CN118054383A - 一种光伏逆变器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种光伏逆变器，光伏逆变器包括控制模块、逆变电路、第一通断模块、第二通断模块和电阻；逆变电路的直流侧用于连接光伏组件，逆变电路的交流侧用于经由并网点连接电网，第二通断模块和电阻串联连接，且第二通断模块和电阻所在支路与逆变电路的交流侧并联连接，第一通断模块串联在逆变电路的交流侧与电网之间；控制模块用于当并网点的电压大于或等于第一电压阈值时，控制第一通断模块处于关断状态，以使逆变器交流侧与电网输入侧之间的电气连接断开，避免浪涌能量流入逆变电路中，从而实现对光伏逆变器的浪涌防护；控制模块在此工况下还控制第二通断模块处于导通状态，以使第二通断模块、电阻与电网构成的回路消耗浪涌能量。

Description

一种光伏逆变器

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏逆变器。

背景技术

在当前的微型光伏逆变器产品中，双向有源桥式(dual active bridge，DAB)拓扑单级架构因其效率高，集成度好等优点成为行业内常用的拓扑方案。

但是，当DAB拓扑的交流侧发生浪涌冲击时，会引起DAB拓扑交流侧电压极性变化，而DAB控制算法需要基于对DAB交流拓扑电压极性的检测，由于浪涌发生对电压极性改变的速度较快，对电压进行采样、电压信号传输、控制器基于电压信号进行内部运算，由于控制器输出控制信号的过程又需要一定时间，电压极性变化速度过快，因此光伏逆变器的控制器根据电压极性输出控制信号会出现迟滞，导致实际DAB拓扑交流侧开关管的通断控制可能与电压极性不匹配，进而可能导致交流侧的开关管同时导通，引发交流侧短路。另外，DAB拓扑采用软件方式改变发波来实现对浪涌能量的抗击，控制策略复杂且防浪涌效果较差，进而导致过压过流等风险问题。

因此，对于包含DAB或其他逆变拓扑的光伏逆变器，如何对逆变拓扑的交流侧进行浪涌防护是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供的一种光伏逆变器，用于解决难以对逆变拓扑的交流侧进行浪涌防护的问题。

第一方面，本申请提供一种光伏逆变器，光伏逆变器包括控制模块、逆变电路、第一通断模块、第二通断模块和电阻；逆变电路的直流侧用于连接光伏组件，逆变电路的交流侧用于经由并网点连接电网，第二通断模块和电阻串联连接，且第二通断模块和电阻所在支路与逆变电路的交流侧并联连接，第一通断模块串联在逆变电路的交流侧与电网之间；控制模块，用于当并网点的电压大于或等于第一电压阈值时，控制第一通断模块处于关断状态，并控制第二通断模块处于导通状态。

在该实施方式中，当并网点发生浪涌脉冲时，并网点的采样电压会超过第一电压阈值，在此工况下，控制模块可以控制第一通断模块处于关断状态，以使光伏逆变器交流侧与电网输入侧之间的电气连接断开，避免浪涌能量流入逆变电路中，从而实现对光伏逆变器的浪涌防护。另外，在此工况下，控制模块还会控制第二通断模块处于导通状态，以使第二通断模块、电阻与电网构成的回路消耗并网点注入的浪涌能量，进而避免浪涌冲击毁坏光伏逆变器。

前述技术方案相比于传统防护方法在交流侧增加两级被动浪涌防护器件钳位和吸收浪涌能量，并结合软件实现浪涌判断和封波逻辑进而消除浪涌残压的影响，本申请的技术方案可以实现在逆变拓扑交流侧发生浪涌冲击时，对逆变拓扑进行主动防护，减少了浪涌防护器件的使用，另外，本申请的技术方案对于电控器件的控制方式更为简单，对浪涌的响应速度更快，并且在浪涌退出后可自动恢复工作，通用性和可靠性更强。

在一种可能的实施方式中，控制模块还用于当并网点电压小于第二电压阈值时，控制第一通断模块处于导通状态，并控制第二通断模块处于关断状态，其中，第二电压阈值小于第一电压阈值。

在该实施方式中，若并网点未发生浪涌冲击，或者发生浪涌现象但经过控制模块的协调控制将浪涌能量消耗后，并网点的采样电压应处于正常范围内，在此工况下，控制模块可以控制第一通断模块处于导通状态，并控制第二通断模块处于关断状态，以使逆变电路正常向电网输出交流电。

在一种可能的实施方式中，第一通断模块包括共源极连接的第一开关管和第二开关管，以及两个分别与第一开关管和第二开关管并联连接的寄生二极管。

在该实施方式中，当并网点的采样电压大于或等于第一电压阈值时，控制模块可以控制第一开关管和第二开关管处于关断状态，受寄生二极管单向导电性的影响，逆变电路交流侧与电网之间断开，从而避免浪涌能量流入逆变电路中，实现对光伏逆变器的浪涌防护。

另外，在并网点电压小于第二电压阈值时，控制模块可以控制第一开关管和第二开关管导通；在此工况下，逆变电路、第一开关管、第二开关管以及电网构成回路，可以作为交流电的流通路径。

在一种可能的实施方式中，第二通断模块包括共源极连接的第三开关管和第四开关管，以及两个分别与第三开关管和第四开关管并联连接的寄生二极管。

在该实施方式中，当并网点的采样电压大于或等于第一电压阈值时，控制模块可以控制第三开关管和第四开关管处于导通状态；在此工况下，电阻、第三开关管、第四开关管以及电网构成回路，可以作为浪涌能量的流通路径。

另外，在并网点电压小于第二电压阈值时，控制模块可以控制第三开关管和第四开关管处于关断状态，以使逆变电路正常向电网输出交流电。

在一种可能的实施方式中，电阻为压敏电阻。

可以理解的，对开关管串联压敏电阻可以在电路承受过压时进行电压钳位，避免开关管被浪涌瞬间击穿。

在一种可能的实施方式中，光伏逆变器还包括检测模块，检测模块用于采集并网点的电压，并用于将电压信息传输给控制模块。

可以理解的，并网点的电压过大不能直接作为控制模块的输入，因此需要检测模块采集并网点的高压并转换为弱电形式的采样电压。

第二方面，本申请还提供一种光伏逆变器，光伏逆变器包括控制模块、三相逆变电路、第一通断模块、第二通断模块、第三通断模块、第四通断模块、第一电阻以及第二电阻；三相逆变电路的直流侧用于连接光伏组件，三相逆变电路的第一相线输出端、第二相线输出端以及第三相线输出端用于连接电网；第一通断模块和第二通断模块分别串联在不同的相线输出端与电网之间，第三通断模块和第一电阻串联连接，且第三通断模块和第一电阻所在支路并联在第一相线输出端与第二相线输出端之间，第四通断模块和第二电阻串联连接，且第四通断模块和第二电阻所在支路并联在第二相线输出端与第三相线输出端之间；控制模块，用于当第一相线输出端与第二相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块处于导通状态，并控制第一通断模块以及第二通断模块处于关断状态；或当第二相线输出端与第三相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第四通断模块处于导通状态，并控制第一通断模块以及第二通断模块处于关断状态；或当第一相线输出端与第三相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块以及第四通断模块处于导通状态，并控制第一通断模块以及第二通断模块处于关断状态。

在本实施方式中，当并网点发生浪涌脉冲时，相线输出端之间的线电压会超过第三电压阈值，在此工况下，控制模块可以控制第一通断模块和第二通断模块处于关断状态，以使光伏逆变器交流侧与电网输入侧之间的电气连接断开，避免浪涌能量流入三相逆变电路中，从而实现对光伏逆变器的浪涌防护。

