一种光伏发电逆变系统的制作方法

本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电逆变系统。

背景技术：

近年来，可再生能源收到了广泛地关注。在可再生能源中，相对于传统的化石能源发电而言，使用太阳能发电造成的环境污染较小。在光伏发电系统中，其光伏发电的性能、可靠性和管理技术等方面日趋成熟。

目前，光伏发电系统中的逆变器架构主要有以下三种：集中式、分布式和集散式。其中，集中式、分布式和集散式三种架构的光伏发电系统中的电流变大，导致光伏系统的能量损耗增加。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种光伏发电系统，可使得在同等功率转换条件下，提高光伏系统的电压，降低光伏发电系统的电流，从而节约能耗，降低光伏系统成本。

为了达到以上技术目的，本申请实施例提供了以下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列，第一直流变换单元、第一母线单元和第一逆变单元；其中，所述光伏阵列为一对或多对光伏阵列，每一对光伏阵列中均包括第一光伏阵列和第二光伏阵列，所述第一直流变换单元中包括：第一级直流dc转直流dc子单元、第二级dc转dc子单元和级联子单元，所述第一直流变换单元的数量为至少一个；所述第一光伏阵列的输出端与所述第一级dc转dc子单元的输入端连接，所述第二光伏阵列的输出端与所述第二级dc转dc子单元的输入端连接，所述第一级dc转dc子单元的正极输出端与所述第一母线单元的正极连接，所述第二级dc转dc子单元的负极输出端与所述第一母线单元的负极连接；所述级联子单元用于实现所述第一级dc转dc子单元的负极输出端与所述第二级dc转dc子单元的正极输出端之间耦合连接或解耦断开；或，实现所述第一级dc转dc子单元的负极输出端和所述第二级dc转dc子单元的正极输出端与地之间耦合连接或解耦断开；或，实现所述第一级dc转dc子单元的负极输出端和所述第二级dc转dc子单元的正极输出端与所述所述第一母线单元的中点电位之间耦合连接或解耦断开；或，实现所述第一级dc转dc子单元的负极输出端、所述第二级dc转dc子单元的正极输出端和所述第一母线单元的中点电位与地之间耦合连接或解耦断开；所述第一母线单元与所述至少一个第一直流变换单元耦合连接，所述第一母线单元与所述第一逆变单元连接；所述第一级dc转dc子单元，用于对所述第一光伏阵列输出的直流电压进行直流功率转换；所述第二级dc转dc子单元，用于对所述第二光伏阵列输出的直流电压进行直流功率转换；所述第一逆变单元，用于将所述第一母线单元的正极与负极之间的直流电压转换为交流电压。

第二方面，本申请实施例提供了一种光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列、级联单元、第二母线单元和第二逆变单元，其中，所述光伏阵列为一对或多对光伏阵列，每一对光伏阵列中包括：第三光伏阵列和第四光伏阵列，所述级联单元的数量为至少一个；所述第二母线单元与所述第二逆变单元连接，所述第二母线单元与一个或多个级联单元连接；所述级联单元，用于实现所述第三光伏阵列的正极输出端与所述第二母线单元的正极之间耦合连接或解耦断开，和，实现所述第四光伏阵列的负极输出端与所述第二母线单元的负极之间耦合连接或解耦断开，和，实现所述第三光伏阵列的负极输出端与所述第二母线单元的中点电位之间耦合连接或解耦断开，和，实现所述第四光伏阵列的正极输出端与所述第二母线单元的中点电位之间耦合连接或解耦断开，或，实现所述第二母线单元的中点电位与地之间耦合连接或解耦断开；所述第三光伏阵列和所述第四光伏阵列：用于生成直流功率；所述第二逆变单元，用于将所述第二母线单元的正极和负极之间的直流电压转换为交流电压。

第三方面，本申请实施例提供了一种光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列、第三共模漏电流检测保护电路、第二直流变换单元、第三母线单元和第三逆变单元，其中，所述光伏阵列为一个或多个光伏阵列，所述第三共模漏电流检测保护电路包括第三保护电路和至少一个第三漏电流检测器，所述第二直流变换单元的数量为至少一个；一个第二直流变换单元的输入端通过所述第三共模漏电流检测保护电路中同一个第三漏电流检测器与一个或多个光伏阵列的输出端连接，每一个第二直流变换单元的输出端与所述第三母线单元连接，并且，所述第三母线单元的中点电位通过开关单元与地连接，所述第三母线单元与所述第三逆变单元连接；第三漏电流检测器，用于对每一个光伏阵列的正极输出端和负极输出端进行漏电流检测，和/或，对所述第三母线单元中接地线进行漏电流检测，以得到检测信号；所述第三保护电路，用于将所述检测信号转换成保护信号；所述第二直流变换单元，用于将每一个光伏阵列输出的直流电压进行直流功率转换；所述第三逆变单元，用于将所述第三母线单元的正极和负极之间的直流电压转换为交流电压。

第四方面，本申请实施例提供了一种光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列、第三直流变换单元、第四母线单元和第四逆变单元；其中，所述光伏阵列为一个或多个光伏阵列，所述第三直流变换单元的数量为至少一个，每一个第三直流变换单元中包括第三级dc转dc子单元、第四级dc转dc子单元和直流输出母线，所述直流输出母线由上下两个电容串联组成，上电容的负极和下电容的正极连接构成所述直流输出母线的中点电位；

其中，所述第三级dc转dc子单元和所述第四级dc转dc子单元中分别包括三个节点，其连接方式包括：1)、所述第三级dc转dc子单元中的第一节点和所述第四级dc转dc子单元中的第一节点分别与所述光伏阵列的正极输出端连接，所述第三级dc转dc子单元中的第二节点与所述直流输出母线的正极连接，所述第四级dc转dc子单元中的第二节点与所述直流输出母线的负极连接，所述第三级dc转dc子单元中的第三节点分别与所述光伏阵列的负极输出端和所述直流输出母线的中点电位连接，所述第四级dc转dc子单元中的第三节点分别与所述光伏阵列的负极输出端和所述直流输出母线的中点电位连接；或，2)、所述第三级dc转dc子单元中的第一节点和所述第四级dc转dc子单元中的第一节点分别与所述光伏阵列的负极输出端连接，所述第三级dc转dc子单元中的第二节点与所述直流输出母线的正极连接，所述第四级dc转dc子单元中的第二节点与所述直流输出母线的负极连接，所述第三级dc转dc子单元中的第三节点分别与所述光伏阵列的正极输出端和所述直流输出母线的中点电位连接，所述第四级dc转dc子单元中的第三节点分别与所述光伏阵列的正极输出端和所述直流输出母线的中点电位连接；所述第四母线单元与一个或多个第三直流变换单元的输出端连接，所述第四逆变单元与所述第四母线单元连接；所述第三直流变换单元，用于将所述光伏阵列输出的直流电压进行直流功率转换；所述第四逆变单元，用于将所述第四母线单元的直流电压转化为交流电压，以将交流电压并入电网系统中。

从以上技术方案中可以看出，光伏阵列用于将太阳能转换为电能，即生成直流功率，并且输出直流电压，母线单元用于将dc转dc子单元输出的直流电能进行存储以提高第一母线单元的正极和负极之间的母线电压，该母线电压为直流电压，逆变单元将母线单元上的母线电压转换为交流电压，以向电网输送能量。从以上技术方案中可以知道，由于线单元中的母线电压被提高即逆变单元的输入电压提高，从而，在同等功率转换条件下，提高逆变单元的输入电压，可以有效地降低光伏发电逆变系统中的直流母线电流以及逆变单元逆变后的交流电流也会相应的降低，因此，降低光伏发电逆变系统中的电能损耗。

进一步，由于直流母线电流的减小，可选用低压小线径线缆，降低直流线缆成本和损耗，以及，由于逆变器输出的交流电流的减小，降低交流线缆成本和损耗，从而节约光伏发电逆变系统的成本。

四五方面，本申请实施例提供了一种光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列、第四直流变换单元、第五母线单元和第五逆变单元，其中，所述光伏阵列为一个或多个光伏阵列，每个光伏阵列中包括一个或多个电池板，所述第四直流变换单元的数量为一个或多个；一个第四直流变换单元的输入端与一个或多个光伏阵列的输出端连接，所述第五母线单元与一个或多个第四直流变换单元的输出端连接，所述第五母线单元与所述第五逆变单元连接，并且，所述第五母线单元的直流电压大于电池板应用的最大系统电压；所述第四直流变换单元，用于将所述光伏阵列输出的直流电压进行直流功率转换；所述第五逆变单元，用于将所述第五母线单元的直流电压转换为交流电压。

