电容,下桥臂开关管的另一端与二极管的负极相连并连接桥臂中点。
在一种可能的实现方式中,逆变电路包括串联的正母线电容和负母线电容,桥臂包括串联的第一下桥臂开关管和第二下桥臂开关管,第一下桥臂开关管的一端与第一二极管的正极相连并连接负母线电容,第一下桥臂开关管的另一端与第一二极管的负极相连,第二下桥臂开关管的一端与第二二极管的正极相连,第二下桥臂开关管的另一端与第二二极管的负极相连并连接桥臂中点。
在一种可能的实现方式中,逆变器包括电压检测电路,电压检测电路用于,获取直流变换电路的负极输入端上的光伏负极电压值。控制器用于响应于光伏负极电压值大于电压阈值,且任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,定位任一负极支路出现短路故障,并发出包含任一负极支路位置的短路故障信息。这里,控制器在检测到光伏负极电压值大于电压阈值的情况下确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路,再基于各负极支路的电流值定位出现短路的负极支路,可以减少对故障负极支路的误判,进一步提高故障线缆定位的准确度。
在一种可能的实现方式中,逆变器包括漏电流检测电路,漏电流检测电路用于,获取逆变电路的三相输出端中任意两相输出端电流的差值。控制器用于,响应于逆变电路的三相输出电路中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值,且任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,定位任一负极支路出现短路故障,并发出包含任一负极支路位置的短路故障信息。这里,控制器在检测到光伏负极电压值大于电压阈值以及三相输出端中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值的情况下,确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路,再基于各负极支路的电流值定位出现短路的负极支路,可以减少对故障负极支路的误判,进一步提高故障线缆定位的准确度。
在一种可能的实现方式中,逆变器包括逆变器输出采样电路,逆变器输出采样电路用于,获取逆变电路的三相输出端电流。控制器用于响应于逆变电路的三相输出电路中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值,且任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,定位任一负极支路出现短路故障,并发出包含任一负极支路位置的短路故障信息。这里,控制器在检测到光伏负极电压值大于电压阈值以及三相输出端中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值的情况下,确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路,再基于各负极支路的电流值定位出现短路的负极支路,可以减少对故障负极支路的误判,进一步提高故障线缆定位的准确度。
第二方面,本申请提供了一种逆变器,逆变器包括多个光伏接口、直流变换电路、逆变电路和控制器,逆变电路包括至少一个桥臂和母线电容,直流变换电路的正极输出端和负极输出端分别连接在母线电容两端,至少一个桥臂的桥臂中点作为逆变器的输出端与变压器的原边绕组相连,并通过变压器接地,桥臂包括至少一个下桥臂开关管,至少一个下桥臂开关管关断时,流过至少一个下桥臂开关管的电流方向为从母线电容到桥臂中点。多个光伏接口包括正极接口和负极接口,多个光伏接口的正极接口通过多个正极支路汇流后与直流变换电路的正极输入端相连,多个光伏接口的负极接口通过多个负极支路汇流后与直流变换电路的负极输入端相连,多个负极支路中部分或全部负极支路上设置电流传感器。控制器用于,响应于多个负极支路中任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,定位任一负极支路出现对地短路故障,并发出包含任一负极支路位置的短路故障信息。控制器可以对出现短路的一个或多个负极支路进行告警提示,方便对故障负极支路进行修复或更换,故障负极支路定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
在一种可能的实现方式中,多个负极支路依次连接在负极母线上,并通过负极母线与直流变换电路的负极输入端相连。多个负极支路中包括第一负极支路,第一负极支路上设置一个支路电流传感器,且支路电流传感器位于第一负极支路对应的负极接口与负极母线之间,支路电流传感器用于测量第一负极支路的电流信息,并将第一负极支路的电流信息上传至控制器。多个负极支路中包括第二负极支路,第二负极支路与负极母线的连接端设置有合路电流传感器,且第二负极支路位于负极母线上,合路电流传感器用于测量第二负极支路与负极母线的连接端的电流信息,并将第二负极支路与负极母线的连接端的电流信息上传至控制器。通过在部分负极支路上设置支路电流传感器,并在负极母线上设置合路电流传感器,基于支路电流传感器与合路电流传感器上传的电流信息得到任一负极支路的电流值,负极支路的电流获取简单,适用性强。
在一种可能的实现方式中,控制器用于,根据第一负极支路上设置的支路电流传感器获取的电流信息得到第一负极支路的电流值。根据第二负极支路对应的合路电流传感器获取的电流信息得到第二负极支路的电流值与第二负极支路之前负极支路的电流值之和,并将电流值之和减去第二负极支路之前负极支路的电流值之和以得到第二负极支路的电流值。通过在部分负极支路上设置支路电流传感器,并在负极母线上设置合路电流传感器,基于支路电流传感器与合路电流传感器上传的电流信息得到任一负极支路的电流值,负极支路的电流获取简单,适用性强。
在一种可能的实现方式中,逆变器包括N个光伏接口,N个光伏接口对应N个负极支路中包括N-1个第一负极支路和1个第二负极支路,直流变换电路的负极输入端,与第二负极支路与负极母线的连接端之间设置一个合路电流传感器。控制器用于,根据N-1个第一负极支路上设置的支路电流传感器获取的电流信息得到N-1个第一负极支路的电流值。根据合路电流传感器获取的电流信息得到N个负极支路的电流值之和,并将N个负极支路的电流值之和减去N-1个第一负极支路的电流值之和以得到第二负极支路的电流值。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
在一种可能的实现方式中,多个负极支路中每个负极支路上设置一个支路电流传感器。支路电流传感器用于测量所在支路的电流信息,并将支路的电流信息上传至控制器。通过在所有负极支路上设置支路电流传感器,基于支路电流传感器得到任一负极支路的电流值,负极支路的电流获取简单,适用性强。
在一种可能的实现方式中,逆变器包括第一光伏接口和第二光伏接口,第一光伏接口的负极接口对应的负极支路上设置一个支路电流差值传感器,第二光伏接口的负极接口对应的负极支路通过支路电流差值传感器与第一光伏接口的负极接口对应的负极支路连接,且第一光伏接口和第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的连接端通过一个合路电流传感器与直流变换电路的负极输入端相连。支路电流差值传感器用于测量第一光伏接口和第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的电流差值,并将电流差值上传至控制器,合路电流传感器用于测量第一光伏接口和第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的电流值之和,并将电流值之和上传至控制器。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
第三方面,本申请提供了一种逆变器的负极支路短路检测方法,该方法包括响应于多个负极支路中任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,定位任一负极支路出现短路故障,并发出包含任一负极支路位置的短路故障信息,逆变器中多个光伏接口的正极接口通过多个正极支路汇流后与直流变换电路的正极输入端相连,多个光伏接口的负极接口通过多个负极支路汇流后与直流变换电路的负极输入端相连,多个负极支路中部分或全部负极支路上设置电流传感器。
本申请中,逆变器可以通过控制器基于各电流传感器获取的电流值,以得到任一负极支路上的电流值,且可以响应于任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。通过在逆变器内部的负极支路上设置电流传感器,并通过控制器获取任一与直流变换电路相连的负极支路上的电流值,从而基于任一负极支路的电流值定位出现短路的负极支路。控制器可以对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
附图说明
图1是本申请提供的发电系统的应用场景示意图;
图2是本申请提供的发电系统的结构示意图;
图3是本申请提供的逆变器的一结构示意图;
