CN117713514A - 一种解决共模电压干扰的设备、方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种解决共模电压干扰的设备、方法及系统，其中设备应用于供电系统，供电系统包括：功率变换器和开关机构；功率变换器的输出端的每相通过开关机构连接后级电路，功率变换器，用于进行电能变换；开关机构包括：串联的第一开关器件和第二开关器件；设备包括：控制器和无源器件；功率变换器的输出端的至少一相中的第一开关器件的两端并联无源器件；控制器，用于控制第二开关器件闭合，在第一开关器件两端的电压差小于预设电压时控制第一开关器件闭合。当先闭合与第一开关器件串联的第二开关器件时，高压端通过无源器件为低压端充电，从而降低第一开关器件两端的电压差，当第一开关器件两端的电压差小于预设电压后，再闭合第一开关器件，此时第一开关器件两端的电压不会因为第一开关器件闭合产生很大突变，从而可以降低共模电流，防止供电系统出现供电风险，以及保护开关器件自身，延长开关器件的使用寿命。

Description

一种解决共模电压干扰的设备、方法及系统
本申请是分案申请，原申请的申请号是201980066411.1，原申请日是2019年01月28日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及供电设备技术领域，尤其涉及一种解决共模电压干扰的设备、方法及系统。
背景技术
在光伏发电技术领域，由于光伏组件输出的是直流电，因此，需要逆变器将直流电逆变为交流电反馈给交流电网或交流负载。
下面以逆变器的输出端连接交流电网为例进行介绍，在逆变器的输出端和交流电网之间一般连接有开关器件。当开关器件闭合时，逆变器的输出端与交流电网接通。当开关器件断开时，逆变器的输出端与交流电网断开。为了安规要求，逆变器的输出端与交流电网之间每相可以串联两个开关器件：第一开关器件和第二开关器件，为了当一个开关器件出现故障时，与其串联的另一个开关器件可以可靠动作，从而保证逆变器的输出端可以可靠与交流电网断开连接。正常工作时，每相串联的两个开关器件均需要闭合才能构成通路。
但是在实际应用中，第一开关器件吸合后第二开关器件吸合前，在第二个开关器件的两端存在较大的压差(该压差是以地为参考点)。当第二开关器件吸合时，开关器件两端的电压被强制拉相等，此时开关器件两端的电压存在较大突变，该突变电压会通过开关器件两端对地的Y电容等形成通路，在该通路中产生较大的尖峰电流，此尖峰电流会对逆变器电源信号、控制信号等产生较强干扰，给系统正常运行带来较大风险。
发明内容
本申请提供了一种解决共模电压干扰的设备、方法及系统，能够在开关器件闭合之前，降低开关器件两端的电压差，从而在开关器件闭合时降低共摸电压的干扰，保护开关器件以及整个供电系统。
第一方面，本申请实施例提供一种解决共模电压干扰的设备，应用于供电系统，供电系统包括：功率变换器和开关机构；功率变换器的输出端的每相通过开关机构连接后级电路，功率变换器，用于进行电能变换；开关机构包括：串联的第一开关器件和第二开关器件；设备包括：控制器和无源器件；功率变换器的输出端的至少一相中的第一开关器件的两端并联无源器件；控制器，用于控制第二开关器件闭合，在第一开关器件两端的电压差小于预设电压时控制第一开关器件闭合。其中，第一开关器件和第二开关器件没有先后顺序。
本申请实施例提供的设备，在串联的两个开关器件中的一个开关器件的两端并联无源器件，当未并联无源器件的开关器件闭合时，电压高的一端通过无源器件向电压低的一端充电，充电一段时间后，无源器件的两端的电压差便会大幅降低，此时闭合并联无源器件的开关器件，则共模电压很低，对应的电流也较小，降低对供电系统的影响。
本实施例提供的设备，对于供电系统的具体拓扑没有要求，可以适用于任何形式的拓扑，例如可以适用于存在交流侧N点或者交流侧不存在隔离变压器的情景，也适用于交流侧不存在交流侧N点或者存在隔离变压器的情况，均可以解决开关器件两端电压突变的技术问题。
在一种可能的实现方式中，只要在每相同时动作的开关器件中的一个的两端并联无源器件即可，由于三相线路对地的共模电压相等，因此，只要一相线路中的无源器件拉低开关器件两端的电压差即可。这样，可以减少电阻带来的功耗。因为电阻上有电流流过时，会产生功耗。因此，并联的电阻越多，则功耗越大。但是，并联的电阻越多，则越有保障，即功率变换器的输出端的每相中的第一开关器件的两端并联无源器件。例如当有的电阻出现故障时，其他电阻可以继续起到降低开关器件两端电压差的效果。