另外，在此工况下，控制模块还可以根据相线输出端之间的线电压超限的情况，控制第三通断模块和/或第四通断模块处于导通状态，以使通断模块、电阻与电网构成的回路消耗并网点注入的浪涌能量，进而避免浪涌冲击毁坏光伏逆变器。

比如，第一相线输出端与第二相线输出端之间发生浪涌冲击时，第一相线输出端与第二相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值，因此控制模块可以控制第一通断模块和第二通断模块处于关断状态，以使光伏逆变器交流侧与电网输入侧之间的电气连接断开，并控制并联在第一相线输出端与第二相线输出端之间的第三通断模块导通，以使第三通断模块、第一电阻与电网构成的回路消耗浪涌能量。

比如，第二相线输出端与第三相线输出端之间发生浪涌冲击时，第二相线输出端与第三相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值，因此控制模块可以控制第一通断模块和第二通断模块处于关断状态，以使光伏逆变器交流侧与电网输入侧之间的电气连接断开，并控制并联在第二相线输出端与第三相线输出端之间的第四通断模块导通，以使第四通断模块、第二电阻与电网构成的回路消耗浪涌能量。

比如，第一相线输出端与第三相线输出端之间发生浪涌冲击时，第一相线输出端与第三相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值，因此控制模块可以控制第一通断模块和第二通断模块处于关断状态，以使光伏逆变器交流侧与电网输入侧之间的电气连接断开，并控制并联在第一相线输出端与第三相线输出端之间的第三通断模块和第四通断模块导通，以使第三通断模块、第四通断模块、第一电阻、第二电阻与电网构成的回路消耗浪涌能量。

前述技术方案相比于传统防护方法在交流侧增加两级被动浪涌防护器件钳位和吸收浪涌能量，并结合软件实现浪涌判断和封波逻辑进而消除浪涌残压的影响，本申请的技术方案可以实现在逆变拓扑交流侧发生浪涌冲击时，对逆变拓扑进行主动防护，减少了浪涌防护器件的使用，另外，本申请的技术方案对于电控器件的控制方式更为简单，对浪涌的响应速度更快，并且在浪涌退出后可自动恢复工作，通用性和可靠性更强。

在一种可能的实施方式中，控制模块还用于当第一相线输出端与第二相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块以及第四通断模块处于导通状态，并控制第一通断模块以及第二通断模块处于关断状态；或当第二相线输出端与第三相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块以及第四通断模块处于导通状态，并控制第一通断模块以及第二通断模块处于关断状态。

在该实施方式中，在第一相线输出端与第二相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制模块控制第一通断模块和第二通断模块处于关断状态，以使光伏逆变器交流侧与电网输入侧之间的电气连接断开，并控制第三通断模块和第四通断模块导通，以使第三通断模块、第四通断模块、第一电阻、第二电阻与电网构成的回路消耗浪涌能量。

在第二相线输出端与第三相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制模块控制第一通断模块和第二通断模块处于关断状态，以使光伏逆变器交流侧与电网输入侧之间的电气连接断开，并控制第三通断模块和第四通断模块导通，以使第三通断模块、第四通断模块、第一电阻、第二电阻与电网构成的回路消耗浪涌能量。

在一种可能的实施方式中，控制模块还用于当每两个相线输出端之间的线电压小于第四电压阈值时，控制第一通断模块以及第二通断模块处于导通状态，并控制第三通断模块以及第四通断模块处于关断状态，其中，第四电压阈值小于第三电压阈值。

在该实施方式中，若未发生浪涌冲击，或者发生浪涌现象但经过控制模块的协调控制将浪涌能量消耗后，每两个相线输出端之间的线电压应处于正常范围内，即小于第四电压阈值，在此工况下，控制模块可以控制第一通断模块以及第二通断模块处于导通状态，并控制第三通断模块以及第四通断模块处于关断状态，以使三相逆变电路正常向电网输出交流电。

在一种可能的实施方式中，第一通断模块包括共源极连接的第一开关管和第二开关管，以及分别与第一开关管和第二开关管对应的寄生二极管。

第二通断模块包括共源极连接的第三开关管和第四开关管，以及分别与第三开关管和第四开关管对应的寄生二极管。

在该实施方式中，在相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制模块可以控制第一开关管和第二开关管处于关断状态，受寄生二极管单向导电性的影响，三相逆变电路交流侧与电网之间断开，从而避免浪涌能量流入三相逆变电路中，实现对光伏逆变器的浪涌防护；

另外，在相线输出端之间的线电压小于第三电压阈值时，控制模块可以控制第一开关管和第二开关管导通；在此工况下，三相逆变电路、第一开关管、第二开关管以及电网构成回路，可以作为交流电的流通路径，第三开关管和第四开关管同理，不再赘述。

在一种可能的实施方式中，第三通断模块包括共源极连接的第五开关管和第六开关管，以及分别与第五开关管和第六开关管对应的寄生二极管。第四通断模块包括共源极连接的第七开关管和第八开关管，以及分别与第七开关管和第八开关管对应的寄生二极管。

在该实施方式中，在相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制模块可以控制第五开关管和第六开关管处于导通状态；在此工况下，第一电阻、第五开关管、第六开关管以及电网构成回路，可以作为浪涌能量的流通路径。

另外，在相线输出端之间的线电压小于第四电压阈值时，控制模块可以控制第五开关管和第六开关管处于关断状态，以使逆变电路正常向电网输出交流电，第七开关管和第八开关管同理，不再赘述。

在一种可能的实施方式中，第一电阻或第二电阻为压敏电阻。

可以理解的，对开关管串联压敏电阻可以在电路承受过压时进行电压钳位，避免开关管被浪涌瞬间击穿。

在一种可能的实施方式中，光伏逆变器还包括检测模块，检测模块用于采集三相逆变电路每两个相线输出端之间的线电压，并用于将电压信息传输给控制模块。

可以理解的，线电压过大不能直接作为控制模块的输入，因此需要检测模块采集每两个相线输出端之间的高压并转换为弱电形式的采样电压，即电压信息。

第三方面，本申请还提供一种光伏逆变器，光伏逆变器包括控制模块、逆变电路、至少两个整流桥臂、通断模块以及电容；逆变电路的直流侧接入光伏组件，逆变电路的交流侧接入电网，各个整流桥臂并联连接，并且，每个整流桥臂包括同向串联连接的两个二极管，每个整流桥臂的电流导通方向相同，其中，每个整流桥臂中的一个二极管的连接点分别连接逆变电路的交流侧的各个输出端，通断模块、电容以及每个整流桥臂串联连接形成串联回路；控制模块，用于当逆变电路任意两个输出端之间的电压大于或等于第五电压阈值时，控制通断模块处于导通状态，以使至少两个整流桥臂将电网输入的交流电能转换为直流电能并输出至电容。

基于本申请的技术方案，在发生浪涌脉冲时，逆变电路的两个输出端之间的电压会大于或等于第五电压阈值，在此工况下，控制模块可以控制通断模块处于导通状态，以使通断模块、电容以及整流桥臂形成回路。

另外，并网点注入的浪涌能量会经过整流桥臂转换成直流电能，电容对直流电能进行储存，以避免转换后的浪涌能量流入逆变电路中，从而实现对光伏逆变器的浪涌防护。

前述技术方案相比于传统防护方法在交流侧增加两级被动浪涌防护器件钳位和吸收浪涌能量，并结合软件算法实现浪涌判断和封波逻辑进而消除浪涌残压的影响，本申请的技术方案可以实现在逆变拓扑交流侧发生浪涌冲击时，对逆变拓扑进行主动防护，减少了浪涌防护器件的使用，另外，本申请的技术方案对于电控器件的控制方式更为简单，对浪涌的响应速度更快，通用性和可靠性更强。

在一种可能的实施方式中，光伏逆变器还包括电阻，电阻与电容并联；控制模块，用于当逆变电路每两个输出端之间的采样电压小于第六电压阈值时，控制通断模块处于关断状态，其中，第六电压阈值小于第五电压阈值。