结合四五方面，在四五方面的第一种可能的实现方式中，所述第四直流变换单元的正极输出端、中点电位和负极输出端分别与所述第五母线单元的正极、中点电位和负极一一对应耦合连接；或，所述第四直流变换单元的正极输出端和负极输出端分别与所述第五母线单元的正极和负极一一对应耦合连接。

结合四五方面，在四五方面的第二种可能的实现方式中，所述第五母线单元通过正极、中点电位和负极与所述第五逆变单元耦合连接；或，所述第五母线单元通过正极和负极与所述第五逆变单元耦合连接。

第六方面，本申请实施例提供了一种光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列、第五直流变换单元、第六母线单元、第六逆变单元和第一变压器，其中，所述光伏阵列为一个或多个光伏阵列，所述第五直流变换单元的数量为一个或多个；一个第五直流变换单元的输入端与一个或多个光伏阵列的输出端连接，所述第六母线单元与一个或多个第五直流变换单元的输出端连接，所述第六逆变单元的输入端与所述第六母线单元连接，所述第六逆变单元的输出端与所述第一变压器的副边连接，并且，所述第一变压器的副边的线电压为大于1000v的交流电压，所述第一变压器的原边与电网连接；所述第五直流变换单元，用于将所述光伏阵列输出的直流电压进行直流功率转换；所述第六逆变单元，用于将所述第六母线单元的直流电压转换为交流电压；所述第一变压器，用于将所述第六逆变单元输出的交流电压传输至所述电网中。

结合第六方面，在第六方面的第一种可能的实现方式中，所述第五直流变换单元的正极输出端、中点电位和负极输出端分别与所述第六母线单元的正极、中点电位和负极一一对应耦合连接；或，所述第五直流变换单元的正极输出端和负极输出端分别与所述第六母线单元的正极和负极一一对应耦合连接。

结合第六方面，在第六方面的第二种可能的实现方式中，所述第六母线单元通过正极、中点电位和负极与所述第六逆变单元耦合连接；或，所述第六母线单元通过正极和负极与所述第六逆变单元耦合连接。

第七方面，本申请实施例提供了一种光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列、第七母线单元、第七逆变单元和第二变压器，其中，所述光伏阵列为一个或多个光伏阵列；所述第七母线单元与一个或多个光伏阵列连接，所述第七母线单元与所述第七逆变单元的输入端连接，所述第七逆变单元的输出端与所述第二变压器的副边连接，并且所述第二变压器的副边的线电压为大于1000v的交流电压，所述第二变压器的原边与电网连接；所述光伏阵列，用于生成直流功率；所述第七逆变单元，用于将所述第七母线单元的直流电压转换为交流电压；所述第二变压器，用于将所述第七逆变单元输出的交流电压传输至电网中。

结合第七方面，在第七方面的第一种可能的实现方式中，所述光伏阵列的正极输出端和负极输出端分别与所述第二母线单元的正极和负极一一对应耦合连接。

结合第七方面，在第七方面的第二种可能的实现方式中，所述第七母线单元通过正极、中点电位和负极与所述第七逆变单元耦合连接；或，所述第七母线单元通过正极和负极与所述第七逆变单元耦合连接。

第八方面，本申请实施例提供了一种光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列、第六直流变换单元、第八母线单元和第八逆变单元，其中，所述光伏阵列为一个或多个光伏阵列，所述第六直流变换单元的数量为一个或多个；一个第六直流变换单元的输入端与一个或多个光伏阵列的输出端连接，所述第八母线单元与一个或多个直流变换单元的输出端连接，所述第八逆变单元与所述第八母线单元连接，并且，所述第八母线单元上的直流电压大于1000v；所述第六直流变换单元，用于将所述光伏阵列输出的直流电压进行直流功率转换；所述第八逆变单元，用于将所述第八母线单元的直流电压转化为交流电压。

结合第八方面，在第八方面的第一种可能的实现方式中，所述第八母线单元上的直流电压大于1500v。

结合第八方面，在第八方面的第二种可能的实现方式中，所述第六直流变换单元的正极输出端、中点电位和负极输出端分别与所述第八母线单元的正极、中点电位和负极一一对应耦合连接；或，所述第六直流变换单元的正极输出端和负极输出端分别与所述第八母线单元的正极和负极一一对应耦合连接。

结合第八方面，在第八方面的第三种可能的实现方式中，所述第八母线单元通过正极、中点电位和负极与所述第八逆变单元耦合连接；或，所述第八母线单元通过正极和负极与所述第八逆变单元耦合连接。

从以上技术方案中可以看出，光伏阵列用于将太阳能转换为电能，即生成直流功率，并且输出直流电压，母线单元用于将直流变换单元输出的直流电能或者直接将光伏阵列输出的直流电能进行存储以提高母线单元的正极和负极之间的母线电压，该母线电压为直流电压，逆变单元将母线单元上的母线电压转换为交流电压，以向电网输送能量。从以上技术方案中可以知道，由于线单元中的母线电压被提高即逆变单元的输入电压提高，从而，在同等功率转换条件下，提高逆变单元的输入电压，可以有效地降低光伏发电逆变系统中的直流母线电流以及逆变单元逆变后的交流电流也会相应的降低，因此，降低光伏发电逆变系统中的电能损耗。

进一步，由于直流母线电流的减小，可选用低压小线径线缆，降低直流线缆成本和损耗，以及，由于逆变器输出的交流电流的减小，降低交流线缆成本和损耗，从而节约光伏发电逆变系统的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例中多对光伏阵列场景下光伏发电逆变系统的一个实施例示意图；

图2为本申请实施例中一对光伏阵列场景下光伏发电逆变系统的一个实施例示意图；

图3为本申请实施例中光伏发电逆变系统的级联子单元对应的结构示意图；

图4为本申请实施例中光伏发电逆变系统中漏电流检测器对应的的连接示意图；

图5为本申请实施例中多对光伏阵列场景下光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图；

图6为本申请实施例中一对光伏阵列场景下光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图；

图7为本申请实施例中一个光伏阵列场景下光伏发电逆变系统的一个实施例示意图；

图8为本申请实施例中一个光伏阵列场景下光伏逆变系统的另一个实施例示意图；

图9为本申请实施例中光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图；

图10为本申请实施例中光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图；

图11为本申请实施例中光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图；

图12为本申请实施例中光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图；

图13为本申请实施例中光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种光伏发电逆变系统，用于在同等功率转换条件下，提高逆变器的输入电压和并网电压，降低光伏发电逆变系统中的能量损耗。

本申请中出现的术语“和/或”，可以是一种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：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。本申请中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本申请中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分布到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。

本申请实施例适用于光伏发电，将太阳能通过光伏板转换化电能，并且将电能并入到电网中。由于光伏板转换得到的电能是直流电，而电网中是以交流电形式进行传输的，因此，在光伏板将太阳能转换为直流电之后，需要将直流电逆变为三相交流电才能通过升压变压器并入电网中，本申请实施例中提供的光伏发电逆变系统正是用于将光伏板输出的直流电转换为交流电，以向电网传输能量。

为了便于理解本申请实施例中的技术方案，下面结合具体的实施例从以下几个方面对本申请实施例中提供的光伏发电逆变系统进行详细说明。

图1为本申请实施例中多对光伏阵列场景下光伏发电逆变系统的一个实施例示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的光伏发电逆变系统，可以包括：至少一对光伏阵列、至少一个第一直流变换单元、第一母线单元和第一逆变单元，其中，至少一对光伏阵列中的每一对光伏阵列中均包括两个光伏阵列，每一个光伏阵列均由至少两个光伏电池板通过串联、并联中至少一种方式得到，每一个第一直流变换单元中均包括第一级直流dc转直流dc子单元、第二级dc转dc子单元和级联子单元，其中，级联子单元可以用于执行以下任意一项中所述的耦合连接或者解耦断开的功能：

1)、实现第一级dc转dc子单元的负极输出端与第二级dc转dc子单元的正极输出端耦合连接或者解耦断开；

2)、实现第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端与地耦合连接或者解耦断开；

3)、实现第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端与第一母线单元的中点电位耦合连接或者解耦断开；