在一种可能的实现方式中，功率变换器的输出端的至少一相中的第二开关器件的两端并联无源器件。当第一开关器件和第二开关器件的两端均并联无源器件时，可以不必限制开关器件的开关顺序，可以第一开关器件先闭合，从而第二开关器件两端并联的无源器件起作用。同理，也可以第二开关器件先闭合，第一开关器件两端并联的无源器件起作用。均不会出现开关器件两端压差太大的问题，从而可以延长开关器件的寿命。
在一种可能的实现方式中，功率变换器的输出端的每相中的第二开关器件的两端并联无源器件。
在一种可能的实现方式中，无源器件包括以下器件中的至少一个或多个的组合：电感、电阻、电容和二极管。例如无源器件可以为电阻，电阻体积较小，而且选型容易，成本低。
在一种可能的实现方式中，开关器件包括以下器件中的任意一种：继电器、接触器、断路器、绝缘栅双极型晶体管和金属氧化物半导体场效应晶体管。本申请实施例中不具体限定开关器件的类型，不同的应用场景以及不同的电压等级可以选择不同的开关器件。
第二方面，本申请实施例提供一种解决共摸电压干扰的方法，应用于以上的设备，设备应用于供电系统，供电系统包括：功率变换器和开关机构；功率变换器的输出端的每相通过开关机构连接后级电路，功率变换器，用于进行电能变换；开关机构包括：串联的第一开关器件和第二开关器件；设备包括：控制器和无源器件；功率变换器的输出端的至少一相中的第一开关器件的两端并联无源器件；方法包括：控制第二开关器件闭合，在第一开关器件两端的电压差小于预设电压时控制第一开关器件闭合。
本实施例提供的方法，由于第一开关器件的两端并联有无源器件，因此，当先闭合与第一开关器件串联的第二开关器件时，高压端通过无源器件为低压端充电，从而降低第一开关器件两端的电压差，预设时间段后，再闭合第一开关器件，此时第一开关器件两端的电压不会因为第一开关器件闭合产生很大突变，从而可以降低共模电压，防止供电系统出现供电风险，以及保护开关器件自身，延长开关器件的使用寿命。
第三方面，本申请实施例提供一种解决共摸电压干扰的供电系统，包括：功率变换器、开关机构和的设备；功率变换器的输出端的每相通过开关机构连接后级电路；功率变换器，用于进行电能变换；开关机构包括：串联的第一开关器件和第二开关器件。
本实施例提供的系统，由于第一开关器件的两端并联有无源器件，因此，当先闭合与第一开关器件串联的第二开关器件时，高压端通过无源器件为低压端充电，从而降低第一开关器件两端的电压差，当第一开关器件两端的电压差小于预设电压时，再闭合第一开关器件，此时第一开关器件两端的电压不会因为第一开关器件闭合产生很大突变，从而可以降低共模电压，防止供电系统出现供电风险，以及保护开关器件自身，延长开关器件的使用寿命。其中，供电系统可以为三相供电系统，也可以为单相供电系统。
在一种可能的实现方式中，功率变换器为逆变器；后级电路为交流电网或交流负载；逆变器，用于将逆变器输入端的直流电逆变为交流电提供给后级电路。
在一种可能的实现方式中，还包括：光伏组件；逆变器的输入端连接光伏组件；光伏组件，用于将太阳能转换为直流电。
在一种可能的实现方式中，功率变换器为整流器，后级电路为交流电网；整流器，用于将整流器输入端的交流电整流为直流电提供给直流负载。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
该设备包括：控制器和无源器件；功率变换器的输出端的至少一相中的第一开关器件的两端并联无源器件；控制器控制所述第二开关器件闭合，在所述第二开关器件闭合预设时间段后控制所述第一开关器件闭合。由于第一开关器件的两端并联有无源器件，因此，当先闭合与第一开关器件串联的第二开关器件时，高压端通过无源器件为低压端充电，从而降低第一开关器件两端的电压差，当第一开关器件两端的电压差小于预设电压后，再闭合第一开关器件，此时第一开关器件两端的电压不会因为第一开关器件闭合产生很大突变，从而可以降低共模电流，防止供电系统出现供电风险，以及保护开关器件自身，延长开关器件的使用寿命。
附图说明
图1为一种带有逆变器的供电系统的示意图；
图2为一种解决共模电压干扰的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种解决共模电压干扰的设备的示意图；