在该实施方式中，若未发生浪涌冲击，或者发生浪涌现象但经过控制模块的协调控制将浪涌能量消耗后，逆变电路每两个输出端之间的采样电压应处于正常范围内，即小于第六电压阈值，在此工况下，控制模块可以控制通断模块处于关断状态，以使电容放电，电阻与电容组成回路并将电容储存的浪涌能量消耗完，进而使得电容在下次浪涌冲击发生时有足够的容量储存浪涌能量。

在一种可能的实施方式中，通断模块包括第九开关管以及与第九开关管并联连接的寄生二极管。

在一种可能的实施方式中，光伏逆变器还包括检测模块，检测模块用于采集逆变电路每两个输出端之间的电压，并用于将电压信息传输给控制模块。

可以理解的，逆变电路每两个输出端之间的电压过大不能直接作为控制模块的输入，因此需要检测模块采集每两个输出端之间的高压并转换为弱电形式的采样电压，即电压信息。

附图说明

图1为一种光伏逆变器的防护架构示意图；

图2a为本申请实施例提供的一种光伏逆变器的结构示意图；

图2b为本申请实施例提供的又一种光伏逆变器的结构示意图；

图2c为本申请实施例提供的又一种光伏逆变器的结构示意图；

图2d为本申请实施例提供的又一种光伏逆变器的结构示意图；

图3a为本申请实施例提供的一种控制模块的结构示意图；

图3b为本申请实施例提供的另一种控制模块的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种推挽电路的应用示意图；

图5为本申请实施例提供的一种检测模块的结构示意图；

图6a为本申请实施例提供的又一种光伏逆变器的结构示意图；

图6b为本申请实施例提供的又一种光伏逆变器的结构示意图；

图6c为本申请实施例提供的又一种光伏逆变器的结构示意图；

图6d为本申请实施例提供的又一种光伏逆变器的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种浪涌防护方法的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的又一种浪涌防护方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的又一种浪涌防护方法的流程示意图；

图10为本申请实施例提供的又一种浪涌防护方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于描述和理解，首先对本申请中应用到的本领域技术用语进行介绍：

一、浪涌

浪涌也叫突波，普遍存在于配电系统中，主要是指由于外部雷电原因或内部电气设备启停、故障导致产生的剧烈脉冲，浪涌的主要形式包括电压浪涌和电流浪涌。

二、浪涌防护器件

浪涌防护器件是指在浪涌发生时通过自身器件特性对电路进行被动防护的保护器件，比如气体放电管、金属氧化物压敏电阻以及瞬态抑制二极管等等。

三、压敏电阻

压敏电阻是一种以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，没有过压时呈高阻值状态，过压时压敏电阻的阻抗突变为低阻值，并将电压钳位。压敏电阻的通流容量大，残压较低，反应时间较快，无跟随电流。

四、微型逆变器

微型逆变器通常指光伏发电系统中的功率小于或等于2000瓦的逆变器，全称是微型光伏并网逆变器。微型逆变器作为组件级控制逆变器，提升了光伏组件功率失配、阴影等情况下系统的发电效率，且同时兼具安全、高可靠性等优势，在户用型的光伏并网系统中得到了广泛的应用。

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案应用的场景和要解决的技术问题进行清楚、完整的描述：

在传统的微型光伏逆变器产品中，DAB拓扑单级架构因其效率高，集成度好等优点成为行业内常用的拓扑方案。

但由于DAB拓扑的副边电路中的开关管采用双向对顶连接方式，以及采用软件方式改变发波，导致其对交流侧注入的浪涌能量抗击能力较差，另外，由于DAB拓扑副边各开关的通断控制依赖检测到的交流侧电压，因此浪涌还会扰乱开关控制，进而导致短路过流风险；

示例性地，如图1所示，光伏系统10包括输入源101、DAB电路102、一级浪涌防护器件103以及二级浪涌防护器件104，输入源101的输出侧连接DAB电路102的直流侧，DAB电路102的交流侧接入电网20，一级浪涌防护器件103以及二级浪涌防护器件104分别并联在DAB电路102的交流侧。

具体的，DAB电路102包括原边电路1021、变压绕组1022、感性器件Ls以及副边电路1023，原边电路1021包括开关管S1～S4组成的桥臂，副边电路1023包括开关管S5～S8组成的桥臂、电容Cs1以及电容Cs2；一级浪涌防护器件103包括串联的压敏电阻RV2和气体放电管GDT，以及与压敏电阻RV2并联的压敏电阻RV3；二级浪涌防护器件104包括串联的压敏电阻RV1和电容C1，以及与电容C1并联的钳位二极管TVS。

一级浪涌防护器件103以及二级浪涌防护器件104，用于吸收和泄放电网20与光伏系统10并网点注入的浪涌能量，使传递到副边电路1023的浪涌电压低于副边电路1023中各个开关管的耐压值。

在电网20端口发生浪涌故障时，DAB电路102副边侧的电压激增，触发一级浪涌防护器件103、二级浪涌防护器件104将DAB电路102的输出电压钳位到一定值，同时吸收浪涌能量，当浪涌退出或正常并网时，DAB电路102的输出电压较低不会触发两级浪涌防护器件动作，防护器件相当于断路。

另外，在电网20端口发生浪涌故障时，会引起DAB拓扑交流侧电压极性变化，而DAB控制算法需要基于对DAB交流拓扑电压极性的检测，由于浪涌发生对电压极性改变的速度较快，对电压进行采样、电压信号传输，以及控制器基于电压信号进行内部运然后输出控制信号的过程又需要一定时间，因此，控制器基于电压极性输出控制信号会出现迟滞，导致实际DAB拓扑交流侧开关管的通断控制与电压极性不匹配，进而可能导致交流侧的各个开关管同时导通，引发短路。

由上可以看出，传统的逆变器交流侧的浪涌防护依赖于浪涌防护器件的性能，因此需要采用多级高规格的浪涌防护器件达到效果，另外，浪涌防护器件由于承受的浪涌压差大冲击电流高，导致其失效率较高，降低了系统的可靠性；再者，浪涌判断和封波逻辑的相关算法实现复杂且响应速度较慢，不利于快速防护。

基于上述问题，本申请实施例提供一种光伏逆变器，用以解决对逆变拓扑的交流侧进行浪涌防护效果不佳的问题，另外，本领域技术人员应知晓，本申请中的光伏逆变器可以适用的应用场景包括但不限于光伏发电在内的各种逆变系统，以及通信电源、车电源、站点电源等其他逆变器应用场景。

如图2a所示，本申请提供的光伏逆变器201包括控制模块2011、逆变电路2012、第一通断模块2013、第二通断模块2014和电阻Rx1。

逆变电路2012的直流侧用于连接光伏组件202，逆变电路2012的交流侧(比如火线输出端以及零线输出端，图2a中未示出)用于经由并网点连接电网203，第二通断模块2014和电阻Rx1串联连接，且第二通断模块2014和电阻Rx1所在支路与逆变电路2012的交流侧并联连接，第一通断模块2013串联在逆变电路2012的交流侧与电网203之间。

控制模块2011，用于当并网点的电压大于或等于第一电压阈值时，控制第一通断模块2013处于关断状态，并控制第二通断模块2014处于导通状态。

可以理解的，在发生浪涌脉冲时，并网点的采样电压会激增直至超过第一电压阈值，因此控制模块2011可以通过检测并网点的电压大于或等于预设的第一电压阈值，判断出浪涌从并网点注入逆变电路2012的交流侧，从而控制第一通断模块2013处于关断状态，以使光伏逆变器201与电网203之间的电气连接断开，避免浪涌能量流入逆变电路2012中，实现对光伏逆变器201的浪涌防护。

