WO2020133351A1 - 一种逆变器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种逆变器，包括：直流变换单元、母线单元和逆变单元，直流变换单元包括第一正输入端、第一负输入端、第二正输入端、第二负输入端、第一直流DC转DC模块、第二DC转DC模块、第一通断控制器件、第二通断控制器件、第一开关和第二开关；第一正输入端和第一负输入端用于连接第一光伏组串，第二正输入端和第二负输入端用于连接第二光伏组串，第一开关和第二开关打开或闭合等组合关系可以改变直流变换单元中电路的连接关系，因此可以通过第一开关和第二开关的打开和关断情况，调整直流转直流模块的使用情况，从而降低能量损耗，提高逆变器的转换效率，提高发电量。

Description

一种逆变器 技术领域
本申请涉及太阳能技术领域，具体涉及一种逆变器。
背景技术
在太阳能领域中，通常采用逆变器将光伏电池板产生的直流电转化成交流电，馈送给电网，实现发电功能。因为一个光伏电池板所能输出的电压和电流通常都比较小，为了满足逆变器的工作电压和功率的要求，通常光伏电池板以串、并联的方式构成光伏组串，接入到逆变器中。
由于光伏电池板所输出的电压可能受到外界的影响，导致所输出的电压是不稳定的，例如：在光伏电池板出现老化、遮挡、弱光照、短组串配置等异常情况时，光伏组串输出的功率或电压可能较小，无法匹配逆变器最优的工作方式，逆变器导致逆变器的转换效率低下，影响发电量。
发明内容
本申请实施例提供一种逆变器，可以通过第一开关和第二开关的打开和关断情况，调整DC/DC模块的使用情况，从而降低能量损耗，提高逆变器的转换效率，提高发电量。
第一方面，本申请实施例提供一种逆变器，包括：直流变换单元、母线单元和逆变单元；
所述直流变换单元包括第一正输入端、第一负输入端、第二正输入端、第二负输入端、第一直流DC转DC模块、第二DC转DC模块、第一通断控制器件、第二通断控制器件、第一开关和第二开关；
所述第一正输入端与所述第一DC转DC模块的第一端和所述第一通断控制器件的一端相连，所述第一负输入端通过所述第一开关与所述第一DC转DC模块的第二端和所述母线单元的负极相连，所述第一负输入端的所述另一侧通过所述第二开关和所述第二正输入端相连，所述第一DC转DC模块的第三端与所述第一通断控制器件的另一端和所述母线单元的正极相连；
所述第二正输入端的与所述第二DC转DC模块的第一端和所述第二通断控制器件的一端相连，所述第二负输入端的与所述第二DC转DC模块的第二端和母线单元负极相连，所述的第二DC转DC模块第三端和所述第二通断控制器件的另一端与母线单元的正极相连；
所述逆变单元的输入端连接所述母线单元，所述逆变单元用于将所述母线单元的正极与负极之间的直流电压转换为交流电。
在一种可能的实施方式中，所述第一通断控制器件为第一二极管，所述第二通断控制器件为第二二极管时；
所述第一正输入端的另一侧与所述第一DC转DC模块的第一端和所述第一二极管的阳极相连，所述第一DC转DC模块的第三端与所述第一二极管的阴极和所述母线单元的正极相连；
所述第二正输入端的另一侧与所述第二DC转DC模块的第一端和所述第二二极管的阳极相连，所述第二DC转DC模块第三端和第二二极管的阴极与母线单元的正极相连。
在一种可能的实施方式中，所述逆变器还包括控制器，所述控制器用于检测所述逆变单元的工作状态，并在所述逆变单元处于工作状态时，检测所述第一光伏组串的输出电压 和所述第二光伏组串的输出电压。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当检测到所述逆变单元不工作时，控制所述第二开关断开，控制所述第一开关断开或者闭合。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和小于第一阈值时，控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合、所述第一DC转DC模块工作和所述第二DC转DC模块不工作，所述第一阈值大于或等于所述逆变电源并网时所述母线单元要求的电压。、
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于或等于第一阈值，且小于第二阈值时，控制所述第一开关断开，所述第二开关闭合，所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块不工作，输入所述逆变器的能量直接通过所述第二开关和所述的第一二极管输入到所述母线单元。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于或等于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压小于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合，所述第二开关断开，所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块工作，所述第三阈值大于或等于第一阈值，小于第二阈值。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压小于第三阈值时，控制第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块不工作和所述第二DC转DC模块正常工作，输入所述第一输入端的能量直接通过所述第一二极管和第一开关,传输至所述母线单元。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于或等于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压大于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块工作和所述第二DC转DC模块不工作，输入所述第二输入端的能量直接通过所述第二二极管传输至所述母线单元。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第四阈值，或所述第二光伏组串的输出电压大于所述第四阈值时，所述逆变单元不工作，并上报告警，所述第四阈值为逆变器的最大输出值。