图4为本申请实施例提供的又一种解决共模电压干扰的设备的示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种解决共模电压干扰的设备的示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种解决共模电压干扰的设备的示意图；
图7为本申请实施例提供的再一种解决共模电压干扰的设备的示意图；
图8为本申请实施例提供的设备应用于单相供电系统的一种示意图；
图9为本申请实施例提供的设备应用于单相供电系统的另一种示意图；
图10为本申请实施例提供的设备应用于单相供电系统的又一种示意图；
图11为本申请实施例提供的一种解决共摸电压干扰的方法的流程图；
图12为本申请实施例提供的一种供电系统的示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图介绍带有逆变器的供电系统。
参见图1，该图为一种带有逆变器的供电系统的示意图。
逆变器100的输入端连接直流源(图中未示出)，例如可以为光伏组件，也可以为其他直流源。光伏组件可以将太阳能转换为直流电能，因此，光伏组件输出的是直流电。
逆变器100的输入端的直流母线中点BUS_N的电压一般为直流母线电压的一半，直流母线电压是指正母线BUS+和负母线BUS-之间的电压差，两个容值相等的电容C2和C3串联在BUS+和BUS-之间，即C2和C3的公共点为直流母线中点BUS_N，即直流侧N点。BUS_N的电压由两个容值相等的电容平分直流母线电压所得。
后级电路可以为交流电网或交流负载，由于大部分电网属于交流电网，大部分负载也是交流负载，因此需要逆变器100将直流电逆变为交流电供给后级电路，后级电路的供电线路可以为三相线路，也可以为单相线路，交流电网侧可为直接并网或带变压器形式并网，图1中后级电路以三相直接并网为例进行介绍。
为了供给后级电路的电能质量较好，逆变器100的输出端可以连接滤波电路200，或者逆变器100内部集成滤波电路200。滤波电路200用于滤除逆变器100输出的交流电中的干扰信号。如果逆变器100输出的电能质量足够满足后级电路的需求，则可以不设置滤波电路200。
图1中在滤波电路200的输出端和后级电路之间每相设有串联的两个开关器件，例如对于A相线路，包括串联的两个开关器件K5和K6；对于B相线路，包括串联的两个开关器件K3和K4；对于C相线路，包括串联的两个开关器件K1和K2。每相线路设置两个串联的开关器件，是为了符合安规的要求，当出现故障或者事故时，保证线路可以可靠断开。例如当K2出现问题时，无法断开时，可以及时控制K1断开，从而将C相线路断开。其他相线路同理，在此不再赘述。
K1-K6闭合后，K1、K3和K5左侧对地电压与K2、K4和K6右侧对地电压相等，但是在K1-K6闭合之前，K1、K3和K5左侧对地电压与K2、K4和K6右侧对地电压可能不相等。
当K1、K3和K5左侧对地电压与K2、K4和K6右侧对地电压不相等时，即K1-K6的第一端和第二端之间会存在压差，即第一端连接逆变器100一侧，第二端连接后级电路一侧。此时第一端和第二端接通，即闭合，则第一端和第二端的电压会产生突变，突变电压会通过对地Y电容300和滤波电路200形成回路，产生较大电流，给供电系统造成风险，而且对于K1-K6的器件本身也会造成不良影响。由于该突变电压会对地形成回路，因此为共模电压。
一种解决方式是在BUS+与交流侧N点之间或BUS-与交流侧N点之间添加一个电阻和开关，如图2所示，为一种解决共模电压干扰的示意图。
图2中的BUSx可以为BUS+，也可以为BUS-。BUSx与交流侧N点之间连接有串联的电阻R1和开关K7。
在K1-K6闭合之前，先闭合开关K7，将K1、K3和K5左侧对地电压与K2、K4和K6右侧对地电压强制拉平衡或缩小K1、K3和K5左侧对地电压与K2、K4和K6右侧对地电压的压差，然后再闭合K1-K6，等闭合完毕，逆变器100并网完成后，再断开K7。
但是，图2所示的解决方案仅适用于存在交流侧N点或者交流侧不存在隔离变压器的情景，对于交流侧不存在交流侧N点或者存在隔离变压器的情况，图2所示的方案将无法解决开关器件两端电压突变的技术问题。
因此，为了解决上述开关器件在闭合时两端存在电压差的问题，本申请实施例提供了一种解决共模电压干扰的设备，在串联的两个开关器件中的一个开关器件的两端并联无源器件，当未并联无源器件的开关器件闭合时，电压高的一端通过无源器件向电压低的一端充电，充电一段时间后，无源器件的两端的电压差便会大幅降低，此时闭合并联无源器件的开关器件，则共模电压很低，对应的电流也较小，降低对供电系统的影响。
