并网逆变系统的制作方法

并网逆变系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种并网逆变系统，其包括直流电源、逆变器、隔离变压器及电压控制电路，直流电源产生第一直流电压，逆变器包括三个交流电压输出端，逆变器接收第一直流电压，将第一直流电压转换为第一交流电压，并将第一交流电压经由交流电压输出端输出，隔离变压器用于隔离逆变器的输出电压相对地浮地，电压控制电路包括接地端及用于接地的耦合端，电压控制电路产生第二直流电压，且将其通过耦合端加载在逆变器的至少一交流电压输出端，电压控制电路调整第二直流电压的大小进而调整直流电源正极或负极的对地电压的大小，且电压控制电路输出的电流值小于或等于一预设的阈值电流值。本发明能够避免直流电源的PID现象且具有漏电保护作用。
【专利说明】并网逆变系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电压转换领域，尤其涉及一种具有防止电势诱导衰减及漏电保护的并 网逆变系统。

【背景技术】
[0002] 电势诱导衰减（Potential Induced Degradation, PID)是指对地高压施加在电池 板上而使其性能降低的现象。该高压可以为正电压也可以为负电压，具体为正电压还是负 电压取决于电池板的特性。比如，对于P型的光伏电池板而言，如果电池板对地存在负电 压，会导致该P型的光伏电池板的性能降低。对于N型的光伏电池板而言，如果电池板对地 存在正电压，则会导致该N型的光伏电池板的性能降低。以P型的光伏电池板为例，为了防 止PID现象，通常将P型的光伏电池板的负极接地，保持电池板对地正电压，从而解决PID 现象。请参阅图1，其为现有技术中P型的光伏电池板在一并网逆变系统中的应用的电路结 构示意图。在图1中，用直流电源110表示所述P型的光伏电池板。在该并网逆变系统100 中，直流电源110包括正极PV+和负极PV-，直流电源110产生直流电压并经由正极PV+和 负极PV-输出。所述逆变器120接收所述直流电压，并将所述直流电压转换为交流电压，并 将所述交流电压输出。假设该直流电源110输出电压的电压值为U，当所述直流电源110的 负极PV-没有接地时，由于所述并网逆变系统中各个参数的对称性，输出的电压将分别加 载在正极PV+上和负极PV-，即正极PV+上的电压为U/2,而负极PV-上的电压为-U/2。而 在图1中，负极PV-接地，则所述直流电源110的负极PV-的电压为零，从而使得所述直流 电源110对地没有负电压。然而，此种情况下，如果所述PV+输出至所述逆变器120的线路 出现漏电故障时，如果有人不慎触碰到漏电处，则可能出现电击事故。具体分析如下，当人 触碰到直流电源110的正极PV+时，直流电源110的正极PV+，人，地及直流电源110的负极 PV-形成一个回路。而人体的电阻一般很小，在直流电源110的输出电压的电压值U很高的 情况下，通过人体的电流很大，超过人体能承受的最大安全电流值，从而造成电击事故。


【发明内容】

[0003] 提供一种并网逆变系统，其能够有效防止其内直流电源的电势诱导衰减且具有漏 电保护作用。
[0004] 一方面，提供一种并网逆变器，其包括直流电源及逆变器，所述直流电源产生第一 直流电压并通过所述直流电源的正极和负极输出至所述逆变器，所述并网逆变系统还包括 隔离变压器及电压控制电路，所述逆变器包括三个交流电压输出端，所述逆变器接收所述 第一直流电压，将所述第一直流电压转换为第一交流电压，并将所述第一交流电压经由所 述三个交流电压输出端输出，所述隔离变压器连接所述逆变器的交流电压输出端，用于隔 离所述逆变器输出的第一交流电压相对地的电压浮地，所述电压控制电路包括耦合端及用 于接地的接地端，所述电压控制电路产生第二直流电压，且将所述第二直流电压通过所述 耦合端加载在所述逆变器的至少一交流电压输出端，所述电压控制电路通过调整所述第二 直流电压的大小进而调整所述直流电源正极或负极的对地电压的大小，且所述电压控制电 路输出的电流值小于或等于一预设的阈值电流值，所述预设的阈值电流值为安全电流临界 值，或为所述并网逆变系统所允许的临界漏电流值。
[0005] 在第一种可能的实现方式中，当所述直流电源为P型的光伏电池板时，所述电压 控制电路调整所述第二直流电压的大小进而调整所述直流电源的负极对地的输出的电压 大于或等于零，当所述直流电源为N型的光伏电池板时，所述电压控制电路调整所述第二 直流电压的大小进而调整所述直流电源的正极对地的输出的电压小于或等于零。
[0006] 在第二种可能的实现方式中，所述电压控制电路的接地端接地，所述电压控制电 路的耦合端电连接至少一个所述交流电压输出端。
[0007] 在第三种可能的实现方式中，所述并网逆变系统还包括采样电路及控制信号产生 电路，所述采样电路电连接所述直流电源的正极和负极，并对所述直流电源的正极对地和 负极对地输出电压的电压值进行采样，所述控制信号产生电路电连接在所述采样电路的输 出端及电压控制电路之间，所述控制信号产生电路接收所述采样得到的电压值，并根据采 样得到的电压值产生相应控制信号并将所述控制信号输出至所述电压控制电路，所述控 制信号用于调整所述第二直流电压的大小。
[0008] 结合第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述隔离变压器还接 收所述第一交流电压，并将所述第一交流电压转换为第二交流电压，所述隔离变压器还对 所述隔离变压器输出端连接的电路以及所述隔离变压器输入端连接的电路进行电隔离。