图4是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图5是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图6是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图7是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图8是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图9是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图10是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图11是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图12是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图13是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图14是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图15是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图16是本申请提供的逆变器的另一结构示意图;
图17是本申请提供的逆变器的负极支路短路检测方法的流程示意图。
具体实施方式
参见图1,图1是本申请提供的发电系统的应用场景示意图。在本申请提供的发电系统中可包括直流电源和逆变器,其中,直流电源可由光伏阵列组成,光伏阵列的输出端可以连接逆变器的第一端,逆变器的第二端连接交流负载。在图1所示的发电系统中,光伏阵列可以由一个或者多个光伏组串并联组成,一个光伏组串可以由一个或者多个光伏组件串联得到。逆变器可以通过直流变换电路改变(可以是升压、降压等)光伏阵列提供的直流电,并通过逆变电路对变压后的直流电进行电压逆变转换之后为交流负载供电,交流负载可以为交流电网或者交流用电设备。这里,上述逆变器并网时,交流负载可以为交流电网,上述逆变器离网时,交流负载可以为交流用电设备。
在图1所示的应用场景中,逆变器可以包括多个光伏接口以接入多个光伏组串,接入的光伏组串数与逆变器支持的功率成正比,比如,在工业级发电系统中的逆变器可以包括数量较多的光伏接口,从而用于连接大量光伏组件。逆变器与各光伏组串之间可以通过光伏组串线缆连接,在各光伏组串供电过程中,由于不规范施工、线缆与支架摩擦等原因可能导致光伏组串线缆的线皮破损,从而引发光伏组串线缆对地短路故障,且光伏组串线缆对地发生短路会造成逆变器过流失效,影响逆变器正常工作。光伏侧线缆及组件众多,光伏组串线缆对地短路可能瞬间发生,且短路状态可能多次重复发生(比如光伏组串线缆由于风吹与支架刮擦,反复短路)。因此,光伏组串线缆对地短路发生时,及时快速定位至具体故障光伏组串线缆以消除故障对于该发电系统的正常运行十分重要。上述光伏组串线缆可以包括负极支路和正极支路,即各光伏组串可以通过负极支路和正极支路与逆变器的光伏接口相连,目前对于负极支路的短路故障还没有有效的解决的方案,当负极支路发生对地短路故障(即由于意外接地)时,会造成逆变器内部过流,影响逆变器正常工作,降低了对负载的供电效率。
本申请提供的发电系统中,逆变器可以包括多个光伏接口,逆变器的光伏接口可以通过负极支路和正极支路与光伏组串相连,具体的,上述光伏接口包括正极接口和负极接口,多个光伏接口的正极接口通过各正极接口对应的正极支路汇流后与直流变换电路的正极输入端相连,多个光伏接口的负极接口通过各负极接口对应的负极支路汇流后与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。在多个光伏接口的负极接口对应的负极支路中,可以在部分或者全部负极支路上设置电流传感器(图1中未示出),这里,上述电流传感器可以是设置在逆变器内部的负极支路上。上述逆变器可以包括控制器,该控制器可以基于各电流传感器获取的电流值得到任一负极支路上的电流值,且控制器可以响应于任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。控制器可以对出现短路的一个或多个负极支路进行告警提示,方便对故障负极支路进行修复或更换,故障负极支路定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
参见图2,图2是本申请提供的发电系统的一结构示意图,在图2所示的发电系统中可以包括直流电源、逆变器和变压器,其中,直流电源可以是包括多个光伏组串的光伏阵列。逆变电路中桥臂(图2未示出)可以引出A相端口、B相端口和C相端口,且A相端口、B相端口和C相端口可以与变压器的原边绕组相连,以通过变压器与交流负载相连。以逆变器包括两个光伏接口为例(为方便描述,可以表示为光伏接口a和光伏接口b),光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏组串PV2通过对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏接口b的正极接口和负极接口相连,上述光伏接口a和光伏接口b对应的正极支路互相连接后可以与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,光伏接口a和光伏接口b对应的负极支路互相连接后可以与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。逆变器可以通过直流变换电路改变(可以是升压、降压等)光伏阵列提供的直流电,并通过逆变电路对变压后的直流电进行电压逆变转换之后可以向变压器输出交流电,变压器对逆变器提供的交流电进行电压变换后向交流负载供电。
在一些可行的实施方式中,在图2所示的发电系统中,可以在部分或者全部负极支路上设置电流传感器(图2中未示出),具体的,上述电流传感器可以是设置在逆变器内部的负极支路上。上述逆变器可以包括控制器,该控制器可以基于各电流传感器获取的电流值,以得到负极支路PV1-和负极支路PV2-上的电流值,且控制器可以响应于任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,或者,响应于任一负极支路与直流变换电路、逆变电路中的下桥臂开关管(图2中未示出)以及变压器构成的电流回路上的电流值大于预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。通过在逆变器内部的负极支路上设置电流传感器,并通过控制器获取任一与直流变换电路相连的负极支路上的电流值,从而基于任一负极支路的电流值定位出现短路的负极支路,例如,检测到负极支路PV1-上的电流值大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路。控制器可以对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
在一些可行的实施方式中,上述控制器响应于多个负极支路中任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,可以定位任一负极支路出现短路故障,并发出包含该故障负极支路位置的短路故障信息。具体的,控制器可以向独立的通信装置(比如移动电话或者其他便携通信设备)发送包含故障负极支路位置的短路故障信息,使得通信装置通过图像、声音等方式提示出现短路故障的负极支路。或者,控制器可以向在发电系统中安装的报警设备发送包含故障负极支路位置的短路故障信息,使得报警设备通过图像、声音等方式提示出现短路故障的负极支路,具体可根据实际应用场景需求确定,在此不做限制。
参见图3,图3是本申请提供的发电系统的另一结构示意图。如图3所示,图3中的逆变器包括直流变换电路和逆变电路,其中直流变换电路可以包括电容C11和电容C12,电容C11并联在串联的电感L1和开关管Q10两端,电容C12的一端通过二极管D1与开关管Q10的一端相连,电容C12的另一端与开关管Q10的另一端相连。逆变电路可以包括电容C21和电容C22,以及3个桥臂(桥臂a、桥臂b和桥臂c),其中电容C21和电容C22串联后并联在电容C12两端,桥臂a、桥臂b以及桥臂c的桥臂中点分别引出逆变器的A相端口、B相端口和C相端口,且逆变器的A相端口、B相端口和C相端口可以与变压器的原边绕组相连,并通过该变压器接地。桥臂a可以包括两个串联的开关管Q11和开关管Q12,开关管Q11和开关管Q12可以并联在串联的电容C21和电容C22的两端,开关管Q12为桥臂a的下桥臂开关管,开关管Q12的一端与一个二极管的正极相连并连接电容C22,开关管Q12的另一端与上述二极管的负极相连并连接桥臂a的桥臂中点(开关管Q11和开关管Q12的连接端)。开关管Q11和开关管Q12的连接端可以引出A相端口,且开关管Q11和开关管Q12的连接端可以通过另外串联的开关管Q13和开关管Q14与电容C21和电容C22的连接端相连。桥臂b可以包括开关管Q21、开关管Q22、开关管Q23和开关管Q24,桥臂c可以包括开关管Q31、开关管Q32、开关管Q33和开关管Q34,可以理解的,桥臂b以及桥臂c的电路结构与上述桥臂a相同,此处不再赘述。上述逆变器中各开关管可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,MOSFET),简称为MOS管,还可以为绝缘栅双极型晶体管(insulated gatebipolar transistor,IGBT)等,在此不做限制。逆变器的光伏接口可以通过负极支路和正极支路与光伏组串相连,比如,光伏组串PV1对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-与逆变器的光伏接口a相连。在光伏组串供电过程中,由于不规范施工、线缆与支架摩擦等原因可能导致光伏组串线缆的线皮破损,从而引发光伏组串线缆对地短路故障。发生对地短路故障时,可能导致造成逆变器中出现过流,即逆变器中出现高于额定电流值的电流,过流可能对逆变器中的功率器件造成损坏。比如,光伏组串PV1对应的负极支路PV1-发生对地短路故障,负极支路PV1-与直流变换电路、各桥臂中的下桥臂开关管以及变压器构成的电流回路上出现高于预设电流阈值的电流Ic。电流Ic可以经过直流变换电路流向逆变电路中的桥臂,并损坏桥臂包含的开关管。比如,电流Ic可以经过直流变换电路流向桥臂c中的下桥臂开关管(即开关管Q32),并通过逆变器的C相端口流向变压器。这里,桥臂a、桥臂b以及桥臂c的下桥臂开关管可能由于无法承受电流Ic而损坏,进而影响逆变器正常工作。可以理解的,上述直流变换电路可以为其他具有直流变换功能的电路类型,上述逆变电路还可以为其他具有逆变功能的电路类型,具体可根据实际应用场景需求确定,在此不做限制。