本申请实施例提供的逆变器，在直流变换单元中设置第一开关和第二开关，可以通过第一开关和第二开关的打开和关断情况，调整直流变换单元中DC/DC模块的使用情况，从而降低能量损耗，提高逆变器的转换效率，提高发电量。
第二方面，本申请实施例提供一种逆变器，包括：直流变换单元、母线单元和逆变单元；
所述直流变换单元包括第一正输入端、第一负输入端、第二正输入端、第二负输入端、第一直流DC转DC模块、第二DC转DC模块、第一通断控制器件、第二通断控制器件、第一开关和第二开关；
所述第一负输入端的与所述第一DC转DC模块的第一端和所述第一通断控制器件的一端 相连，所述第一负输入端的还通过所述第二开关与所述第二正输入端相连，所述第一正输入端的另一端与所述第一DC转DC模块的第二端和所述母线单元的正极相连，所述的第一DC转DC模块的第三端与所述母线单元的负极和所述第一通断控制器件的另一端相连；
所述第二负输入端的与所述第二DC转DC模块的第一端和所述第二通断控制器件的一端相连，所述第二正输入端的通过所述第一开关与所述第二DC转DC模块的第二端和所述母线单元正极相连，所述的第二DC转DC模块的第三端与所述母线单元的负极和所述第二通断控制器件的另一端相连；
所述逆变单元的输入端连接所述母线单元，所述逆变单元用于将所述母线单元的正极与负极之间的直流电压转换为交流电。
在一种可能的实施方式中，所述第一通断控制器件为第一二极管，所述第二通断控制器件为第二二极管时；
所述第一负输入端的另一端与所述第一DC转DC模块的第一端和所述第一二极管的阴极相连，所述第一DC转DC模块的第三端与所述母线单元的负极和所述第一二极管的阳极相连；
所述第二负输入端的另一端与所述第二DC转DC模块的第一端和所述第二二极管的阴极相连，所述第二DC转DC模块的第三端与所述母线单元的负极和所述第二二极管的阳极相连。
在一种可能的实施方式中，所述逆变器还包括控制器，
所述控制器用于检测所述逆变单元的工作状态，并在所述逆变单元处于工作状态时，检测所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当检测到所述逆变单元不工作时，控制所述第二开关断开，控制所述第一开关断开或者闭合。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和小于第一阈值时，控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合、所述第一DC转DC模块不工作和所述第二DC转DC模块工作，所述第一阈值大于或等于所述逆变电源并网时所述母线单元要求的电压。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于或等于第一阈值，且小于第二阈值时，控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合，所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块不工作，输入所述逆变器的能量直接通过所述第二开关和所述的第一二极管输入到所述母线单元。。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于或等于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压小于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块工作，所述第三阈值大于或等于第一阈值，小于第二阈值。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第三阈值、所述第二光伏组串的输出电压小于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块不工作，所述第二DC转DC模块正常工作，输入所述第二输入端的能量直接通过所述第二二极管传输至所述母线单元。。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述 第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压大于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块工作，所述第二DC转DC模块不工作，输入所述第二输入端的能量直接通过所述第二二极管传输至所述母线单元。。
在一种可能的实施方式中，所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第四阈值，或所述第二光伏组串的输出电压大于所述第四阈值时，所述逆变单元不工作，并上报告警，所述第四阈值为逆变器的最大输出值。
本申请实施例提供的逆变器，在直流变换单元中设置第一开关和第二开关，可以通过第一开关和第二开关的打开和关断情况，调整直流变换单元中DC/DC模块的使用情况，从而降低能量损耗，提高逆变器的转换效率，提高发电量。
附图说明
图1是本申请实施例中逆变器的一结构示意图；