4)、实现第一级dc转dc子单元的负极输出端、第二级dc转dc子单元的正极输出端和将第一母线单元的中点电位与地耦合连接或者解耦断开。

其中，需要说明的是，上述各个节点之间的耦合连接或者解耦断开功能可以通过开关、继电器、半导体开关或单向导通器件中等的至少一种开关单元实现。此外，上述耦合连接或者解耦断开的功能也可以采用与上述器件具有类功能的其他电子器件实现，对此本申请不再一一赘述。

具体来说，是在上述3)中所述的具体连接方式可以包括但不限于以下任意一种：a、通过开关单元连接第一级dc转dc子单元的负极输出端和第一母线单元的中点电位，并且，通过开关单元连接第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端；b、通过开关单元连接第二级dc转dc子单元的正极输出端和第一母线单元的中点电位，并且，通过开关单元连接第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端；c、通过开关单元连接第一级dc转dc子单元的负极输出端与第二级dc转dc子单元的正极输出端，并且通过开关单元将第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端分别与地连接。

同样，上述4)中所述的具体连接方式可以包括但不限于以下任意一种：d、通过开关单元连接第一级dc转dc子单元的负极输出端和地，以及通过开关单元连接第一母线单元的中点电位和地，并且，通过开关单元连接第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端；e、通过开关单元连接第二级dc转dc子单元的正极输出端与地，并且，通过开关单元连接第一母线单元的中点电位与地，并且，通过开关单元连接第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端；f、通过开开关单元分别将第二级dc转dc子单元的正极输出端、第一级dc转dc子单元的负极输出端和第一母线单元的中点电位分别与地连接。

一个第一直流变换单元的输入端可以与一对或者多对光伏阵列连接，其中，多对是指两对或者两对以上。具体来说，一方面，当一个第一直流变换单元对应一对光伏阵列时，一对光伏阵列中包括两个光伏阵列，两个光伏阵列分别称之为第一光伏阵列和第二光伏阵列，第一直流变换单元中的第一级dc转dc子单元的正极输入端和负极输入端分别与该对光伏阵列中的其中一个光伏阵列的正极输出端和负极输出端连接，第一直流变换单元中第二级dc转dc子单元的正极输入端和负极输入端分别与该对光伏阵列中的另一个光伏阵列的正极输出端和负极输出端连接。另一方面，当一个第一直流变换单元对应多对光伏阵列，级联子单元的数量为至少一个时，一对或者多对光伏阵列的输出端和一个第一直流变换单元的输入端对应连接，每对光伏阵列中均包括两个光伏阵列，分别为第一光伏阵列和第二光伏阵列，第一直流变换单元中的第一级dc转dc子单元的正极输入端与对应连接的多对光伏阵列中所有第一光伏阵列的正极输出端连接，第一直流变换单元中的第一级dc转dc子单元的负极输入端与对应连接的多对光伏阵列中所有第一光伏阵列的负极输出端连接，第一直流变换单元中的第二级dc转dc子单元的正极输入端与对应连接的多对光伏阵列中所有第二光伏阵列的正极输出端连接，第一直流变换单元中的第二级dc转dc子单元的负极输入端与对应连接的多对光伏阵列中所有第二光伏阵列的负极输出端连接。

第一母线单元与一个或者多个第一直流变换单元的输出端连接，其中，多个是指两个以及两个以上。第一母线单元中包括正极、负极和中点电位，第一母线单元可以通过正极和负极与一个或者多个第一直流变换单元的输出端连接，具体来说，当第一母线单元对应一个第一直流变换单元时，第一直流变换单元中的第一级dc转dc子单元的正极输出端与第一母线单元的正极连接，第一直流变换单元中第二级dc转dc子单元的负极输出端与第一母线单元的负极连接，第一直流变换单元中级联子单元用于实现上述1)或者2)中所述的耦合连接或者解耦断开的功能；当第一母线单元对应多个第一直流变换单元时，多个第一直流变换单元中所有第一级dc转dc子单元的正极输出端与第一母线单元的正极连接，多个第一直流变换单元中所有第二级dc转dc子单元的负极输出端与第一母线单元的负极连接，多个第一直流变换单元中所有的级联子单元用于实现上述1)或者2)中所述的耦合连接或者解耦断开的功能。

第一母线单元还可以通过正极、中点电位和负极与一个或者多个第一直流变换单元的输出端连接。具体来说，第一母线单元可以通过正极和负极与一个或者多个第一直流变换单元的输出端连接，具体来说，当第一母线单元对应一个第一直流变换单元时，第一直流变换单元中的第一级dc转dc子单元的正极输出端与第一母线单元的正极连接，第一直流变换单元中第二级dc转dc子单元的负极输出端与第一母线单元的负极连接，第一直流变换单元中级联子单元用于实现上述3)和4)中任一项所述的耦合连接或者解耦断开的功能；当第一母线单元对应多个第一直流变换单元时，多个第一直流变换单元中所有第一级dc转dc子单元的正极输出端与第一母线单元的正极连接，多个第一直流变换单元中所有第二级dc转dc子单元的负极输出端与第一母线单元的负极连接，多个第一直流变换单元中所有的级联子单元用于实现上述3)和4)中任一项所述的耦合连接或者解耦断开的功能。

第一母线单元的中点电位可以通过电容或者电阻等电子器件中的至少一种构成。举例来说，第一母线单元可以由上电容和下电容串联组成，其中，上电容的正极为第一母线单元的正极，上电容的负极和下电容的正极连接构成第一母线单元的中点电位，下电容的负极为第一母线单元的负极。

当第一逆变单元不工作时，在一种实施例方式中，级联子单元可以将第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端解耦断开。

当第一逆变单元不工作时，在另一种实施例方式中，级联子单元还可以将第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端解耦断开，并且，将第一级dc转dc子单元的负极输出端与地耦合连接，以及将所述第二级dc转dc子单元的正极输出端与地耦合连接。

当第一逆变单元工作时，在一种实施例方式中，级联子单元可以将第一级dc转dc子单元的负极输出端与第二级dc转dc子单元的正极输出端耦合连接。

当第一逆变单元工作时，在另一种实施例方式中，级联子单元还可以将第一级dc转dc子单元的负极输出端耦合连接至第一母线单元的中点电位，和将第二级dc转dc子单元的正极输出端耦合连接至第一母线单元的中点电位。

当第一逆变单元工作时，在另一种实施例方式中，级联子单元还可以将第一级dc转dc子单元的负极输出端耦合连接至地，将第二级dc转dc子单元的正极输出端耦合连接至地，和将第一母线单元的中点电位耦合连接至地。

为了考虑光伏发电逆变系统的安全性，在上述光伏发电逆变系统中还可以设置保护电路，以防止发生单一故障，人误触碰到光伏电池板的输出端造成触电事故。

具体来说，如图1所示，在上述光伏发电逆变系统中增加第一共模漏电流检测保护电路，该第一共模漏电流检测保护电路中包括第一保护电路和至少一个第一漏电流检测器，其中，第一漏电流检测器具有漏电流检测功能，可以对漏电流进行检测得到检测信号。第一漏电流检测器检测到的电信号即检测信号传输至第一保护电路，该第一保护电路将检测信号转化为保护信号。

具体来说，第一漏电流检测器可以对光伏阵列的正极输出端和负极输出端的对地漏电流进行检测，和/或，对级联子单元中接地线的对地漏电流进行检测，以得到检测信号。

需要说明的是，上述第一漏电流检测器包括但不限于采用剩余电流装置(residualcurrentdevice，rcd)传感器进行漏电流检测，也可以是使用其他类似器件进行检测，对此本申请不做任何限制。

容易理解，当第一漏电流检测器对光伏阵列的正极输出端和负极输出端的对地漏电流进行检测时，第一漏电流检测器可以设置于光伏阵列的正极输出端和负极输出端，当光伏系统中只有一对光伏阵列时，可以使用一个第一漏电流检测器与该对光伏阵列中的第一光伏阵列的正极输出端、第一光伏阵列的负极输出端、第二光伏阵列的正极输出端和第二光伏阵列的负极输出端连接之后，再与对应的第一直流变换单元连接，也可以使用两个第一漏电流检测器，其中一个第一漏电流检测器与第一光伏阵列的正极输出端和负极输出端连接之后与对应的第一直流变换单元连接，另一个第一漏电流检测器与第二光伏阵列的正极输出端和负极输出端连接之后与对应的第一直流变换单元连接。当光伏发电系统中存在两对或者两对以上光伏阵列时，可以在多对光伏阵列中的每一个光伏阵列的正极输出端和负极输出端均设置一个对应的第一漏电流检测器，也可以只设置两个第一漏电流保护器，其中一个与多对光伏阵列中所有的第一光伏阵列的正极输出端和负极输出端连接，另一个与多对光伏阵列中所有的第二光伏阵列的正极输出端和负极输出端连接。需要说明的是，当第一漏电流检测器对光伏阵列的正极输出端和负极输出端的对地漏电流进行检测时，第一漏电流检测器还可以采用其他设置方案，对此本申请不再一一赘述。