[0009] 结合第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述并网逆变系统还 包括保护电路，当所述电压控制电路存在输出电流时，所述保护电路切断所述逆变器的交 流电压输出端与所述电压控制电路之间的通路，其中，所述限定阈值的电流为安全电流临 界值。
[0010] 结合第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述并网逆变系统还 包括保护电路，所述保护电路检测所述逆变器的漏电流是否大于或等于所述预设的阈值电 流值，当所述逆变器的漏电流大于或等于所述预设的阈值电流值时，所述保护电路触发所 述逆变器关机保护，其中，所述预设的阈值电流值为所述并网逆变系统所允许的临界漏电 流值。
[0011] 结合第二种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述电压控制电路包 括可调直流电源及耦合电路，所述可调直流电源包括正极及负极，所述可调直流电源产生 电压值可调的所述第二直流电压并经由所述可调直流源的正极输出，所述可调直流电源的 负极电连接所述接地端，所述耦合电路电连接在所述可调直流电源的正极及耦合端之间， 以将所述第二直流电压输出至所述逆变器的至少一交流电压输出端。
[0012] 结合第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，当所述耦合端为三个 时，所述耦合电路包括三个电阻或三个电感，每个电阻或每个电感一端电连接至一个耦合 端，另一端电连接所述可调直流电源的正极。
[0013] 结合第七种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，当所述耦合端为三个 时，所述耦合电路包括四个电阻时，其中三个电阻的每个电阻的一端电连接一个耦合端，另 一端通过所述三个电阻之外的一个电阻连接至所述可调直流源的正极。
[0014] 结合第七种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，当所述耦合端为三个 时，所述耦合电路包括三个电阻和三个电容，每个电阻均与一个电容并联形成的结构一端 电连接一个耦合端，另一端电连接所述可调直流源的正极。
[0015] 结合第二种可能的实现方式，在第i^一种可能的实现方式中，当所述耦合端为一 个时，所述耦合电路为电阻、电感、电阻与电感串联组成的结构、电阻与电容串联的结构中 的任意一个。
[0016] 在第十二种可能的实现方式中，所述预设的阈值电流值为30mA ;或者当所述并网 逆变系统的输出功率小于或等于30KVA时，所述预设的阈值电流值为300mA，当所述并网逆 变系统的输出功率大于30KVA时，所述预设电流的值为10mA/KVA与所述并网逆变系统的输 出功率的乘积。
[0017] 另一方面，提供了一种并网逆变系统，用于将直流电压转换为交流电压，所述并网 逆变系统包括至少两个直流电源和逆变器、一个隔离变压器及一个电压控制电路，所述直 流电源用于产生第一直流电压并将所述第一直流电压经由相应直流电源的正极和负极输 出，每个逆变器均包括交流电压输出端，每个逆变器均与至少一个直流电源电连接，以将第 一直流电压转换为第一交流电压，并将所述第一交流电压经由相应逆变器的交流电压输出 端输出，每个逆变器的交流电压输出端均与其他逆变器的交流电压输出端对应电连接，所 述隔离变压器连接逆变器的交流电压输出端，用于隔离所述逆变器的输出的第一交流电压 相对地的电压浮地，所述电压控制电路包括耦合端和用于接地的接地端，所述电压控制电 路用于产生第二直流电压，且将所述第二直流电压通过所述耦合端加载在逆变器的至少一 交流电压输出端，所述控制电路通过调整所述第二直流电压的大小进而调整所述直流电源 正极或者负极的输出对地电压的大小，且所述电压控制电路输出的电流值小于或等于一预 设的阈值电流值，所述预设的阈值电流值为安全电流临界值，或为所述并网逆变系统所允 许的临界漏电流值。
[0018] 在第一种可能的实现方式中，所述并网逆变系统还包括采样电路及控制信号产生 电路，所述采样电路电连接至各个直流电源的正极和负极，用于对所述直流电源的正极对 地和负极对地输出电压的电压值进行采样，所述控制信号产生电路电连接在所述采样电路 的输出端与所述电压控制电路之间，所述控制信号产生电路接收所述采样得到的电压值， 并根据采样得到的电压值产生相应控制信号，所述控制信号用于调整所述第二直流电压的 大小。
[0019] 结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，当所述直流电源为P 型的光伏电池板时，所述控制信号产生电路根据所有直流电源的负极对地电压的最小值， 来调整所述第二直流电压的大小，以使所有直流电源的负极中对地电压最小值大于或等于 零。
[0020] 结合第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，当所述直流电源为N 型的光伏电池板时，所述控制信号产生电路根据所有直流电源的正极对地电压的最大值， 来调整所述第二直流电压的大小，以使所有直流电源的正极中对地电压最大值小于或等于 零。