设备实施例一
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种解决共模电压干扰的设备的示意图。
本申请实施例提供的设备可以应用于三相供电系统，也可以适用于单相供电系统，图3所示的是三相供电系统对应的设备。
如图3所示，三相供电系统包括：功率变换器200和开关机构；所述功率变换器200的输出端的每相通过所述开关机构连接后级电路；所述功率变换器200，用于进行电能转换；所述开关机构包括：串联的第一开关器件和第二开关器件；
所述设备包括：控制器(图中未示出)和无源器件；
所述功率变换器200的输出端的至少一相中的所述第一开关器件的两端并联所述无源器件；
所述控制器，用于控制所述第二开关器件闭合，在所述第一开关器件两端的电压差小于预设电压时控制所述第一开关器件闭合。
预设电压可以根据供电线路的电压等级以及无源器件所呈现的阻值来确定。本实施例中不做具体限定。
以上的第一开关器件和第二开关器件没有先后顺序，仅是指每相串联的两个开关器件。例如对于A相线路，第一开关器件为K5，第二开关器件为K6；对于B相线路，第一开关器件为K3，第二开关器件为K4；对于C相线路，第一开关器件为K1，第二开关器件为K2。
其中，无源器件包括以下器件中的至少一个或多个的组合：电感、电阻、电容和二极管。例如无源器件可以为电阻，也可以为电阻和电容，也可以为电阻和电感，也可以为电阻和二极管等。当包括二极管时，二极管的阳极连接靠近电压高的一端，二极管的阴极连接靠近电压低的一端。本申请实施例中并不限定无源器件的具体类型。
当无源器件为电阻时，可以为正温度系统的热敏电阻，也可以为负温度系统的热敏电阻，也可以为其他普通电阻。
其中，开关器件可以包括以下器件中的任意一种：
继电器、接触器、断路器、绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate BipolarTransistor)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS，Metal Oxide Semiconductor)。本申请实施例中不限定开关器件的具体类型。
图3中以一相中的第一开关器件的两端并联无源器件为例，而且以无源器件为电阻为例进行介绍，如图3所示，在C相线路中的K1的两端并联电阻R1。
当K2闭合后，C相线路就形成通路，功率变换器100的输出电压经过R1向K2一侧充电，K2一侧的电压越来越高，K1两端的电压差或K1两端对地电压的压差较小时，闭合K1，则突变电压较小，则共模电压也低，流过对地Y电容300的突变电流也较小，从而降低对供电系统的影响。对于K1器件本身的冲击也小，从而可以保护开关器件。
实际应用中，K1两端的电压差可以通过实际测量来实现，例如通过电压传感器测量K1两端分别对地的电压，然后获得K1两端对地的电压差，判断该电压差是否小于预设电压，当小于时，说明K1两端的电压差较小，此时闭合K1则不会产生很大的突变电压。其中，电压传感器可以为电压互感器，也可以为其他电压检测器件。
另外，也可以不实际测量K1两端的电压差，而是在K2闭合预设时间段后闭合K1，预设时间段可以根据具体应用场景来设置，例如可以根据供电线路的电压等级以及无源器件所呈现的阻值来确定。以下实施例中以预设时间后闭合K1为例进行介绍。
图3所示的设备中没有滤波电路，可以理解的是，为了使功率变换器100供给后级电路的电能质量较高，可以在功率变换器100的输出端连接滤波电路200，如图4所示，滤波电路200用于滤除功率变换器100输出的交流电中的干扰信号。
本实施例提供的设备，对于供电系统的具体拓扑没有要求，可以适用于任何形式的拓扑，例如可以适用于存在交流侧N点或者交流侧不存在隔离变压器的情景，也适用于交流侧不存在交流侧N点或者存在隔离变压器的情况，均可以解决开关器件两端电压突变的技术问题。
设备实施例二
需要说明的是，图1中的功率变换器100可以既作为逆变器，又作为整流器，即可以为双向变换器。当功率变换器100作为逆变器时，电能从逆变器向后级电路传递。当功率变换器100作为整流器时，电能从后级电路向整流器传递，本申请实施例中不具体限定功率变换器100的具体类型。下面实施例中均以功率变换器100为逆变器进行介绍。
参见图5，该图为本申请实施例提供的另一种解决共模电压干扰的设备的示意图。