第一漏电流检测器对级联子单元中接地线的对地漏电流进行检测可以是级联子单元用于将第一级dc转dc子单元的负极输出端与地之间和第二级dc转dc子单元的正极输出端实现与地之间耦合连接或者解耦断开时，第一共模漏电路检测保护电路中的一个第一漏电流检测器与接地线连接，以对所述接地线进行漏电流检测。

第一漏电流检测器对级联子单元中接地线的对地漏电流进行检测也可以是当级联子单元用于将第一级dc转dc子单元的负极输出端与地之间和第一母线单元的中点电位与地之间耦合连接或者解耦断开时，第一共模漏电路检测保护电路中的一个第一漏电流检测器与接地线连接，以对所述接地线进行漏电检测。

第一漏电流检测器对级联子单元中接地线的对地漏电流进行检测还可以是当级联子单元用于将第二级dc转dc子单元的正极输出端与地之间和第一母线单元的中点电位与地之间耦合连接或者解耦断开时，第一共模漏电路检测保护电路中的一个第一漏电流检测器与接地线连接，以对所述接地线进行漏电检测。

第一漏电流检测器对级联子单元中接地线的对地漏电流进行检测还可以是当级联子单元用于将第一级dc转dc子单元的负极输出端、第二级dc转dc子单元的正极输出端和第一母线单元的中点电位与地耦合连接或者解耦断开时，第一共模漏电路检测保护电路中的一个第一漏电流检测器与接地线连接，以对所述接地线进行漏电检测。

在本申请实施例提供的光伏逆变系统中，光伏阵列用于将太阳能转换为电能，即生成直流功率，并且输出直流电压，dc转dc子单元用于对光伏阵列输出的直流电压进行直流功率转换，第一母线单元用于将dc转dc子单元输出的直流电能进行存储以提高第一母线单元的正极和负极之间的母线电压，该母线电压为直流电压，第一逆变单元将第一母线单元上的母线电压转换为交流电压，以向电网输送能量。从以上技术方案中可以知道，由于第一母线单元中的母线电压被提高即第一逆变单元的输入电压提高，从而，在同等功率转换条件下，提高第一逆变单元的输入电压，可以有效地降低光伏发电逆变系统中的直流电流以及第一逆变单元逆变后的交流电流也会相应的降低，因此，降低光伏发电逆变系统中的电能损耗。

需要说明的是，本申请实施例中所有的直流变换电路包括但不限于升压变换电路、降压变换电路和升降压变换电路中的至少一种组成，对此本申请不做任何限制。本申请实施例中所有的逆变单元可以由一个或多个具有直流dc转交流ac功能的dc转ac单元组成，该dc转ac单元可以包括但不限于逆变器，对此本申请也不做任何限制。为了便于理解上述光伏发电逆变系统，下面将结合具体的光伏发电逆变系统结构进行说明。

图2为本申请实施例中一对光伏阵列场景下光伏发电逆变系统的一个实施例示意图。

如图2所示，光伏发电逆变系统包括：光伏阵列对201、第一直流变换单元202、第一母线单元203和第一逆变单元204，其中，光伏阵列对201中包括第一光伏阵列2011和第二光伏阵列2012，第一直流变换单元202中包括第一级dc转dc子单元2021、第二级dc转dc子单元2022和级联子单元2023，第一母线单元203由电容单体组成，包括上电容和下电容，其中，上电容的正极为第一母线单元203的正极，上电容的负极和下电容的正极连接构成第一母线单元203的中点电位，其中，第一逆变单元204正常工作时，通过第一逆变单元的工作原理进行调节可使得第一母线单元203的中点电位等于地电位。

其中，第一光伏阵列2011的正极输出端与第一级dc转dc子单元2021的正极输入端连接，第一光伏阵列2011的负极输出端与第一级dc转dc子单元2021的负极输入端连接，第二光伏阵列2012的正极输出端与第二级dc转dc子单元2022的正极输入端连接，第二光伏阵列2012的负极输出端与第二级dc转dc子单元2022的负极输入端连接，第一级dc转dc子单元2021的正极输出端与第一母线单元203的正极连接，第二级dc转dc子单元2022的负极输出端与第一母线单元203的负极连接，级联子单元2023用于通过第一开关和第二开关实现第一级dc转dc子单元2021的负极输出端与第二级dc转dc子单元2022的正极输出端之间的耦合连接或者解耦断开，其中，第一开关是指与第一级dc转dc子单元2021的正极输出端连接的开关，第二开关是指与第二级dc转dc子单元2022的正极输出端连接的开关，第一母线单元203的通过正极和负极与第一逆变单元204耦合连接，可选的，如图2中虚线部分所示，第一母线单元203还可以将中点电位耦合连接至第一逆变单元204。

级联子单元2023中的第一开关和第二开关同时闭合时，级联子单元2023将第一级dc转dc子单元2021和第二级dc转dc子单元2022级联，使得第一光伏阵列2011和第二光伏阵列2012输出的直流电压可以传输至第一母线单元203，从而第一逆变单元204以正常工作将第一母线单元203的正极和负极之间的直流电压转换为交流电压，并且第一逆变单元204通过输出端将转换后的交流电压传输至电网中，以向电网提供电能。

类似的，级联子单元2023中的第一开关和第二开关中至少有一个断开时，第一级dc转dc子单元2021的负极输出端和第二级dc转dc子单元2022的正极输出端处于断开状态，此时，第一直流变换单元202无法将第一光伏阵列2011和第二光伏阵列2012输出的直流电压传输至第一母线单元203，第一逆变单元也无法正常工作。

在一种实施例方式中，如图2中虚线部分所示，级联子单元2023还可以通过开关将第一级dc转dc子单元2021的负极输出端和第二级dc转dc子单元2022的正极输出端耦合连接至第一母线单元203的中点电位。使得级联子单元可以实现第一级dc转dc子单元2021的负极输出端和第二级dc转dc子单元2022的正极输出端中至少一项与第一母线单元203的中点电位耦合连接或者耦合端口。

具体来说，当第一光伏阵列2011和第二光伏阵列2012由最大系统电压为1500v规格的光伏电池板组成，第一逆变单元204正常并网工作时，第一级dc转dc子单元2021的负极输出端和第二级dc转dc子单元2022的正极输出端耦合连接，使得第一逆变单元204的输入电压提高。由于第一母线单元203的中点电位和地电位相等，当第一母线单元203的正极和负极之间的母线电压为最高电压3000v，此时第一光伏阵列2011和第一级dc转dc子单元2021输出的对地电压不会超过光伏板最大系统电压1500v的规格。第二光伏阵列2012和第二级dc转dc子单元2022输出的对地电压也不会超过光伏板最大系统电压1500v的规格，满足电池板的应用规格条件。因此，通过本申请实施例中提供的光伏发电逆变系统，可以解决解决光伏组件规格应用限制问题，如在3000v直流逆变系统中，使用不超光伏电池板应用的最大系统电压1500v规格的光伏组件，以及解决高直流逆变器系统中不使用高规格半导体器件问题。如在3000v直流逆变系统中，使用1500v的半导体器件规格。

另外，因逆变单元母线电压提高以及对地电压的降低，在同等转换功率条件下，可以减小直流母线电流，可选用低压小线径线缆，降低直流线缆成本和损耗。因母线电压的提高，其光伏发电逆变系统中逆变器输出的并网电压提高，相等功率转换条件下，可以减小逆变器输出的交流电流值，降低交流线缆成本和损耗。同样，同等输出电流，并网电压越高支持逆变输出的功率越大，逆变单瓦电路的成本更低。

图3为本申请实施例中光伏发电逆变系统的级联子单元对应的结构示意图。

如图3所示，图3中的(a)、(b)和(c)分别示出了级联子单元的三种结构示意图。

在(a)中第一级dc转dc子单元的负极输出端通过开关与地连接，第二级dc转dc子单元的正极输出端也通过开关与地连接，第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端之间还通过两个开关连接。在(b)中第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端之间还通过两个开关连接，并且将两个开关之间的连接点与地连接，可选的，上述两个开关单元之间的连接点可以与第一母线单元的中点电位直接连接，也可以通过另一个开关单元与第一母线单元的中点电位连接。在(c)中第一级dc转dc子单元的负极输出端和第二级dc转dc子单元的正极输出端之间通过一个开关连接。

