CN209963765U - 光伏并网逆变器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种光伏并网逆变器，所述光伏并网逆变器包括光伏组件、连接在所述光伏组件的正极输出端和负极输出端之间的逆变电路、以及串联在所述逆变电路的输出端的并网开关；其特征在于，所述光伏并网逆变器还包括串联在所述光伏组件的正极输出端的第一二极管、和/或串联在所述光伏组件的负极输出端的第二二极管。本申请通过串联在光伏组件的正极输出端的第一二极管、和/或串联在光伏组件的负极输出端的第二二极管；解决了光伏并网逆变器在运行过程中出现PV组件对地绝缘故障后，造成光伏并网逆变器损坏的问题；提升了产品的使用寿命。

Description

光伏并网逆变器

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种光伏并网逆变器。

背景技术

现有应用在TN系统电网(N线接地系统)的非隔离光伏逆变器，都不能在PV组件接地条件下运行，若机器正常运行时发生PV组件接地故障，将会造成逆变器损坏。

图1为两级式光伏逆变器电路示意图，图2为两级式光伏逆变器电路的负极接地示意图。如图2所示，若逆变器并网开关K1，K2闭合，则在电网负半周时，会有很大的电流经过开关管Q2的体二极管，尽管此时逆变器检测到硬件过流后，发出断开K1，K2的命令，但由于继电器响应时间为毫秒级别，在完全断开前，电感电流已经足以将Q2的体二极管损坏，从而造成逆变器的损坏。图3为两级式光伏逆变器另一电路示意图，同样存在类似问题。其他电路，例如：三相组串逆变器，集中逆变器等等，也存在类似问题。

现有技术对上述问题的处理通常是：在逆变器开机前，检测PV组件对地绝缘阻抗；若检测到绝缘阻抗异常后，逆变器不运行开机，即K1，K2处于断开状态，此时不会有电流流过Q2的体二极管，实现了对逆变器的保护。然而在逆变器运行过程中若出现PV组件对地绝缘故障后，同样会造成逆变器的损坏。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种光伏并网逆变器，以解决光伏并网逆变器在运行过程中出现PV组件对地绝缘故障后，造成光伏并网逆变器损坏的问题。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本申请的一个方面，提供的一种光伏并网逆变器，所述光伏并网逆变器包括光伏组件、连接在所述光伏组件的正极输出端和负极输出端之间的逆变电路、以及串联在所述逆变电路的输出端的并网开关；所述光伏并网逆变器还包括串联在所述光伏组件的正极输出端的第一二极管、和/或串联在所述光伏组件的负极输出端的第二二极管。

在一种可能的实施方式中，所述逆变电路包括依次连接在所述光伏组件的正极输出端和负极输出端之间的直流母线电容和开关管电路。

在一种可能的实施方式中，所述逆变电路还包括连接在所述光伏组件的正极输出端和负极输出端之间的升压电路；

所述升压电路设置在所述光伏组件和所述直流母线电容之间。

在一种可能的实施方式中，所述开关管电路为单相全桥开关管电路或者H6拓扑开关管电路。

在一种可能的实施方式中，所述第一二极管设置在所述光伏组件和所述直流母线电容之间、或者所述直流母线电容和所述开关管电路之间；

所述第二二极管设置在所述光伏组件和所述直流母线电容之间、或者所述直流母线电容和所述开关管电路之间。

在一种可能的实施方式中，所述逆变电路为三相逆变电路。

在一种可能的实施方式中，所述光伏组件包括多个并联连接的光伏子组件。

本申请实施例的光伏并网逆变器，通过串联在光伏组件的正极输出端的第一二极管、和/或串联在光伏组件的负极输出端的第二二极管；解决了光伏并网逆变器在运行过程中出现PV组件对地绝缘故障后，造成光伏并网逆变器损坏的问题；提升了产品的使用寿命。

附图说明

图1为现有的两级式光伏逆变器电路示意图；

图2为现有的两级式光伏逆变器电路的负极接地示意图；

图3为现有的两级式光伏逆变器另一电路示意图；

图4为本申请实施例的光伏并网逆变器结构示意图；

图5为本申请实施例的光伏并网逆变器中的逆变电路结构示意图；

图6为本申请实施例的光伏并网逆变器中的逆变电路另一结构示意图；

图7为本申请实施例的光伏并网逆变器另一结构示意图；

图8为本申请实施例的单极式单相光伏逆变器光伏组件PV+接地故障示意图；

图9为本申请实施例的单极式单相光伏逆变器光伏组件PV-接地故障示意图；

图10为本申请实施例的两级式多路逆变器光伏组件PV-接地故障示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图4所示，本申请实施例提供光伏并网逆变器，所述光伏并网逆变器包括光伏组件PV1、连接在所述光伏组件PV1的正极输出端PV+和负极输出端PV-之间的逆变电路T1、以及串联在所述逆变电路T1的输出端的并网开关(图中的K1、K2所示)；所述光伏并网逆变器还包括串联在所述光伏组件PV1的正极输出端PV+的第一二极管F1、和/或串联在所述光伏组件PV1的负极输出端PV-的第二二极管F2。

