一种DC-DC变换器、光伏逆变器及直流汇流箱的制作方法

本发明属于光伏发电，具体涉及一种dc-dc变换器、光伏逆变器及直流汇流箱。

背景技术：

1、目前为了提升光伏发电系统的直流配比(光伏单元的功率与光伏逆变器的输入功率的比值)，通常每路mppt电路连接至少两路光伏单元。以一路光伏单元出现短路或者光伏单元所在线路出现短路为例，此时短路电流为连接的其它路的光伏单元的输出电流之和，当连接的其它路的光伏单元数量仅为1时，由于短路电流较小，光伏单元和线路可以耐受此短路电流。但是当连接的其它路的光伏单元的数量为2或者更多时，短路电流较大，为了保护光伏单元和线路，可以在光伏单元的正输出端或负输出端串联熔断器，通过使熔断器熔断以保护光伏单元和线路。但是，由于熔断器的熔断电流一般较高，而每路光伏单元的输出电流较低，因此多路光伏单元的短路电流之和可能难以达到熔断器熔断电流，使得熔断器熔断耗时长，导致熔断器并不能有效的保护光伏单元和线路，而且熔断器失效率相对较高，可靠性低。

2、为了解决该问题，一般会使用远程脱扣开关分断故障电流，实现保护。然而，脱扣开关的每一级的电流并不是均衡的，会出现单个极的电流过大，导致发热不均，限制了系统容量的进一步扩大，从而限制了dc-dc变换器的最大输入电流能力。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种改进的dc-dc变换器、光伏逆变器及直流汇流箱。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种dc-dc变换器，其用于接入具有m个光伏单元的光伏模块，每一个所述光伏单元包括一个或多个光伏组件；

4、所述dc-dc变换器包括dc-dc电路、直流母线和多个保护开关，所述直流母线连接所述dc-dc电路的输入端；

5、所述光伏单元通过所述保护开关连接至所述直流母线，每个所述保护开关用于在其连接的光伏单元的反向电流大于第一电流值或过流时，将对应的光伏单元和所述直流母线断开；

6、m为大于等于5的正整数，所述光伏模块包括第一类光伏单元组和第二类光伏单元组，所述第一类光伏单元组的数量为n个，所述第二类光伏单元组的数量为k个，其中，n为正整数且k为正整数且每一个所述第一类光伏单元组包括一个所述光伏单元，每一个所述第二类光伏单元组包括两个所述光伏单元；

7、每一个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的正输出端口串接同一个所述保护开关，每一个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的负输出端口串接同一个所述保护开关；

8、所述第一类光伏单元组中的光伏单元的正输出端口和其中一个所述第二类光伏单元组中光伏单元的正输出端口串接同一个所述保护开关；所述第二类光伏单元组中的光伏单元的负输出端口和另一个所述第二类光伏单元组中光伏单元的负输出端口串接同一个所述保护开关。

9、优选地，当n为大于等于2的正整数时，不同的所述第一类光伏单元组中的光伏单元的正输出端口串接的保护开关不相同，且不同的所述第一类光伏单元组中的光伏单元的负输出端口串接的保护开关不相同。

10、优选地，所述保护开关的数量为p个，

11、优选地，每一个所述保护开关对应直流隔离开关的一个极数，所述直流隔离开关包括手柄和p个极。

12、进一步地，当m＝5时，p＝4，n＝1，k＝2，第一个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的负输出端口串接至第一保护开关，第一个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的正输出端口串接至第二保护开关；

13、第二个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的负输出端口串接至第三保护开关，第二个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的正输出端口串接至第四保护开关；

14、所述第一类光伏单元组中的光伏单元的正输出端口串接至所述第二保护开关，所述第一类光伏单元组中的光伏单元的负输出端口串接至所述第三保护开关；

15、其中，所述第一保护开关离所述手柄的距离小于所述第二保护开关，所述第二保护开关离所述手柄的距离小于所述第三保护开关，所述第三保护开关离所述手柄的距离小于所述第四保护开关。

16、进一步地，当m＝5时，p＝4，n＝1，k＝2，第一个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的正输出端口串接至第一保护开关，第一个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的负输出端口串接至第二保护开关；

17、第二个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的正输出端口串接至第三保护开关，第二个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的负输出端口串接至第四保护开关；

18、所述第一类光伏单元组中的光伏单元的正输出端口串接至所述第一保护开关，所述第一类光伏单元组中的光伏单元的负输出端口串接至所述第四保护开关；

19、其中，所述第一保护开关离所述手柄的距离小于所述第二保护开关，所述第二保护开关离所述手柄的距离小于所述第三保护开关，所述第三保护开关离所述手柄的距离小于所述第四保护开关。

20、优选地，多路所述dc-dc变换器与dc-ac变换器形成逆变器；

21、多路所述dc-dc变换器的正输出端口并联连接至所述dc-ac变换器的正输入端口，多路所述dc-dc变换器的负输出端口并联连接至所述dc-ac变换器的负输入端口。