需要说明的是，上述级联子单元包括但不限于图2和图3中所示的连接方式，其他任何用于实现上述图1中1)至4)中任一项所述的耦合连接或者解耦断开功能的连接方式均在本申请的保护范围之内，对此本申请不做任何限制。

在一种实施例方式中，光伏发电逆变系统还可以包括：第一共模漏电流检测电路，第一共模漏电流检测电路中包括第一保护电路和至少一个第一漏电流检测器，第一漏电流检测器用于漏电检测，以得到检测信号，第一保护电路用于将检测信号转换成保护信号，以使得可以通过保护信号对光伏发电逆变系统进行保护。当第一漏电流检测器检测到的对地漏电流超出第一预设阈值时，通过保护信号控制级联单元实现如上述图1中所述的耦合连接或者解耦断开，以控制第一直流变换单元以及第一逆变单元的工作状态。具体检测方法详见上述图1中的相关描述，此处不再赘述。

图4为本申请实施例中光伏发电逆变系统中漏电流检测器对应的的连接示意图。

在图2中所述的光伏发电逆变系统的基础上，增加第一共模漏电流检测电路，其连接结构如图4所示。

图4中的(a)中包括一个第一漏电流检测器和一个第一保护电路，其中，第一光伏阵列通过该第一漏电流检测器与第一级dc转dc子单元连接；第二光伏阵列也通过该第一漏电流检测器与第二级dc转dc子单元连接，第一漏电流检测器与第一保护电路连接。图4的(b)中包括：两个第一漏电流检测器和一个第一保护电路，第一光伏阵列通过两个第一漏电流检测器中的其中一个与第一级dc转dc子单元连接；第二光伏阵列通过两个第一漏电流检测器中的另外一个与第二级dc转dc子单元连接，两个第一漏电流检测器均与第一保护电路连接。

需要说明的是，第一共模漏电流检测电路的具体连接方式有很多，包括但不限于上述图4中所示的两种连接方式。

图5为本申请实施例中多对光伏阵列场景下光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图。

如图5所示，本申请实施例提供的光伏发电逆变系统还可以包括：至少一对光伏阵列、至少一个级联单元、第二母线单元和第二逆变单元，其中，至少一对光伏阵列中的每一个光伏阵列均包括两个光伏阵列，分别将其称之为第三光伏阵列和第四光伏阵列，每一个光伏阵列均由多个光伏电池板串联或者并联中的至少一种连接方式得到。

其中，一方面，级联单元可以用于实现第三光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的正极的耦合连接或者解耦断开，和，实现第四光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的负极的耦合连接或者解耦断开，和，实现第三光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的中点电位的耦合连接或者解耦断开，和，实现第四光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的中点电位的耦合连接或者解耦断开。

另一方面，级联单元可以在用于实现所述第三光伏阵列的正极输出端与所述第二母线单元的正极之间、第四光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的负极之间、第三光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的中点电位之间和第四光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的中点电位之间耦合连接或者解耦断开的同时，级联单元还用于实现所述第二母线单元的中点电位与地的耦合连接或者解耦断开。

其中，第三光伏阵列和第四光伏阵列，用于生成直流功率，并将直流功率以直流电压的形式输出。第二母线单元用于将第三光伏阵列和第四光伏阵列以直流电压形式输出的直流功率进行存储以增大第二母线单元正极和负极之间的电压即母线电压。第二逆变单元将母线电压转换为交流电压。

从图5中可以看出第三光伏阵列和第四光伏阵列与级联单元一一对应连接。需要说明的是，一个级联单元可以与一个或者多个光伏阵列对应连接。

具体来说，当光伏发电逆变系统中只有一对光伏阵列时，级联单元实现该对光伏阵列中第三光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的正极之间、该对光伏阵列中第四光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的负极之间、该对光伏阵列中第三光伏阵列的负极输出端和第四光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的中点电位之间的耦合连接或者解耦断开。

当光伏发电逆变系统中有多对光伏阵列，该多对是指两对或者两对以上，级联单元为一个时，级联单元实现多对光伏阵列中所有第三光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的正极之间、多对光伏阵列中所有第四光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的负极之间、多对光伏阵列中所有第三光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的中点电位之间、和多对光伏阵列中所有第四光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的中点电位之间的耦合连接或者解耦断开。

级联单元中可以通过开关、继电器、半导体开关、或单向导通器件中的至少一项实现上述级联单元的耦合连接或者解耦断开的功能。此外，上述耦合连接或者解耦断开的功能也可以采用与上述器件具有类功能的其他电子器件实现，对此本申请不再一一赘述。

第二母线单元的中点电位可以通过电容或者电阻等电子器件中的至少一种构成。举例来说，第二母线单元可以由上电容和下电容串联组成，其中，上电容的正极为第二母线单元的正极，上电容的负极和下电容的正极连接构成第二母线单元的中点电位，下电容的负极为第二母线单元的负极。

当第二逆变单元不工作时，在一种实施例方式中，级联单元将第三光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的正极与第二母线单元的中点电位之间、第四光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的负极与第二母线单元的中点电位之间、第三光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的中点电位之间、或者第四光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的中点电位之间中的至少一项解耦断开；或者，将第三光伏阵列的负极输出端或第四光伏阵列的正极输出端中的至少一项与地耦合连接。

当第二逆变单元工作时，在第一种实施例方式中，级联单元将第三光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的正极之间、第四光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的负极之间、第三光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的中点电位之间、和第四光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的中点电位之间耦合连接。

当第二逆变单元工作时，在第二种实施例方式中，在级联单元实现上述当第二逆变单元工作时，在第一种实施例方式中所述的耦合连接的同时，级联单元还可以将第三光伏阵列的负极输出端与地之间耦合连接，将第四光伏阵列的正极输出端与地耦合连接，以及将第二母线单元的中点电位与地耦合连接。需要说明的是，上述耦合连接或者解耦断开均可以通过开关、继电器、半导体开关或单向导通器件中的至少一种器件实现，具体实现方式本申请不做任何限制。

第二母线单元可以通过正极和负极与第二逆变单元耦合连接，第二母线单元也可以通过正极、中点电位和负极与第二逆变单元耦合连接。具体来说，第二母线单元可以通过正极和负极与第二逆变单元耦合连接是指：第二母线单元的正极与第二逆变单元的正极输入端连接，第二母线单元的负极与第二逆变单元的负极输入端。第二母线单元通过正极、中点电位和负极与第二逆变单元耦合连接是指：第二母线单元的正极与第二逆变单元的正极输入端连接，第二母线单元的负极与第二逆变单元的负极输入端，并且，第二母线单元的正极电位也与第二逆变单元连接。

与上述图1对应的实施例类似，为了防止发生单一故障，人误触碰到光伏电池板的输出端造成触电事故，上述图5中所述的光伏逆变系统中还可以增加第二漏电流检测保护电路。

具体来说，在上述图5所示的光伏发电逆变系统中还可包括：第二共模漏电流检测保护电路，第二共模漏电流检测电路中包括第二保护电路和至少一个第二漏电流检测器，其中，第二漏电流检测器用于检测光伏阵列的漏电流以得到检测信号，所述第二保护电路用于将检测信号转换成保护信号。

其中，与上述第一漏电流检测保护电路的类似，第二漏电流检测器可以用于对每一个光伏阵列正极输出端和负极输出端的对地漏电流进行检测，以得到检测信号。此外，第二漏电流检测器也还可以对级联单元中的接地线的对地漏电流进行检测，以得到检测信号。第二保护电路用于将第二漏电流检测器检测到的检测信号即电信号转换为保护信号，以使得通过该保护信号控制光伏发电逆变系统的运行状态。具体的可以是：当第二共模漏电流检测保护电路检测到的对地漏电流超过第二预设阈值时，控制第二逆变单元停止运行，以及控制级联单元将第三光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的正极、第四光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的负极、第三光伏阵列的负极输出端与第二母线单元的中点电位、或者第四光伏阵列的正极输出端与第二母线单元的中点电位中的至少一项解耦断开；或者，将第三光伏阵列的负极输出端或第四光伏阵列的正极输出端中的至少一项与地耦合连接。

