一种具有AC侧取电保护的并网变流电路的制作方法

本技术属于并网变流系统领域，尤其涉及一种具有ac侧取电保护的并网变流电路。

背景技术：

1、新能源高速发展，使光储系统更是得到了前所未有的发展，随着光储系统大批量装机和大规模运行，暴露出了当前系统出现的一些安全隐患和重大事故，其中最明显和最大的风险就是电力电子变换系统保护不全面，从而发生系统损坏、炸机，严重时导致火灾和人身安全事故，对运维、消防带来了极大挑战和成本风险。

2、电池的电量在未开机时是不可见的，储能系统的运输、库存时间较长，会导致电池自放电放空电量。为简化设计，传统储能系统很多采用直流(dc)侧取电给控制器供电的方式，当储能系统的电池电量降到很低，在安装后就无法自启动，必须用光伏发电来供电启动控制系统，然后再连接电网，给储能充电。这就导致了安装调试的受限。因此出现了从交流(ac)侧取电的设计。

3、当光伏组件、电池或直流端子安装异常、老化、天气潮湿时，有可能导致光伏组串正负极接地或者电池簇正负极接地，dc取电模式时，在连接电网前控制系统已经工作，能够发现问题并告警；但如果光储变流器采用ac侧取电模式，在并网的一瞬间出现短路风险，由于此时控制电路尚未启动，光伏绝缘短路保护等尚未来得及报警，会出现短路过流现象，导致元器件的损坏、炸机、严重时导致火灾以及人身安全事故。

4、当前系统暴露出来的一些安全隐患和重大事故，本质就是交直流转换间存在重大盲区和系统短路风险，在这些风险中，很大一部分来自于变流系统ac侧取电时没有考虑到系统复杂的运行组合，且现有的变流系统具备了绝缘阻抗检测和漏电流检测，但是并不能有效的保护系统的稳定和安全，导致存在重大盲区和系统短路风险，在有些特定的运行模式下，将导致机器损坏和发生火灾等重大安全事故，同时也带来了巨大的售后服务成本。

技术实现思路

1、本实用新型目的在于提供一种具有ac侧取电保护的并网变流电路,以解决并网逆变系统从ac侧取电时，由于pv母线接地造成的短路电流过大导致元器件损坏的技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型的一种具有ac侧取电保护的并网变流电路的具体技术方案如下：

3、包括逆变电路、光储直流母线、整流电路、高压开关以及短路保护电路，逆变电路直流端连接光伏及储能电池的直流母线，交流端连接电网相线；取电用的整流电路输入端连接电网相线，直流输出侧连接光储直流母线；逆变电路交流端、整流电路输入端分别与所述高压开关、短路保护电路串联在电网相线上。

4、作为本实用新型的进一步改进，所述短路保护电路包括串联在电网相线上的电容，电容位于高压开关与整流电路输入端之间。

5、作为本实用新型的进一步改进，短路保护采用的电容为满足电容耐压值大于的非电解电容，vp-p表示光储直流母线正负极之间的压差、交流峰谷之间电压差，两个电压差中的大电压值。

6、作为本实用新型的进一步改进，所述整流电路采用二极管三相全桥整流电路，每个桥臂由两个二极管串联组成，桥臂上、下分别连接光储直流母线的正、负极，二极管连接点为桥臂中点，三相桥臂与三相交流母线一一对应连接，每相交流母线上分别有至少一个高压开关，至少一个高压开关中靠近整流电路交流侧的高压开关与对应的桥臂中点之间串联短路保护的电容。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述光储直流母线包含正极和负极，正极与负极之间串联母线电容c1和c2，母线电容c1和c2的连接点电压为中点电压。

8、作为本实用新型的进一步改进，所述逆变电路采用三电平t型逆变桥，三电平t型逆变桥的直流输入中性点连接在母线电容c1和c2的连接点处，t型逆变桥的交流输出端输出交流电经lc滤波电路并入电网。

9、作为本实用新型的进一步改进，所述lc滤波电路包含串联在三电平t型逆变桥交流输出端的电感、以及连接电感与n线的电容。

10、有益效果：

11、本实用新型充分考虑了在ac侧取电模式下，当pv面板或者电池安装异常、老化、天气潮湿导致pv接地或者电池接地等短路风险，提出了容隔的有效保护方案，有效保护设备安全和避免火灾等安全事故。

技术特征：

1.一种具有ac侧取电保护的并网变流电路，其特征在于，包括逆变电路、光储直流母线、整流电路、高压开关以及短路保护电路，逆变电路直流端连接光伏及储能电池的直流母线，交流端连接电网相线；取电用的整流电路输入端连接电网相线，直流输出侧连接光储直流母线；逆变电路交流端、整流电路输入端分别与所述高压开关、短路保护电路串联在电网相线上。

2.根据权利要求1所述的具有ac侧取电保护的并网变流电路，其特征在于，所述短路保护电路包括串联在电网相线上的电容，电容位于高压开关与整流电路输入端之间。

3.根据权利要求2所述的具有ac侧取电保护的并网变流电路，其特征在于，短路保护采用的电容为满足电容耐压值大于的非电解电容，vp-p表示光储直流母线正负极之间的压差、交流峰谷之间电压差，两个电压差中的大电压值。

4.根据权利要求2所述的具有ac侧取电保护的并网变流电路，其特征在于，所述整流电路采用二极管三相全桥整流电路，每个桥臂由两个二极管串联组成，桥臂上、下分别连接光储直流母线的正、负极，三个桥臂中点与三相交流母线一一对应连接，每一相交流母线上设有高压开关，高压开关与对应相的桥臂中点之间串联有电容。

5.根据权利要求1所述的具有ac侧取电保护的并网变流电路，其特征在于，所述光储直流母线包含正极和负极，正极与负极之间串联母线电容c1和c2，母线电容c1和c2的连接点电压为中点电压。

6.根据权利要求5所述的具有ac侧取电保护的并网变流电路，其特征在于，所述逆变电路采用三电平t型逆变桥，三电平t型逆变桥的直流输入中性点连接在母线电容c1和c2的连接点处，三电平t型逆变桥的交流输出端输出交流电经lc滤波电路并入电网。

7.根据权利要求6所述的具有ac侧取电保护的并网变流电路，其特征在于，所述lc滤波电路包含串联在三电平t型逆变桥交流输出端的电感、以及连接电感与n线的电容。

技术总结一种具有AC侧取电保护的并网变流电路包括逆变电路、光储直流母线、整流电路、高压开关以及短路保护电路，逆变电路直流端连接光伏及储能电池的直流母线，交流端连接电网相线；取电用的整流电路输入端连接电网相线，直流输出侧连接光储直流母线；逆变电路交流端、整流电路输入端分别与所述高压开关、短路保护电路串联在电网相线上。本技术克服了并网逆变系统从AC侧取电时，由于光伏系统直流端接地造成的短路电流过大导致元器件损坏的问题。技术研发人员：黄国江,王晨光受保护的技术使用者：江苏为恒智能科技有限公司技术研发日：20231212技术公布日：2024/7/29