另外，在并网点的电压大于或等于第一电压阈值时，控制模块2011还会控制第二通断模块2014处于导通状态，以使第二通断模块2014与电网203构成的回路消耗浪涌能量，进而浪涌发生时不影响光伏逆变器201的正常工作。

需要说明的是，本申请中的逆变电路2012的拓扑可以是上文提到的DAB拓扑，也可以是其他逆变拓扑，本申请对此不作限定。

另外，本领域人员应知晓采用数字逻辑电路或模拟信号运算电路实施例控制模块2011，下面以控制模块2011采用模拟信号运算电路为例，对上述控制逻辑进行说明：

示例性地，如图3a所示，控制模块2011可以包括第一比较电路301和第一驱动电路302，第一比较电路301包括运算放大器U1、输入电阻R1、输入电阻R2、反馈电阻R3以及输出电阻R4；第一驱动电路302包括光耦P1、输出电阻R5、输出电阻R6以及输入电阻R7。

并网点的电压过高不能直接作为第一比较电路301的输入，检测模块2015采集并网点的高压并转换为弱电形式的采样电压VAC，参考电压(本申请附图3a以及3b中以第一电压阈值VREF1/第二电压阈值VREF2示出)以及VAC分别通过输入电阻R1、输入电阻R2施加在运算放大器U1的反相输入端和同相输入端，运算放大器U1的输出端通过反馈电阻R3接回同相输入端，运算放大器U1的输出端通过输出电阻R4接入光耦P1的发光二极管正极，运算放大器U1一端接入模拟电源端VCC，运算放大器U1另一端接地。

发光二极管的负极接入运算放大器U1的接地端，光耦开关管的集电极分别与输出电阻R5的一端以及输入电阻R7的一端连接，光耦开关管的发射极连接第二通断模块2014的源极S1或发射极S1(比如图6a所示第三开关管T3以及第四开关管T4的源极)，输入电阻R7的一端连接电源端VDD，输出电阻R5的另一端分别连接输出电阻R6的一端以及第一驱动电路302的输出端，输出端用于连接第二通断模块2014的控制端G1(比如图6a所示第三开关管T3以及第四开关管T4的栅极)。

如图3b所示，控制模块2011可以包括第二比较电路303和第二驱动电路304，第二比较电路303包括运算放大器U2、输入电阻R8、输入电阻R9、反馈电阻R10以及输出电阻R11；第二驱动电路304包括光耦P2、输出电阻R12、输出电阻R13以及输入电阻R14。

并网点的电压过高不能直接作为第二比较电路303的输入，检测模块2015采集并网点的高压并转换为弱电形式的采样电压VAC，VAC以及参考电压(本申请附图中以第一电压阈值VREF1/第二电压阈值VREF2示出)分别通过输入电阻R8、输入电阻R9施加在运算放大器U2的反相输入端和同相输入端，运算放大器U2的输出端通过反馈电阻R10接回同相输入端，运算放大器U2的输出端通过输出电阻R11接入光耦P2的发光二极管正极，运算放大器U2一端接入模拟电源端VCC，运算放大器U2另一端接地。

发光二极管的负极接入运算放大器U2的接地端，光耦开关管的集电极分别与输出电阻R12的一端以及输入电阻R14的一端连接，光耦开关管的发射极连接第一通断模块2013的源极S2或发射极S2(比如图6a所示第一开关管T1以及第二开关管T2的源极)，输入电阻R14的一端连接电源端VDD，输出电阻R12的另一端分别连接输出电阻R13的一端以及第二驱动电路304的输出端，输出端用于连接第一通断模块2013的控制端G2(比如图6a所示第一开关管T1以及第二开关管T2的栅极)。

在发生浪涌脉冲时，并网点的电压会激增，检测模块2015采集的采样电压超过第一电压阈值VREF1，此时第一比较电路301输出低电平，光耦P1不导通，则第一驱动电路302的输出端被上拉到VDD的高电平，控制第二通断模块2014中的开关管或开关电路导通，浪涌能量流经第二通断模块2014与电网203构成的回路被泄放吸收，另外，第二比较电路303输入第一电压阈值VREF1时，第二比较电路303输出高电平，光耦P2导通，则第二驱动电路304的输出端为低电平，从而控制第一通断模块2013中的开关管或开关电路关断，以使逆变拓扑和电网203端断开电气连接，实现光伏逆变器201的浪涌保护。

基于本申请的技术方案，可以在逆变电路2012交流侧发生浪涌冲击时，实现对逆变电路2012的主动防护，本申请的技术方案相比于图1所示的光伏逆变器201对应的浪涌防护方法，减少了被动浪涌防护器件的使用，另外，本申请的技术方案对于开关管一类电控器件的控制策略更为简单，对浪涌的响应速度更快。

下面结合实施例对本申请提供的光伏逆变器201进一步说明：

在一种可能的实施例中，控制模块2011还用于当并网点电压小于第二电压阈值时，控制第一通断模块2013处于导通状态，并控制第二通断模块2014处于关断状态，其中，第二电压阈值小于第一电压阈值。

基于本实施例的技术方案，若并网点未发生浪涌冲击，或者发生浪涌现象但经过控制模块2011的协调控制将浪涌能量消耗后，并网点的采样电压应处于正常范围内，在此工况下，控制模块2011可以控制第一通断模块2013处于导通状态，并控制第二通断模块2014处于关断状态，以使逆变电路2012正常向电网203输出交流电。

因此，本实施中的光伏逆变器201在正常的工况下，或是在浪涌冲击被吸收泄放后，可以自动恢复工作，相比于图1所示的光伏逆变器201对应的浪涌防护方法，无需软件判断，通用性和可靠性更强。

示例性地，如图3a以及图3b所示，当正常并网工况下或在浪涌故障退出后，并网点的电压过高不能直接作为比较电路的输入，检测模块2015采集并网点的高压并转换为弱电形式的采样电压VAC，VAC小于第一比较电路301输入的第二阈值电压VREF2，第一比较电路301输出高电平，光耦P1导通，则第一驱动电路302输出端输出低电平，从而控制第二通断模块2014中的开关管或开关电路关断，另外，第二比较电路303输入第二电压阈值VREF2时，第二比较电路303输出低电平，光耦P2关断，则第二驱动电路304的输出端被上拉到VDD的高电平，从而控制第一通断模块2013中的开关管或开关电路导通，以使光伏逆变器201正常向电网203供电。

在一种可能的实施例中，如图6a所示，第一通断模块2013包括共源极连接的第一开关管T1和第二开关管T2，以及两个分别与第一开关管T1和第二开关管T2并联连接的寄生二极管。

需要说明的是，除了本实施例中共源极连接的第一开关管T1和第二开关管T2外，还可以采用其他双向开关电路实现第一通断模块2013的通断，比如，还可以是图4所示的推挽电路(即图4中开关管Q1以及开关管Q2组成的推挽电路，以及开关管Q3以及开关管Q4组成的推挽电路)、集电极开路门(open collector gate，OC)或者漏极开路门(open draingate，OD)，本领域的技术人员可以对本申请的实施方案进行各种改动和变型而不脱离本申请的技术原理和范围，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

另外，本申请中的开关管具体可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)，也可以是绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)或氮化镓(gallium nitride，GaN)、高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor，HEMT)等，本申请对此不作限定。

可以理解的，在并网点的采样电压大于或等于预设的第一电压阈值时，控制模块2011可以控制第一开关管T1和第二开关管T2处于关断状态，受寄生二极管单向导电性的影响，逆变电路2012交流侧与电网203之间断开电气连接，从而避免浪涌能量流入逆变电路2012中，实现对光伏逆变器201的浪涌防护；

另外，在并网点电压小于预设的第二电压阈值时，控制模块2011可以控制第一开关管T1和第二开关管T2导通；在此工况下，逆变电路2012、第一开关管T1、第二开关管T2以及电网203构成回路，可以作为交流电的流通路径。