参见图4,图4是本申请提供的发电系统的另一结构示意图。如图4所示,图4中的逆变器包括直流变换电路和逆变电路,其中直流变换电路可以包括电容C11和电容C12,电容C11并联在串联的电感L1和开关管Q10两端,电容C12的一端通过二极管D1与开关管Q10的一端相连,电容C12的另一端与开关管Q10的另一端相连。逆变电路可以包括电容C21和电容C22,以及3个桥臂(桥臂a、桥臂b和桥臂c),其中电容C21和电容C22串联后并联在电容C12两端,桥臂a、桥臂b以及桥臂c的桥臂中点分别引出逆变器的A相端口、B相端口和C相端口,且逆变器的A相端口、B相端口和C相端口可以与变压器的原边绕组相连,并通过该变压器接地。桥臂a可以包括串联的四个桥臂开关管(为方便描述,可以表示为开关管Q11、开关管Q12、开关管Q13和开关管Q14),开关管Q11、开关管Q12、开关管Q13和开关管Q14依次串联且并联在电容C21和电容C22的两端。开关管Q13和开关管Q14为桥臂a的下桥臂开关管,开关管Q14的两端与一个二极管并联,且该二极管的正极连接电容C22,开关管Q13的两端与另一个二极管并联,且该二极管的负极连接桥臂a的桥臂中点(开关管Q12和开关管Q13的连接端)。开关管Q11和开关管Q12的连接端通过串联的两个二极管与开关管Q13和开关管Q14的连接端相连,串联的两个二极管的连接端与电容C21和电容C22的连接端相连。桥臂a的桥臂中点,即开关管Q12与开关管Q13的连接端可以引出A相端口。桥臂b可以包括开关管Q21、开关管Q22、开关管Q23、开关管Q24和两个二极管,桥臂c可以包括开关管Q31、开关管Q32、开关管Q33、开关管Q34和两个二极管。可以理解的,桥臂b以及桥臂c的电路结构与上述桥臂a相同,此处不再赘述。当光伏组串PV1对应的负极支路PV1-发生对地短路故障时,负极支路PV1-与直流变换电路、各桥臂中的下桥臂开关管以及变压器构成的电流回路上出现高于预设电流阈值的电流Ic。电流Ic可以经过直流变换电路流向逆变电路中的桥臂,并损坏桥臂包含的开关管。比如,电流Ic可以经过直流变换电路流向桥臂c中的下桥臂开关管(即开关管Q32),并通过逆变器的C相端口流向变压器。这里,桥臂a、桥臂b以及桥臂c的下桥臂开关管可能由于无法承受电流Ic而损坏,进而影响逆变器正常工作。
参见图5,图5是本申请提供的发电系统的另一结构示意图。如图5所示,图5中的逆变器包括直流变换电路和逆变电路,其中直流变换电路可以包括电容C11和电容C12,电容C11并联在串联的电感L1和开关管Q10两端,电容C12的一端通过二极管D1与开关管Q10的一端相连,电容C12的另一端与开关管Q10的另一端相连。逆变电路可以包括电容C21和电容C22,以及3个桥臂(桥臂a、桥臂b和桥臂c),其中电容C21和电容C22串联后并联在电容C12两端,桥臂a、桥臂b以及桥臂c的桥臂中点分别引出逆变器的A相端口、B相端口和C相端口,且逆变器的A相端口、B相端口和C相端口可以与变压器的原边绕组相连,并通过该变压器接地。桥臂a可以包括串联的四个桥臂开关管(为方便描述,可以表示为开关管Q11、开关管Q12、开关管Q13和开关管Q14),开关管Q11、开关管Q12、开关管Q13和开关管Q14依次串联且并联在电容C21和电容C22的两端。开关管Q13和开关管Q14为桥臂a的下桥臂开关管,开关管Q14的两端与一个二极管并联,且该二极管的正极连接电容C22,开关管Q13的两端与另一个二极管并联,且该二极管的负极连接桥臂a的桥臂中点(开关管Q12和开关管Q13的连接端)。开关管Q11和开关管Q12的连接端通过串联的两个开关管(开关管Q15和开关管Q16)与开关管Q13和开关管Q14的连接端相连,开关管Q15和开关管Q16的连接端与电容C21和电容C22的连接端相连。桥臂a的桥臂中点,即开关管Q12与开关管Q13的连接端可以引出A相端口。桥臂b可以包括开关管Q21、开关管Q22、开关管Q23、开关管Q24、开关管Q25和开关管Q26,桥臂c可以包括开关管Q31、开关管Q32、开关管Q33、开关管Q34、开关管Q35和开关管Q36。可以理解的,图7所示的功率变换器中,桥臂b以及桥臂c的电路结构与上述桥臂a相同,此处不再赘述。当光伏组串PV1对应的负极支路PV1-发生对地短路故障时,负极支路PV1-与直流变换电路、各桥臂中的下桥臂开关管以及变压器构成的电流回路上出现高于预设电流阈值的电流I c。电流I c可以经过直流变换电路流向逆变电路中的桥臂,并损坏桥臂包含的开关管。比如,电流I c可以经过直流变换电路流向桥臂c中的下桥臂开关管(即开关管Q32),并通过逆变器的C相端口流向变压器。这里,桥臂a、桥臂b以及桥臂c的下桥臂开关管可能由于无法承受电流I c而损坏,进而影响逆变器正常工作。
下面将结合图6至图17对本申请实施例提供的逆变器进行示例说明。在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括多个光伏接口,且任一光伏接口的负极接口对应的负极支路上均可以设置一个支路电流传感器。请一并参见图6,图6是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。如图6所示,以图6中的逆变器包括2个光伏接口为例,即逆变器可以包括光伏接口a和光伏接口b。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,上述光伏接口a和光伏接口b对应的正极支路互相连接后可以与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,光伏接口a和光伏接口b对应的负极支路互相连接后可以与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。光伏接口a对应的负极支路上可以设置一个支路电流传感器ldc1,具体可设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口a的负极接口之间。光伏接口b对应的负极支路上可以设置一个支路电流传感器l dc2,具体可设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口b的负极接口之间。支路电流传感器l dc1、支路电流传感器l dc2分别用于测量负极支路PV1-和负极支路PV2-的电流信息,并将各负极支路的电流信息上传至控制器。控制器可以基于支路电流传感器l dc1、支路电流传感器l dc2上传的电流信息获取负极支路PV1-的电流值A1以及负极支路PV2-的电流值A2。请一并参见图7,图7是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。图7中的逆变器包括3个光伏接口,即逆变器可以包括光伏接口a、光伏接口b和光伏接口c。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,光伏接口c的正极接口、负极接口对应的正极支路PV3+和负极支路PV3-分别与光伏组串PV3相连,上述光伏接口a、光伏接口b和光伏接口c对应的正极支路互相连接后可以与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,光伏接口a、光伏接口b和光伏接口c对应的负极支路互相连接后可以与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。光伏接口a对应的负极支路上可以设置一个支路电流传感器l dc1,具体可设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口a的负极接口之间。光伏接口b对应的负极支路上可以设置一个支路电流传感器l dc2,具体可设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口b的负极接口之间。光伏接口c对应的负极支路上可以设置一个支路电流传感器l dc3,具体可设置在负极支路PV1-和负极支路PV3-的连接端与光伏接口c的负极接口之间。支路电流传感器l dc1、支路电流传感器ldc2和支路电流传感器l dc3分别用于测量负极支路PV1-、负极支路PV2-和负极支路PV3-的电流信息,并将各负极支路的电流信息上传至控制器。控制器可以基于支路电流传感器ldc1、支路电流传感器l dc2和支路电流传感器l dc3上传的电流信息获取负极支路PV1-的电流值A1、负极支路PV2-的电流值A2和负极支路PV3-的电流值A3。上述图6或图7中的控制器可以基于任一负极支路的电流值以及预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。例如,检测到负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,即负极支路PV1-与直流变换电路、逆变电路中的下桥臂开关管以及变压器构成的电流回路上的电流值大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而产生的过流对逆变器中的开关管损坏,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