[0021] 本发明提供的并网逆变系统，通过电压控制电路将一对地电压可调的第二直流电 压加载在所述逆变器的交流电压输出端，进而调整所述直流电源的正极或负极对地电压的 大小。当所述直流电源为P型的光伏电池板时，所述电压控制电路通过调整所述第二直流 电压的大小进而调整所述直流电源的负极对地的输出的电压大于或等于零，当所述直流电 源为N型的光伏电池板时，所述电压控制电路通过调整所述第二直流电压的大小进而调整 所述直流电源的正极对地的输出的电压小于或等于零。从而达到了避免直流电源的PID现 象的技术效果。进一步地，由于所述电压控制电路输出的电流值小于或等于一预设的阈值 电流值，当所述并网逆变系统发生漏电故障时，流经人体的电流也小于或等于所述预设的 阈值电流值，从而保证了流经人体的电流值小于人体能承受的最大安全电流值，从而达到 了漏电保护的技术效果。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0023] 图1为现有技术中P型的光伏电池板在一并网逆变系统中的应用的电路结构示意 图；
[0024] 图2为本发明第一较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图；
[0025] 图3为本发明第二较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图；
[0026] 图4为本发明第三较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图；
[0027] 图5为本发明第四较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图；
[0028] 图6为本发明第五较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图；
[0029] 图7为本发明第六较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图；
[0030] 图8为本发明第七较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图；
[0031] 图9为本发明第八较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图；
[0032] 图10为本发明第九种较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图； 图11为本发明第十较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图。

【具体实施方式】
[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034] 请参阅图2,其为本发明第一较佳实施方式的并网逆变系统的结构示意图。所述并 网逆变系统300包括直流电源310、逆变器320、隔离变压器330、第一电容C1、第二电容C2 及电压控制电路340。所述并网逆变系统300用于将直流电压转换为交流电压。所述直流 电源310用于产生第一直流电压，所述直流电源310包括正极PV+及负极PV-，所述直流电 源310将所述第一直流电压经由所述正极PV+及所述负极PV-输出。
[0035] 所述逆变器320包括两个直流电压接收端321，322及三个交流电压输出端323， 324, 325。所述逆变器320用于接收所述第一直流电压，将所述第一直流电压转换为第一交 流电压，并将所述第一交流电压输出。具体地，所述逆变器320的两个直流电压接收端321， 322分别与所述直流电源310的正极PV+及负极PV-电性连接，用于接收所述第一直流电 压，所述逆变器320将所述第一直流电压转换为第一交流电压之后经由所述交流电压输出 端 323, 324, 325 输出。
[0036] 所述隔离变压器330连接所述逆变器320的交流电压输出端，用于隔离所述逆变 器320的输出电压相对地的电压浮地。所述第一电容C1与所述第二电容C2串联后连接在 所述直流电源310的正极PV+及负极PV-之间。虽然本实施方式中，以所述第一电容C1及 所述第二电容C2设置在所述逆变器320的外部进描述，可以理解地，在其他实施方式中，所 述第一电容C1和所述第二电容C2也可集成在所述逆变器320内部。可以进一步理解地， 虽然在此两个电容串联进行描述，在实际应用中，所述串联的两个电容结构也可用一个电 容来代替。
[0037] 所述电压控制电路340包括接地端g及耦合端。所述接地端g接地，所述耦合端 电连接至一个交流电压输出端，所述耦合端的数目为一个或两个或三个。所述电压控制电 路340用于产生第二直流电压，且将所述第二直流电压通过所述耦合端加载在所述逆变器 320的至少一个交流电压输出端。所述电压控制电路340通过调整所述第二直流电压的大 小进而调整所述直流电源310的正极PV+和/或PV-的输出的对地电压的大小，且所述电 压控制电路340输出的电流值小于或等于一预设的阈值电流值。可以理解地，所述预设的 阈值电流值可以为人体能够承受的最大安全电流值，或者为该并网逆变系统300所允许的 最大漏电流值。