在一种可能的实施例中，第二通断模块2014包括共源极连接的第三开关管T3和第四开关管T4，以及两个分别与第三开关管T3和第四开关管T4并联连接的寄生二极管。

需要说明的是，除了本实施例中所述的共源极连接的第三开关管T3以及第四开关管T4外，还可以采用其他双向开关电路实现第二通断模块2014的通断，比如，还可以是推挽电路、OC门电路或者OD电路，本领域的技术人员可以对本申请的实施方案进行各种改动和变型而不脱离本申请的技术原理和范围，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

示例性地，如图6a所示，在并网点的采样电压大于或等于预设的第一电压阈值时，控制模块2011可以控制第三开关管T3和第四开关管T4处于导通状态。

在此工况下，电阻Rx1、第三开关管T3、第四开关管T4以及电网203构成回路，可以作为浪涌能量的流通路径。

另外，在并网点电压小于预设的第二电压阈值时，控制模块2011可以控制第三开关管T3和第四开关管T4处于关断状态，以使第二通断模块2014处于断路状态，进而使得逆变电路2012正常向电网203输出交流电。

在一种可能的实施例中，电阻Rx1为压敏电阻。

可以理解的，压敏电阻具有未过压时阻抗极高，过压时阻抗下降的物理特性，因此，对开关管串联压敏电阻可以浪涌冲击时进行电压钳位，吸收多余的电流以避免开关管被浪涌瞬间击穿。

另外，本领域技术人员应知晓，由于本实施例的电阻Rx1可以与第二通断模块2014以及电网203组成续流回路，因此电阻Rx1可以根据电路续流的需要进行选型，从而加快电流衰减速度，避免开关管被浪涌瞬间击穿。

在一种可能的实施例中，如图2a所示，光伏逆变器201还包括检测模块2015，检测模块2015用于采集并网点的电压，并用于将电压信息传输给控制模块2011。

示例性地，如图5所示，检测模块2015包括运算放大器U3、输入电阻R15、输入电阻R16、电阻R17、输出电阻R18以及分压电阻R19。

并网点一端的电压VAC1以及并网点另一端的电压VAC2分别通过输入电阻R15、输入电阻R16施加在运算放大器U3的反相输入端和同相输入端，偏置电压Vbia通过分压电阻R19施加在运算放大器U3的同相输入端，运算放大器U3的输出端通过电阻R17接回反相输入端，运算放大器U3一端接入模拟电源端VCC，运算放大器U3另一端接地，运算放大器U3的输出端通过输出电阻R18输出弱电形式的采样电压VAC。

可以理解的，并网点的电压过大不能直接作为控制模块2011的输入，因此需要检测模块2015采集并网点的高压并转换为弱电形式的采样电压。

上述实施例中的逆变电路2012为单相逆变电路，本领域技术人员应知晓，也可以基于本申请的技术构思对三相逆变电路进行浪涌防护，下面结合实施例对三相逆变电路的浪涌防护进行说明，实施细节重复之处可以参照图2a所示的逆变电路2012浪涌防护的相关内容：

如图2b所示，光伏逆变器201包括控制模块2011、三相逆变电路2012、三个第一通断模块2013(图2b以第一通断模块20131～第一通断模块20133示出)、三个第二通断模块2014(图2b以第二通断模块20141～第二通断模块20143示出)和三个电阻(图2b以电阻Rx11～电阻13示出)，其中，第一通断模块2013、第二通断模块2014以及电阻对应设置。

三相逆变电路2012的直流侧用于连接光伏组件202，三相逆变电路2012的交流侧(图2b以第一相线输出端A、第二相线输出端B、第三相线输出端C以及中性线输出端N示出)用于连接电网203，每个第二通断模块2014和对应的电阻串联连接，且各个第二通断模块和电阻所在支路分别连接在中性线输出端N以及不同的相线输出端之间，各个第一通断模块串联在逆不同的相线输出端与电网203之间。

控制模块2011，用于当任一相线输出端与中性线输出端N之间的相电压大于或等于预设的第一电压值时，控制该相线输出端所连接的第一通断模块处于关断状态，并控制并联在该相线输出端与中性线输出端N之间的第二通断模块处于导通状态。

比如，当第一相线输出端A与中性线输出端N之间的相电压大于或等于预设的第一电压值时，控制第一相线输出端A所连接的第一通断模块处于关断状态，并控制并联在第一相线输出端A与中性线输出端N之间的第二通断模块处于导通状态。

当每个相线输出端与中性线输出端N之间的相电压小于预设的第二电压值时，控制每个第一通断模块处于导通状态，并控制每个第二通断模块处于关断状态，其中，第二电压值小于第一电压值。

基于本实施例的技术方案，在发生浪涌脉冲时，相线输出端与中性线输出端N之间的相电压会发生变化，因此控制模块2011可以通过任一相线输出端与中性线输出端N之间的相电压大于或等于预设的第一电压值，判断出浪涌注入逆变电路2012的交流侧，从而控制该相线输出端所连接的第一通断模块处于关断状态，以使该相线输出端与电网203之间的电气连接断开，避免浪涌能量流入逆变电路2012中，实现对光伏逆变器201的浪涌防护。

另外，控制模块2011还可以控制并联在该相线输出端与中性线输出端N之间的第二通断模块2014处于导通状态，以使对应的电阻吸收泄放浪涌能量，实现对三相逆变电路2012交流侧的浪涌防护。

若未发生浪涌冲击，或者发生浪涌现象但经过控制模块2011的协调控制将浪涌能量消耗后，每个相线输出端与中性线输出端N之间的相电压应处于正常范围内，即小于第二电压值，在此工况下，控制模块2011可以控制第一通断模块20131～第一通断模块20133处于导通状态，并控制第二通断模块20141～第二通断模块20143处于关断状态，以使三相逆变电路2012正常向电网203输出交流电。

因此，本实施例中的光伏逆变器201在正常的工况下，或是在浪涌冲击被吸收泄放后，可以自动恢复工作，相比于图1所示的光伏逆变器201对应的浪涌防护方法，无需软件判断，通用性和可靠性更强。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供另一种光伏逆变器，如图2c所示，光伏逆变器201包括控制模块2011、三相逆变电路2012、第一通断模块2013、第二通断模块2014、第三通断模块2016、第四通断模块2017、第一电阻Ra以及第二电阻Rb。

三相逆变电路2012的直流侧用于连接光伏组件202，三相逆变电路2012的第一相线输出端A、第二相线输出端B以及第三相线输出端C用于连接电网203。

第一通断模块2013和第二通断模块2014分别串联在不同的相线输出端与电网203之间，第三通断模块2016和第一电阻Ra串联连接，且第三通断模块2016和第一电阻Ra所在支路并联在第一相线输出端与第二相线输出端之间，第四通断模块2017和第二电阻Rb串联连接，且第四通断模块2017和第二电阻Rb所在支路并联在第二相线输出端与第三相线输出端之间。

控制模块2011用于当第一相线输出端A与第二相线输出端B之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块2016处于导通状态，并控制第一通断模块2013以及第二通断模块2014处于关断状态。

比如，第一相线输出端A与第二相线输出端B之间发生浪涌冲击时，第一相线输出端A与第二相线输出端B之间的线电压大于或等于第三电压阈值，因此控制模块2011可以控制第一通断模块2013和第二通断模块2014处于关断状态，以使光伏逆变器201交流侧与电网203输入侧之间的电气连接断开，并控制并联在第一相线输出端A与第二相线输出端B之间的第三通断模块2016导通，以使第三通断模块2016、第一电阻Ra与电网203构成的回路消耗浪涌能量。