在一些可行的实施方式中,多个负极支路可以依次连接在负极母线上,并通过负极母线与直流变换电路的负极输入端相连。上述多个负极支路中可以包括第一负极支路,第一负极支路上可以设置一个支路电流传感器,且该支路电流传感器位于第一负极支路对应的负极接口与负极母线之间,上述多个负极支路中可以包括第二负极支路,第二负极支路与负极母线的连接端设置有合路电流传感器,且该第二负极支路位于负极母线上,合路电流传感器用于测量第二负极支路与负极母线的连接端的电流信息,并将第二负极支路与负极母线的连接端的电流信息上传至控制器。请一并参见图8,图8是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。如图8所示,以图8中的逆变器包括2个光伏接口为例,即逆变器可以包括光伏接口a和光伏接口b。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,各正极支路可以依次连接在正极母线上,并通过正极母线与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,各负极支路可以依次连接在负极母线上,并通过负极母线与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。负极支路PV1-或者负极支路PV2-上可以设置一个支路电流传感器,图8中以负极支路PV1-上设置一个支路电流传感器l dc1为例,即负极支路PV1-为第一负极支路,负极支路PV2-为第二负极支路。支路电流传感器l dc1可以设置在负极支路PV1-上,具体可设置在光伏接口a的负极接口和负极母线之间。合路电流传感器l dc10可以设置在负极母线上,具体设置在负极支路PV2-和负极母线的连接端与直流变换电路的负极输入端之间。支路电流传感器l dc1用于测量负极支路PV1-的电流信息,并将该电流信息上传至控制器,控制器可以基于支路电流传感器l dc1上传的电流信息获取负极支路PV1-的电流值A1。合路电流传感器l dc10用于测量负极支路PV2-和负极母线连接端的电流信息,并将该电流信息上传至控制器,控制器可以基于该电流信息获取负极支路PV1-和负极支路PV2-的电流值之和A0,从而得到负极支路PV2-的电流值A2(A2=A0-A1)。上述控制器可以基于任一负极支路的电流值以及预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。例如,检测到负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,即负极支路PV1-与直流变换电路、逆变电路中的下桥臂开关管以及变压器构成的电流回路上的电流值大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而产生的过流对逆变器中的开关管损坏,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。这里,上述电流传感器l dc10还可以对光伏组串PV1以及光伏组串PV2进行最大功率点跟踪。
请一并参见图9,图9是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。如图9所示,图9中的逆变器包括3个光伏接口,即逆变器可以包括光伏接口a、光伏接口b和光伏接口c。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,光伏接口c的正极接口、负极接口对应的正极支路PV3+和负极支路PV3-分别与光伏组串PV3相连。各正极支路可以依次连接在正极母线上,并通过正极母线与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,各负极支路可以依次连接在负极母线上,并通过负极母线与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。支路电流传感器l dc1可以设置在负极支路PV1-上,具体可设置在光伏接口a的负极接口和负极母线之间。支路电流传感器l dc2可以设置在负极支路PV2-上,具体可设置在光伏接口b的负极接口和负极母线之间。合路电流传感器l dc10可以设置在负极母线上,具体设置在负极支路PV3-和负极母线的连接端与直流变换电路的负极输入端之间。控制器可以基于支路电流传感器l dc1上传的电流信息获取负极支路PV1-的电流值A1,可以基于支路电流传感器l dc2上传的电流信息获取负极支路PV2-的电流值A2,并基于合路电流传感器l dc10上传的电流信息获取负极支路PV1-、负极支路PV2-和负极支路PV3-的电流值之和A0,从而得到负极支路PV3-的电流值A3(A3=A0-A1-A2)。上述控制器可以基于任一负极支路的电流值以及预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。例如,检测到负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,即负极支路PV1-与直流变换电路、逆变电路中的下桥臂开关管以及变压器构成的电流回路上的电流值大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而产生的过流对逆变器中的开关管损坏,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。这里,上述电流传感器l dc10还可以对光伏组串PV1、光伏组串PV2以及光伏组串PV3进行最大功率点跟踪。
请一并参见图10,图10是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。如图10所示,图10中的逆变器包括3个光伏接口,即逆变器可以包括光伏接口a、光伏接口b和光伏接口c。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,光伏接口c的正极接口、负极接口对应的正极支路PV3+和负极支路PV3-分别与光伏组串PV3相连,各正极支路可以依次连接在正极母线上,并通过正极母线与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,各负极支路可以依次连接在负极母线上,并通过负极母线与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。支路电流传感器ldc1可以设置在负极支路PV1-上,具体可设置在光伏接口a的负极接口和负极母线之间。支路电流传感器l dc3可以设置在负极支路PV3-上,具体可设置在光伏接口c的负极接口和负极母线之间。合路电流传感器l dc10可以设置在负极母线上,具体设置在负极支路PV2-和负极母线的连接端与直流变换电路的负极输入端之间。控制器可以基于支路电流传感器ldc1上传的电流信息获取负极支路PV1-的电流值A1,可以基于支路电流传感器l dc2上传的电流信息获取负极支路PV3-的电流值A3,并基于合路电流传感器l dc10上传的电流信息获取负极支路PV1-和负极支路PV2-的电流值之和A0,从而得到负极支路PV2-的电流值A2(A2=A0-A1)。上述控制器可以基于任一负极支路的电流值以及预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而产生的过流对逆变器中的开关管损坏,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。这里,上述电流传感器l dc10还可以对光伏组串PV1、光伏组串PV2以及光伏组串PV3进行最大功率点跟踪。