图3和图4所示的设备中，仅在K1的两端并联的电阻R1，其他开关的两端没有并联无源器件，此种情况适用于，K2先闭合的场景。即K2先闭合时，K1还未闭合，高压端通过R1向低压端充电。但是如果想K1先闭合，则仅需要在与K2同时动作的开关两端并联无源器件。需要说明的是，在三相线路中，三相线路对应的开关一般同时动作，例如A相的K5、B相的K3和C相的K1会同时闭合同时断开。同理，A相的K6、B相的K4和C相的K2会同时闭合同时断开。
因此，如果需要实现无论K1先闭合还是K2先闭合，均可以解决共模电压干扰的技术问题，则需要在K1、K3和K5中的任意一个开关的两端并联无源器件，同时在K2、K4和K6中的任意一个开关的两端也并联无源器件。
图5中仅是示意性在K6的两端并联电阻R2，可以理解的是，R2也可以并联在K2或者K4的两端。
下面介绍图5所示的设备的工作原理。
由于图3已经介绍了K2先闭合的情景，下面介绍K1先闭合的情况，可以理解的是，K1先闭合或K3先闭合，或K5先闭合的情景相同。
K1闭合时，由于同时动作，因此K5也闭合。当K5闭合后，高压端通过R2为低压端充电，预设时间段后，K6两端的电压差减小，此时闭合K6，则突变电压较小，则共模电压也低，流过对地Y电容300的突变电流也较小，从而降低对供电系统的影响。对于K6器件本身的冲击也小，从而可以保护开关器件。
实际应用中，K1、K3和K5可以集成在一起，例如一组继电器包括三个开关，三个开关分别串联在每相线路中，同时动作。同理，K2、K4和K6也可以集成在一起，即一组继电器包括三个开关，三个开关分别串联在每相线路中，同时动作。也可以是K1、K4和K5集成在一起，K2、K3和K6集成在一起，具体不做限定。
本实施例提供的设备，同时包括R1和R2，因此可以不必固定先吸合第一开关器件(K1、K3和K5)，还是先吸合第二开关器件(K2、K4和K6)，可以随机先后吸合第一开关器件和第二开关器件，均不会出现开关器件两端压差太大的问题，从而可以延长开关器件的寿命。
图5所示的设备只要在每相同时动作的开关器件中的一个的两端并联无源器件即可，由于三相线路对地的共模电压相等，因此，只要一相线路中的无源器件拉低开关器件两端的电压差即可。这样，可以减少电阻带来的功耗。
图5仅是示意在每组开关器件中的一个开关器件的两端并联开关器件，可以理解的是，可以多个开关器件的两端均并联开关器件，下面结合图6来详细介绍。
设备实施例三
参见图6，该图为本申请实施例提供的又一种解决共模电压干扰的设备的示意图。
为了容易理解，图6中在每个开关器件的两端均并联了无源器件，继续以电阻为例进行说明。
如图6所示，K1两端并联R1，K2两端并联R2，K3两端并联R3，K4两端并联R4，K5两端并联R5，K6两端并联R6。其中R1-R6可以存在多种组合，例如可以单个独立存在，也可以两两组合，也可以三三组合。下面表1为图6对应的R1-R6的存在情况，其中1代表存在电阻，0代表不存在电阻。
表1
例如，表1中第1行只有R6对应的是1，即R6存在，R6并联在K6的两端。K1-K5的两端均不并联无源器件。
表1中最后1行都是1，即R1-R6对应的都是1，即R1-R6均存在，即K1-K6的两端分别并联R1-R6。
因为电阻上有电流流过时，会产生功耗。因此，并联的电阻越多，则功耗越大。但是，并联的电阻越多，则越有保障，例如当有的电阻出现故障时，其他电阻可以继续起到降低开关器件两端电压差的效果。
设备实施例四
以上实施例均是以供电线路为三相电路进行的介绍，本申请实施例提供的设备也同样适用于单相供电线路，因此，下面结合附图介绍该设备在单相供电线路中的应用。
参见图7，该图为本申请实施例提供的再一种解决共模电压干扰的设备的示意图。
与三相供电线路类似，为了安全考虑，一个开关器件失灵后，另一个开关器件可以可靠断开供电通路，因此，单相供电线路中L线和N线可以均包括串联的两个开关器件，如图7所示，L线包括两个串联的开关器件K1和K2，N线包括两个串联的开关器件K3和K4。
其中，可以仅在L线或者N线中的一个开关器件的两端并联无源器件，本实施例中继续以无源器件为电阻进行介绍。也可以在L线或N线中串联的两个开关器件的两端并联无源器件。
图7中以在L线的第一开关器件K1两端并联R1为例进行介绍。
以电能从逆变器向交流电网传递为例，当K2先闭合时，逆变器100a输出端为高压端，高压端通过R1为K2一侧进行充电，预设时间段后，K1两端的电压差缩小，此时再闭合K1，从而避免由于突变电压造成的共模干扰。