继续参见图2c，控制模块2011还用于第二相线输出端B与第三相线输出端C之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第四通断模块2017处于导通状态，并控制第一通断模块2013以及第二通断模块2014处于关断状态。

比如，第二相线输出端B与第三相线输出端C之间发生浪涌冲击时，第二相线输出端B与第三相线输出端C之间的线电压大于或等于第三电压阈值，因此控制模块2011可以控制第一通断模块2013和第二通断模块2014处于关断状态，以使光伏逆变器201交流侧与电网203输入侧之间的电气连接断开，并控制并联在第二相线输出端B与第三相线输出端C之间的第四通断模块2017导通，以使第四通断模块2017、第二电阻Rb与电网203构成的回路消耗浪涌能量。

继续参见图2c，控制模块2011还用于当第一相线输出端A与第三相线输出端C之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块2016以及第四通断模块2017处于导通状态，并控制第一通断模块2013以及第二通断模块2014处于关断状态。

比如，第一相线输出端A与第三相线输出端C之间发生浪涌冲击时，第一相线输出端A与第三相线输出端C之间的线电压大于或等于第三电压阈值，因此控制模块2011可以控制第一通断模块2013和第二通断模块2014处于关断状态，以使光伏逆变器201交流侧与电网203输入侧之间的电气连接断开，并控制并联在第一相线输出端A与第三相线输出端C之间的第三通断模块2016和第四通断模块2017导通，以使第三通断模块2016、第四通断模块2017、第一电阻Ra、第二电阻Rb与电网203构成的回路消耗浪涌能量。

基于本申请的技术方案，在并网点发生浪涌脉冲时，控制模块2011可以根据相线输出端之间的线电压超限的工况，控制第一通断模块2013和第二通断模块2014处于关断状态，以使光伏逆变器201交流侧与电网203输入侧之间的电气连接断开，避免浪涌能量流入三相逆变电路2012中，从而实现对光伏逆变器201的浪涌防护。

另外，控制模块2011还可以根据相线输出端之间的线电压超限的工况，控制第三通断模块2016和/或第四通断模块2017处于导通状态，以使通断模块、电阻与电网203构成的回路消耗并网点注入的浪涌能量，进而避免浪涌冲击毁坏光伏逆变器201。

本申请的技术方案相比于传统防护方法在交流侧增加两级被动浪涌防护器件钳位和吸收浪涌能量，并结合软件实现浪涌判断和封波逻辑进而消除浪涌残压的影响，本申请的技术方案可以实现在逆变拓扑交流侧发生浪涌冲击时，对逆变拓扑进行主动防护，减少了浪涌防护器件的使用，另外，本申请的技术方案对于电控器件的控制方式更为简单，对浪涌的响应速度更快，并且在浪涌退出后可自动恢复工作，通用性和可靠性更强。

在一种可能的实施例中，如图2c所示，控制模块2011还用于当第一相线输出端A与第二相线输出端B之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块2016以及第四通断模块2017处于导通状态，并控制第一通断模块2013以及第二通断模块2014处于关断状态。

比如，在第一相线输出端A与第二相线输出端B之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制模块2011控制第一通断模块2013和第二通断模块2014处于关断状态，以使光伏逆变器201交流侧与电网203输入侧之间的电气连接断开，并控制第三通断模块2016和第四通断模块2017导通，以使第三通断模块2016、第四通断模块2017、第一电阻Ra、第二电阻Rb与电网203构成的回路消耗浪涌能量。

继续参见图2c，控制模块2011还用于当第二相线输出端B与第三相线输出端C之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块2016以及第四通断模块2017处于导通状态，并控制第一通断模块2013以及第二通断模块2014处于关断状态。

比如，在第二相线输出端B与第三相线输出端C之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制模块2011控制第一通断模块2013和第二通断模块2014处于关断状态，以使光伏逆变器201交流侧与电网203输入侧之间的电气连接断开，并控制第三通断模块2016和第四通断模块2017导通，以使第三通断模块2016、第四通断模块2017、第一电阻Ra、第二电阻Rb与电网203构成的回路消耗浪涌能量。

可以理解的，在检测到两个相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，保险起见，可以将第三通断模块2016和第四通断模块2017全部导通，以确保窜入三相逆变电路2012交流侧的浪涌能量被完全消耗。

在一种可能的实施例中，如图2c所示，控制模块2011还用于当每两个相线输出端之间的线电压小于第四电压阈值时，控制第一通断模块2013以及第二通断模块2014处于导通状态，并控制第三通断模块2016以及第四通断模块2017处于关断状态，其中，第四电压阈值小于第三电压阈值。

基于本实施例的技术方案，若未发生浪涌冲击，或者发生浪涌现象但经过控制模块2011的协调控制将浪涌能量消耗后，每两个相线输出端之间的线电压应处于正常范围内，即小于第四电压阈值，在此工况下，控制模块2011可以控制第一通断模块2013以及第二通断模块2014处于导通状态，并控制第三通断模块2016以及第四通断模块2017处于关断状态，以使三相逆变电路2012正常向电网203输出交流电。

在一种可能的实施例中，如图6b所示，第一通断模块2013包括共源极连接的第一开关管T1和第二开关管T2，以及分别与第一开关管T1和第二开关管T2对应的寄生二极管。

第二通断模块2014包括共源极连接的第三开关管T3和第四开关管T4，以及分别与第三开关管T3和第四开关管T4对应的寄生二极管。

基于本实施例的技术方案，控制模块2011(为方便观察，图6b中未示出)可以控制第一开关管T1和第二开关管T2处于关断状态，在开关管关断状态下，受寄生二极管单向导电性的影响，三相逆变电路2012交流侧与电网203之间的电气连接断开，从而避免浪涌能量流入三相逆变电路2012中，实现对光伏逆变器201的浪涌防护。

另外，控制模块2011可以控制第一开关管T1和第二开关管T2导通，在此工况下，三相逆变电路2012、第一开关管T1、第二开关管T2以及电网203构成回路，可以作为交流电的流通路径。

类似的，控制模块2011可以控制第三开关管T3和第四开关管T4处于关断状态，在开关管关断状态下，受寄生二极管单向导电性的影响，三相逆变电路2012交流侧与电网203之间的电气连接断开，从而避免浪涌能量流入三相逆变电路2012中，实现对光伏逆变器201的浪涌防护。

另外，控制模块2011可以控制第三开关管T3和第四开关管T4导通，在此工况下，三相逆变电路2012、第三开关管T3、第四开关管T4以及电网203构成回路，可以作为交流电的流通路径。

在一种可能的实施例中，如图6b所示，第三通断模块2016包括共源极连接的第五开关管T5和第六开关管T6，以及分别与第五开关管T5和第六开关管T6对应的寄生二极管。

第四通断模块2017包括共源极连接的第七开关管T7和第八开关管T8，以及分别与第七开关管T7和第八开关管T8对应的寄生二极管。

基于本实施例的技术方案，控制模块2011可以控制第五开关管T5和第六开关管T6处于导通状态，在此工况下，第一电阻Ra、第五开关管T5、第六开关管T6以及电网203构成回路，可以作为浪涌能量的流通路径。

另外，控制模块2011可以控制第五开关管T5和第六开关管T6处于关断状态，以使三相逆变电路2012正常向电网203输出交流电。

类似的，控制模块2011可以控制第七开关管T7和第八开关管T8处于导通状态，在此工况下，第二电阻Rb、第七开关管T7、第八开关管T8以及电网203构成回路，可以作为浪涌能量的流通路径。

另外，控制模块2011可以控制第七开关管T7和第八开关管T8处于关断状态，以使三相逆变电路2012正常向电网203输出交流电。

在一种可能的实施例中，第一电阻Ra或第二电阻Rb为压敏电阻。

可以理解的，压敏电阻具有未过压时阻抗极高，过压时阻抗下降的物理特性，因此，对开关管串联压敏电阻可以浪涌冲击时进行电压钳位，吸收多余的电流以避免开关管被浪涌瞬间击穿。