请一并参见图11,图11是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。如图11所示,图11中的逆变器包括3个光伏接口,即逆变器可以包括光伏接口a、光伏接口b和光伏接口c。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,光伏接口c的正极接口、负极接口对应的正极支路PV3+和负极支路PV3-分别与光伏组串PV3相连,各正极支路可以依次连接在正极母线上,并通过正极母线与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,各负极支路可以依次连接在负极母线上,并通过负极母线与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。支路电流传感器ldc1可以设置在负极支路PV1-上,具体可设置在光伏接口a的负极接口和负极母线之间。合路电流传感器l dc10可以设置在负极母线上,具体设置在负极支路PV2-和负极母线的连接端与直流变换电路的负极输入端之间。合路电流传感器l dc11可以设置在负极母线上,具体设置在负极支路PV3-和负极母线的连接端与直流变换电路的负极输入端之间。控制器可以基于支路电流传感器l dc1上传的电流信息获取负极支路PV1-的电流值A1,基于合路电流传感器l dc10上传的电流信息获取负极支路PV1-和负极支路PV2-的电流值之和A0,基于合路电流传感器l dc10上传的电流信息获取负极支路PV1-、负极支路PV2-和负极支路PV3-的电流值之和B0,从而得到负极支路PV2-的电流值A2(A2=A0-A1),得到负极支路PV3-的电流值A3(A3=B0-A0)。上述控制器可以基于任一负极支路的电流值以及预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而产生的过流对逆变器中的开关管损坏,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。这里,上述电流传感器l dc10还可以对光伏组串PV1、光伏组串PV2以及光伏组串PV3进行最大功率点跟踪。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括N个光伏接口,其中,N个光伏接口对应N个负极支路中可以包括N-1个第一负极支路和1个第二负极支路,各第一负极支路上可以设置一个支路电流传感器,且该支路电流传感器位于各第一负极支路对应的负极接口与负极母线之间,直流变换电路的负极输入端与第二负极支路与负极母线的连接端之间设置一个合路电流传感器,N为大于1的正整数。控制器可以根据N-1个第一负极支路上设置的支路电流传感器获取的电流信息得到上述N-1个第一负极支路的电流值,并根据合路电流传感器获取的电流信息得到N个负极支路的电流值之和,并将该N个负极支路的电流值之和减去上述N-1个第一负极支路的电流值之和以得到第二负极支路的电流值,从而值得到任一负极支路的电流值。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括第一光伏接口和第二光伏接口,第一光伏接口和第二光伏接口对应的正极支路互相连接后与直流变换电路的正极输入端相连,第一光伏接口的负极接口对应的负极支路上可以设置一个支路电流差值传感器,第二光伏接口的负极接口对应的负极支路可以通过该支路电流差值传感器与第一光伏接口的负极接口对应的负极支路连接,且第一光伏接口和第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的连接端可以通过一个合路电流传感器与直流变换电路的负极输入端相连。请一并参见图12,图12是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。如图12所示,图12中的逆变器可以包括光伏接口a和光伏接口b。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,上述光伏接口a和光伏接口b对应的正极支路互相连接后可以与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,光伏接口a对应的负极支路PV1-上可以设置一个支路电流差值传感器l dc11,具体可设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口a之间。光伏接口b对应的负极支路PV2-可以通过该支路电流差值传感器l dc11与第一光伏接口的负极接口对应的负极支路PV1-连接,且负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端可以通过一个合路电流传感器l dc10与直流变换电路的负极输入端相连。逆变器中的控制器可以基于支路电流差值传感器l dc11获取负极支路PV1-和负极支路PV2-的电流差值S2(S2=A1-A2),基于合路电流传感器l dc10获取负极支路PV1-和负极支路PV2-的电流值之和S1(S1=A1+A2),从而分别得到负极支路PV1-的电流值A1和负极支路PV2-的电流值A2。上述控制器可以基于任一负极支路的电流值以及预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。例如,检测到负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而产生的过流对逆变器中的开关管损坏,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。这里,上述电流传感器l dc10还可以对光伏组串PV1以及光伏组串PV2进行最大功率点跟踪。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括电压检测电路,该电压检测电路可以获取逆变器中直流变换电路的负极输入端上的光伏负极电压值。以上述图8所示的逆变器包括电压检测电路为例,请一并参见图13,图13是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。图13中的逆变器可以包括光伏接口a和光伏接口b。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,上述光伏接口a和光伏接口b对应的正极支路互相连接后可以与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,光伏接口a和光伏接口b对应的负极支路互相连接后可以与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。支路电流传感器l dc1可以设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口a之间。负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与直流变换电路的负极输入端之间可以设置一个合路电流传感器l dc10。逆变器还可以包括电压检测电路,该电压检测电路的两个输入端分别与直流变换电路的正极输入端和第二输入端相连,控制器可以通过电压检测电路获取直流变换电路的负极输入端上的光伏负极电压值,确定多个光伏端口中有部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路。例如,检测到光伏负极电压值大于电压阈值且负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路,并发出包含负极支路PV1-位置的短路故障信息。这里,控制器在检测到光伏负极电压值大于电压阈值的情况下确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路,再基于各负极支路的电流值定位出现短路的负极支路,可以减少对故障负极支路的误判,进一步提高故障线缆定位的准确度。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括漏电流检测电路,该漏电流检测电路可以获取逆变器中逆变电路的输出漏电流。以上述图13所示的逆变器包括电压检测电路为例,请一并参见图14,图14是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。图14中的逆变器可以包括光伏接口a和光伏接口b。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,上述光伏接口a和光伏接口b对应的正极支路互相连接后可以与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,光伏接口a和光伏接口b对应的负极支路互相连接后可以与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。支路电流传感器l dc1可以设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口a之间。负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与直流变换电路的负极输入端之间可以设置一个合路电流传感器l dc10。逆变器还可以包括漏电流检测电路,该漏电流检测电路可以与逆变电路的三相输出端(可以包括A相端口、B相端口和C相端口)相连。控制器可以通过漏电流检测电路获取逆变电路的三相输出端中任意两相输出端电流的差值,并响应于光伏负极电压值大于电压阈值以及三相输出端中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值,确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路。例如,检测到光伏负极电压值大于电压阈值、A相端口电流与B相端口电流的差值大于设定阈值且负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路,并发出包含负极支路PV1-位置的短路故障信息。这里,控制器在检测到光伏负极电压值大于电压阈值以及三相输出端中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值的情况下,确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路,再基于各负极支路的电流值定位出现短路的负极支路,可以减少对故障负极支路的误判,进一步提高故障线缆定位的准确度。