图2是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图3是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图4是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图5是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图6是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图7是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图8是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图9是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图10是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图11是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图12是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图13是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图14是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图15是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图；
图16是本申请实施例中逆变器的另一结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员可知，随着图计算框架的演变和新应用场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
本申请实施例提供一种逆变器，可以通过第一开关和第二开关的打开和关断情况，调整DC/DC模块的使用情况，从而降低能量损耗，提高逆变器的转换效率，提高发电量。
图1为本申请实施例中逆变器的一结构示意图。
如图1所示，本申请实施例提供的逆变器可以包括：
直流变换单元、母线单元和逆变单元，其中，所述直流变换单元包括第一正输入端、第一负输入端、第二正输入端、第二负输入端、第一直流DC转DC模块、第二DC转DC模块、 第一通断控制器件、第二通断控制器件、第一开关和第二开关；
所述第一正输入端与所述第一DC转DC模块的第一端和所述第一通断控制器件的一端相连，所述第一负输入端通过所述第一开关与所述第一DC转DC模块的第二端和所述母线单元的负极相连，所述第一负输入端的所述另一侧通过所述第二开关和所述第二正输入端相连，所述第一DC转DC模块的第三端与所述第一通断控制器件的另一端和所述母线单元的正极相连；
所述第二正输入端的与所述第二DC转DC模块的第一端和所述第二通断控制器件的一端相连，所述第二负输入端的与所述第二DC转DC模块的第二端和母线单元负极相连，所述的第二DC转DC模块第三端和所述第二通断控制器件的另一端与母线单元的正极相连；
所述逆变单元的输入端连接所述母线单元，所述逆变单元用于将所述母线单元的正极与负极之间的直流电压转换为交流电。
本申请实施例提供的逆变器，在直流变换单元中设置第一开关和第二开关，可以通过第一开关和第二开关的打开和关断情况，调整直流变换单元中DC/DC模块的使用情况，从而降低能量损耗，提高逆变器的转换效率，提高发电量。
具体地，第一正输入端的一侧与第一光伏组串的正极连接，第一负输入端的一侧与第一光伏组串的负极连接，第二正输入端的一侧与第二光伏组串的正极连接，第二负输入端的一侧与第二光伏组串的负极连接。
第一正输入端的另一侧与第一DC转DC模块的第一端和第一通断控制器件的一端相连，第一负输入端的另一侧通过第一开关与第一DC转DC模块的第二端和母线单元的负极相连，第一负输入端的另一侧通过第二开关和第二正输入端相连，第一DC转DC模块的第三端与第一通断控制器件的另一端和母线单元的正极相连。
第二正输入端的另一侧与第二DC转DC模块的第一端和第二通断控制器件的一端相连，第二负输入端的另一侧与第二DC转DC模块的负输入端和母线单元负极相连，的第二DC转DC模块第三端和第二通断控制器件的另一端与母线单元的正极相连。
本申请实施例中，第一通断控制器件和第二通断控制器件都可以是二极管或开关等用于控制线路断开和闭合的器件。
第一开关和第二开关也可以是接触器、继电器、半导体开关器件中的至少一项。
DC转DC模块包括但不限于boost、buck-boost或Cuk电路。
母线单元可以通过正极和负极与逆变单元连接，也可以是母线单元通过正极、中点电位和负极与逆变单元连接。
直流变换单元数量不限于只有一个，可以是两个或两个以上，当直流变换单元数量大于或等于2时，每个直流变换单元均和母线单元相连。
第一光伏组串和第二光伏组串可以是由光伏电池板串联和/或并联组合的。
本申请实施例中，关于第一开关和第二开关的打开与闭合可以由控制器进行控制。如图2所示，本申请实施例提供的逆变器得另一实施例中，逆变器还包括控制器。
所述控制器用于检测所述逆变单元的工作状态，并在所述逆变单元处于工作状态时，检测所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压。
本申请实施例中，可以根据逆变单元的工作状态，以及第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压将控制器的控制状态划分为七种。
其中，第一状态为：所述控制器还用于当检测到所述逆变单元不工作时，控制所述第二开关断开，控制所述第一开关断开或者闭合。
本申请实施例中，若逆变单元不工作，则第一DC转DC模块和第二DC转DC模块都不需要工作，则可以有效的降低DC转DC模块所产生的损耗。
第二状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和小于第一阈值时，控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合、所述第一DC转DC模块工作和所述第二DC转DC模块不工作，所述第一阈值大于或等于所述逆变电源并网时所述母线单元要求的电压。具体地，所述第一阈值为所述母线单元能承受的电压的下限。
本申请实施例中，当第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和小于第一阈值时，第一开关断开，第二开关闭合，则第一光伏组串和第二光伏组串串联，可以提高整体的输出电压，此时只需要第一DC转DC模块工作，将输出电压太高到第一阈值即可。