[0038] 为方便描述，所述逆变器320的三个交流电压输出端分别命名为第一交流电压输 出端323、第二交流电压输出端324及第三交流电压输出端325。在本实施方式中，所述电 压控制电路340包括三个耦合端，分别命名为第一耦合端b、第二耦合端e及第三耦合端f。 所述第一耦合端b电连接至所述第一交流电压输出端323,所述第二耦合端e电连接至所述 第二交流电压输出端324,所述第三耦合端f电连接至所述第三交流电压输出端325。在其 他实施方式中，所述耦合端的数目也可以为一个或两个，此时，所述耦合端耦合至三个交流 电压输出端的一个交流电压输出端或任意两个交流电压输出端。
[0039] 所述电压控制电路340包括耦合电路341及可调直流源342。所述可调直流电源 342包括正极3421、负极3422及控制信号接收端3423。所述可调直流源342用于产生一电 压值可调的第二直流电压，并将所述第二直流电压经由所述正极3421及所述负极3422输 出。所述控制信号接收端3423用于接收一控制信号，所述可调直流源342在所述控制信号 的控制下调整输出的第二直流电压的大小。
[0040] 具体为，所述可调直流电源342的正极3421电连接至所述耦合电路341，用于输出 所述第二直流电压至所述耦合电路341。所述可调直流电源342的负极3422电连接至所述 接地端g。在本实施方式中，所述可调直流电源342的输出的电流值小于或等于一预设的阈 值电流值。比如，所述预设的阈值电流值为人体能够承受的最大安全电流。在实际应用中， 当所述并网逆变系统300应用于民用环境时，所述预设的阈值电流值可设为30mA ;当所述 并网逆变器300应用于工业环境时，当所述并网逆变系统300的输出功率小于或等于30KVA 时，所述预设的阈值电流值为300mA ;当所述并网逆变系统300的输出功率大于30KVA时， 所述预设的阈值电流值为10mA/KVA与所述并网逆变系统的输出功率的乘积。所述耦合电 路341用于将所述第二直流电压耦合至所述逆变器320的交流电压输出端。
[0041] 在本实施方式中，所述耦合电路341包括三个电阻，相应地，所述耦合端为三个。 为方便描述，所述三个电阻分别命名为第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3。每个电阻 的一端分别连接至一个耦合端，另一端连接至所述可调直流源342的正极3421。具体地， 所述第一电阻R1电连接至所述第一耦合端b，另一端连接至所述可调直流源342的正极 3421 ;所述第二电阻R2电连接至所述第二耦合端e，另一端连接至所述可调直流源342的 正极3421 ;所述第第三电阻R3电连接至所述第三耦合端f，另一端连接至所述可调直流源 342的正极3421。
[0042] 所述电压控制电路340通过调整所述第二直流电压的大小进而调整所述直流电 源310的正极PV+和负极PV-的对地输出电压的大小的具体过程描述如下。
[0043] 由于电压控制电路340中的可调直流源342产生电压大小可调的第二直流电压， 所述耦合电路341将所述可调直流源342产生的所述第二直流电压加载到逆变器320的 交流电压输出端，因而使得所述逆变器320的交流电压输出端对地电压加载了一个电压值 可调的直流电压。由于在逆变器中，对于给定功率的电压变换以及控制策略下，逆变器的 输入电压的电位差和逆变器的输出电压的电位差是固定的。当采用如图2所述的电路结 构时，所述逆变器320所接收的第一直流电压的中点的电位，即所述第一电容C1和第二电 容C2中点0的电位与所述逆变器320输出的交流电压的中点D的电位是等电位的。因此， 所述直流电源310的正极PV+的电位为U/2+U D ;而所述直流电源310的负极PV-的电位 为-U/2+UD。其中，U为第一直流电压的电压值，所述U D为D点的电压，即第二直流电压的 电压值。由此可见，通过控制可调直流源342输出的第二直流电压的大小即可控制所述直 流电源310的正极PV+和负极PV-的电压值。比如，当所述直流电源310为P型的光伏电 池板时，可通过控制可调直流源342输出的第二直流电压的大小来调整直流电源310的负 极PV-的对地电压大于或等于零，从而消除PID现象。当所述直流电源310为N型的光伏 电池板时，可通过控制可调直流电源324输出的第二直流电压的大小来调整所述直流电源 310的正极PV+的对地电压小于或等于零。
[0044] 所述并网逆变系统300还具有漏电保护作用。当所述直流电源310的正极PV+输 出至所述逆变器320的线路发生漏电故障时，如果有人不慎触碰到漏电处时，所述并网逆 变系统300的漏电保护作用具体分析如下。
[0045] 当人体不慎触碰到漏电处时，此时，所述直流电源310的正极PV+，人体，地，电压 控制电路340及逆变器320构成一个回路，由于电压控制电路340输出的电流值小于或等 于一预设的阈值电流值，且所述预设的阈值电流值为人体能够承受的最大安全电流值。此 时，虽然人体上有电流通过，但是通过的电流值小于或等于所述预设的阈值电流值，即小于 或等于人体能够承受的最大安全电流值，不会对人体造成伤害。因此，所述并网逆变系统 300能够在直流电源310出现漏电故障时，具有漏电保护作用。