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括输出采样电路,该输出采样电路可以获取逆变器中逆变电路的三相输出电流。以上述图13所示的逆变器包括电压检测电路为例,请一并参见图15,图15是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。图15中的逆变器可以包括光伏接口a和光伏接口b。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,上述光伏接口a和光伏接口b对应的正极支路互相连接后可以与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,光伏接口a和光伏接口b对应的负极支路互相连接后可以与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。支路电流传感器l dc1可以设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口a之间。负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与直流变换电路的负极输入端之间可以设置一个合路电流传感器l dc10。逆变器还可以包括输出采样电路,该输出采样电路可以包括电流传感器l ac1、电流传感器l ac2以及电流传感器l ac3,电流传感器l ac1、电流传感器l ac2以及电流传感器l ac3分别与A相端口、B相端口和C相端口相连,控制器可以通过输出采样电路获取逆变电路的三相输出电流,并响应于光伏负极电压值大于电压阈值以及三相输出端中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值,确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路。例如,检测到光伏负极电压值大于电压阈值、A相端口电流与B相端口电流的差值大于设定阈值且负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路,并发出包含负极支路PV1-位置的短路故障信息。这里,控制器在检测到光伏负极电压值大于电压阈值以及三相输出端中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值的情况下,确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路,再基于各负极支路的电流值定位出现短路的负极支路,可以减少对故障负极支路的误判,进一步提高故障线缆定位的准确度。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括输出电压检测电路、漏电流检测电路和输出采样电路。参见图16,图16是本申请提供的逆变器的另一结构示意图。图16中的逆变器可以包括电压检测电路,该电压检测电路的两个输入端分别与直流变换电路的正极输入端和第二输入端相连,控制器可以通过电压检测电路获取直流变换电路的负极输入端上的光伏负极电压值。逆变器可以包括漏电流检测电路,该漏电流检测电路可以与逆变电路的三相输出端(可以包括A相端口、B相端口和C相端口)相连,控制器可以通过漏电流检测电路获取逆变电路的三相输出端中任意两相输出端电流的差值。逆变器可以包括输出采样电路,该输出采样电路可以包括电流传感器l ac1、电流传感器l ac2以及电流传感器l ac3,电流传感器l ac1、电流传感器l ac2以及电流传感器l ac3分别与A相端口、B相端口和C相端口相连,控制器可以通过输出采样电路获取逆变电路的三相输出电流。逆变器可以响应于光伏负极电压值大于电压阈值以及三相输出端中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值(可以是基于漏电流检测电路以及输出采样电路获取的差值均大于设定阈值),确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路。
参见图17,图17是本申请提供的逆变器的负极支路短路检测方法的流程示意图。本申请提供的逆变器的负极支路短路检测方法适用于图1至图16所示的逆变器,逆变器包括多个光伏接口、直流变换电路、逆变电路和控制器,多个光伏接口的正极接口通过多个正极支路汇流后与直流变换电路的正极输入端相连,多个光伏接口的负极接口通过多个负极支路汇流后与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。上述多个光伏接口的负极接口对应的负极支路中的部分或者全部负极支路上设置电流传感器,如图17所示,本申请提供的逆变器的负极支路短路检测方法包括步骤:
S901,获取光伏负极电压值和/或逆变器任意两相输出端电流的差值。
S902,基于光伏负极电压值和/或逆变器任意两相输出端电流的差值判断是否出现对地短路,若判断结果为是,则执行步骤S903,若判断结果为否,则执行步骤S901。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括电压检测电路,该电压检测电路可以获取逆变器中直流变换电路的负极输入端上的光伏负极电压值。请一并参见上述图13所示的逆变器,图13中的逆变器可以包括电压检测电路,该电压检测电路的两个输入端分别与直流变换电路的正极输入端和第二输入端相连,控制器可以通过电压检测电路获取直流变换电路的负极输入端上的光伏负极电压值,确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路。例如,检测到光伏负极电压值大于电压阈值且负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路,并发出包含负极支路PV1-位置的短路故障信息。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括漏电流检测电路,该漏电流检测电路可以获取逆变器中逆变电路的输出漏电流。请一并参见上述图14所示的逆变器,图14中的逆变器可以包括电压检测电路和漏电流检测电路,上述漏电流检测电路可以与逆变电路的三相输出端(可以包括A相端口、B相端口和C相端口)相连。控制器可以通过漏电流检测电路获取逆变电路的三相输出端中任意两相输出端电流的差值,并响应于光伏负极电压值大于电压阈值以及三相输出端中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值,确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路。例如,检测到光伏负极电压值大于电压阈值、A相端口电流与B相端口电流的差值大于设定阈值且负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路,并发出包含负极支路PV1-位置的短路故障信息。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括输出采样电路,该输出采样电路可以获取逆变器中逆变电路的三相输出电流。请一并参见上述图15所示的逆变器,图15中的逆变器可以包括输出采样电路,该输出采样电路可以包括电流传感器l ac1、电流传感器lac2以及电流传感器l ac3,电流传感器l ac1、电流传感器l ac2以及电流传感器l ac3分别与A相端口、B相端口和C相端口相连,控制器可以通过输出采样电路获取逆变电路的三相输出电流,并响应于光伏负极电压值大于电压阈值以及三相输出端中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值,确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路。例如,检测到光伏负极电压值大于电压阈值、A相端口电流与B相端口电流的差值大于设定阈值且负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路,并发出包含负极支路PV1-位置的短路故障信息。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括输出电压检测电路、漏电流检测电路和输出采样电路。请一并参见上述图16所示的逆变器,图16中的逆变器可以包括电压检测电路,该电压检测电路的两个输入端分别与直流变换电路的正极输入端和第二输入端相连,控制器可以通过电压检测电路获取直流变换电路的负极输入端上的光伏负极电压值。逆变器可以包括漏电流检测电路,该漏电流检测电路可以与逆变电路的三相输出端(可以包括A相端口、B相端口和C相端口)相连,控制器可以通过漏电流检测电路获取逆变电路的三相输出端中任意两相输出端电流的差值。逆变器可以包括输出采样电路,该输出采样电路可以包括电流传感器l ac1、电流传感器l ac2以及电流传感器l ac3,电流传感器l ac1、电流传感器l ac2以及电流传感器l ac3分别与A相端口、B相端口和C相端口相连,控制器可以通过输出采样电路获取逆变电路的三相输出电流。逆变器可以响应于光伏负极电压值大于电压阈值以及三相输出端中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值(可以是基于漏电流检测电路以及输出采样电路获取的差值均大于设定阈值),确定多个光伏端口中部分光伏端口对应的负极支路出现对地短路。