例如：若电网线电压为480VAC时，母线单元所承受的电压范围在770V至1000V之间，也就是说这种场景下母线单元所承受的电压的下限是770V，上限是1000V。则第一阈值的770V，若第一光伏组串和第二光伏组串对应的输出电压为300v时，则两者输出电压之和是600V，小于770V，这种情况下，控制器控制第一开关断开，第二开关闭合，则第一光伏组串和第二光伏组串串联，第一DC转DC模块工作，将600V的输出电压抬高到770V即可，第二DC转DC模块不需要工作，则可以降低电路损耗，提高逆变器转换效率，提高发电量。
第三状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第一阈值，且小于第二阈值时，控制所述第一开关断开，所述第二开关闭合，所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块不工作。输入所述逆变器的能量直接通过所述第二开关和所述的第一二极管输入到所述母线单元。具体地，所述第一阈值为所述母线单元能承受的电压的下限，所述第二阈值为所述母线单元能承受的电压的上限。
还是延续上述场景中的例子，在上述场景中第一阈值是770V，第二阈值为1000V，随着光照的增加，第一光伏组串和第二光伏组串的输出电压都超过385V，例如为390V，此时控制器控制第一开关断开，第二开关闭合，第一光伏组串和第二光伏组串串联，则两个光伏组串的输出电压之和大于770V，不需要再通过DC转DC模块再做抬高了，通过第一通断控制器件输入到母线单元，就能满足逆变器并网的要求。此时第一DC转DC模块和第二DC转DC模块都不需要工作，就可以降低电路损耗，提高逆变器转换效率，提高发电量。
第四状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压小于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合，所述第二开关断开，所述第一DC转DC模块和所述第二C转DC模块工作，所述第三阈值大于或等于第一阈值，小于第二阈值。所述第二阈值为所述母线单元能承受的电压的上限，所述第三阈值为所述母线单元能承受的电压的下限。
还是延续上述场景中的例子，在上述场景中第一阈值是770V，第二阈值为1000V，第三阈值为770V，随着光照的增加，第一光伏组串和第二光伏组串的输出电压都达到500V且小 于母线电压最低值770V，若此时将第一开关断开，第二开关闭合，输入串联电压达到1000V，对于1000V规格的逆变器应用临界，考虑到系统的安全性，此时需要将第一开关闭合，第二开关管断开，分别让第一DC转DC模块和第二DC转DC模块，进入工作状态，将输出电压抬升到770V,进行并网发电。
第五状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压小于第三阈值时，控制第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块不工作和所述第二DC转DC模块正常工作，输入所述第一输入端的能量直接通过所述第一二极管和第一开关,传输至所述母线单元。所述第二阈值为所述母线单元能承受的电压的上限，所述第三阈值为所述母线单元能承受的电压的下限。
还是延续上述场景中的例子，在上述场景中第一阈值是770V，第二阈值为1000V，第三阈值为770V，随着光照的增加，第一光伏组串的输出电压达到770V，第二串电池板的输出电压达到600V此时，两个光伏组串的输出电压之和为1370V，大于1000V，需要控制器控制断开第二开关，闭合第一开关，此时第一DC转DC模块无需工作，第一光伏组串的输出电压直接通过第一通断控制器件送至母线单元即可，第二DC转DC工作，将第二光伏组串的输出电压抬升至770V再送至母线单元。
第六状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压大于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块工作和所述第二DC转DC模块不工作，输入所述第二输入端的能量直接通过所述第二二极管传输至所述母线单元。所述第二阈值为所述母线单元能承受的电压的上限，所述第三阈值为所述母线单元能承受的电压的下限。
本申请实施例中，第六种状态的情况与第五种状态相似，第一光伏组串和第二光伏组串两者的输出电压之和大于第二阈值，即1000V，但第一光伏组串的输出电压小于第二阈值，即770V，第二光伏组串的输出电压大于770V，则这种情况下，第一DC转DC模块需要工作，将第一光伏组串的输出电压抬高到第三阈值770V，第二DC转DC模块不需要工作，第二光伏组串的输出电压直接通过第二通断控制器件送到母线单元即可。
第七状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第四阈值，或所述第二光伏组串的输出电压大于所述第四阈值时，所述逆变单元不工作，并上报告警，所述第四阈值为逆变器的最大输出值。
还是延续上述场景中的例子，随着光照的增加，第一光伏组串的输出电压达到770V，第二串电池板的输出电压也达到770V此时，这种情况下，无需再将两个光伏组串串联，所以控制器会控制第二开关断开，第一开关闭合，也无需第一DC转DC模块和第二DC转DC模块工作，第一光伏组串的输出电压可以直接通过第一通断控制器件送至母线，第二光伏组串的输出电压可以直接通过第二通断控制器件送至母线。
实际上，上述图1和图2所对应示例中的第一通断控制器件和第二通断控制器件可以是二极管，也可以是开关，下面分别通过图3和图4进行介绍。
如图3所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，第一通断控制器件可为第一 二极管D1，第二通断控制器件为第二二极管D2，这种情况下，第一正输入端的另一侧与第一DC转DC模块的第一端和第一二极管D1的阳极相连，第一DC转DC模块的第三端与第一二极管D1的阴极和母线单元的正极相连；第二正输入端的另一侧与第二DC转DC模块的第一端和第二二极管D2的阳极相连，第二DC转DC模块第三端和第二二极管D2的阴极与母线单元的正极相连。