与三相供电线路类似，由于L线和N线对地的共模电压相等，因此，在其中L线或N线中并联一个无源器件即可实现目的。
需要说明的是，实际应用中，K1和K3同时动作，K2和K4同时动作。
图7是需要先闭合K2才能实现抑制共模电压的目的，如果先闭合K1，则需要在K2或K4两端也并联无源器件。如图8所示，以在K4两端并联电阻R4为例进行介绍。
先闭合K1，即同时闭合K3，则高压端通过R4为低压端充电，从而缩小K4两端的电压差，预设时间段后，再闭合K4，则可以抑制共模电压。
图8所示的设备，不必限定先闭合K1还是先闭合K2，或者先闭合K3还是先闭合K4，即可以先后随机闭合其中的开关器件，均可以实现抑制共模电压的目的。并且，仅在不同时动作的开关器件上并联一个无源器件即可。图8是在K1和K4的两端并联无源器件，同理，也可以在K1和K2的两端并联无源器件，还可以在K2和K3的两端并联无源器件。
另外，与三相供电线路类似，可以在每个开关器件的两端均并联无源器件，以防止有些无源器件故障，其他无源器件可以起到抑制共模电压的作用。
下面结合表2说明L线和N线上并联开关器件的实现情况。
图9中K1-K4的两端分别并联R1-R4。其中，R1-R4可以单独存在，也可以两两组合。下面表2为图9对应的R1-R4的存在情况，其中1代表存在电阻，0代表不存在电阻。
表2
R1 R2 R3 R4
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
其中，表2中第1行中R4对应的为1，R1-R3对应的为0，则表示R4存在，即在K4的两端并联R4。表2中最后1行R1-R4对应的全为1，即表示R1-R4均存在，即K1-K4的两端分别并联R1-R4。
设备实施例五
参见图10，该图为本申请实施例提供的又一种解决共模电压干扰的设备的示意图。
由于单相供电线路的电压比三相供电线路的电压低，安规要求与三相供电系统有所区别，因此，L线和N线均可以仅包括一个开关器件，如图10所示。L线串联开关器件K1，N线串联开关器件K2。
可以单独在K1的两端并联无源器件R1，也可以单独在K2的两端并联无源器件R2。也可以在K1和K2两端分别并联R1和R2。即R1和R2的存在情况可以参见表3。
表3
R1 R2
0 1
1 0
1 1
其中1代表存在电阻，0代表不存在电阻。表3中第1行R2对应1，表明K2两端并联R2。R1对应为0，表明K1两端没有并联无源器件R1。表3中第3行R1和R2对应均为1，表明K1和K2的两端分别并联R1和R2。
图10所示的L线和N线仅包括一个开关器件的情况时，当逆变器100a上电后，可以先不闭合K1和K2，高压端可以通过电阻R1和R2为低压端进行充电，随着时间的增长，K1和K2两端的电压差将减小。待预设时间段后再闭合K1和K2。则突变电压较小，则共模电压也低，流过对地Y电容300的突变电流也较小，从而降低对供电系统的影响。对于开关器件本身的冲击也小，从而可以保护开关器件。
基于以上实施例提供的一种解决共摸电压干扰的设备，本申请实施例还提供一种解决共摸电压干扰的方法，下面结合附图进行详细介绍。
方法实施例：
参见图11，该图为本申请实施例提供的一种解决共摸电压干扰的方法流程图。
本实施例提供的解决共摸电压干扰的方法，应用于以上实施例介绍的设备，所述设备应用于供电系统，所述供电系统包括：功率变换器和开关机构；所述功率变换器的输出端的每相通过所述开关机构连接后级电路，所述功率变换器，用于进行电能变换；所述开关机构包括：串联的第一开关器件和第二开关器件；所述设备包括：控制器和无源器件；所述功率变换器的输出端的至少一相中的所述第一开关器件的两端并联所述无源器件；
所述方法包括以下步骤：
S1101：控制所述第二开关器件闭合；
S1102：在所述第一开关器件两端的电压小于预设电压时闭合所述第一开关器件。
其中，该方法可以应用于三相供电系统，也可以应用于单相供电系统。本申请实施例中不做具体限定。
以上的第一开关器件和第二开关器件没有先后顺序，仅是指每相串联的两个开关器件。
其中，无源器件包括以下器件中的至少一个或多个的组合：电感、电阻、电容和二极管。例如无源器件可以为电阻，也可以为电阻和电容，也可以为电阻和电感，也可以为电阻和二极管等。当包括二极管时，二极管的阳极连接靠近电压高的一端，二极管的阴极连接靠近电压低的一端。本申请实施例中并不限定无源器件的具体类型。
其中，开关器件可以包括以下器件中的任意一种：