当光伏阵列为多个光伏阵列、的级联单元为多个级联单元时，至少一对光伏阵列和一个级联单元对应，每对光伏阵列中第一光伏阵列的正极和负极输出端通过第二共模漏电流检测保护电路中同一个第二漏电流检测器后，正极输出端通过级联单元与第二母线单元的正极实现耦合连接或解耦断开，负极输出端通过级联单元与第二母线单元的中点电位实现耦合连接或解耦断开，和/或第二系统母线单元中点电位与地实现耦合连接或解耦断开；每对光伏阵列中第二光伏阵列的正极和负极输出端通过第二共模漏电流检测保护电路中同一个第二漏电流检测器后，正极输出端通过级联单元与第二母线单元的中点电位实现耦合连接或解耦断开，和/或第二母线单元中点电位和地实现耦合连接或解耦断开；负极输出端通过级联单元与第二母线单元的负极耦合连接或解耦断开。

上述第二漏电流检测器中可以采用但不限于rcd传感器进行漏电检测，也可以是其他具有类似功能的漏电流检测器件进行检测，对此本申请不做任何限制。

需要说明的是，上述图5中的技术效果与上述图1类似，详细描述可参阅上述图1中相关部分的描述，对此此处不再赘述。

为了便于理解上述图5中所述的光伏发电逆变系统，下面将以一个具体的光伏发电逆变系统的系统结构进行详细说明。

图6为本申请实施例中一对光伏阵列场景下光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图。

如图6所示，光伏发电逆变系统包括：光伏阵列对601、级联单元602、第二母线单元603和第二逆变单元604，其中，光伏阵列对601包括第三光伏阵列6011和第四光伏阵列6012，级联单元602由四个开关组成，第二母线单元603由电容单体组成，包括上电容和下电容，其中，上电容的正极为第二母线单元603的正极，上电容的负极和下电容的正极连接构成第二母线单元603的中点电位，其中，第二逆变单元604正常工作时，通过第一逆变单元的工作原理进行调节可使得第二母线单元603的中点电位等于地电位。

其中，级联单元602中的第一个开关用于连接第三光伏阵列6011的正极输出端和第二母线单元603的正极，第二个开关和第三个开关将第三光伏阵列6011的负极输出端和第四光伏阵列6012的正极输出端串联起来，其中，第二个开关的一端与第三光伏阵列6011的负极输出端连接，第三个开关的一端与第四光伏阵列6012的正极输出端连接，第四个开关连接第四光伏阵列6012的负极输出端和第二母线单元603的负极。

级联单元602中的四个开关闭合时，级联单元602将第三光伏阵列6011和第四光伏阵6012产生的直流电能传输至第二逆变单元603中，以使得第二逆变单元604将第二母线单元603的母线电压装换为交流电压，并且第二母线单元604通过输出端将转换后的交流电压传输至电网中，以向电网提供电能。

类似的，级联单元602中的四个开关闭合存在至少一个开关断开时，此时，级联单元602将第三光伏阵列6011和第四光伏阵列6012解耦断开，级联单元602无法将第三光伏阵列6011和第四光伏阵6012产生的直流电能传输至第二逆变单元603中，从而第二逆变单元也不能工作将电能输入电网中。

在一种实施例方式中，如图5中虚线部分所示，级联单元602还可以进一步将第二个开关和第三个开关之间的连接点与地连接，或者，将第二个开关和第三个开关之间的连接点连接到第二母线单元603的中点电位处。另外，第二母线单元603的中点电位还可以与第二逆变单元连接。

在上述图6所述的光伏逆变发电系统中，当第三光伏阵列6011和第四光伏阵列6012由最大系统电压为1500v规格的光伏电池板组成，在第二逆变单元604正常并网工作时，级联单元602中的第一个开关、第二个开关、第三个开关和第四个开关全部闭合，保证第二逆变单元604的输入电压提高。由于第二母线单元603的中点电位和地电位相等，当第二母线单元603的正极和负极之间的母线电压为最高电压3000v时，第三光伏阵列6011输出的对地电压不会超过光伏电池板应用的最大系统电压1500v的规格，以及第四光伏阵列6012输出的对地电压也不会超过光伏电池板应用的最大系统电压1500v的规格，满足光伏电池板的应用规格条件。

与上述图1所示的光伏发电逆变系统类似，因逆变单元母线电压提高以及对地电压的降低，在同等转换功率条件下，可以减小直流母线电流，可选用低压小线径线缆，降低直流线缆成本和损耗。因母线电压的提高，其光伏发电逆变系统中逆变单元输出的并网电压提高，相等功率转换条件下，可以减小逆变单元输出的交流电流值，降低交流线缆成本和损耗。同样，同等输出电流，并网电压越高支持逆变输出的功率越大，逆变单瓦电路的成本更低。

本申请实施例还提供了一种光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列、第三共模漏电流检测保护电路、第二直流变换单元、第三母线单元和第三逆变单元，其中，光伏阵列为一个或者多个光伏阵列，第三共模漏电流检测保护电路中包括第三保护电路和至少一个第三漏电流检测器，第二直流变换单元的数量为至少一个；一个第二直流变换单元的输入端通过第三共模漏电流检测保护电路中同一个第三漏电流检测器与一个或者多个光伏阵列的输出端连接，每一个第二直流变换单元的输出端与第三母线单元连接，并且，第三母线单元的中点电位通过开关单元与地连接，第三母线单元还与第三逆变单元连接；第三漏电流检测器，用于对每一个光伏阵列的正极输出端和负极输出端的对地漏电流进行漏电检测，和/或，对第二直流变换单元中接地线的对地漏电流进行漏电检测，以得到检测信号；

其中，第三保护电路，用于将检测信号转换成保护信号；第二直流变换单元，用于将每一个光伏阵列输出的直流电压进行直流功率转换；第三逆变单元，用于将第三母线单元的正极和负极之间的直流电压转换为交流电压。

在一种实施例方式中，第三漏电流检测器可采用但不限于rcd传感器进行漏电流检测。

在一种实施例方式中，第三母线单元的中点电位可在第三母线单元的正极和负极之间通过电阻或者电容中的至少一项构成。

在一种实施例方式中，开光单元包括继电器、开关、半导体开关、单向导通器件中的至少一项。

在一种实施例方式中，第二直流变换单元的正极输出端、中点电位和负极输出端分别与第三母线单元的正极、中点电位和负极一一对应耦合连接；或者，第二直流变换单元的正极输出端和负极输出端分别与第三母线单元的正极和负极一一对应耦合连接。

在一种实施例方式中，当第三共模漏电流检测保护电路检测到的对地漏电流超过第三预设阈值时，控制第二直流变换单元和第三逆变单元停止工作；或者，当第三共模漏电流检测保护电路检测到的对地漏电流超过第三预设阈值时，控制第二直流变换单元和第三逆变单元停止工作的同时，断开第三母线单元的中点电路与地连接的开关单元。

图7为本申请实施例中一个光伏阵列场景下光伏发电逆变系统的一个实施例示意图。

如图7所示，光伏发电逆变系统包括：光伏阵列701、第三漏电流检测器702、第三保护电路703、第二直流变换单元704、第三母线单元705和第三逆变单元706，其中，光伏阵列701的正极输出端和负极输出端通过第三漏电流检测器702分别与第二直流变换单元704的正极输入端和负极输入端连接，第三保护电路703与第三漏电流检测器702连接，第二直流变换单元704的正极输出端与第三母线单元705的正极连接，第二直流变换单元704的负极输出端与第三母线单元705的负极连接，第三逆变单元706连接于第三母线单元705的正极和负极之间，并且，第三母线单元705的中点电位通过开关单元与第连接。可选的，如图7中虚线部分所示，第三逆变单元706还可以与第三母线单元705的中点电位点连接。

本申请实施例还提供了一种光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列、第三直流变换单元、第四母线单元和第四逆变单元；其中，光伏阵列为一个或多个光伏阵列，第三直流变换单元的数量为至少一个，每一个第三直流变换单元中包括第三级dc转dc子单元、第四级dc转dc子单元和直流输出母线，直流输出母线由上下两个电容串联组成，上电容的负极和下电容的正极连接构成直流输出母线的中点电位；第四母线单元与一个或多个第三直流变换单元的输出端连接，第四逆变单元与第四母线单元连接；第三直流变换单元，用于将光伏阵列输出的直流电压进行直流功率转换；第四逆变单元，用于将第四母线单元的直流电压转化为交流电压，以将交流电压并入电网系统中。