如图4所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，第一通断控制器件可为第三开关K3，第二通断控制器件为第四开关K4，这种情况下，第一正输入端的另一侧与第一DC转DC模块的第一端和第三开关K3的一端相连，第一负输入端的另一侧通过第一开关与第一DC转DC模块的第二端和母线单元的负极相连，第一负输入端的另一侧通过第二开关和第二正输入端相连，第一DC转DC模块的第三端与第三开关K3的另一端和母线单元的正极相连；第二正输入端的另一侧与第二DC转DC模块的第一端和第四开关K4的一端相连，第二负输入端的另一侧与第二DC转DC模块的负输入端和母线单元负极相连，的第二DC转DC模块第三端和第四开关K4的另一端与母线单元的正极相连。
实际上，第一DC转DC模块和第二DC转DC模块可以是通过电路的形式实现的，如图5所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，第一DC转DC模块和第二DC转DC模块是电感与电容串联，再与晶体管并联后再连接二极管的电路实现的，该图5所示的结构示例中，第一通断控制器件为第一二极管，第二通断控制器件为第二二极管。不管第一DC转DC模块和第二DC转DC模块通过何种电路结构实现，只要能实现太高电压的功能即可。
如图6所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，第一DC转DC模块和第二DC转DC模块的电路与上述图5所示出的电路是相同的，差异是第一通断控制器件为第三开关，第二通断控制器件为第四开关。
在上述方案中都只介绍了第一光伏组串和第二光伏组串，实际上，一个逆变器可以连接多个光伏组串，这些光伏组串还可以通过优化器再介入逆变器中，如图7所示出的就是多个光伏组串通过优化器接入逆变器的场景，该场景中，第一通断控制器件为第一二极管，第二通断控制器件为第二二极管。
如图8所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，多个光伏组串通过优化器接入逆变器的场景与图7所示出的情况基本相同，差异是第一通断控制器件为第三开关，第二通断控制器件为第四开关。
图9为本申请实施例提供的逆变器的另一实施例示意图。
如图9所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，逆变器，包括：直流变换单元、母线单元和逆变单元；直流变换单元包括第一正输入端、第一负输入端、第二正输入端、第二负输入端、第一直流DC转DC模块、第二DC转DC模块、第一通断控制器件、第二通断控制器件、第一开关和第二开关。
第一正输入端的一侧与第一光伏组串的正极连接，第一负输入端的一侧与第一光伏组串的负极连接，第二正输入端的一侧与第二光伏组串的正极连接，第二负输入端的一侧与第二光伏组串的负极连接。
第一负输入端的另一端与第一DC转DC模块的第一端和第一通断控制器件的一端相连，第一负输入端的另一端还通过第二开关与第二正输入端相连，第一正输入端的另一端与第一DC转DC模块的第二端和母线单元的正极相连，的第一DC转DC模块的第三端与母线单元的 负极和第一通断控制器件的另一端相连。
第二负输入端的另一端与第二DC转DC模块的第一端和第二通断控制器件的一端相连，第二正输入端的另一端通过第一开关与第二DC转DC模块的第二端和母线单元正极相连，的第二DC转DC模块的第三端与母线单元的负极和第二通断控制器件的另一端相连。
逆变单元的输入端连接母线单元，逆变单元用于将母线单元的正极与负极之间的直流电压转换为交流电。
本申请实施例中，第一通断控制器件和第二通断控制器件都可以是二极管或开关等用于控制线路断开和闭合的器件。
第一开关和第二开关也可以是接触器、继电器、半导体开关器件中的至少一项。
DC转DC模块包括但不限于boost、buck-boost或Cuk电路。
母线单元可以通过正极和负极与逆变单元连接，也可以是母线单元通过正极、中点电位和负极与逆变单元连接。
直流变换单元数量不限于只有一个，可以是两个或两个以上，当直流变换单元数量大于或等于2时，每个直流变换单元均和母线单元相连。
第一光伏组串和第二光伏组串可以是由光伏电池板串联和/或并联组合的。
本申请实施例中，关于第一开关和第二开关的打开与闭合可以由控制器进行控制。如图10所示，本申请实施例提供的逆变器得另一实施例中，逆变器还包括控制器。
所述控制器用于检测所述逆变单元的工作状态，并在所述逆变单元处于工作状态时，检测所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压。
本申请实施例中，可以根据逆变单元的工作状态，以及第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压将控制器的控制状态划分为七种。
其中，第一状态为：所述控制器还用于当检测到所述逆变单元不工作时，控制所述第二开关断开，控制所述第一开关断开或者闭合。
本申请实施例中，若逆变单元不工作，则第一DC转DC模块和第二DC转DC模块都不需要工作，则可以有效的降低DC转DC模块所产生的损耗。
第二状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和小于第一阈值时，控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合、所述第一DC转DC模块不工作和所述第二DC转DC模块工作，所述第一阈值为所述母线单元能承受的电压的下限。
本申请实施例中，当第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和小于第一阈值时，第一开关断开，第二开关闭合，则第一光伏组串和第二光伏组串串联，可以提高整体的输出电压，此时只需要第二DC转DC模块工作，将输出电压太高到第一阈值即可。
例如：若电网线电压为480VAC时，母线单元所承受的电压范围在770V至1000V之间，也就是说这种场景下母线单元所承受的电压的下限是770V，上限是1000V。则第一阈值的770V，若第一光伏组串和第二光伏组串对应的输出电压为300v时，则两者输出电压之和是600V，小于770V，这种情况下，控制器控制第一开关断开，第二开关闭合，则第一光伏组串和第二光伏组串串联，第二DC转DC模块工作，将600V的输出电压抬高到770V即可，第一二DC转DC模块不需要工作，则可以降低电路损耗，提高逆变器转换效率，提高发电量。