[0046] 请参阅图3,其为本发明第二较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图。在 本实施方式中，所述并网逆变系统400和图2所示的逆变器300的结构基本相同。不同之 处在于，在图3中，所述耦合电路441包括四个电阻，分别命名为第一电阻R1，第二电阻R2， 第三电阻R3及第四电阻R4。所述第一电阻R1的、第二电阻R2及第三电阻R3的一端分别 连接相应耦合端，另一端均通过所述第四电阻R4连接所述可调直流源442的正极4421。具 体地，所述第一电阻R1的一端连接所述第一耦合端b，另一端通过第四电阻R4连接所述可 调直流源442的正极4421 ;所述第二电阻R2的一端连接所述第二耦合端e，另一端通过所 述第四电阻R4连接所述可调直流源442的正极4421 ;所述第三电阻R3的一端连接所述第 三耦合端f，另一端通过所述第四电阻R4连接所述可调直流源442的正极4421。
[0047] 请参阅图4,其为本发明第三较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图。图 4中并网逆变系统500和图2中的基本相同，不同的是，图2中的耦合电路341中的每个电 阻均用一个电感来替代，即形成了图4所示的实施方式中的耦合电路541。具体地，所述耦 合电路541包括三个电感，分别命名为第一电感L1，第二电感L2及第三电感L3。每个电 感的一端连接一个耦合端，每个电感的另外一端连接所述可调直流源542的正极5421。具 体地，所述第一电感L1的一端连接第一耦合端b，另一端连接所述可调直流源542的正极 5421 ;所述第二电感L2的一端连接第二耦合端e，另一端连接所述可调直流源542的正极 5421 ;第三电感L3的一端连接第三耦合端f，另一端连接所述可调直流源542的正极5421。
[0048] 请参阅图5,其为本发明第四较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图。图 5中并网逆变系统600和图2中的基本相同，不同的是，图2中的耦合电路341中的每个电 阻均用一个电容与一个电阻并联的结构来替代，即形成了本实施方式中的耦合电路641。
[0049] 请参阅图6,其为本发明第五较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图。本 领域的一般技术人员应当可以理解，虽然前述实施例中均以电压控制电路包括三个耦合端 进行介绍，电压控制电路也可以包括一个耦合端。在本实施方式中，所述电压控制电路740 包括一个耦合端b。所述耦合电路741的一端通过所述耦合端b连接所述逆变器720的第 一交流电压输出端723,所述耦合电路741的另一端连接所述可调直流源742的正极7421。 在其他实施方式中，所述耦合电路741的一端也可通过所述耦合端b连接所述逆变器720 的第二交流电压输出端724,或者所述耦合电路741的一端也可通过所述耦合端b连接所述 逆变器720的第三交流电压输出端725。在本实施方式中，所述耦合电路741为一电阻。
[0050] 请参阅图7,其为本发明第六较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图。在 本实施方式中，所述电压控制电路840包括一个耦合端b。所述耦合电路841的一端通过 所述耦合端b连接所述逆变820的第一交流电压输出端823,所述耦合电路841的另一端 连接所述可调直流源842的正极8421。在其他实施方式中，所述耦合电路841的一端也可 通过所述耦合端b连接所述逆变器820的第二交流电压输出端824,或者所述耦合电路841 的一端也可通过所述耦合端b连接所述逆变器820的第三交流电压输出端825。在本实施 方式中，原理与图6相同，不同的是所述耦合电路841为一电阻与一电感串联的结构。
[0051] 请参阅图8,其为本发明第七较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图。在 本实施方式中，原理与图6相同，不同的是所述耦合电路941为一电感。具体地，在本实施 方式中，所述电压控制电路940包括一个耦合端b，所述耦合电路941的一端通过所述耦合 端b连接所述逆变器920的第一交流电压输出端923,所述耦合电路941的另一端连接所述 可调直流源942的正极9421。在其他实施方式中，所述耦合电路941的一端也可通过所述 耦合端b连接所述逆变器920的第二交流电压输出端924,或者所述耦合电路941的一端也 可通过所述耦合端b连接所述逆变器920的第三交流电压输出端925。
[0052] 请参阅图9,其为本发明第八较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图。在 本实施方式中，原理与图6相同，不同的是所述稱合电路1041为一个电容与一个电阻并联 的结构。具体地，在本实施方式中，所述电压控制电路1040包括一个耦合端b，所述耦合电 路1041的一端通过所述耦合端b连接所述逆变1020的第一交流电压输出端1023,所述耦 合电路1041的另一端连接所述可调直流源1042的正极10421。在其他实施方式中，所述 耦合电路1041的一端也可通过所述耦合端b连接所述逆变器1020的第二交流电压输出端 1024,或者所述耦合电路1041的一端也可通过所述耦合端b连接所述逆变器1020的第三 交流电压输出端1025。换句话说，所述电阻与所述电容并联之后连接在所述耦合端b与所 述可调直流源1042的正极10421之间。
[0053] 所述领域的一般技术人员应当可以理解，虽然前述实施例中列举了所述耦合电路 的各种形式，然而，本发明中的耦合电路可以包括但不仅限于上述几种耦合电路的形式。
