System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 保护电路、控制方法及光伏系统技术方案_技高网

保护电路、控制方法及光伏系统技术方案

技术编号:44157081 阅读:0 留言:0更新日期:2025-01-29 10:28
本申请公开了一种保护电路、控制方法及光伏系统,属于电力电子技术领域。本申请提供了一种保护电路,应用于三相逆变电路,三相逆变电路的直流侧用于连接电源组件,各相输出端设有继电器组件,保护电路包括:可控功率器件,与三相逆变电路中的桥臂并联;故障检测模块,与三相逆变电路电连接,在检测到对地短路故障时,生成故障信号;电流检测电路,检测三相逆变电路各相的输出电流;控制器,分别与故障检测模块、电流检测电路和继电器电连接,在接收到故障信号后,控制可控功率器件导通,并在各相的输出电流满足过零条件时,断开各相的继电器组件,既能确保继电器组件安全关断,又能切断短路电流的回路,避免短路电流对电路中的元器件造成损坏。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于电力电子,尤其涉及一种保护电路、控制方法及光伏系统


技术介绍

1、光伏系统通常包括光伏组件与逆变器,光伏组件是由太阳能电池板经过串联进行封装保护形成的大面积的太阳能电池板,可以将太阳能转化为直流电,再配合逆变器将光伏组件的直流电转变为交流电,就可以直接并入电网或直接为电气供电。

2、在实际工程中,光伏系统的电缆往往容易因为施工或恶劣环境导致破损,这会导致光伏线缆对地短路。光伏线缆对地短路时产生的短路电流将有千安级别,使得电路中的器件的损坏风险较高。


技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种保护电路、控制方法及光伏系统,既能确保继电器安全关断,又能切断短路电流的回路,避免短路电流对电路中的元器件造成损坏。

2、第一方面,本申请提供了一种保护电路,该保护电路应用于三相逆变电路,三相逆变电路的直流侧用于连接电源组件,三相逆变电路的各相输出端设有继电器组件,保护电路包括:

3、可控功率器件,与三相逆变电路中的桥臂并联;

4、故障检测模块,与三相逆变电路电连接,且配置为在检测到对地短路故障时,生成故障信号;

5、电流检测电路,与三相逆变电路电连接,且配置为检测三相逆变电路各相的输出电流;

6、控制器,分别与故障检测模块、电流检测电路和继电器组件电连接,且配置为在接收到故障信号后,控制可控功率器件导通,并在各相的输出电流满足过零条件时,断开各相的继电器组件。

7、根据本申请的保护电路,三相逆变电路和电源组件之间出现对地短路故障时,控制器控制可控功率器件导通,可控功率器件对流经下桥臂中的续流二极管的短路电流进行分流,避免过大的短路电流对桥臂中的续流二极管造成损坏,此外,控制器在各相的输出电流满足过零条件时,断开各相的继电器组件,既能确保继电器组件安全关断,又能切断短路电流的回路,避免短路电流对电路中的元器件造成损坏。

8、根据本申请的一个实施例,桥臂包括上桥臂和下桥臂,故障检测模块配置为在检测到电源组件的正极对地短路故障故障时,生成第一故障信号,和/或在检测到电源组件的负极对地短路故障时,生成第二故障信号;

9、控制器配置为在接收到第一故障信号时,驱动与上桥臂并联的可控功率器件导通;和/或在接收到第二故障信号时,驱动与下桥臂并联的可控功率器件导通。

10、根据本申请的一个实施例,故障检测模块包括:

11、过流检测模块,与电流检测电路电连接,且配置为在至少一相的负输出电流大于第一电流阈值时,生成第一过流信号,和/或在至少一相的正输出电流大于第二电流阈值时,生成第二过流信号;

12、共模电流检测模块,与三相逆变电路的直流侧电连接,且配置为在三相逆变电路直流侧的负共模电流大于第三电流阈值时,生成第一共模电流信号,和/或在三相逆变电路直流侧的正共模电流大于第四电流阈值时,生成第二共模电流信号;

13、电压检测模块,分别与电源组件的正极、电源组件的负极和接地节点电连接,且配置为在电源组件的正极和接地节点之间的对地电压小于第一电压阈值时,生成第一对地电压信号,和/或在电源组件的负极和接地节点之间的对地电压小于第二电压阈值时,生成第二对地电压信号;