第三状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第一阈值，且小于第二阈值时，控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合，所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块不工作，所述第一阈值为所述母线单元能承受的电压的下限，所述第二阈值为所述母线单元能承受的电压的上限。
还是延续上述场景中的例子，在上述场景中第一阈值是770V，第二阈值为1000V，随着光照的增加，第一光伏组串和第二光伏组串的输出电压都超过385V，例如为390V，此时控制器控制第一开关断开，第二开关闭合，第一光伏组串和第二光伏组串串联，则两个光伏组串的输出电压之和大于770V，不需要再通过DC转DC模块再做抬高了，通过第二通断控制器件输入到母线单元，就能满足逆变器并网的要求。此时第一DC转DC模块和第二DC转DC模块都不需要工作，就可以降低电路损耗，提高逆变器转换效率，提高发电量。
第四状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压小于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块工作，所述第二阈值为所述母线单元能承受的电压的上限，所述第三阈值为所述母线单元能承受的电压的下限。
还是延续上述场景中的例子，在上述场景中第一阈值是770V，第二阈值为1000V，第三阈值为770V，随着光照的增加，第一光伏组串和第二光伏组串的输出电压都达到500V且小于母线电压最低值770V，若此时将第一开关断开，第二开关闭合，输入串联电压达到1000V，对于1000V规格的逆变器应用临界，考虑到系统的安全性，此时需要将第一开关闭合，第二开关管断开，分别让第一DC转DC模块和第二DC转DC模块，进入工作状态，将输出电压抬升到770V,进行并网发电。
第五状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第三阈值、所述第二光伏组串的输出电压小于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块不工作，所述第二DC转DC模块正常工作，所述第二阈值为所述母线单元能承受的电压的上限，所述第三阈值为所述母线单元能承受的电压的下限。
还是延续上述场景中的例子，在上述场景中第一阈值是770V，第二阈值为1000V，第三阈值为770V，随着光照的增加，第一光伏组串的输出电压达到770V，第二串电池板的输出电压达到600V此时，两个光伏组串的输出电压之和为1370V，大于1000V，需要控制器控制断开第二开关，闭合第一开关，此时第一DC转DC模块无需工作，第一光伏组串的输出电压直接通过第一通断控制器件送至母线单元即可，第二DC转DC工作，将第二光伏组串的输出电压抬升至770V再送至母线单元。
第六状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压大于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块工作，所述第二DC转DC模块不工作，所述第二阈值为所述母线单元能承受的电压的上限，所述第三阈值为所述母线单元能承受的电压的下限。
本申请实施例中，第六种状态的情况与第五种状态相似，第一光伏组串和第二光伏组串两者的输出电压之和大于第二阈值，即1000V，但第一光伏组串的输出电压小于第二阈值， 即770V，第二光伏组串的输出电压大于770V，则这种情况下，第一DC转DC模块需要工作，将第一光伏组串的输出电压抬高到第三阈值770V，第二DC转DC模块不需要工作，第二光伏组串的输出电压直接通过第二通断控制器件送到母线单元即可。
第七状态为：所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压大于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开，所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块不工作，所述第二阈值为所述母线单元能承受的电压的上限，所述第三阈值为所述母线单元能承受的电压的下限。
还是延续上述场景中的例子，随着光照的增加，第一光伏组串的输出电压达到770V，第二串电池板的输出电压也达到770V此时，这种情况下，无需再将两个光伏组串串联，所以控制器会控制第二开关断开，第一开关闭合，也无需第一DC转DC模块和第二DC转DC模块工作，第一光伏组串的输出电压可以直接通过第一通断控制器件送至母线，第二光伏组串的输出电压可以直接通过第二通断控制器件送至母线。
实际上，上述图9和图10所对应示例中的第一通断控制器件和第二通断控制器件可以是二极管，也可以是开关，下面分别通过图11和图12进行介绍。
如图11所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，第一通断控制器件可为第一二极管D1，第二通断控制器件为第二二极管D2，这种情况下，第一负输入端的另一端与第一DC转DC模块的第一端和第一二极管D1的阴极相连，第一DC转DC模块的第三端与母线单元的负极和第一二极管D1的阳极相连；第二负输入端的另一端与第二DC转DC模块的第一端和第二二极管D2的阴极相连，第二DC转DC模块的第三端与母线单元的负极和第二二极管D2的阳极相连。