继电器、接触器、断路器、绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate BipolarTransistor)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS，Metal Oxide Semiconductor)。本申请实施例中不限定开关器件的具体类型。
预设时间段可以根据具体应用场景来设置，例如可以根据供电线路的电压等级以及无源器件所呈现的阻值来确定。
本实施例提供的方法，由于第一开关器件的两端并联有无源器件，因此，当先闭合与第一开关器件串联的第二开关器件时，高压端通过无源器件为低压端充电，从而降低第一开关器件两端的电压差，预设时间段后，再闭合第一开关器件，此时第一开关器件两端的电压不会因为第一开关器件闭合产生很大突变，从而可以降低共模电压，防止供电系统出现供电风险，以及保护开关器件自身，延长开关器件的使用寿命。
基于以上实施例提供的一种解决共摸电压干扰的设备和方法，本申请实施例还提供一种解决共摸电压干扰的供电系统，下面结合附图进行详细介绍，
系统实施例一：
可以继续参见图3，本实施例提供的解决共摸电压干扰的供电系统，包括：功率变换器100、开关机构和以上实施例介绍的设备；
功率变换器100的输出端的每相通过所述开关机构连接后级电路；
功率变换器100，用于进行电能变换；功率变换器100可以作为逆变器，也可以作为整流器，即可以为双向变换器。当功率变换器100作为逆变器时，电能从逆变器向后级电路传递。当功率变换器作为整流器时，电能从后级电路向整流器传递，本申请实施例中不具体限定功率变换器的具体类型。
开关机构包括：串联的第一开关器件和第二开关器件。
可以理解的是，以上介绍的供电系统可以为三相供电系统，也可以为单相供电系统。图3中是三相供电系统。
本实施例提供的系统，由于第一开关器件的两端并联有无源器件，因此，当先闭合与第一开关器件串联的第二开关器件时，高压端通过无源器件为低压端充电，从而降低第一开关器件两端的电压差，当第一开关器件两端的电压差小于预设电压时，再闭合第一开关器件，此时第一开关器件两端的电压不会因为第一开关器件闭合产生很大突变，从而可以降低共模电压，防止供电系统出现供电风险，以及保护开关器件自身，延长开关器件的使用寿命。
当功率变换器为逆变器时，所述后级电路为交流电网或交流负载；
逆变器，用于将所述逆变器输入端的直流电逆变为交流电提供给所述后级电路。
该供电系统可以为光伏供电系统，参见图12，该图为本申请实施例提供的光伏供电系统，以三相供电为例，即还可以包括：光伏组件300；
所述逆变器100a的输入端连接所述光伏组件300；
所述光伏组件300，用于将太阳能转换为直流电输出给逆变器100a的输入端。
另外，可以理解的是，在光伏组件200和逆变器100a之间还可以包括直流-直流变换器，即DC-DC变换器。实际应用中，DC-DC变换器也可以集成在逆变器100a内部。DC-DC变换器可以为升压电路，即Boost电路。
另外，当所述功率变换器为整流器，所述后级电路为交流电网；
所述整流器，用于将所述整流器输入端的交流电整流为直流电提供给直流负载，即电能由交流电网向整流器一侧传递。
本申请实施例中不具体限定功率变换器的类型，也不具体限定供电系统的具体类型。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
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 (6)

1.一种供电系统，其特征在于，包括功率变换器和三个开关机构；
所述功率变换器的输出端的三相中的每相用于通过所述开关机构连接交流电网，所述功率变换器，用于进行电能变换；所述功率变换器为逆变器或整流器，当所述功率变换器为逆变器时，电能从所述逆变器向所述交流电网传递，当所述功率变换器为整流器时，电能从所述交流电网向所述整流器传递；
每个所述开关机构包括：串联的第一开关器件和第二开关器件；
所述供电系统还包括：控制器、第一无源器件、第二无源器件、第一电容、第二电容、第三电容、正直流母线、负直流母线和对地Y电容；
所述正直流母线和所述负直流母线与所述功率变换器的输入端连接；
所述第一电容的第一端用于与所述交流电网的中位点N连接；
所述第二电容和所述第三电容串联在所述正直流母线和所述负直流母线之间，所述第二电容和所述第三电容的公共点为直流母线中点；
