[发明专利]一种光伏直流分断装置

说明书

本申请公开了一种光伏直流分断装置，可以包括用于连接光伏组串和光伏能量转换器的正连接端和负连接端，以及第一二极管、第一开关、换流电路和能量吸收回路，其中，第一开关、换流电路和能量吸收回路三者并联，换流电路可以有效的避免第一开关断开光伏组串与光伏能量转换器之间的直流电路时产生拉弧和烧蚀。第一二极管可以有效旁路光伏能量转换器中储能器件所储存的能量，从而有助于降低换流电路中半导体器件的规格。能量吸收回路也可以有效的降低半导体器件和压敏电阻的规格。

技术领域

本申请涉及电路技术领域，具体涉及一种光伏直流分断装置。

背景技术

目前大型光伏电站一般通过光伏组件串联组成光伏组串接入光伏能量转换器，例如：逆变器，进行功率转换发电。通常光伏组串直流电压达到几百伏，或是上千伏。考虑到光伏能量转换器故障或维护时，需要能可靠、快速的切断光伏组串和光伏能量转换器之间的电气连接，现在通常采用直流断路器来切断光伏组串和光伏能量转换器之间的电气连接。因直流无过零点，且电压高，切断过程中易产生电弧且不易熄灭、分断触点存在电弧烧蚀问题。

为了解决直流断路器切断过程中易产生电弧的问题，现有技术中如图1所示提出了在用于切断上述电气连接的开关S的两端并联分流电路和压敏电阻的分断装置，其中，分流电路采用半导体设计，如通过Q1和Q2两个绝缘栅双极型晶体管(insulated gatebipolar transistor，IGBT)串联实现。当分断装置需要接通时，首先通过分流电路将Q1,Q2半导体管打开，实现高压开通，因Q1,Q2管导通压降只有1-2V左右，此时开关S吸合，因直流触点两端电压等于分流电路的导通压降，只有1-2V，此时开关S吸合触点不会导致拉弧，触点烧蚀等问题。当分断装置需要断开时，此时开关S先断开，因直流触点两端电压等于分流电路的导通压降，只有1-2V，此时开关S断开触点不会导致拉弧，触点烧蚀等问题，待开关S触点开距足够大时，再关断Q1,Q2两个IGBT，实现分断装置的断开。

考虑到线路的寄生电感的影响，IGBT关断过程中，易产生电压尖峰，导致IGBT损坏，所以在IGBT两端并联一个压敏电阻X，用于吸收关断时的电压尖峰，保护IGBT。该分断装置采用压敏电阻X作为能量吸收器件，因为一个光伏组串的直流电压通常都有几百伏到上千幅，以分断的直流电压为1000V-10A为例，压敏电阻耐压需要大于1000V,通用规格需要选到1100V，成本高。在不考虑逆变器DC/DC回路上电感的影响，仅考虑到线路寄生感抗的问题，在IGBT关断时，其压敏钳位电压将远超1500V,此时IGBT和并联的二极管耐压规格需要选到1500V以上，成本更高，而且光伏组串的输出电压受光照影响较大，一旦光伏组串输出的电压高出压敏电阻所能承受的范围，就会导致亚敏电阻损坏，从而降低了分断装置的可靠性。

发明内容

本申请实施例提供一种光伏直流分断装置，可以低成本高可靠的分断光伏组串与光伏能量转换器之间的电气连接。

本申请第一方面提供一种光伏直流分断装置，包括：

第一正连接端、第一负连接端、第二正连接端、第二负连接端、第一开关，第一二极管、换流电路和能量吸收电路；

其中，第一正连接端和第一负连接端用于连接第一光伏组串的输出端，第二正连接端和第二负连接端用于连接光伏能量转换器；

所述第一开关、所述换流电路和所述能量吸收电路三者并联，并连接在所述第一负连接端和所述第二负连接端之间，所述第一二极管的阴极连接在所述第一正连接端和所述第二正连接端之间，所述第一二极管的阳极连接在所述第一开关、所述换流电路和所述能量吸收电路三者并联电路和所述第二负连接端之间；或者，所述第一开关、所述换流电路和所述能量吸收电路三者并联连接在所述第一正连接端和所述第二正连接端之间，所述第一二极管的阴极连接在所述第一开关、所述换流电路和所述能量吸收电路三者并联电路和所述第二正连接端之间，所述第一二极管的阳极连接在所述第一负连接端和所述第二负连接端之间；