S903,获取负极支路的电流值。
S904,判断负极支路的电流值是否大于预设电流阈值,若判断结果为是,则执行步骤S905,若判断结果为否,则执行步骤S903。
S905,定位出现短路的负极支路。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括多个光伏接口,且任一光伏接口的负极接口对应的负极支路上均可以设置一个支路电流传感器。请一并参见图6,图6中的逆变器包括2个光伏接口,即逆变器可以包括光伏接口a和光伏接口b。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,上述光伏接口a和光伏接口b对应的正极支路互相连接后可以与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,光伏接口a和光伏接口b对应的负极支路互相连接后可以与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。光伏接口a对应的负极支路上可以设置一个支路电流传感器l dc1,具体可设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口a的负极接口之间。光伏接口b对应的负极支路上可以设置一个支路电流传感器l dc2,具体可设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口b的负极接口之间。支路电流传感器l dc1、支路电流传感器l dc2分别用于测量负极支路PV1-和负极支路PV2-的电流信息,并将各负极支路的电流信息上传至控制器。控制器可以基于支路电流传感器l dc1、支路电流传感器l dc2上传的电流信息获取负极支路PV1-的电流值A1以及负极支路PV2-的电流值A2。
在一些可行的实施方式中,多个负极支路可以依次连接在负极母线上,并通过负极母线与直流变换电路的负极输入端相连。上述多个负极支路中可以包括第一负极支路,第一负极支路上可以设置一个支路电流传感器,且该支路电流传感器位于第一负极支路对应的负极接口与负极母线之间,上述多个负极支路中可以包括第二负极支路,第二负极支路与负极母线的连接端设置有合路电流传感器,且该第二负极支路位于负极母线上,合路电流传感器用于测量第二负极支路与负极母线的连接端的电流信息,并将第二负极支路与负极母线的连接端的电流信息上传至控制器。请一并参见图8,图8中的逆变器包括2个光伏接口,即逆变器可以包括光伏接口a和光伏接口b。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,各正极支路可以依次连接在正极母线上,并通过正极母线与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,各负极支路可以依次连接在负极母线上,并通过负极母线与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。负极支路PV1-或者负极支路PV2-上可以设置一个支路电流传感器,图8中以负极支路PV1-上设置一个支路电流传感器l dc1为例,即负极支路PV1-为第一负极支路,负极支路PV2-为第二负极支路。支路电流传感器l dc1可以设置在负极支路PV1-上,具体可设置在光伏接口a的负极接口和负极母线之间。合路电流传感器l dc10可以设置在负极母线上,具体设置在负极支路PV2-和负极母线的连接端与直流变换电路的负极输入端之间。支路电流传感器ldc1用于测量负极支路PV1-的电流信息,并将该电流信息上传至控制器,控制器可以基于支路电流传感器l dc1上传的电流信息获取负极支路PV1-的电流值A1。合路电流传感器l dc10用于测量负极支路PV2-和负极母线连接端的电流信息,并将该电流信息上传至控制器,控制器可以基于该电流信息获取负极支路PV1-和负极支路PV2-的电流值之和A0,从而得到负极支路PV2-的电流值A2(A2=A0-A1)。
在一些可行的实施方式中,逆变器可以包括第一光伏接口和第二光伏接口,第一光伏接口和第二光伏接口对应的正极支路互相连接后与直流变换电路的正极输入端相连,第一光伏接口的负极接口对应的负极支路上可以设置一个支路电流差值传感器,第二光伏接口的负极接口对应的负极支路可以通过该支路电流差值传感器与第一光伏接口的负极接口对应的负极支路连接,且第一光伏接口和第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的连接端可以通过一个合路电流传感器与直流变换电路的负极输入端相连。请一并参见图12,图12中的逆变器可以包括光伏接口a和光伏接口b。光伏接口a的正极接口、负极接口对应的正极支路PV1+和负极支路PV1-分别与光伏组串PV1相连,光伏接口b的正极接口、负极接口对应的正极支路PV2+和负极支路PV2-分别与光伏组串PV2相连,上述光伏接口a和光伏接口b对应的正极支路互相连接后可以与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,光伏接口a对应的负极支路PV1-上可以设置一个支路电流差值传感器l dc11,具体可设置在负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端与光伏接口a之间。光伏接口b对应的负极支路PV2-可以通过该支路电流差值传感器l dc11与第一光伏接口的负极接口对应的负极支路PV1-连接,且负极支路PV1-和负极支路PV2-的连接端可以通过一个合路电流传感器l dc10与直流变换电路的负极输入端相连。逆变器中的控制器可以基于支路电流差值传感器l dc11获取负极支路PV1-和负极支路PV2-的电流差值S2(S2=A1-A2),基于合路电流传感器l dc10获取负极支路PV1-和负极支路PV2-的电流值之和S1(S1=A1+A2),从而分别得到负极支路PV1-的电流值A1和负极支路PV2-的电流值A2。上述控制器可以基于任一负极支路的电流值以及预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。例如,检测到负极支路PV1-上的电流值A1大于预设电流阈值,则确定负极支路PV1-上出现对地短路。通过控制器对出现短路的一个或多个光伏组串线缆进行告警提示,方便对光伏组串线缆进行修复或更换,故障线缆定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高,提高了对负载的供电效率。
在本申请中,逆变器可以包括多个光伏接口,逆变器的光伏接口可以通过负极支路和正极支路与光伏组串相连,具体的,上述多个光伏接口对应的正极支路互相连接后可以与逆变器中直流变换电路的正极输入端相连,多个光伏接口的负极接口对应的负极支路互相连接后可以与直流变换电路的负极输入端相连,直流变换电路的输出端连接逆变电路。在多个光伏接口的负极接口对应的负极支路中,可以在部分或者全部负极支路上设置电流传感器。上述电流传感器可以是设置在逆变器内部的负极支路上,上述逆变器可以包括控制器,该控制器可以基于各电流传感器获取的电流值,以得到任一负极支路上的电流值,且控制器可以响应于任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,确定任一负极支路出现短路。控制器可以对出现短路的一个或多个负极支路进行告警提示,方便对故障负极支路进行修复或更换,故障负极支路定位快速准确,避免逆变器内部由于故障光伏组串线缆对地短路而过流,逆变器工作可靠性高。
Claims (18)
1.一种发电系统,其特征在于,所述发电系统中包括多个光伏组件、逆变器和变压器,所述逆变器包括多个光伏接口、直流变换电路、逆变电路和控制器,各个所述光伏接口用于与一个所述光伏组件相连,所述逆变电路包括至少一个桥臂和母线电容,所述直流变换电路的正极输出端和负极输出端分别连接在所述母线电容两端,所述至少一个桥臂的桥臂中点作为所述逆变器的输出端与变压器的原边绕组相连,并通过所述变压器接地,所述桥臂包括至少一个下桥臂开关管,所述至少一个下桥臂开关管关断时,流过所述至少一个下桥臂开关管的电流方向为从所述母线电容到所述桥臂中点;
所述多个光伏接口包括正极接口和负极接口,所述多个光伏接口的正极接口通过多个正极支路汇流后与所述直流变换电路的正极输入端相连,所述多个光伏接口的负极接口通过多个负极支路汇流后与所述直流变换电路的负极输入端相连,所述多个负极支路中部分或全部负极支路上设置电流传感器;
所述控制器用于,响应于所述多个负极支路中任一负极支路与所述直流变换电路、所述至少一个桥臂中的下桥臂开关管以及所述变压器构成的电流回路上的电流值大于预设电流阈值,定位所述任一负极支路出现对地短路故障,并发出包含所述任一负极支路位置的短路故障信息。
2.根据权利要求1所述的发电系统,其特征在于,所述多个负极支路依次连接在负极母线上,并通过所述负极母线与所述直流变换电路的负极输入端相连;
所述多个负极支路中包括第一负极支路,所述第一负极支路上设置一个支路电流传感器,且所述支路电流传感器位于所述第一负极支路对应的负极接口与所述负极母线之间,所述支路电流传感器用于测量所述第一负极支路的电流信息,并将所述第一负极支路的电流信息上传至所述控制器;
所述多个负极支路中包括第二负极支路,所述第二负极支路与所述负极母线的连接端设置有合路电流传感器,且所述第二负极支路位于所述负极母线上,所述合路电流传感器用于测量所述第二负极支路与所述负极母线的连接端的电流信息,并将所述第二负极支路与所述负极母线的连接端的电流信息上传至所述控制器。