14、信号转换模块,分别与过流检测模块、共模电流检测模块和电压检测模块电连接,且配置为在接收到第一过流信号、第一共模电流信号和第一对地电压信号中的至少一个时,生成第一故障信号;和/或

15、信号转换模块,配置为在接收到第二过流信号、第二共模电流信号和第二对地电压信号中的至少一个时,生成第二故障信号。

16、根据本申请的一个实施例,信号转换模块包括:

17、第一与门,第一与门的输入端分别与过流检测模块、共模电流检测模块和电压检测模块的输出端电连接,第一与门的输出端与控制器电连接。

18、根据本申请的一个实施例,信号转换模块包括:

19、第二与门,第二与门的输入端分别与过流检测模块和共模电流检测模块的输出端电连接;

20、第三与门,第三与门的输入端分别与过流检测模块和电压检测模块的输出端电连接;

21、第四与门,第四与门的输入端分别与共模电流检测模块和电压检测模块的输出端电连接;

22、或门,或门的输入端分别与第二与门、第三与门和第四与门的输出端电连接,或门的输出端与控制器电连接。

23、根据本申请的一个实施例,信号转换模块还包括:

24、数据滤波单元,数据滤波单元的输入端分别与过流检测模块、共模电流检测模块和电压检测模块的输出端电连接,且配置为对第一过流信号、第二过流信号、第一共模电流信号、第二共模电流信号、第一对地电压信号和/或第二对地电压信号进行滤波。

25、根据本申请的一个实施例,继电器组件包括串联的多个继电器,控制器分别与各继电器电连接,且配置为在多次控制继电器组件关断时,采用至少两种继电器关断顺序执行。

26、根据本申请的一个实施例,继电器组件包括串联的第一继电器和第二继电器,控制器交替地执行以下操作:

27、控制第一继电器先于第二继电器断开;或者,

28、控制第二继电器先于第一继电器断开。

29、根据本申请的一个实施例,可控功率器件为全控型功率器件,三相逆变电路的输出节点还连接有滤波电感,滤波电感远离输出节点的一端与全控型功率器件的输出端电连接。

30、根据本申请的一个实施例,控制器包括:

31、预分断模块,配置为在接收到故障信号后,进入预分断阶段,并确定三相逆变电路各相的输出电流中首次过零点的过零时刻;

32、主分断模块,配置为在预分断阶段结束之后,进入主分断阶段,并在各相满足以下条件至少之一时,控制对应相的继电器组件断开:

33、当前时刻与过零时刻之间的时间差小于阈值;或者,

34、输出电流小于第五电流阈值。

35、根据本申请的一个实施例,三相逆变电路采用三相四线制接法,主分断模块还配置为在预分断阶段结束之后,进入主分断阶段,并在各相满足以下条件至少之一时,控制对应相的继电器组件断开:

36、当前时刻与过零时刻之间的时间差小于阈值;

37、输出电流小于第五电流阈值;或者,

38、相电压的相角处于目标相角范围内;

39、其中,在正极对地短路故障时,目标相角范围为[180°,180+θ1°];在负极对地短路故障时,目标相角范围为[0°,θ2°],θ1为第一相角阈值,θ2为第二相角阈值。

40、第二方面,本申请提供了一种控制方法,该控制方法应用于三相逆变电路,三相逆变电路的直流侧用于连接电源组件,三相逆变电路的各相输出端设有继电器组件,三相逆变电路中的桥臂并联有可控功率器件,控制方法包括:

41、在检测到电源组件出现对地短路故障时,控制可控功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种保护电路,其特征在于,应用于三相逆变电路,所述三相逆变电路的直流侧用于连接电源组件,所述三相逆变电路的各相输出端设有继电器组件,所述保护电路包括:

2.根据权利要求1所述的保护电路,其特征在于,所述桥臂包括上桥臂和下桥臂,所述故障检测模块配置为在检测到所述电源组件的正极对地短路故障时,生成第一故障信号,和/或在检测到所述电源组件的负极对地短路故障时,生成第二故障信号;

