[发明专利]一种应用于光伏发电系统的变换器、方法及系统

说明书

本申请提供了一种应用于光伏发电系统的变换器、方法及系统。其中，该变换器包括：控制器和至少一个开关管；所述变换器支持至少两个光伏单元接入，所述至少两个光伏单元在变换器内部通过所述开关管串联；所述光伏单元为至少一个光伏组件通过串并联形成；所述控制器，用于在接收到关机指令或者在预设时间段内丢失心跳指令时，控制所述开关管断开以使任意两个串联在一起的所述光伏单元断开连接。利用本申请提供的变换器，能够在光伏发电系统关机时将任意两个串联的光伏单元断开连接，使光伏单元形成的光伏阵列内不存在危险高压，从而提升光伏发电系统的安全性。

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种应用于光伏发电系统的变换器、方法及系统。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，将光能转变为电能的一种技术。光伏发电系统通常包括光伏方阵、逆变器、交流配电等设备。为了获得较高的输出电压或输出电流，光伏方阵通常包括多个光伏组件通过一定的串并联方式形成。但不同光伏组件的参数存在的差异，以及太阳辐射条件的差异会造成能量损失。另外由于光伏组件安装于室外，光伏组件部分被遮挡、间歇性的遮挡以及老化等现象也会引起能量损失，进而影响光伏发电系统的发电量，降低发电效率。

为了提高光伏发电系统的发电效率，每个光伏组件会连接一个具有独立MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)功能的变换器，最大限度提高光伏发电系统的发电效率。为了降低光伏发电系统的成本，目前将多个光伏组件在变换器的外部串联连接后再连接在一个变换器的输入端，进而减少了光伏发电系统包含的变换器的数量，因此降低了光伏发电系统的成本。

但该方案多个光伏组件直接串联后的总电压较高，当光伏发电系统执行快速关断功能时，光伏发电系统的变换器关机，变换器的输出电压为零，但串联的多个光伏组件无法断开，串联的光伏组件形成的光伏阵列内仍存在危险高压，这样将存在安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本申请提供了一种应用于光伏发电系统的变换器、方法及系统，能够在光伏发电系统关机时将任意两个串联的光伏单元断开连接，使光伏单元形成的光伏阵列内不存在危险高压，从而提升光伏发电系统的安全性。

第一方面，本申请提供了一种用于光伏发电系统的变换器，该变换器包括：控制器和至少一个开关管；变换器支持至少两个光伏单元接入，至少两个光伏单元在变换器内部通过开关管串联；光伏单元为至少一个光伏组件通过串并联形成；控制器，用于在接收到关机指令或者在预设时间段内丢失心跳指令时，控制开关管断开以使任意两个串联在一起的光伏单元断开连接。

本申请接入变换器的每个光伏单元的开路电压均低于80V，因此当控制器控制开关管断开时，可以使光伏单元形成的光伏阵列内不存在危险高压，提升了光伏发电系统的安全性。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，控制器还用于当收到开机指令且收到心跳指令时，控制开关管闭合。

当控制器接收到开机指令且收到心跳指令时，判断此时变换器需要切换为正常工作的模式，因此控制开关管闭合，以使光伏单元在变换器内部通过开关管串联连接。

结合第一方面及第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，该变换器还包括：功率电路，功率电路用于进行功率变换，该功率电路可以为直流-直流变换电路、直流-交流变换电路或通断控制电路。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，控制器还用于在接收到关机指令或者在预设时间段内丢失心跳指令时，判断当前需要切换为关机模式，控制功率电路停止功率变换，或，限制功率电路的输出电压小于预设电压值，或，限制功率电路的输出电流小于预设电流值。其中，该预设电压值通常较低，例如可以为10V，该预设电流值通常也较低，例如可以设置为10mA。因此能够使变换器的输出端无危险高压与高电流，提升了光伏发电系统的安全性。