一种可控负极接地和缓冲电路以及光伏逆变系统的制作方法

本实用新型涉及光伏新能源技术领域，特别涉及一种可控负极接地和缓冲电路以及光伏逆变系统。

背景技术：

通常，光伏逆变系统如图1所示，光伏阵列与直流开关相连，将产生的直流电输入到逆变器转换成交流电后并入电网。其中，光伏逆变系统的直流侧可以为多路输入，即该系统包含多路光伏阵列与直流开关的支路，然而由于极化现象会对光伏电池的性能曲线产生负作用，因此需要将多路直流开关的输出负极接地，如图中接地PE。

目前的直流开关包括两级开关或四级开关，以图1中包括两级开关为例，当逆变系统异常失效时，如出现直流母线短路的工况，此时D点的电位和大地PE保持一致，即UAD＝UA-UPE。由于现场光伏组件支路数量较多，因此只要其中某一支路出现异常，会导致UAD＝UA-UPE>0.5U。当出现多路直流开关的输出负极对地短路的极限工况时，此时UAD＝U(光伏逆变系统的开路电压)，此时直流开关的单级开关承载整个光伏逆变系统的开路电压U，会造成开关无法分断，进而导致器件烧毁。

因此，如何提供一种可控负极接地和缓冲电路以及光伏逆变系统，降低开关的分断风险的同时并实现负极接地，是本领域技术人员亟待解决的一大技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种可控负极接地和缓冲电路以及光伏逆变系统，能够降低开关的分断风险。

为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种可控负极接地和缓冲电路，应用于光伏逆变系统，所述光伏逆变系统包括逆变器、熔断器以及多路光伏阵列与直流开关的支路，多路所述直流开关的输出正端均相连，且与所述逆变器的第一输入端相连，多路所述直流开关的输出负端均相连，且与所述逆变器的第二输入端相连；

所述可控负极接地和缓冲电路设置在所述直流开关输出负端以及所述熔断器之间，包括第一开关支路以及缓冲支路，所述第一开关支路与所述缓冲支路并联；

当所述直流开关闭合时，控制所述缓冲支路导通；

当所述直流开关的输出负端的电压小于第一预设电压值时，控制所述第一开关支路导通以及控制所述缓冲支路断开。

可选的，所述第一开关支路包括继电器或接触器，所述缓冲支路包括串接的第二开关以及电阻，所述第二开关包括继电器或接触器。

可选的，还包括：故障断开电路，所述故障断开电路设置在所述第一开关支路以及所述直流开关之间，控制所述直流开关的开启或关断的状态；

当检测到所述光伏逆变系统发生故障时，控制所述第一开关支路断开后，控制所述直流开关关断。

可选的，当所述直流开关为直流断路器或直流负荷开关，当所述第一开关支路包括继电器或接触器时，

所述继电器或接触器串接在所述直流开关的输出负端以及所述熔断器之间；

所述继电器或接触器的常闭节点串接所述故障断开电路中，所述故障断开电路包括控制所述直流开关关断的分励线圈。

可选的，当所述直流开关为直流接触器或直流继电器时，当所述第一开关支路包括继电器或接触器时，

所述继电器或接触器的串接在所述直流开关的输出负端以及所述熔断器之间；

所述故障断开电路包括控制所述直流开关开启和关断的分励线圈，当检测到所述继电器或接触器关断时，控制所述分励线圈以使所述直流开关断开。

一种光伏逆变系统，包括任意一项上述的可控负极接地和缓冲电路、逆变器、熔断器以及多路光伏阵列与直流开关的支路。

可选的，还包括：通信模块，所述通信模块与所述可控负极接地和缓冲电路相连，当所述第一开关支路断开时，发送断开信号至预设客户端。

可选的，所述通信模块通过有线信号传输数据。

本实用新型提供了一种可控负极接地和缓冲电路以及光伏逆变系统。其中，光伏逆变系统包括逆变器、熔断器以及多路光伏阵列与直流开关的支路。本可控负极接地和缓冲电路设置在直流开关输出负端以及熔断器之间，包括第一开关支路以及缓冲支路，其中，第一开关支路与缓冲支路并联，当直流侧开关闭合后，控制缓冲支路导通，以使光伏逆变系统的负极和地之间的电压降低，并在检测到直流开关的输出负端的对地电压小于第一预设电压值时，控制第一开关支路导通，以使多路光伏逆变系统的负极能够可控接地。即本方案通过设置缓冲支路使得光伏系统的负极对地电压下降到安全值后，再控制光伏系统的负极通过熔断器接地，避免了熔断器由于过流熔断的现象。同时还包括故障断开电路，该故障断开电路设置在所述第一开关支路以及所述直流开关之间，控制故障状态下所述直流开关和第一支路开关之间的开启或关断的时序逻辑，避免了直流开关分断拉弧燃烧风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是现有技术提供的光伏逆变系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种可控负极接地和缓冲电路的结构示意图；

图3为本实用新型提供的又一种可控负极接地和缓冲电路的结构示意图；

图4为本实用新型提供的又一种可控负极接地和缓冲电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

请参阅图2，图2为本实用新型提供的一种可控负极接地和缓冲电路的结构示意图，该可控负极接地和缓冲电路10应用于光伏逆变系统，所述光伏逆变系统包括逆变器201、熔断器202以及多路光伏阵列2031与直流开关2032 的支路(203以及204)。