如图12所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，第一通断控制器件可为第三开关K3，第二通断控制器件为第四开关K4，这种情况下，第一负输入端的另一端与第一DC转DC模块的第一端和第三开关K3的一端相连，第一负输入端的另一端还通过第二开关与第二正输入端相连，第一正输入端的另一端与第一DC转DC模块的第二端和母线单元的正极相连，的第一DC转DC模块的第三端与母线单元的负极和第三开关K3的另一端相连；第二负输入端的另一端与第二DC转DC模块的第一端和第四开关K4的一端相连，第二正输入端的另一端通过第一开关与第二DC转DC模块的第二端和母线单元正极相连，的第二DC转DC模块的第三端与母线单元的负极和第四开关K4的另一端相连。
实际上，第一DC转DC模块和第二DC转DC模块可以是通过电路的形式实现的，如图5所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，第一DC转DC模块和第二DC转DC模块是电感与电容串联，再与晶体管并联后再连接二极管的电路实现的，该图13所示的结构示例中，第一通断控制器件为第一二极管，第二通断控制器件为第二二极管。不管第一DC转DC模块和第二DC转DC模块通过何种电路结构实现，只要能实现太高电压的功能即可。
如图14所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，第一DC转DC模块和第二DC转DC模块的电路与上述图13所示出的电路是相同的，差异是第一通断控制器件为第三开关，第二通断控制器件为第四开关。
在上述方案中都只介绍了第一光伏组串和第二光伏组串，实际上，一个逆变器可以连接多个光伏组串，这些光伏组串还可以通过优化器再介入逆变器中，如图15所示出的就是 多个光伏组串通过优化器接入逆变器的场景，该场景中，第一通断控制器件为第一二极管，第二通断控制器件为第二二极管。
如图16所示，本申请实施例提供的逆变器的另一实施例中，多个光伏组串通过优化器接入逆变器的场景与图15所示出的情况基本相同，差异是第一通断控制器件为第三开关，第二通断控制器件为第四开关。
以上对本申请实施例所提供的逆变器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (20)

  1. 一种逆变器，其特征在于，包括：直流变换单元、母线单元和逆变单元；
    所述直流变换单元包括第一正输入端、第一负输入端、第二正输入端、第二负输入端、第一直流DC转DC模块、第二DC转DC模块、第一通断控制器件、第二通断控制器件、第一开关和第二开关；
    所述第一正输入端与所述第一DC转DC模块的第一端和所述第一通断控制器件的一端相连，所述第一负输入端通过所述第一开关与所述第一DC转DC模块的第二端和所述母线单元的负极相连，所述第一负输入端的所述另一侧通过所述第二开关和所述第二正输入端相连，所述第一DC转DC模块的第三端与所述第一通断控制器件的另一端和所述母线单元的正极相连；
    所述第二正输入端的与所述第二DC转DC模块的第一端和所述第二通断控制器件的一端相连，所述第二负输入端的与所述第二DC转DC模块的第二端和母线单元负极相连，所述的第二DC转DC模块第三端和所述第二通断控制器件的另一端与母线单元的正极相连；
    所述逆变单元的输入端连接所述母线单元，所述逆变单元用于将所述母线单元的正极与负极之间的直流电压转换为交流电。
  2. 根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述第一通断控制器件为第一二极管，所述第二通断控制器件为第二二极管时；
    所述第一正输入端的另一侧与所述第一DC转DC模块的第一端和所述第一二极管的阳极相连，所述第一DC转DC模块的第三端与所述第一二极管的阴极和所述母线单元的正极相连；
    所述第二正输入端的另一侧与所述第二DC转DC模块的第一端和所述第二二极管的阳极相连，所述第二DC转DC模块第三端和第二二极管的阴极与母线单元的正极相连。
  3. 根据权利要求1或2所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括控制器，
    所述控制器用于检测所述逆变单元的工作状态，并在所述逆变单元处于工作状态时，检测所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压。
  4. 根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当检测到所述逆变单元不工作时，控制所述第二开关断开，控制所述第一开关断开或者闭合。
  5. 根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和小于第一阈值时，控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合、所述第一DC转DC模块工作和所述第二DC转DC模块不工作，所述第一阈值大于或等于所述逆变电源并网时所述母线单元要求的电压。
  6. 根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于或等于第一阈值，且小于第二阈值时，控制所述第一开关断开，所述第二开关闭合，所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块不工作，输入所述逆变器的能量直接通过所述第二开关和所述的第一二极管输入到所述母线单元。
  7. 根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压 之和大于或等于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压小于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合，所述第二开关断开，所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块工作，所述第三阈值大于或等于第一阈值，小于第二阈值。
  8. 根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压小于第三阈值时，控制第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块不工作和所述第二DC转DC模块正常工作，输入所述第一输入端的能量直接通过所述第一二极管和第一开关,传输至所述母线单元。