其中，第三级dc转dc子单元和第四级dc转dc子单元中分别包括三个节点，包括但不限于以下两种连接方式：

第一种连接方式：第三级dc转dc子单元中的第一节点和第四级dc转dc子单元中的第一节点分别与光伏阵列的正极输出端连接，第三级dc转dc子单元中的第二节点与直流输出母线的正极连接，第四级dc转dc子单元中的第二节点与直流输出母线的负极连接，第三级dc转dc子单元中的第三节点分别与光伏阵列的负极输出端和直流输出母线的中点电位连接，第四级dc转dc子单元中的第三节点分别与光伏阵列的负极输出端和直流输出母线的中点电位连接。

第二种连接方式：第三级dc转dc子单元中的第一节点和第四级dc转dc子单元中的第一节点分别与光伏阵列的负极输出端连接，第三级dc转dc子单元中的第二节点与直流输出母线的正极连接，第四级dc转dc子单元中的第二节点与直流输出母线的负极连接，第三级dc转dc子单元中的第三节点分别与光伏阵列的正极输出端和直流输出母线的中点电位连接，第四级dc转dc子单元中的第三节点分别与光伏阵列的正极输出端和直流输出母线的中点电位连接。

在一种实施例方式中，第三直流变换单元的正极输出端、中点电位和负极输出端分别与第四母线单元的正极、中点电位和负极一一对应耦合连接。

在一种实施例方式中，第三直流变换单元的正极输出端和负极输出端分别与第四母线单元的正极和负极一一对应耦合连接。

在一种实施例方式中，第四母线单元通过正极、中点电位和负极与第四逆变单元耦合连接。

在一种实施例方式中，第四母线单元通过正极和负极与第四逆变单元耦合连接。

在一种实施例方式中，上述交流电压并入的电网系统可以为接地电网系统。所述接地电网系统包括但不限于tn-c系统、tn-s系统、tn-n-s系统、或tt系统中的任意一种电网系统。

在一种实施例方式中，光伏逆变系统还包括：第四母线单元的中点电位通过开关单元连接到地；第四共模漏电流检测保护电路，第四共模漏电流检测保护电路中包括第四保护电路和至少一个第四漏电流检测器；其中，第四漏电流检测器，用于对每一个光伏阵列的正极输出端和负极输出端进行漏电流检测，和/或，对第四母线单元中接地线进行漏电流检测，以得到检测信号；第四保护电路，用于将检测信号转换成保护信号。

在一种实施例方式中，第四漏电流检测器可采用但不限于rcd传感器进行漏电流检测。需要说明的是，第四漏电流检测器可采用但不限于rcd传感器进行漏电流检测，对此本申请不做任何限制。

在一种实施例方式中，开光单元包括但不限于开关、继电器、半导体开关或单向导通器件中的至少一项。需要说明的是，第三母线单元的中点电位也可以采用类似的其他方式构成，对此本申请不做任何限制。

在一种实施例方式中，当第四漏电流检测器用于对每一个光伏阵列的正极输出端和负极输出端进行漏电流检测时，每一个光伏阵列的正极输出端和负极输出端与第四共模漏电流检测保护电路中的同一个第四漏电流检测器连接。

在一种实施例方式中，当第四漏电流检测器用于对第四母线单元中的接地线进行漏电流检测时，第四母线单元的中点电位对应的接地线与第四共模漏电流检测保护电路中单独的一个第四漏电流检测器连接。

在一种实施例方式中，当第四共模漏电流检测保护电路检测到的对地漏电流超过第四预设阈值时，通过保护信号控制第四逆变单元和第三直流变换单元停止工作，

在一种实施例方式中，当第四共模漏电流检测保护电路检测到的对地漏电流超过第四预设阈值时，通过保护信号控制第四逆变单元和第三直流变换单元停止工作的同时，断开开关单元。

图8为本申请实施例中一个光伏阵列场景下光伏逆变系统的另一个实施例示意图。

如图8所示，包括：光伏阵列801、第三直流变换单元802、第四母线单元803和第四逆变单元804，其中，第四母线单元803由上下两个电容串联构成，上电容的正极为第四母线单元803的正极，上电容的负极与下电容的正极连接构成第四母线单元803的中点电位，下电容的负极为第四母线单元803的负极。第三直流变换单元802包括第三级dc转dc子单元8021、第四级dc转dc子单元8022和直流输出母线8023。直流输出母线8023的结构与第四母线单元803类似，直流输出母线8023也是由上下两个电容构成构成直流输出母线8023的中点电位，上电容的正极为直流输出母线8023的正极，上电容的负极与下电容的正极连接，下电容的负极为直流输出母线8023的负极。

第三级dc转dc子单元8021和第四级dc转dc子单元包括三个节点，图1中示出的六个节点的连接方式为：第三级dc转dc子单元8021和第四级dc转dc子单元的第一节点与光伏阵列801的正极输出端连接，第三级dc转dc子单元8021的第二节点与直流输出母线8023的正极连接，第四级dc转dc子单元8022的第二节点与直流输出母线8023的负极连接，第三级dc转dc子单元8021的第三节点分别与光伏阵列801的负极输出端和直流输出母线8023的中点电位连接，第四级dc转dc子单元8022的第三节点分别与光伏阵列801的负极输出端和直流输出母线8023的中点电位连接。此外，除上述连接方式以外，上述六个节点还可以连接如下：第三级dc转dc子单元8021的第一节点和第四级dc转dc子单元的第一节点分别与光伏阵列801的负极输出端连接，第三级dc转dc子单元8021的第二节点与直流输出母线8023的正极连接，第四级dc转dc子单元8022的第二节点与直流输出母线8023的负极连接，第三级dc转dc子单元8021的第三节点分别与光伏阵列801的正极输出端和直流输出母线8023的中点电位连接，第四级dc转dc子单元8022的第三节点分别与光伏阵列801的正极输出端和直流输出母线8023的中点电位连接。

此外，第四母线单元803的正极与第四逆变单元804的正极输入端连接，第四母线单元803的负极与第四逆变单元804的负极输入端连接。如图8中虚线部分所示，在第四母线单元803通过正极和负极与第四逆变单元804耦合连接的基础上，还可以将第四母线单元803的中点电位接入第四逆变单元804中。

还需要说明的是，本申请实施例中所述的dc转dc子单元包括但不限于降压(buck)变换器、升压(boost)变换器、升降压(buck-boost)变换器或丘克(cuk)变换器中的至少一项。

在本申请实施例中，需要说明的是上述图7和图8对应的实施例的技术效果和相关描述与上述图1、图2、图5和图6对应实施例中相关部分的描述，对此本申请不再赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

图9本申请实施例中光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图。

如图9所示，光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列901、第四直流变换单元902、第五母线单元903和第五逆变单元904，其中，光伏阵列901为一个或多个光伏阵列，每个光伏阵列中包括一个或多个电池板。

其中，第四直流变换单元902的正极输入端与光伏阵列901的正极输出端连接，第四直流变换单元902的负极输出端与光伏阵列901的负极输出端连接，第四直流变换单元902的正极输出端与第五母线单元903的正极连接，第四直流变换单元902的负极输出端与第五母线单元903的负极连接，并且，第五母线单元903正极和负极之间的母线电压大于光伏阵列中电池板应用的最大系统电压，第五母线单元903与第五逆变单元904连接。

当光伏发电逆变系统正常工作时，光伏阵列901生成直流功率，第四直流变换单元902将光伏阵列901生成的直流功率进行直流功率转换后输入到第五母线单元903中进行存储，第五逆变单元904将第五母线单元903正负极之间存储的直流电转换为交流电，以向电网输送能量。

需要说明的是，直流变换单元可以是一个或者多个，当存在多个直流变换单元时，一个直流变换单元可以与对应的一个或者多个光伏阵列连接。母线单元也可以是一个或者多个，当存在多个母线单元时，一个母线单元可以与对应的一个或者多个直流变换单元连接。

在一种实施例方式中，第四直流变换单元902的正极输出端、中点电位和负极输出端分别与第五母线单元903的正极、中点电位和负极一一对应耦合连接，其中，第四直流变换单元902的中点电位与第五母线单元903的中点电位的耦合连接如图9中第四直流变换单元902和第五母线单元903之间的虚线部分所示。

在一种实施例方式中，第四直流变换单元902的正极输出端和负极输出端分别与第五母线单元903的正极和负极一一对应耦合连接。

在一种实施例方式中，第五母线单元903通过正极、中点电位和负极与第五逆变单元904耦合连接，其中，第五母线单元903的中点电位与第五逆变单元904的中点电位的耦合连接如图9中第五母线单元903与第五逆变单元904之间的虚线部分所示。