[0054] 请再次参阅图2,在一实施方式中，所述并网逆变系统300还包括采样电路350和 控制信号产生电路360。所述采样电路350电连接至所述直流电源310的正极PV+、负极 PV-，用于对所述直流电源310的正极PV+对地和负极PV-对地的输出电压的电压值进行采 样，并将采样得到的电压值输出。所述控制信号产生电路360的一端电连接所述采样电路 350的输出端，用于接收所述采样得到的电压值，并根据采样得到的电压值发出相应控制信 号至所述控制信号接收端3423,以控制所述可调直流源342输出的第二直流电压的大小。
[0055] 所述隔离变压器330还用于接收所述第一交流电压，并将所述第一交流电压转换 为第二交流电压，以满足与所述隔离变压器330的输出端电连接的电路或电子元件对电压 的不同的要求，并防止所述隔离变压器330输出端连接的电路对所述隔离变压器330输入 端连接的电路的影响。可以理解地，当所述隔离变压器330为升压变压器时，所述第二交流 电压的电压值大于所述第一交流电压的电压值；当所述隔离变压器330为降压变压器时， 所述第二交流电压的电压值小于所述第一交流电压的电压值。
[0056] 在一实施方式中，所述并网逆变系统300还包括保护电路（图未示)，当所述电压控 制电路存在过大的（比如，超过一限定阈值的）输出电流时，所述保护电路切断所述逆变器 320的交流电压输出端与所述电压控制电路340之间的通路，进而切断漏电回路，从而达到 了在所述并网逆变系统300发生漏电故障时，对人体的保护作用。在本实施方式中，所述第 一交流电压输出端323通过第一开关K1电连接至所述第一耦合端b，第二交流电压输出端 324通过第二开关K2电连接至所述第二耦合端e，所述第三交流电压输出端325通过第三 开关K3电连接至所述第三耦合端f。当所述并网逆变系统300发生漏电故障，当所述电压 控制电路340存在过大的（比如，超过一限定阈值的）输出电流时，所述保护电路打开开关 K1，K2及K3以使得所述逆变器320的交流电压输出端与电压控制电路340之间形成开路， 进而切断漏电回路。
[0057] 在其他实施方式中，所述保护电路也称为残余电流保护电路，还用于检测逆变器 中320的残余电流(也称漏电流）是否大于或等于所述预设的阈值电流值，当所述保护电路 检测到所述逆变器320中的漏电流大于或等于所述预设的阈值电流值时，所述保护电路触 发所述逆变器320关机保护。具体地，在实际应用中，所述保护电路打开开关ΚΙ，Κ2及Κ3 以切断逆变器320的交流电压输出端与电压控制电路340的通路，进而切断漏电回路，从而 达到保护人体的目的。
[0058] 请参阅图10,其为本发明第九种较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意 图。虽然在图2中并网逆变系统300中仅包括一个逆变器，即本发明以并网逆变系统300为 一级逆变系统进行介绍。所述领域的一般技术人员可以理解地，本发明并网逆变系统也可 为两级逆变系统。请参阅图10,所述并网逆变系统1200还包括升压电路1270(比如BOOST 电路)，所述升压电路1270连接在所述直流电源1210的正极PV+及所述逆变器1220的一 直流输入端之间，用于将所述直流电源1210输出的直流电压的电压值升高后输出至所述 逆变器1220。所述电压控制电路1240及其他电路或元件的工作原理与图2-图9中的各个 相应电路或元件的工作原理相同，在此不再赘述。
[0059] 请参阅图11，其为本发明第十较佳实施方式的并网逆变系统的电路结构示意图。 虽然在图2中并网逆变系统300中仅仅包括一个逆变器，本发明并网逆变系统也适用于两 个逆变器的情况。在图11中，所述并网逆变系统1300包括两个逆变器，为方便描述，分别命 名为第一逆变器1320,第二逆变器1350。相应地，所述逆变器1300还包括两个直流电源， 分别命名为第一直流电源1310,第二直流电源1330。所述第一直流电源1310用于产生第 一直流电压，并经由所述第一直流电源1310的正极和负极输出。所述第二直流电源1330 用于产生第三直流电压，并经由所述第二直流电源1330的正极和负极输出。所述第一直流 电源1310的正极和负极分别连接所述第一逆变器1320,以输出直流电压至所述第一逆变 器1320 ;所述第二直流电源1330的正极和负极分别连接所述第二逆变器1350,以输出直流 电压至所述第二逆变器1350。相应地，两个电容C11，C12串联后连接在所述第一直流电源 1310的正极和负极。两个电容C21，C22串联后连接在所述第二直流电源1330的正极和负 极。所述第一逆变器1320的三个交流电压输出端与所述第二逆变器1350的三个交流电压 输出端对应电连接。换句话说，所述第一逆变器1320的三个交流电压输出端中的每个交流 电压输出端分别与所述第二逆变器1350的三个交流电压输出端中的一个交流电压输出端 电连接。所述第一逆变器1320及所述第二逆变器1350共用一个电压控制电路1340,所述 电压控制电路1340用于产生一第二直流电压，且将所述第二直流电压加载在所述第一逆 变器1320及所述第二逆变器1350的交流电压输出端，进而调整所述第一直流电源1320的 正极或负极的输出对地电压的大小，且所述电压控制电路1340输出的电流值小于或等于 一预设的阈值电流值。所述预设的阈值电流值为人体能承受的最大安全电流值，或为所述 并网逆变系统运行的最大漏电流值。
