一种非隔离型光伏并网逆变系统的制作方法

本发明属于光伏逆变，具体涉及一种非隔离型光伏并网逆变系统。

背景技术：

1、随着传统能源的日益枯竭和由于使用化石能源所带来的环境污染和温室效应，可再生能源必将逐步取代传统能源，成为未来能源结构中的主导。而可再生能源中的太阳能，由于其自身的各种优势，将占据未来世界能源结构的重要地位，成为未来世界能源的主体。太阳能的利用多采用光伏发电的形式，通过并网逆变器将太阳能转换成的电能输送到电网上去。

2、非隔离并网逆变器因不含低频和高频变压器而具有变换效率高、成本低、重量轻等突出优势，在分布式光伏并网中普及应用。但是无变压器带来的缺点是，光伏系统直接与电网连接，光伏系统对大地有电势差。光伏系统中，电池板数量多，接线复杂，在非隔离并网逆变器应用场景下，若发生pv负对大地pe短路，会导致逆变器功率器件失效，甚至起火，造成故障扩散，破坏光伏系统。因此，需要一个有效的保护方案，提升逆变器的可靠性，健壮性。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种非隔离型光伏并网逆变系统，可以检测pv负上流经的短路电流，并切断逆变器与直流侧的回路；或使短路电流沿预设旁路流动，绕开逆变器，从而保护逆变器不受损坏。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种非隔离型光伏并网逆变系统，包括：光伏电源模块，用于将太阳能转换为直流源；逆变模块，用于将所述光伏电源模块输出的直流源转换为交流源，并输送至电网；短路保护模块，连接在所述光伏电源模块和逆变模块之间，用于保护所述逆变模块中的功率器件不被短路电流烧毁。

3、根据本发明一具体实施例，所述光伏电源模块包括：至少两路光伏电池并联设置，用于输出直流源；至少两个升压单元对应所述光伏电池设置，且每一个所述升压单元与其对应的所述光伏电池电连接，以提高输出电压；其中，所有所述升压单元的正极输出端相连接，作为所述光伏电源模块的正极输出端；所有所述升压单元的负极输出端相连接，作为所述光伏电源模块的负极输出端。

4、根据本发明一具体实施例，所述短路保护模块包括：连接在所述光伏电源模块的负极输出端和所述逆变模块的负极输入端的第一保护模块，用于检测所述光伏电源模块和所述逆变模块之间流通的短路电流，并控制所述光伏电源模块和所述逆变模块之间通路开启或关闭。

5、根据本发明一具体实施例，所述第一保护模块包括：第一检测单元，用于检测所述光伏电源模块和所述逆变模块负极通路上的短路电流；切换单元，用于控制所述光伏电源模块和所述逆变模块负极通路的导通和关断；第一控制单元，用于根据所述第一检测单元的检测结果控制所述切换单元工作。

6、根据本发明一具体实施例，所述逆变模块包括：逆变单元，输入端与所述光伏电源模块的输出端电连接，用于将直流源逆变为交流源；滤波单元，输入端与所述逆变单元的输出端电连接，用于对所述逆变单元输出的交流源滤波处理，并将处理后的交流源输送至电网；开关单元，与所述滤波单元电连接，用于根据流通的电流大小控制所述滤波单元和电网之间导通或关断。

7、根据本发明一具体实施例，所述短路保护模块包括：连接在所述光伏电源模块的负极输出端和所述滤波单元之间的第二保护模块，用于短路所述逆变单元。

8、根据本发明一具体实施例，所述第二保护模块包括：单向导通单元，一端电连接在所述光伏电源模块的负极输出端，另一端电连接在所述滤波单元上或所述滤波单元与所述开关单元之间，且所述单向导通单元被设置为光伏电源模块连接端至滤波单元连接端单向导通；第二检测单元，用于检测所述光伏电源模块和所述逆变模块负极通路上的短路电流；第二控制单元，用于根据所述检测单元的检测结果控制所述开关单元的工作状态的切换。

9、根据本发明一具体实施例，所述滤波单元为无源滤波器，包括：第一电感和第二电感，串联且电连接在所述逆变单元的正极输出端；第三电感和第四电感，串联且电连接在所述逆变单元的负极输出端；以及电容，一端电连接在所述第一电感和所述第二电感之间，另一端电连接在所述第三电感和所述第四电感之间。

10、根据本发明一具体实施例，所述开关单元包括：正极继电器，与所述第一电感/第二电感电连接，以根据流通的电流控制正极线路的导通和关断；负极继电器，与所述第三电感/第四电感电连接，以根据流通的电流控制负极线路的导通和关断。

11、根据本发明一具体实施例，所述单向导通单元连接在所述第一电感和所述第二电感之间，或所述第一电感/第二电感与所述正极继电器之间。

12、根据本发明一具体实施例，所述逆变单元为heric逆变器。

13、根据本发明一具体实施例，所述光伏电池采用pv源。

14、根据本发明一具体实施例，所述升压单元为boost升压器。

15、根据本发明一具体实施例，所述boost升压器的正极输入端和正极输出端上还并联有二极管，以根据所述boost升压器中开关管的状态导通或截止。

16、本发明为避免短路电流对非隔离型光伏逆变系统中的逆变器造成破坏，添加短路保护模块，用于检测线路中流经的短路电流，并快速切断通路，保护逆变器以及整个非隔离型光伏逆变系统。进一步，还通过短路保护模块增加短路旁路，使短路电流沿旁路设置方向流通，避免短时间内短路电流破坏逆变器中的敏感元器件，随后依靠非隔离型光伏逆变系统中的的继电器分断电网，保护非隔离型光伏逆变系统。本发明通过提供两种短路保护方案，可根据实际的电路环境或者设置需求进行配置，以保护逆变器和非隔离型光伏逆变系统，有效提高了逆变器的可靠性和健壮性。

技术特征：

1.一种非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述光伏电源模块包括：

3.根据权利要求1所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述短路保护模块包括：

4.根据权利要求3所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述第一保护模块包括：

5.根据权利要求1所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述逆变模块包括：

6.根据权利要求5所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述短路保护模块包括：连接在所述光伏电源模块的负极输出端和所述滤波单元之间的第二保护模块，用于短路所述逆变单元。

7.根据权利要求6所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述第二保护模块包括：

8.根据权利要求7所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述滤波单元为无源滤波器，包括：

9.根据权利要求8所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述开关单元包括：

10.根据权利要求9所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述单向导通单元连接在所述第一电感和所述第二电感之间，或所述第一电感/第二电感与所述正极继电器之间。

11.根据权利要求5所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述逆变单元为heric逆变器。

12.根据权利要求2所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述光伏电池采用pv源。

13.根据权利要求2所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述升压单元为boost升压器。

14.根据权利要求13所述的非隔离型光伏并网逆变系统，其特征在于，所述boost升压器的正极输入端和正极输出端上还并联有二极管，以根据所述boost升压器中开关管的状态导通或截止。

技术总结
本发明属于光伏逆变技术领域，具体涉及一种非隔离型光伏并网逆变系统，包括：光伏电源模块，用于将太阳能转换为直流源；逆变模块，用于将所述光伏电源模块输出的直流源转换为交流源，并输送至电网；短路保护模块，连接在所述光伏电源模块和逆变模块之间，用于保护所述逆变模块中的功率器件不被短路电流烧毁。本发明为避免短路电流对非隔离型光伏逆变系统中的逆变器造成破坏，添加短路保护模块，保护逆变器以及整个非隔离型光伏逆变系统，有效提高了逆变器的可靠性和健壮性。

技术研发人员：陈小龙,李世龙
受保护的技术使用者：北京思格源智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15