在一种实施例方式中，第五母线单元通过正极和负极与第五逆变单元耦合连接。

图10为本申请实施例中光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图。

如图10所示，光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列1001、第五直流变换单元1002、第六母线单元1003、第六逆变单元1004和第一变压器1005，其中，光伏阵列为一个或多个光伏阵列。

其中，第五直流变换单元1002的正极输入端与光伏阵列1001的正极输出端连接，第五直流变换单元的负极输入端与光伏阵列1001的负极输出端连接，第五直流变换单元1002的正极输出端与第六母线单元1003的正极连接，第五直流变换单元1002的负极输出端与第六母线单元1003的负极连接，第六母线单元1003的正负极与第六逆变单元1004的输入端连接，第六逆变单元1004的输出端与第一变压器1005的副边相连接，第一变压器1005的原边与电网1006连接。

当光伏发电逆变系统正常工作时，光伏阵列1001生成直流功率，第五直流变换单元1002将光伏阵列1001生成的直流功率进行直流功率转换后输入到第六母线单元1003中进行存储，第六逆变单元1004将第六母线单元1003正负极之间存储的直流电转换为交流电，第一变压器1005将第六逆变单元1004输出的交流电压输出电网1006中，其中，光伏发电逆变系统正常工作时，第一变压器1005的副边的线电压为大于1000v的交流电压。

同样，需要说明的是，直流变换单元可以是一个或者多个，当存在多个直流变换单元时，一个直流变换单元可以与对应的一个或者多个光伏阵列连接。母线单元也可以是一个或者多个，当存在多个母线单元时，一个母线单元可以与对应的一个或者多个直流变换单元连接。

在一种实施例方式中，第五直流变换单元1002的正极输出端、中点电位和负极输出端分别与第六母线单元1003的正极、中点电位和负极一一对应耦合连接，其中，第五直流变换单元1002的中点电位与第六母线单元1003的中点电位之间的耦合连接如图10中第五直流变换单元1002和第六母线单元1003之间的虚线部分所示。

在一种实施例方式中，第五直流变换单元1002的正极输出端和负极输出端分别与第六母线单元1003的正极和负极一一对应耦合连接。

在一种实施例方式中，第六母线单元1003通过正极、中点电位和负极与第六逆变单元1004耦合连接，第六母线单元1003的中点电位与第六逆变单元1004耦合连接如图10中第六母线单元1003和第六逆变单元1004之间的虚线部分所示。

在一种实施例方式中，第六母线单元1003通过正极和负极与第六逆变单元1004耦合连接。

图11为本申请实施例中光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图。

如图11所示，光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列1101、第七母线单元1102、第七逆变单元1103和第二变压器1104，其中，光伏阵列为一个或多个光伏阵列。

其中，光伏阵列1101的正极和负极分别与第七母线单元1102的正极和负极对应连接，第七母线单元1102与第七逆变单元1103的输入端连接，第七逆变单元1103的输出端与第二变压器1104的副边连接，第二变压器1104的原边与电网1105连接。

当光伏发电逆变系统正常工作时，光伏阵列1101生成直流功率，第七母线单元1102对光伏阵列1101生成的直流功率进行存储，第七逆变单元1103将第七母线单元1102正负极之间存储的直流电转换为交流电，第二变压器1104将第七逆变单元1103输出的交流电压输出电网1105中，其中，光伏发电逆变系统正常工作时，第二变压器1104的副边的线电压为大于1000v的交流电压。

同样，需要说明的是，直流变换单元可以是一个或者多个，当存在多个直流变换单元时，一个直流变换单元可以与对应的一个或者多个光伏阵列连接。母线单元也可以是一个或者多个，当存在多个母线单元时，一个母线单元可以与对应的一个或者多个直流变换单元连接。

在一种实施例方式中，光伏阵列1101的正极输出端和负极输出端分别与第二母线单元1102的正极和负极一一对应耦合连接。

在一种实施例方式中，第七母线单元1102通过正极、中点电位和负极与第七逆变单元1103耦合连接，其中，第七母线单元1102的中点电位与第七逆变单元1103的中点电位之间的耦合连接如图11中第七母线单元1102和第七逆变单元1103之间的虚线部分所示。

在一种实施例方式中，第七母线单元1102通过正极和负极与第七逆变单元1103耦合连接。

图12为本申请实施例中光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图。

如图12所示，光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列1201、第六直流变换单元1202、第八母线单元1203和第八逆变单元1204，其中，光伏阵列为一个或多个光伏阵列。

其中，第六直流变换单元1202的正极输入端与光伏阵列1201的正极输出端连接，第六直流变换单元1202的负极输出端与光伏阵列1201的负极输出端连接，第六直流变换单元1202的正极输出端与第八母线单元1203的正极连接，第六直流变换单元1202的负极输出端与第八母线单元1203的负极连接，并且，第八母线单元1203正极和负极之间的母线电压大于1000v，第八母线单元1203与第八逆变单元1204连接。

当光伏发电逆变系统正常工作时，光伏阵列1201生成直流功率，第六直流变换单元1202将光伏阵列1201生成的直流功率进行直流功率转换后输入到第八母线单元1203中进行存储，第八逆变单元1204将第八母线单元1203正负极之间存储的直流电转换为交流电，以向电网输入能量。

同样，需要说明的是，直流变换单元可以是一个或者多个，当存在多个直流变换单元时，一个直流变换单元可以与对应的一个或者多个光伏阵列连接。母线单元也可以是一个或者多个，当存在多个母线单元时，一个母线单元可以与对应的一个或者多个直流变换单元连接。

在一种实施例方式中，第六直流变换单元1202的正极输出端、中点电位和负极输出端分别与第八母线单元1203的正极、中点电位和负极一一对应耦合连接，其中，第六直流变换单元1202的中点电位与第八母线单元1203的中点电位的耦合连接如图12中第六直流变换单元1202和第八母线单元1203之间的虚线部分所示。

在一种实施例方式中，第六直流变换单元1202的正极输出端和负极输出端分别与第八母线单元1203的正极和负极一一对应耦合连接。

在一种实施例方式中，第八母线单元1203通过正极、中点电位和负极与第八逆变单元1204耦合连接，其中，第八母线单元1203的中点电位与第八逆变单元1204耦合连接如图12中第八母线单元1203和第八逆变单元1204之间的虚线部分所示。

在一种实施例方式中，第八母线单元1203通过正极和负极与第八逆变单元1204耦合连接。

图13为本申请实施例中光伏发电逆变系统的另一个实施例示意图。

如图13所示，光伏发电逆变系统，包括：光伏阵列1301、第七直流变换单元1302、第九母线单元1303和第九逆变单元1304，其中，光伏阵列为一个或多个光伏阵列。

其中，第七直流变换单元1302的正极输入端与光伏阵列1301的正极输出端连接，第七直流变换单元1302的负极输出端与光伏阵列1301的负极输出端连接，第七直流变换单元1302的正极输出端与第九母线单元1303的正极连接，第七直流变换单元1302的负极输出端与第九母线单元1303的负极连接，并且，第九母线单元1303正极和负极之间的母线电压大于1500v，第九母线单元1303与第九逆变单元1304连接。

当光伏发电逆变系统正常工作时，光伏阵列1301生成直流功率，第七直流变换单元1302将光伏阵列1301生成的直流功率进行直流功率转换后输入到第九母线单元1303中进行存储，第九逆变单元1304将第九母线单元1303正负极之间存储的直流电转换为交流电，以向电网输入能量。

同样，需要说明的是，直流变换单元可以是一个或者多个，当存在多个直流变换单元时，一个直流变换单元可以与对应的一个或者多个光伏阵列连接。母线单元也可以是一个或者多个，当存在多个母线单元时，一个母线单元可以与对应的一个或者多个直流变换单元连接。

在一种实施例方式中，第七直流变换单元1302的正极输出端、中点电位和负极输出端分别与第九母线单元1303的正极、中点电位和负极一一对应耦合连接，其中，第七直流变换单元1302的中点电位与第九母线单元1303的中点电位的耦合连接如图13中虚线部分所示。

在一种实施例方式中，第七直流变换单元1302的正极输出端和负极输出端分别与第九母线单元1303的正极和负极一一对应耦合连接。

在一种实施例方式中，第九母线单元1303通过正极、中点电位和负极与第九逆变单元1304耦合连接，其中，第五母线单元的中点电位与第九逆变单元1304的连接如图13中虚线部分所示。

在一种实施例方式中，第九母线单元1303通过正极和负极与第九逆变单元1304耦合连接。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

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范围。