请结合图5进行理解，在一种实施方式中，所述逆变电路T1包括依次连接在所述光伏组件PV1的正极输出端和负极输出端之间的直流母线电容C1和开关管电路(图中Q1-Q4组成的开关管电路)。

请再结合图5进行理解，在一种实施方式中，所述逆变电路T1还包括连接在所述光伏组件的正极输出端和负极输出端之间的升压电路(图中Q5和D1组成的升压电路)；

所述升压电路设置在所述光伏组件PV1和所述直流母线电容之间。

请再结合图6进行理解，在一种实施方式中，所述开关管电路为单相全桥开关管电路或者H6拓扑开关管电路。图5中的开关管电路为单相全桥开关管电路，图6中的开关管电路为H6拓扑开关管电路(Q1-Q6、以及D1-D2组成)。

在该实施方式中，所述第一二极管F1设置在所述光伏组件和所述直流母线电容之间、或者所述直流母线电容和所述开关管电路之间；

所述第二二极管F2设置在所述光伏组件和所述直流母线电容之间、或者所述直流母线电容和所述开关管电路之间。

请参考图7所示，在一种实施方式中，所述逆变电路T1为三相逆变电路。对应的，串联在所述逆变电路T1的输出端的并网开关为K1-K3。

在一种实施方式中，所述光伏组件包括多个并联连接的光伏子组件。如图10所示，光伏组件由并联连接的PV1、PV2、PV3组成。

为了更好地理解本实施例，以下结合图8-图10对光伏组件接地故障进行说明：

如图8所示，对于单极式单相光伏逆变器(开关管电路为单相全桥开关管电路、且无升压电路)，在机器运行过程中，若发生组件PV+对地绝缘短路故障，则在电网正半周时，会有很大的电流经过开关管Q1的体二极管，导致开关管损坏，进而炸机。在实施本方案之后，由于二极管F1的存在，Q1的体二极管将不会出现大电流，逆变器通过判断RCD漏电流过大故障，或绝缘阻抗异常故障，对逆变器进行故障停机。即使发生硬件过流故障，此时逆变器立刻停机，也可实现对逆变器的保护，避免机器出现炸机。

如图9所示，对于单极式单相光伏逆变器，在机器运行过程中，若发生组件PV-对地绝缘短路故障，则在电网负半周时，会有很大的电流经过开关管Q2的体二极管，由于二极管F2的存在，Q2的体二极管将不会出现大电流，逆变器通过判断RCD漏电流过大故障，或绝缘阻抗异常故障，对逆变器进行故障停机。实现对逆变器的保护，避免机器出现炸机。

对于两级式拓扑(开关管电路为单相全桥开关管电路、且有升压电路，例如如图5所示)，在运行过程中，若出现了PV+对地短路故障，由于升压电路的二极管D1的作用，Q1的体二极管将不会出现大电流，逆变器此时将判断RCD漏电流过大故障，或绝缘阻抗异常故障，即使发生硬件过流故障，此时逆变器立刻停机，从而实现了对逆变器的保护。所以正极不需要再加二极管。PV-对地短路故障与前述类似。

如图10所示，对于两级式两串电池串以上共用一路升压电路的逆变器而言，为了避免电池串极性接反而引起电池板故障，都会在逆变器内部的电池串的正极上安装二极管，如果将正极的二极管放置在输入电池串的负极，则可以在不增加其他成本的同时，在机器正常运行时PV组件发生对地绝缘故障的情况下对逆变器进行保护。

本申请实施例的光伏并网逆变器，通过串联在光伏组件的正极输出端的第一二极管、和/或串联在光伏组件的负极输出端的第二二极管；解决了光伏并网逆变器在运行过程中出现PV组件对地绝缘故障后，造成光伏并网逆变器损坏的问题；提升了产品的使用寿命。

以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。

Claims (7)

1.一种光伏并网逆变器，所述光伏并网逆变器包括光伏组件、连接在所述光伏组件的正极输出端和负极输出端之间的逆变电路、以及串联在所述逆变电路的输出端的并网开关；其特征在于，所述光伏并网逆变器还包括串联在所述光伏组件的正极输出端的第一二极管、和/或串联在所述光伏组件的负极输出端的第二二极管。

2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器，其特征在于，所述逆变电路包括依次连接在所述光伏组件的正极输出端和负极输出端之间的直流母线电容和开关管电路。

3.根据权利要求2所述的光伏并网逆变器，其特征在于，所述逆变电路还包括连接在所述光伏组件的正极输出端和负极输出端之间的升压电路；

所述升压电路设置在所述光伏组件和所述直流母线电容之间。

4.根据权利要求2所述的光伏并网逆变器，其特征在于，所述开关管电路为单相全桥开关管电路或者H6拓扑开关管电路。

5.根据权利要求2所述的光伏并网逆变器，其特征在于，所述第一二极管设置在所述光伏组件和所述直流母线电容之间、或者所述直流母线电容和所述开关管电路之间；

所述第二二极管设置在所述光伏组件和所述直流母线电容之间、或者所述直流母线电容和所述开关管电路之间。

6.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器，其特征在于，所述逆变电路为三相逆变电路。

7.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器，其特征在于，所述光伏组件包括多个并联连接的光伏子组件。

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