其中，直流开关可以为直流接触器、直流断路器等具有开关作用的器件。在本实施例中，多路所述直流开关2032的输出正端均相连，且与所述逆变器 201的第一输入端相连，多路所述直流开关的输出负端均相连，且与所述逆变器的第二输入端相连。

所述可控负极接地和缓冲电路设置在所述直流开关输出负端以及所述熔断器之间，包括第一开关支路101以及缓冲支路102，其中，所述第一开关支路101与所述缓冲支路102并联。

当所述直流开关闭合时，控制所述缓冲支路导通；

当所述直流开关的输出负端的电压小于第一预设电压值时，控制所述第一开关支路导通以及控制所述缓冲支路断开。

示意性的，当主电路直流侧开关闭合后，先吸合缓冲支路的开关a。在此基础上，本实施例提供的可控负极接地和缓冲电路还进一步检测直流开关的负极对地电压，当该电压小于50V(此电压根据实际应用可变化)时，吸合第一开关支路中的开关b，此时，由于吸合电流较小，不会造成熔断器失效，实现负极接地，即，第一预设电压值为50V。

需要说明的是，在本实施例中，所述第一开关支路包括继电器或接触器，所述缓冲支路包括串接的第二开关以及电阻，所述第二开关包括继电器或接触器。

具体的，结合图3以及图4，本实施例提供的可控负极接地和缓冲电路，还包括：故障断开电路和时序逻辑控制电路。该故障断开电路设置在所述第一开关支路以及所述直流开关之间，控制故障状态下所述直流开关的开启或关断的状态；

当检测到所述光伏逆变系统发生故障时，控制所述第一开关支路断开后，再控制所述直流开关关断。

请参阅图3，当所述直流开关为直流断路器或直流负荷开关，所述第一开关支路包括继电器或接触器时，

所述继电器或接触器串接在所述直流开关的输出负端以及所述熔断器之间；

所述继电器或接触器的常闭节点串接所述故障断开电路中，所述故障断开电路包括控制所述直流开关关断的分励线圈。

示意性的，在上述负极接地系统中，当故障时刻，首先断开接地开关，使得系统浮地，不会出现过压分断风险，延时一段时间后(时间可设)给分励脱扣器分励指令，同时在硬件回路上本实施例可以增加一个互锁电路，将接地开关的常闭节点串联在直流开关的分励线圈供电回路中，在接地开关未断开前，分励线圈无法得电，保证了主电路分断时，系统已处于浮地状态，直流开关安全可靠分断。

请参阅图4，当所述直流开关为直流接触器或直流继电器，第一开关支路为继电器或接触器时，

所述继电器或接触器串接在所述直流开关的输出负端以及所述熔断器之间；

所述故障断开电路包括控制所述直流开关开启和关断的分励线圈，当检测到所述继电器或接触器关断时，控制所述分励线圈以使使得直流开关断开。

示意性的，在该电路结构中，第一开关支路为接触器或继电器，可以通过将接触器或继电器串接在所述直流开关的输出负端以及所述熔断器之间。然后通过CPU对接触器的导通和关断的状态进行检测，待接触器的状态发生变化时，控制分励线圈直流开关执行相关动作，如当检测到所述接触器关断时，控制所述分励线圈直流开关断开，同样实现了第一开关支路与直流侧开关的互锁功能。

可见，本实施例提供的可控负极接地和缓冲电路通过设置缓冲支路使得光伏系统的负极对地电压下降到安全值后，再控制光伏系统的负极通过熔断器接地，避免了熔断器由于过流熔断的现象。

除此，本实施例还提供了一种光伏逆变系统，包括任意一项上述的可控负极接地和缓冲电路、逆变器、熔断器以及多路光伏阵列与直流开关的支路。

除此，该光伏逆变系统，还可以包括：通信模块，所述通信模块与所述可控负极接地和缓冲电路相连，当所述第一开关支路断开时，发送断开信号至预设客户端。其中，所述通信模块通过有线信号传输数据，如可以通过485或者 CAN总线进行传输。

除此，该光伏逆变系统，还可以包括：故障断开电路。该故障断开电路设置在所述第一开关支路以及所述直流开关之间，控制故障状态下所述直流开关的开启或关断的状态；

综上，本实用新型提供了一种可控负极接地和缓冲电路以及光伏逆变系统。其中，光伏逆变系统包括逆变器、熔断器以及多路光伏阵列与直流开关的支路。本可控负极接地和缓冲电路设置在直流开关输出负端以及熔断器之间，包括第一开关支路以及缓冲支路，其中，第一开关支路与缓冲支路并联，当直流侧开关闭合后，控制缓冲支路导通，以使光伏逆变系统的负极和地之间的电压降低，并在检测到直流开关的输出负端的对地电压小于第一预设电压值时，控制第一开关支路导通，以使多路光伏逆变系统的负极能够可控接地。即本方案通过设置缓冲支路使得光伏系统的负极对地电压下降到安全值后，再控制光伏系统的负极通过熔断器接地，避免了熔断器由于过流熔断的现象。同时还包括故障断开电路和时序逻辑，该故障断开电路设置在所述第一开关支路以及所述直流开关之间，控制故障状态下所述直流开关和第一支路开关之间的开启或关断的时序逻辑，避免了直流开关分断拉弧燃烧风险。

然而上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。