3.根据权利要求2所述的发电系统,其特征在于,所述控制器用于,根据所述第一负极支路上设置的支路电流传感器获取的电流信息得到所述第一负极支路的电流值;
根据所述第二负极支路对应的合路电流传感器获取的电流信息得到所述第二负极支路的电流值与所述第二负极支路之前负极支路的电流值之和,并将所述电流值之和减去所述第二负极支路之前负极支路的电流值之和以得到所述第二负极支路的电流值。
4.根据权利要求3所述的发电系统,其特征在于,所述逆变器包括N个所述光伏接口,N个所述光伏接口对应N个所述负极支路中包括N-1个所述第一负极支路和1个所述第二负极支路,所述直流变换电路的负极输入端与所述第二负极支路与所述负极母线的连接端之间设置一个所述合路电流传感器;
所述控制器用于,根据N-1个所述第一负极支路上设置的支路电流传感器获取的电流信息得到所述N-1个第一负极支路的电流值;
根据所述合路电流传感器获取的电流信息得到N个所述负极支路的电流值之和,并将所述N个所述负极支路的电流值之和减去N-1个所述第一负极支路的电流值之和以得到所述第二负极支路的电流值。
5.根据权利要求1所述的发电系统,其特征在于,所述多个负极支路中每个负极支路上设置一个支路电流传感器;
所述支路电流传感器用于测量所在支路的电流信息,并将所述支路的电流信息上传至所述控制器。
6.根据权利要求1所述的发电系统,其特征在于,所述逆变器包括第一光伏接口和第二光伏接口,所述第一光伏接口的负极接口对应的负极支路上设置一个支路电流差值传感器,所述第二光伏接口的负极接口对应的负极支路通过所述支路电流差值传感器与所述第一光伏接口的负极接口对应的负极支路连接,且所述第一光伏接口和所述第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的连接端通过一个合路电流传感器与所述直流变换电路的负极输入端相连;
所述支路电流差值传感器用于测量所述第一光伏接口和所述第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的电流差值,并将所述电流差值上传至所述控制器,所述合路电流传感器用于测量所述第一光伏接口和所述第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的电流值之和,并将所述电流值之和上传至所述控制器。
7.根据权利要求1-6任一项所述的发电系统,其特征在于,所述逆变电路包括串联的正母线电容和负母线电容,所述桥臂包括一个下桥臂开关管,所述下桥臂开关管的一端与一个二极管的正极相连并连接所述负母线电容,所述下桥臂开关管的另一端与所述二极管的负极相连并连接所述桥臂中点。
8.根据权利要求1-6任一项所述的发电系统,其特征在于,所述逆变电路包括串联的正母线电容和负母线电容,所述桥臂包括串联的第一下桥臂开关管和第二下桥臂开关管,所述第一下桥臂开关管的一端与第一二极管的正极相连并连接所述负母线电容,所述第一下桥臂开关管的另一端与所述第一二极管的负极相连,所述第二下桥臂开关管的一端与第二二极管的正极相连,所述第二下桥臂开关管的另一端与所述第二二极管的负极相连并连接所述桥臂中点。
9.根据权利要求1-8任一项所述的发电系统,其特征在于,所述逆变器包括电压检测电路,所述电压检测电路用于,获取所述直流变换电路的负极输入端上的光伏负极电压值;
所述控制器用于,响应于所述光伏负极电压值大于电压阈值,且所述任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,定位所述任一负极支路出现短路故障,并发出包含所述任一负极支路位置的短路故障信息。
10.根据权利要求1-8任一项所述的发电系统,其特征在于,所述逆变器包括漏电流检测电路,所述漏电流检测电路用于,获取所述逆变电路的三相输出端中任意两相输出端电流的差值;
所述控制器用于,响应于所述逆变电路的三相输出电路中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值,且所述任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,定位所述任一负极支路出现短路故障,并发出包含所述任一负极支路位置的短路故障信息。
11.根据权利要求1-8任一项所述的发电系统,其特征在于,所述逆变器包括逆变器输出采样电路,所述逆变器输出采样电路用于,获取所述逆变电路的三相输出端电流;
所述控制器用于,响应于所述逆变电路的三相输出电路中任意两相输出端电流的差值大于设定阈值,且所述任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,定位所述任一负极支路出现短路故障,并发出包含所述任一负极支路位置的短路故障信息。
12.一种逆变器,其特征在于,所述逆变器包括多个光伏接口、直流变换电路、逆变电路和控制器,所述逆变电路包括至少一个桥臂和母线电容,所述直流变换电路的正极输出端和负极输出端分别连接在所述母线电容两端,所述至少一个桥臂的桥臂中点作为所述逆变器的输出端与变压器的原边绕组相连,并通过所述变压器接地,所述桥臂包括至少一个下桥臂开关管,所述至少一个下桥臂开关管关断时,流过所述至少一个下桥臂开关管的电流方向为从所述母线电容到所述桥臂中点;
所述多个光伏接口包括正极接口和负极接口,所述多个光伏接口的正极接口通过多个正极支路汇流后与所述直流变换电路的正极输入端相连,所述多个光伏接口的负极接口通过多个负极支路汇流后与所述直流变换电路的负极输入端相连,所述多个负极支路中部分或全部负极支路上设置电流传感器;
所述控制器用于,响应于所述多个负极支路中任一负极支路与所述直流变换电路、所述至少一个桥臂中的下桥臂开关管以及所述变压器构成的电流回路上的电流值大于预设电流阈值,定位所述任一负极支路出现对地短路故障,并发出包含所述任一负极支路位置的短路故障信息。
13.根据权利要求12所述的逆变器,其特征在于,所述多个负极支路依次连接在负极母线上,并通过所述负极母线与所述直流变换电路的负极输入端相连;
所述多个负极支路中包括第一负极支路,所述第一负极支路上设置一个支路电流传感器,且所述支路电流传感器位于所述第一负极支路对应的负极接口与所述负极母线之间,所述支路电流传感器用于测量所述第一负极支路的电流信息,并将所述第一负极支路的电流信息上传至所述控制器;
所述多个负极支路中包括第二负极支路,所述第二负极支路与所述负极母线的连接端设置有合路电流传感器,且所述第二负极支路位于所述负极母线上,所述合路电流传感器用于测量所述第二负极支路与所述负极母线的连接端的电流信息,并将所述第二负极支路与所述负极母线的连接端的电流信息上传至所述控制器。
14.根据权利要求13所述的逆变器,其特征在于,所述控制器用于,根据所述第一负极支路上设置的支路电流传感器获取的电流信息得到所述第一负极支路的电流值;
根据所述第二负极支路对应的合路电流传感器获取的电流信息得到所述第二负极支路的电流值与所述第二负极支路之前负极支路的电流值之和,并将所述电流值之和减去所述第二负极支路之前负极支路的电流值之和以得到所述第二负极支路的电流值。
15.根据权利要求14所述的逆变器,其特征在于,所述逆变器包括N个所述光伏接口,N个所述光伏接口对应N个所述负极支路中包括N-1个所述第一负极支路和1个所述第二负极支路,所述直流变换电路的负极输入端与所述第二负极支路与所述负极母线的连接端之间设置一个所述合路电流传感器;
所述控制器用于,根据N-1个所述第一负极支路上设置的支路电流传感器获取的电流信息得到所述N-1个第一负极支路的电流值;
根据所述合路电流传感器获取的电流信息得到N个所述负极支路的电流值之和,并将所述N个所述负极支路的电流值之和减去N-1个所述第一负极支路的电流值之和以得到所述第二负极支路的电流值。
16.根据权利要求12所述的逆变器,其特征在于,所述多个负极支路中每个负极支路上设置一个支路电流传感器;
所述支路电流传感器用于测量所在支路的电流信息,并将所述支路的电流信息上传至所述控制器。
17.根据权利要求12所述的逆变器,其特征在于,所述逆变器包括第一光伏接口和第二光伏接口,所述第一光伏接口的负极接口对应的负极支路上设置一个支路电流差值传感器,所述第二光伏接口的负极接口对应的负极支路通过所述支路电流差值传感器与所述第一光伏接口的负极接口对应的负极支路连接,且所述第一光伏接口和所述第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的连接端通过一个合路电流传感器与所述直流变换电路的负极输入端相连;
所述支路电流差值传感器用于测量所述第一光伏接口和所述第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的电流差值,并将所述电流差值上传至所述控制器,所述合路电流传感器用于测量所述第一光伏接口和所述第二光伏接口的负极接口对应的负极支路的电流值之和,并将所述电流值之和上传至所述控制器。
18.一种逆变器的负极支路短路检测方法,其特征在于,所述方法包括:
响应于所述多个负极支路中任一负极支路的电流值大于预设电流阈值,定位所述任一负极支路出现短路故障,并发出包含所述任一负极支路位置的短路故障信息,所述逆变器中多个光伏接口的正极接口通过多个正极支路汇流后与直流变换电路的正极输入端相连,所述多个光伏接口的负极接口通过多个所述负极支路汇流后与所述直流变换电路的负极输入端相连,所述多个负极支路中部分或全部负极支路上设置电流传感器。
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