另外，本领域技术人员应知晓，由于本实施例的第一电阻Ra可以与第三通断模块2016以及电网203组成续流回路，第二电阻Rb可以与第四通断模块2017以及电网203组成续流回路，因此第一电阻Ra以及第二电阻Rb可以根据电路续流的需要进行选型，从而加快电流衰减速度，避免开关管被浪涌瞬间击穿。

在一种可能的实施例中，光伏逆变器201还包括检测模块(为方便观察，本申请附图2c以及图6b中未示出)，检测模块用于采集三相逆变电路2012每两个相线输出端之间的线电压，并用于将电压信息传输给控制模块2011。

可以理解的，线电压过大不能直接作为控制模块2011的输入，因此需要检测模块采集每两个相线输出端之间的高压并转换为弱电形式的采样电压，即电压信息，检测模块的具体实施方式可以参照图5所示的检测模块2015进行设计，当然本领域技术人员也可以采用本领域的其他常规技术手段设计检测模块，此处不再赘述。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供另一种光伏逆变器，如图2d所示，光伏逆变器201包括控制模块2011、逆变电路2012、至少两个整流桥臂(图2d中以整流桥臂Br1～Brn示出)、通断模块2018以及电容Cx1。

逆变电路2012的直流侧接入光伏组件202，逆变电路2012的交流侧接入电网203，各个整流桥臂并联连接，并且，每个整流桥臂包括同向串联连接的两个二极管，每个整流桥臂的电流导通方向相同，其中，每个整流桥臂中的一个二极管的连接点分别连接逆变电路2012的交流侧的各个输出端，通断模块2018、电容Cx1以及每个整流桥臂串联连接形成串联回路。

示例性地，如图6c所示，逆变电路2012为单相逆变电路(单相逆变电路2012包括火线输出端以及零线输出端，图6c中未示出)，则光伏逆变器201包括两个整流桥臂，即二极管D1以及二极管D2组成的整流桥臂Br1，二极管D3以及二极管D4组成的整流桥臂Br2。

或者，如图6d所示，逆变电路2012为三相逆变电路(三相逆变电路2012包括第一相线输出端A、第二相线输出端B以及第三相线输出端C)，则光伏逆变器201包括三个整流桥臂，即二极管D1以及二极管D2组成的整流桥臂Br1，二极管D3以及二极管D4组成的整流桥臂Br2，二极管D5以及二极管D6组成的整流桥臂Br3。

如图6c以及图6d所示，控制模块2011(为方便观察，图6d中未示出)，用于当逆变电路2012任意两个输出端之间的电压大于或等于第五电压阈值时，控制通断模块2018处于导通状态，以使至少两个整流桥臂将电网203输入的交流电能转换为直流电能并输出至电容Cx1。

需要说明的是，控制模块2011的实施可以参照图3a所示的控制模块2011进行设计，当然本领域技术人员也可以采用本领域的其他常规技术手段设计控制模块2011，此处不再赘述。

基于本实施例的技术方案，在发生浪涌脉冲时，逆变电路2012的两个输出端之间的电压会大于或等于第五电压阈值，在此工况下，控制模块2011可以控制通断模块处于导通状态，以使通断模块2018、电容Cx1以及整流桥臂形成回路。

在通断模块2018、电容Cx1以及整流桥臂形成的回路中，并网点注入的浪涌能量会经过整流桥臂转换成直流电能，电容Cx1对直流电能进行储存，以避免转换后的浪涌能量流入逆变电路2012中，从而实现对光伏逆变器201的浪涌防护。

本实施例的技术方案相比于传统防护方法在交流侧增加两级被动浪涌防护器件钳位和吸收浪涌能量，并结合软件算法实现浪涌判断和封波逻辑进而消除浪涌残压的影响，本申请的技术方案可以实现在逆变拓扑交流侧发生浪涌冲击时，对逆变拓扑进行主动防护，减少了浪涌防护器件的使用，另外，本申请的技术方案对于电控器件的控制方式更为简单，对浪涌的响应速度更快，通用性和可靠性更强。

下面结合实施例对图2d所示的光伏逆变器201作进一步说明：

在一种可能的实施例中，如图6c以及图6d所示，光伏逆变器201还包括电阻Rx2，电阻Rx2与电容Cx1并联。

控制模块2011，用于当逆变电路2012每两个输出端之间的采样电压小于第六电压阈值时，控制通断模块2018处于关断状态，其中，第六电压阈值小于第五电压阈值。

基于本实施例的技术方案，若未发生浪涌冲击，或者发生浪涌现象但经过控制模块2011的协调控制将浪涌能量消耗后，逆变电路2012每两个输出端之间的采样电压应处于正常范围内，即小于第六电压阈值，在此工况下，控制模块2011可以控制通断模块2018处于关断状态，以使电容Cx1放电，电阻Rx2与电容Cx1组成回路并将电容Cx1储存的浪涌能量消耗完，进而使得电容Cx1在下次浪涌冲击发生时有足够的容量储存浪涌能量。

在一种可能的实施例中，通断模块2018包括第九开关管T9以及与第九开关管T9并联连接的寄生二极管。

基于本实施例的技术方案，控制模块2011可以控制第九开关管T9处于导通状态，在此工况下，第九开关管T9、电容Cx1以及各个整流桥臂构成回路，可以作为浪涌能量的流通路径。

另外，控制模块2011可以控制第九开关管T9处于关断状态，以使三相逆变电路2012正常向电网203输出交流电。

在一种可能的实施例中，如图2d以及图6c，光伏逆变器201还包括检测模块2015(为方便观察，本申请附图6d中未示出)，检测模块2015用于采集逆变电路2012每两个输出端之间的电压，并用于将电压信息传输给控制模块2011。

可以理解的，逆变电路2012每两个输出端之间的电压过大不能直接作为控制模块2011的输入，因此需要检测模块2015采集每两个输出端之间的高压并转换为弱电形式的采样电压，即电压信息，检测模块2015的具体实施方式可以参照图5所示的检测模块2015进行设计，当然本领域技术人员也可以采用本领域的其他常规技术手段设计检测模块2015，此处不再赘述。

基于相同的技术构思，本申请还提供一种防浪涌方法，该方法的实施可以参照上述光伏逆变器的实施，重复之处不再赘述。

在一种可能的实施例中，该方法应用于图2a或图2b所示的光伏逆变器201，如图7所示，该方法包括：

步骤701，检测逆变电路每个相线输出端与中性线输出端之间的相电压。

步骤702，当任一相线输出端与中性线输出端之间的相电压大于或等于第一电压阈值时，控制该相线输出端所连接的第一通断模块处于关断状态，并控制并联在该相线输出端与中性线输出端之间的第二通断模块处于导通状态。

步骤703，当每个相线输出端与中性线输出端之间的相电压小于第二电压阈值时，控制每个第一通断模块处于导通状态，并控制每个第二通断模块处于关断状态。

需要说明的是，第二电压阈值小于第一电压阈值。

在一种可能的实施例中，该方法应用于图2c所示的光伏逆变器201，如图8所示，该方法包括：

步骤801，检测三相逆变电路每两个相线输出端之间的线电压。

步骤802，当第一相线输出端与第二相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块处于导通状态，并控制第一通断模块以及第二通断模块处于关断状态。

步骤803，当第二相线输出端与第三相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第四通断模块处于导通状态，并控制第一通断模块以及第二通断模块处于关断状态。

步骤804，当第一相线输出端与第三相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块以及第四通断模块处于导通状态，并控制第一通断模块以及第二通断模块处于关断状态。