[0060] 具体地，所述并网逆变系统1300中的采样电路1360电连接至所述第一直流电源 1310正极、负极以及所述第二直流电源1330的正极、负极，用于对所述第一直流电源1310 的正极、负极对地的输出电压的电压值进行采样，以及对第二直流电源1330的正极、负极 对地的输出电压的电压值进行采样，并将采样得到的电压值输出。
[0061] 所述并网逆变系统1300中的控制信号产生电路1370的一端电连接至所述采样 电路1360的输出端，用于接收所述采样得到的电压值，并根据所述采样得到的电压值发出 相应控制信号至所所述可调直流源1342的控制信号接收端13423,以调整所述可调直流源 1342输出的第二直流电压的大小。
[0062] 具体地，当所述第一直流电源1310及所述第二直流电源1330为P型的光伏电池 板时，所述控制信号产生电路1370根据所述第一直流源1310的负极对地电压及所述第二 直流源1330的负极对地电压中的最小值，来调整所述第二直流电压的大小，以使所述第一 直流源1310的负极对地电压及所述第二直流源1330的负极对地电压中的最小值大于或等 于零，从而消除每个直流源的PID现象。
[0063] 当所述第二直流电源1310及所述第二直流电源1330为N型的光伏电池板时，所 述控制信号产生电路1340根据所述第一直流源1310的正极对地电压及所述第二直流源 1330的负极对地电压中的最大值，来调整所述可调直流源1342输出的第二直流电压的大 小，以使所述第一直流源1310的正极对地电压及所述第二直流源1330的负极对地电压中 的最大值小于或等于零，从而消除每个直流源的PID现象。
[0064] 可以理解地，虽然在本实施方式中，以所述两个电容Cll、C12串联后设置在逆变 器1320的外部，两个电容C21，C22串联后设置在逆变器1350的外部进行描述。在其他实 施方式，两个电容C11、C12也可集成在逆变器1320的内部，两个电容C21，C22也可集成在 逆变器1350的内部。可以理解地，虽然在此两个电容串联进行描述，在实际应用中，所述串 联的两个电容结构也可用一个电容来代替。
[0065] 可以理解地，在其他实施方式中，所述并网逆变系统也适用于多个逆变器的交流 电压输出端并联的形式。每个逆变器均包括三个交流电压输出端，即第一交流电压输出端， 第二交流电压输出端及第三交流电压输出端。即，多个逆变器的所有的第一交流电压输出 端电连接，多个逆变器的所有的第二交流电压输出端电连接，多个逆变器的所有的第三交 流电压输出端电连接。整个并网逆变系统中的所有的逆变器共用一个电压控制电路。所述 电压控制电路控制多个逆变器时的工作原理同图11中包括两个逆变器的工作原理一样， 在此，不再赘述。
[0066] 本发明提供的并网逆变系统，通过电压控制电路将一电压可调的第二直流电压加 载在所述逆变器的交流电压输出端，进而将所述第二直流电压加载在所述直流电源的正极 和负极。通过调整所述第二交流电压的电压值，进而调整所述直流电源的正极或负极的电 压的大小，从而达到了避免直流电源的PID现象的技术效果。进一步地，由于所述电压控 制电路输出的电流值小于或等于一预设的阈值电流值，当所述并网逆变系统发生漏电故障 时，流经人体的电流也小于或等于所述预设的阈值电流值，从而保证了流经人体的电流值 小于人体能承受的最大安全电流值，从而达到了漏电保护的技术效果。
[〇〇67] 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权 利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权 利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1. 一种并网逆变系统，包括直流电源及逆变器，所述直流电源产生第一直流电压并通 过所述直流电源的正极和负极输出至所述逆变器，其特征在于，所述并网逆变系统还包括 隔离变压器及电压控制电路，所述逆变器包括三个交流电压输出端，所述逆变器将所述第 一直流电压转换为第一交流电压，并将所述第一交流电压经由所述三个交流电压输出端输 出，所述隔离变压器连接所述逆变器的交流电压输出端，用于隔离所述逆变器输出的第一 交流电压相对地的电压浮地，所述电压控制电路包括耦合端及用于接地的接地端，所述电 压控制电路产生第二直流电压，且将所述第二直流电压通过所述耦合端加载在所述逆变器 的至少一交流电压输出端，所述电压控制电路通过调整所述第二直流电压的大小进而调整 所述直流电源正极或负极的对地电压的大小，且所述电压控制电路输出的电流值小于或等 于一预设的阈值电流值，所述预设的阈值电流值为安全电流临界值，或为所述并网逆变系 统所允许的临界漏电流值。
2. 如权利要求1所述的并网逆变系统，其特征在于，当所述直流电源为P型的光伏电池 板时，所述电压控制电路调整所述第二直流电压的大小进而调整所述直流电源的负极对地 的输出的电压大于或等于零，当所述直流电源为N型的光伏电池板时，所述电压控制电路 调整所述第二直流电压的大小进而调整所述直流电源的正极对地的输出的电压小于或等 于零。
3. 如权利要求1所述的并网逆变系统，其特征在于，所述电压控制电路的接地端接地， 所述电压控制电路的耦合端电连接至少一个所述交流电压输出端。