所述对地Y电容包括第四电容、第五电容和第六电容，所述第四电容、第五电容和第六电容均与所述第一电容的第二端连接，所述第四电容与所述正直流母线连接，所述第五电容与所述负直流母线连接，所述第六电容与所述直流母线中点连接；
所述功率变换器的输出端的其中一相中的所述第一开关器件的两端并联所述第一无源器件；所述功率变换器的输出端的其中一相中的所述第二开关器件的两端并联所述第二无源器件；
所述控制器用于：
控制所述三相中各相的所述第二开关器件均闭合，以使所述供电系统的高压端通过所述无源器件向所述供电系统的低压端充电，所述三相中各相的所述第一开关器件两端的电压差或对地电压的压差减小；且在各相的所述第一开关器件两端的电压差小于预设电压或者经过预设时间后时，控制所述三相中各相的所述第一开关器件均闭合，以使每相串联连接的所述第一开关器件和所述第二开关器件构成通路；或者，
控制所述三相中各相的所述第一开关器件均闭合，以使所述供电系统的高压端通过所述无源器件向所述供电系统的低压端充电，所述三相中各相的所述第二开关器件两端的电压差或对地电压的压差减小；且在各相的所述第二开关器件两端的电压差小于预设电压或者经过预设时间后时，控制所述三相中各相的所述第二开关器件均闭合，以使每相串联连接的所述第一开关器件和所述第二开关器件构成通路。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述功率变换器的输出端的每相中的所述第一开关器件的两端并联所述无源器件。
3.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述功率变换器的输出端的每相中的所述第二开关器件的两端并联所述无源器件。
4.根据权利要求1-3任一项所述的供电系统，其特征在于，所述无源器件包括以下器件中的至少一个或多个的组合：
电感、电阻、电容和二极管。
5.根据权利要求1-4任一项所述的供电系统，其特征在于，所述开关器件包括以下器件中的任意一种：
继电器、接触器、断路器、绝缘栅双极型晶体管和金属氧化物半导体场效应晶体管。
6.一种解决共摸电压干扰的方法，其特征在于，应用于供电系统，所述供电系统包括功率变换器和三个开关机构；所述功率变换器的输出端的三相中的每相用于通过所述开关机构连接交流电网，所述功率变换器，用于进行电能变换；所述功率变换器为逆变器或整流器，当所述功率变换器为逆变器时，电能从所述逆变器向所述交流电网传递，当所述功率变换器为整流器时，电能从所述交流电网向所述整流器传递；每个所述开关机构包括：串联的第一开关器件和第二开关器件；
所述供电系统还包括：控制器、第一无源器件、第二无源器件、第一电容、第二电容、第三电容、正直流母线、负直流母线和对地Y电容；所述正直流母线和所述负直流母线与所述功率变换器的输入端连接；所述第一电容的第一端用于与所述交流电网的中位点N连接；所述第二电容和所述第三电容串联在所述正直流母线和所述负直流母线之间，所述第二电容和所述第三电容的公共点为直流母线中点；所述对地Y电容包括第四电容、第五电容和第六电容，所述第四电容、第五电容和第六电容均与所述第一电容的第二端连接，所述第四电容与所述正直流母线连接，所述第五电容与所述负直流母线连接，所述第六电容与所述直流母线中点连接；所述功率变换器的输出端的其中一相中的所述第一开关器件的两端并联所述第一无源器件；所述功率变换器的输出端的其中一相中的所述第二开关器件的两端并联所述第二无源器件；
所述方法包括：
所述控制器控制所述三相中各相的所述第二开关器件均闭合，以使所述供电系统的高压端通过所述无源器件向所述供电系统的低压端充电，所述三相中各相的所述第一开关器件两端的电压差或对地电压的压差减小；在各相的所述第一开关器件两端的电压差小于预设电压或者经过预设时间后时，所述控制器控制所述三相中各相的所述第一开关器件均闭合，以使每相串联连接的所述第一开关器件和所述第二开关器件构成通路；或者，
所述控制器控制所述三相中各相的所述第一开关器件均闭合，以使所述供电系统的高压端通过所述无源器件向所述供电系统的低压端充电，所述三相中各相的所述第二开关器件两端的电压差或对地电压的压差减小；在各相的所述第二开关器件两端的电压差小于预设电压或者经过预设时间后时，所述控制器控制所述三相中各相的所述第二开关器件均闭合，以使每相串联连接的所述第一开关器件和所述第二开关器件构成通路。
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