步骤805，当每两个相线输出端之间的线电压小于第四电压阈值时，控制第一通断模块以及第二通断模块处于导通状态，并控制第三通断模块以及第四通断模块处于关断状态。

需要说明的是，第四电压阈值小于第三电压阈值。

在一种可能的实施例中，如图9所示，该方法包括：

步骤901，检测三相逆变电路每两个相线输出端之间的线电压。

步骤902，当任意两个相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制第三通断模块以及第四通断模块处于导通状态，并控制第一通断模块以及第二通断模块处于关断状态。

步骤903，当每两个相线输出端之间的线电压小于第四电压阈值时，控制第一通断模块以及第二通断模块处于导通状态，并控制第三通断模块以及第四通断模块处于关断状态。

需要说明的是，第四电压阈值小于第三电压阈值。

在一种可能的实施例中，该方法应用于图2d所示的光伏逆变器201，如图10所示，该方法包括：

步骤1001，检测逆变电路每两个输出端之间的电压。

步骤1002，当逆变电路任意两个输出端之间的电压大于或等于第五电压阈值时，控制通断模块处于导通状态，以使至少两个整流桥臂将电网输入的交流电能转换为直流电能并输出至电容。

在一种可能的实施例中，应用于图6c以及图6d所示的光伏逆变器201，如图10所示，该方法还包括：

步骤1003，当逆变电路每两个输出端之间的采样电压小于第六电压阈值时，控制通断模块处于关断状态。

需要说明的是，第六电压阈值小于第五电压阈值。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的技术原理和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器包括控制模块、逆变电路、第一通断模块、第二通断模块和电阻；

所述逆变电路的直流侧用于连接光伏组件，所述逆变电路的交流侧用于经由并网点连接电网，所述第二通断模块和所述电阻串联连接，且所述第二通断模块和所述电阻所在支路与所述逆变电路的交流侧并联连接，所述第一通断模块串联在所述逆变电路的交流侧与所述电网之间；

所述控制模块，用于当所述并网点的电压大于或等于第一电压阈值时，控制所述第一通断模块处于关断状态，并控制所述第二通断模块处于导通状态。

2.如权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制模块还用于当所述并网点电压小于第二电压阈值时，控制所述第一通断模块处于导通状态，并控制所述第二通断模块处于关断状态，其中，所述第二电压阈值小于所述第一电压阈值。

3.如权利要求1或2所述的光伏逆变器，其特征在于，所述第一通断模块包括共源极连接的第一开关管和第二开关管，以及两个分别与所述第一开关管和所述第二开关管并联连接的寄生二极管。

4.如权利要求1-3中任一所述的光伏逆变器，其特征在于，所述第二通断模块包括共源极连接的第三开关管和第四开关管，以及两个分别与所述第三开关管和所述第四开关管并联连接的寄生二极管。

5.如权利要求1-4中任一所述的光伏逆变器，其特征在于，所述电阻为压敏电阻。

6.如权利要求1-5中任一所述的光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器还包括检测模块，所述检测模块用于采集所述并网点的电压，并用于将所述电压信息传输给所述控制模块。

7.一种光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器包括控制模块、三相逆变电路、第一通断模块、第二通断模块、第三通断模块、第四通断模块、第一电阻以及第二电阻；

所述三相逆变电路的直流侧用于连接光伏组件，所述三相逆变电路的第一相线输出端、第二相线输出端以及第三相线输出端用于连接电网；

所述第一通断模块和所述第二通断模块分别串联在不同的相线输出端与所述电网之间，所述第三通断模块和所述第一电阻串联连接，且所述第三通断模块和所述第一电阻所在支路并联在所述第一相线输出端与所述第二相线输出端之间，所述第四通断模块和所述第二电阻串联连接，且所述第四通断模块和所述第二电阻所在支路并联在所述第二相线输出端与所述第三相线输出端之间；

所述控制模块，用于当所述第一相线输出端与所述第二相线输出端之间的线电压大于或等于第三电压阈值时，控制所述第三通断模块处于导通状态，并控制所述第一通断模块以及所述第二通断模块处于关断状态；

或

当所述第二相线输出端与所述第三相线输出端之间的线电压大于或等于所述第三电压阈值时，控制所述第四通断模块处于导通状态，并控制所述第一通断模块以及所述第二通断模块处于关断状态；

或

当所述第一相线输出端与所述第三相线输出端之间的线电压大于或等于所述第三电压阈值时，控制所述第三通断模块以及所述第四通断模块处于导通状态，并控制所述第一通断模块以及所述第二通断模块处于关断状态。

8.如权利要求7所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制模块还用于当所述第一相线输出端与所述第二相线输出端之间的线电压大于或等于所述第三电压阈值时，控制所述第三通断模块以及所述第四通断模块处于导通状态，并控制所述第一通断模块以及所述第二通断模块处于关断状态；

或

当所述第二相线输出端与所述第三相线输出端之间的线电压大于或等于所述第三电压阈值时，控制所述第三通断模块以及所述第四通断模块处于导通状态，并控制所述第一通断模块以及所述第二通断模块处于关断状态。

9.如权利要求7或8所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制模块还用于当每两个所述相线输出端之间的线电压小于第四电压阈值时，控制所述第一通断模块以及所述第二通断模块处于导通状态，并控制所述第三通断模块以及所述第四通断模块处于关断状态，其中，所述第四电压阈值小于所述第三电压阈值。

10.如权利要求7-9中任一所述的光伏逆变器，其特征在于，所述第一通断模块包括共源极连接的第一开关管和第二开关管，以及分别与所述第一开关管和所述第二开关管对应的寄生二极管；

所述第二通断模块包括共源极连接的第三开关管和第四开关管，以及分别与所述第三开关管和所述第四开关管对应的寄生二极管。

11.如权利要求7-10中任一所述的光伏逆变器，其特征在于，所述第三通断模块包括共源极连接的第五开关管和第六开关管，以及分别与所述第五开关管和所述第六开关管对应的寄生二极管；

所述第四通断模块包括共源极连接的第七开关管和第八开关管，以及分别与所述第七开关管和所述第八开关管对应的寄生二极管。

12.如权利要求7-11中任一所述的光伏逆变器，其特征在于，所述第一电阻或所述第二电阻为压敏电阻。

13.如权利要求7-12中任一所述的光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器还包括检测模块，所述检测模块用于采集所述三相逆变电路每两个所述相线输出端之间的线电压，并用于将所述电压信息传输给所述控制模块。

14.一种光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器包括控制模块、逆变电路、至少两个整流桥臂、通断模块以及电容；

所述逆变电路的直流侧接入光伏组件，所述逆变电路的交流侧接入电网，各个所述整流桥臂并联连接，并且，每个所述整流桥臂包括同向串联连接的两个二极管，每个所述整流桥臂的电流导通方向相同，其中，每个所述整流桥臂中的一个二极管的连接点分别连接所述逆变电路的交流侧的各个输出端，所述通断模块、所述电容以及每个所述整流桥臂串联连接形成串联回路；

所述控制模块，用于当所述逆变电路任意两个输出端之间的电压大于或等于第五电压阈值时，控制所述通断模块处于导通状态，以使所述至少两个整流桥臂将所述电网输入的交流电能转换为直流电能并输出至所述电容。

15.如权利要求14所述的光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器还包括电阻，所述电阻与所述电容并联；

所述控制模块，用于当所述逆变电路每两个输出端之间的采样电压小于第六电压阈值时，控制所述通断模块处于关断状态，其中，所述第六电压阈值小于所述第五电压阈值。

16.如权利要求14或15所述的光伏逆变器，其特征在于，所述通断模块包括第九开关管以及与所述第九开关管并联连接的寄生二极管。

17.如权利要求14-16中任一所述的光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器还包括检测模块，所述检测模块用于采集所述逆变电路每两个输出端之间的电压，并用于将所述电压信息传输给所述控制模块。