4. 如权利要求1所述的并网逆变系统，其特征在于，所述并网逆变系统还包括采样电 路及控制信号产生电路，所述采样电路电连接所述直流电源的正极和负极，并对所述直流 电源的正极对地和负极对地输出电压的电压值进行采样，所述控制信号产生电路电连接在 所述采样电路的输出端及电压控制电路之间，所述控制信号产生电路接收所述采样得到的 电压值，并根据采样得到的电压值产生相应控制信号并将所述控制信号输出至所述电压控 制电路，所述控制信号用于调整所述第二直流电压的大小。
5. 如权利要求4所述的并网逆变系统，其特征在于，所述隔离变压器还接收所述第一 交流电压，并将所述第一交流电压转换为第二交流电压，所述隔离变压器还对所述隔离变 压器输出端连接的电路以及所述隔离变压器输入端连接的电路进行电隔离。
6. 如权利要求5所述的并网逆变系统，其特征在于，所述并网逆变系统还包括保护电 路，当所述电压控制电路的输出电流大于限定阈值的电流时，所述保护电路切断所述逆变 器的交流电压输出端与所述电压控制电路之间的通路，其中，所述限定阈值的电流为安全 电流临界值。
7. 如权利要求5所述的并网逆变系统，所述并网逆变系统还包括保护电路，所述保护 电路检测所述逆变器的漏电流是否大于或等于所述预设的阈值电流值，当所述逆变器的漏 电流大于或等于所述预设的阈值电流值时，所述保护电路触发逆变器关机保护，其中，所述 预设的阈值电流值为所述并网逆变系统所允许的临界漏电流值。
8. 如权利要求3所述的并网逆变系统，其特征在于，所述电压控制电路包括可调直流 电源及耦合电路，所述可调直流电源包括正极及负极，所述可调直流电源产生电压值可调 的所述第二直流电压并经由所述可调直流源的正极输出，所述可调直流电源的负极电连接 所述接地端，所述耦合电路电连接在所述可调直流电源的正极及耦合端之间，以将所述第 二直流电压输出至所述逆变器的至少一交流电压输出端。
9. 如权利要求8所述的并网逆变系统，其特征在于，当所述耦合端为三个时，所述耦合 电路包括三个电阻或三个电感，每个电阻或每个电感一端电连接一个耦合端，另一端电连 接所述可调直流电源的正极。
10. 如权利要求8所述的并网逆变系统，其特征在于，当所述耦合端为三个时，所述耦 合电路包括四个电阻，其中三个电阻的每个电阻的一端电连接一个耦合端，另一端通过所 述三个电阻之外的一个电阻电连接所述可调直流电源的正极。
11. 如权利要求8所述的并网逆变系统，其特征在于，当所述耦合端为三个时，所述耦 合电路包括三个电阻和三个电容，每个电阻均与一个电容并联形成的结构一端电连接一个 耦合端，另一端电连接所述可调直流源的正极。
12. 如权利要求3所述的并网逆变系统，其特征在于，当所述耦合端为一个时，所述耦 合电路为电阻、电感、电阻与电感串联组成的结构、电阻与电容并联的结构中的任意一个。
13. 如权利要求1所述的并网逆变系统，其特征在于，所述预设的阈值电流值为30mA ; 或者当所述并网逆变系统的输出功率小于或等于30KVA时，所述预设的阈值电流值为 300mA，当所述并网逆变系统的输出功率大于30KVA时，所述预设的阈值电流值为10mA/KVA 与所述并网逆变系统的输出功率的乘积。
14. 一种并网逆变系统，用于将直流电压转换为交流电压，其特征在于，所述并网逆变 系统包括至少两个直流电源和逆变器、一个隔离变压器及一个电压控制电路，所述直流电 源用于产生第一直流电压并将所述第一直流电压经由相应直流电源的正极和负极输出，每 个逆变器均包括交流电压输出端，每个逆变器均与一个直流电源电连接，以将第一直流电 压转换为第一交流电压，并将所述第一交流电压经由相应逆变器的交流电压输出端输出， 每个逆变器的交流电压输出端均与其他逆变器的交流电压输出端对应电连接，所述隔离变 压器连接逆变器的交流电压输出端，用于隔离所述逆变器的输出的第一交流电压相对地的 电压浮地，所述电压控制电路包括耦合端和用于接地的接地端，所述电压控制电路用于产 生第二直流电压，且将所述第二直流电压通过所述耦合端加载在逆变器的至少一交流电压 输出端，所述控制电路通过调整所述第二直流电压的大小进而调整所述直流电源正极或者 负极的输出对地电压的大小，且所述电压控制电路输出的电流值小于或等于一预设的阈值 电流值，所述预设的阈值电流值为安全电流临界值，或为所述并网逆变系统所允许的临界 漏电流值。
15. 如权利要求14所述的并网逆变系统，其特征在于，所述并网逆变系统还包括采样 电路及控制信号产生电路，所述采样电路电连接至各个直流电源的正极和负极，并对所述 直流电源的正极对地和负极对地输出电压的电压值进行采样，所述控制信号产生电路电连 接在所述采样电路的输出端与所述电压控制电路之间，所述控制信号产生电路接收所述采 样得到的电压值，并根据采样得到的电压值产生相应控制信号，所述控制信号用于调整所 述第二直流电压的大小。
16. 如权利要求15所述的并网逆变系统，其特征在于，当所述直流电源为P型的光伏电 池板时，所述控制信号产生电路根据所有直流电源的负极对地电压的最小值，来调整所述 第二直流电压的大小，以使所有直流电源的负极中对地电压最小值大于或等于零。
17. 如权利要求15所述的并网逆变系统，其特征在于，当所述直流电源为N型的光伏电 池板时，所述控制信号产生电路根据所有直流电源的正极对地电压的最大值，来调整所述 第二直流电压的大小，以使所有直流电源的正极中对地电压最大值小于或等于零。
【文档编号】H02M1/32GK104065285SQ201410126156
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】高拥兵, 李彦锋, 黄立丽 申请人:华为技术有限公司