22、优选地，多路所述dc-dc变换器形成直流汇流箱；多路所述dc-dc变换器的正输出端口并联以形成所述直流汇流箱的正输出端口；多路所述dc-dc变换器的负输出端口并联以形成所述直流汇流箱的负输出端口。

23、一种光伏逆变器，包括dc-ac变换器，所述光伏逆变器还包括如上所述的dc-dc变换器；多路所述dc-dc变换器的正输出端口并联连接至所述dc-ac变换器的正输入端口，多路所述dc-dc变换器的负输出端口并联连接至所述dc-ac变换器的负输入端口。

24、一种直流汇流箱，包括多路如上所述的dc-dc变换器；多路所述dc-dc变换器用于接入光伏模块；多路所述dc-dc变换器的正输出端口并联以形成所述直流汇流箱的正输出端口；多路所述dc-dc变换器的负输出端口并联以形成所述直流汇流箱的负输出端口。

25、由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

26、本发明中的dc-dc变换器，通过合理设置光伏单元与脱扣直流开关的接线方式，使开关的每极电流更加均衡，在不改变开关选型的情况下，有效提高脱扣开关的电流利用率，同时可以提高dc-dc变换器的最大输入电流能力，方便扩充系统容量。

27、在进一步优选的方案中，通过合理设置离手柄不同距离的保护开关的位置，使得发生故障保护开关断开时，相邻的保护开关的电压差变小，解决了相邻两路保护开关之间高耐压的问题。

技术特征：

1.一种dc-dc变换器，其用于接入具有m个光伏单元的光伏模块，每一个所述光伏单元包括一个或多个光伏组件；

2.根据权利要求1所述的dc-dc变换器，其特征在于，当n为大于等于2的正整数时，不同的所述第一类光伏单元组中的光伏单元的正输出端口串接的保护开关不相同，且不同的所述第一类光伏单元组中的光伏单元的负输出端口串接的保护开关不相同。

3.根据权利要求1所述的dc-dc变换器，其特征在于，所述保护开关的数量为p个，

4.根据权利要求1所述的dc-dc变换器，其特征在于，每一个所述保护开关对应直流隔离开关的一个极数，所述直流隔离开关包括手柄和p个极。

5.根据权利要求4所述的dc-dc变换器，其特征在于，当m＝5时，p＝4，n＝1，k＝2，

6.根据权利要求4所述的dc-dc变换器，其特征在于，当m＝5时，p＝4，n＝1，k＝2，第一个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的正输出端口串接至第一保护开关，第一个所述第二类光伏单元组中的两个光伏单元的负输出端口串接至第二保护开关；

7.根据权利要求1所述的dc-dc变换器，其特征在于，多路所述dc-dc变换器与dc-ac变换器形成逆变器；

8.根据权利要求1所述的dc-dc变换器，其特征在于，多路所述dc-dc变换器形成直流汇流箱；多路所述dc-dc变换器的正输出端口并联以形成所述直流汇流箱的正输出端口；多路所述dc-dc变换器的负输出端口并联以形成所述直流汇流箱的负输出端口。

9.一种光伏逆变器，包括dc-ac变换器，其特征在于，所述光伏逆变器还包括如权利要求1-8中任一项所述的dc-dc变换器；多路所述dc-dc变换器的正输出端口并联连接至所述dc-ac变换器的正输入端口，多路所述dc-dc变换器的负输出端口并联连接至所述dc-ac变换器的负输入端口。

10.一种直流汇流箱，其特征在于，包括多路如权利要求1-8中任一项所述的dc-dc变换器，多路所述dc-dc变换器用于接入光伏模块；多路所述dc-dc变换器的正输出端口并联以形成所述直流汇流箱的正输出端口；多路所述dc-dc变换器的负输出端口并联以形成所述直流汇流箱的负输出端口。

技术总结本发明公开了一种DC‑DC变换器、光伏逆变器及直流汇流箱。DC‑DC变换器用于接入具有M个光伏单元的光伏模块，每一个光伏单元所在支路的输出电压相同；光伏模块包括第一类光伏单元组和第二类光伏单元组；每一个第一类光伏单元组包括一个光伏单元，每一个第二类光伏单元组包括两个光伏单元；每一个第二类光伏单元组中的两个光伏单元的正输出端口串接同一个保护开关，每一个第二类光伏单元组中的两个光伏单元的负输出端口串接同一个保护开关。本发明中的DC‑DC变换器，通过合理设置光伏单元与脱扣直流开关的接线方式，使开关的每极电流更加均衡，在不改变开关选型的情况下，有效提高脱扣开关的电流利用率的同时可以提高DC‑DC变换器的最大输入电流能力。技术研发人员：徐立智,张浩,曾伟,卢盈受保护的技术使用者：爱士惟新能源技术（扬中）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1