3.根据权利要求2所述的保护电路,其特征在于,所述故障检测模块包括:

4.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述信号转换模块包括:

5.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述信号转换模块包括:

6.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述信号转换模块还包括:

7.根据权利要求1-6中任一项所述的保护电路,其特征在于,所述继电器组件包括串联的多个继电器,所述控制器分别与各所述继电器电连接,且配置为在多次控制所述继电器组件关断时,采用至少两种继电器关断顺序执行。

8.根据权利要求7所述的保护电路,其特征在于,所述继电器组件包括串联的第一继电器和第二继电器,所述控制器交替地执行以下操作:

9.根据权利要求1-6中任一项所述的保护电路,其特征在于,所述可控功率器件为全控型功率器件,所述三相逆变电路的输出节点还连接有滤波电感,所述滤波电感远离所述输出节点的一端与所述全控型功率器件的输出端电连接。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的保护电路,其特征在于,所述控制器包括:

11.根据权利要求10所述的保护电路,其特征在于,所述三相逆变电路采用三相四线制接法,所述主分断模块还配置为在所述预分断阶段结束之后,进入主分断阶段,并在各相满足以下条件至少之一时,控制对应相的继电器组件断开:

12.一种控制方法,其特征在于,应用于三相逆变电路,所述三相逆变电路的直流侧用于连接电源组件,所述三相逆变电路的各相输出端设有继电器组件,所述三相逆变电路中的桥臂并联有可控功率器件,所述控制方法包括:

13.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,所述在各相的输出电流满足过零条件时,断开各相的继电器组件,包括:

14.根据权利要求13所述的控制方法,其特征在于,所述三相逆变电路采用三相四线制接法,所述控制方法还包括:

15.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,所述三相逆变电路的桥臂包括上桥臂,所述在检测到对地短路故障时,控制所述可控功率器件导通,包括:

16.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,所述三相逆变电路的桥臂包括下桥臂,所述在检测到对地短路故障时,控制所述可控功率器件导通,包括:

17.根据权利要求12-16中任一项所述的控制方法,其特征在于,所述继电器组件包括串联的多个继电器,所述控制方法还包括:

18.根据权利要求17所述的控制方法,其特征在于,所述继电器组件包括串联的第一继电器和第二继电器,所述控制方法还包括:

19.一种光伏系统,其特征在于,包括电源组件和逆变器,所述逆变器的直流侧用于连接所述电源组件,所述逆变器的交流侧用于连接电网,所述逆变器包括根据权利要求1-11中任一项所述的保护电路,或者包括实现根据权利要求12-17中任一项所述的控制方法的控制器。

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【技术特征摘要】

1.一种保护电路,其特征在于,应用于三相逆变电路,所述三相逆变电路的直流侧用于连接电源组件,所述三相逆变电路的各相输出端设有继电器组件,所述保护电路包括:

2.根据权利要求1所述的保护电路,其特征在于,所述桥臂包括上桥臂和下桥臂,所述故障检测模块配置为在检测到所述电源组件的正极对地短路故障时,生成第一故障信号,和/或在检测到所述电源组件的负极对地短路故障时,生成第二故障信号;

3.根据权利要求2所述的保护电路,其特征在于,所述故障检测模块包括:

4.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述信号转换模块包括:

5.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述信号转换模块包括:

6.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述信号转换模块还包括:

7.根据权利要求1-6中任一项所述的保护电路,其特征在于,所述继电器组件包括串联的多个继电器,所述控制器分别与各所述继电器电连接,且配置为在多次控制所述继电器组件关断时,采用至少两种继电器关断顺序执行。

8.根据权利要求7所述的保护电路,其特征在于,所述继电器组件包括串联的第一继电器和第二继电器,所述控制器交替地执行以下操作:

9.根据权利要求1-6中任一项所述的保护电路,其特征在于,所述可控功率器件为全控型功率器件,所述三相逆变电路的输出节点还连接有滤波电感,所述滤波电感远离所述输出节点的一端与所述全控型功率器件的输出端电连接。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的保护电路,其特征在于,所述控制器包括:

11.根据权利要求10所述的保护电路,其特征在于,所述三相逆...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐林孙健文孙乐润于建寅
申请(专利权)人:上海思格新能源技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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