[发明专利]一种串联型逆变系统及其保护方法

说明书

本申请公开了一种串联型逆变系统及其保护方法，实现了在正线或负线对地短路时，抑制故障电流。所述保护电路包括：控制单元和双向可控的开关电路；所述双向可控的开关电路串联在所述两个逆变单元直流侧串联后的中点引出线上；所述控制单元用于在检测到所述双向可控的开关电路上的电流超过阈值时，控制所述双向可控的开关电路与当前故障电流方向同向的导通路径断开，或者控制所述双向可控的开关电路双向导通的路径同时断开。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及一种串联型逆变系统及其保护方法。

背景技术

图1示出了一种串联型逆变系统，包括：两个逆变单元；这两个逆变单元的直流侧相串联后引出一根正线和一根负线，分别接入输入源的正极和负极；这两个逆变单元的直流侧串联后的中点以及所述输入源的中点通过接地单元接地或直接接地，此时两中点对地电压相等、基本为零，相当于两中点之间有一根虚拟连接的中线(当然也可以将该虚拟连接的中线实体化)；这两个逆变单元的交流侧分别接入分裂变压器低压侧的两个分裂绕组(或分别接入两个独立变压器低压侧的绕组)。

但是对于所述串联型逆变系统来说，一旦所述正、负线中的一根对地短路(图2以所述正线对地短路为例)，或者所述正、负线中的一根对地阻抗过低，或者两个逆变单元之间功率严重不均衡，则会使得其中一个逆变单元的直流侧产生大电流，造成回路中的功率半导体器件或其他器件过流损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种串联型逆变系统及其保护方法，以抑制故障电流。

一种串联型逆变系统，包括主电路和保护电路；

所述主电路包括：两个逆变单元；所述两个逆变单元的直流侧相串联后引出一根正线和一根负线，分别接入输入源的正极和负极；所述两个逆变单元直流侧串联后的中点以及所述输入源的中点通过接地单元接地或直接接地；所述两个逆变单元的交流侧分别接入分裂变压器低压侧的两个分裂绕组或者分别接入两个独立变压器低压侧的绕组；

所述保护电路包括：控制单元和双向可控的开关电路；所述双向可控的开关电路串联在所述两个逆变单元直流侧串联后的中点引出线上；所述控制单元用于在检测到所述双向可控的开关电路上的电流超过阈值时，控制所述双向可控的开关电路与当前故障电流方向同向的导通路径断开，或者控制所述双向可控的开关电路双向导通的路径同时断开。

可选的，所述双向可控的开关电路包括至少一个功率半导体器件。

可选的，所述双向可控的开关电路包括：两个反向串联的MOSFET。

可选的，所述双向可控的开关电路包括：两个反向串联的IGBT，并且每个IGBT上各反向并联一个二极管。

可选的，所述双向可控的开关电路包括：一个MOSFET和一个IGBT，所述MOSFET和所述IGBT反向串联，并且所述IGBT上反向并联一个二极管。

可选的，所述双向可控的开关电路包括：两个反向串联的二极管，并且每个二极管上各并联一个电磁式开关电器。

可选的，所述双向可控的开关电路为逆导型IGBT。

可选的，每个逆变单元均具有唯一的逆变桥；或者，每个逆变单元均由多个逆变桥组成，所述多个逆变桥的直流侧并联、交流侧并联。

可选的，所述分裂变压器或所述两个独立变压器被一个所述串联型逆变系统独立使用，或者所述分裂变压器或所述两个独立变压器被多个所述串联型逆变系统共用。

可选的，所述输入源的正、负极为光伏组串汇流箱的输出正、负极，或者是储能电池的正、负极，或者是DC/DC变换器的输出正、负极。

一种串联型逆变系统的保护方法，其中：

所述串联型逆变系统包括主电路和保护电路；