  9. 根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于或等于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压大于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块工作和所述第二DC转DC模块不工作，输入所述第二输入端的能量直接通过所述第二二极管传输至所述母线单元。
  10. 根据权利要求4所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第四阈值，或所述第二光伏组串的输出电压大于所述第四阈值时，所述逆变单元不工作，并上报告警，所述第四阈值为逆变器的最大输出值。
  11. 一种逆变器，其特征在于，包括：直流变换单元、母线单元和逆变单元；
    所述直流变换单元包括第一正输入端、第一负输入端、第二正输入端、第二负输入端、第一直流DC转DC模块、第二DC转DC模块、第一通断控制器件、第二通断控制器件、第一开关和第二开关；
    所述第一负输入端的与所述第一DC转DC模块的第一端和所述第一通断控制器件的一端相连，所述第一负输入端的还通过所述第二开关与所述第二正输入端相连，所述第一正输入端的另一端与所述第一DC转DC模块的第二端和所述母线单元的正极相连，所述的第一DC转DC模块的第三端与所述母线单元的负极和所述第一通断控制器件的另一端相连；
    所述第二负输入端的与所述第二DC转DC模块的第一端和所述第二通断控制器件的一端相连，所述第二正输入端的通过所述第一开关与所述第二DC转DC模块的第二端和所述母线单元正极相连，所述的第二DC转DC模块的第三端与所述母线单元的负极和所述第二通断控制器件的另一端相连；
    所述逆变单元的输入端连接所述母线单元，所述逆变单元用于将所述母线单元的正极与负极之间的直流电压转换为交流电。
  12. 根据权利要求11所述的逆变器，其特征在于，所述第一通断控制器件为第一二极管，所述第二通断控制器件为第二二极管时；
    所述第一负输入端的另一端与所述第一DC转DC模块的第一端和所述第一二极管的阴极相连，所述第一DC转DC模块的第三端与所述母线单元的负极和所述第一二极管的阳极相连；
    所述第二负输入端的另一端与所述第二DC转DC模块的第一端和所述第二二极管的阴极相连，所述第二DC转DC模块的第三端与所述母线单元的负极和所述第二二极管的阳极相连。
  13. 根据权利要求11或12所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括控制器，
    所述控制器用于检测所述逆变单元的工作状态，并在所述逆变单元处于工作状态时，检测所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压。
  14. 根据权利要求13所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当检测到所述逆变单元不工作时，控制所述第二开关断开，控制所述第一开关断开或者闭合。
  15. 根据权利要求13所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和小于第一阈值时，控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合、所述第一DC转DC模块不工作和所述第二DC转DC模块工作，所述第一阈值大于或等于所述逆变电源并网时所述母线单元要求的电压。
  16. 根据权利要求13所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于或等于第一阈值，且小于第二阈值时，控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合，所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块不工作，输入所述逆变器的能量直接通过所述第二开关和所述的第一二极管输入到所述母线单元。。
  17. 根据权利要求13所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于或等于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压小于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块和所述第二DC转DC模块工作，所述第三阈值大于或等于第一阈值，小于第二阈值。
  18. 根据权利要求13所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第三阈值、所述第二光伏组串的输出电压小于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块不工作，所述第二DC转DC模块正常工作，输入所述第二输入端的能量直接通过所述第二二极管传输至所述母线单元。。
  19. 根据权利要求13所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压小于第三阈值，所述第二光伏组串的输出电压大于所述第三阈值时，控制所述第一开关闭合、所述第二开关断开、所述第一DC转DC模块工作，所述第二DC转DC模块不工作，输入所述第二输入端的能量直接通过所述第二二极管传输至所述母线单元。。
  20. 根据权利要求13所述的逆变器，其特征在于，
    所述控制器还用于当所述第一光伏组串的输出电压和所述第二光伏组串的输出电压的电压之和大于第二阈值，且所述第一光伏组串的输出电压大于第四阈值，或所述第二光伏组串的输出电压大于所述第四阈值时，所述逆变单元不工作，并上报告警，所述第四阈值为逆变器的最大输出值。
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