光伏发电系统、组串长度的检测方法及逆变器与流程

本技术涉及光伏，特别涉及一种光伏发电系统、组串长度的检测方法及逆变器。

背景技术：

1、光伏发电系统通常包括逆变器和多个组串。每个组串包括多个变换器，该多个变换器的输入分别用于与多个光伏组件(也称光伏板)连接，多个变换器的输出依次串联。该多个组串并联连接后接入逆变器的输入，逆变器的输出与电网连接。其中，每个变换器具有独立最大功率点跟踪(maximum power point tracking，mppt)功能，其能够将光伏组件的输入电压/电流转换为不同的输出电压/电流，实现光伏组件级别的mppt功能，从而有效提高系统发电量。

2、若逆变器的输入并联接入的多个组串的长度不同(即组串中包括的变换器的数量不同)，则长度较短的组串(即短串)中的变换器会被长度较长的组串(即长串)中的变换器反灌电压，造成短串中的变换器损坏。

技术实现思路

1、本技术提供了一种光伏发电系统、组串长度的检测方法及逆变器，可以实现对逆变器的输入并联接入的组串长度一致性的准确检测，以避免逆变器的输入出现长短串并联异常导致短串中的变换器损坏的技术问题。

2、第一方面，提供了一种光伏发电系统，该系统包括：逆变器和多个组串。每个组串包括多个变换器，多个变换器的输入分别用于与多个光伏组件连接，多个变换器的输出依次串联。多个组串并联连接后与逆变器的输入连接，逆变器的输出用于连接交流电网或负载。其中，该多个变换器中的每个变换器用于在第一时刻输出参考电压，逆变器用于在第二时刻检测逆变器的输入的第一电压。该多个变换器中的每个变换器还用于在第三时刻检测自身的输出电压，若该输出电压高于参考电压，则该多个变换器中的每个变换器降低其输出电压为短路电压，该短路电压小于预设电压阈值。逆变器还用于在第四时刻检测逆变器的输入的第二电压，若第二电压小于第一电压，则逆变器发出告警信号。其中，该第二时刻晚于第一时刻，第三时刻晚于第二时刻，第四时刻晚于第三时刻。该告警信号用于指示多个组串中至少两个组串的变换器数量不同。

3、本技术提供的方案中，每个变换器在检测到输出电压大于参考电压时(即检测到被反灌电压时)，能够将其输出电压降为短路电压。基于此，逆变器即可基于其输入电压的变化，准确检测其输入存在长短串并联异常的问题。并且，逆变器通过发出告警信号，可以及时指示用户调整组串的长度。由此，可以有效避免短串中的变换器被长串中的变换器反灌高压而损坏，并能够确保多个组串均能够工作在最佳工作点，进而有效提高光伏发电系统的发电效率。

4、可选地，该光伏发电系统中的每个变换器可以包括：第一电容、第一开关管、第二开关管、电感、二极管和第二电容。其中，第一电容连接在变换器的输入正极和输入负极之间，第一开关管和第二开关管串联在变换器的输入正极和输入负极之间。第一开关管和第二开关管之间的串联节点与电感的一端连接，电感的另一端与变换器的输出正极连接，二极管和第二电容均连接在变换器的输出正极和输出负极之间。并且，该第二开关管也连接在变换器的输出正极和输出负极之间。其中，该短路电压为第二开关管导通后变换器的输出电压。

5、由于第二开关管连接在变换器的输出正极和输出负极之间，因此将第二开关管导通可以使变换器的输出正极和输出负极之间短路，从而使变换器的输出电压降为短路电压。例如，该短路电压可以为0v。

6、可选地，该逆变器还可以用于在第一时刻之前向该多个变换器中的每个变换器输出第一指令；该第一指令可以用于指示该多个变换器中的每个变换器在第一时刻输出参考电压。

7、其中，该第一指令中可以携带参考电压的电压值。该多个变换器中的每个变换器可以基于该第一指令的指示，输出参考电压。可以理解的是，逆变器可以向其所连接的组串中的多个变换器广播下发第一指令，以指示各个组串中的每个变换器均输出该参考电压。

8、可选地，该逆变器还可以用于在第二时刻之后且在第三时刻之前，向该多个变换器中的每个变换器输出第二指令。该第二指令用于指示该多个变换器中的每个变换器在第三时刻检测变换器的输出电压，若变换器的输出电压大于参考电压，则将变换器的输出电压降为短路电压。

9、逆变器检测其输入的第一电压后，即可通过第二指令指示该多个变换器中的每个变换器检测变换器的输出是否被反灌电压，并指示每个变换器在检测到输出被反灌电压后，将输出电压降低为短路电压。由此，逆变器即可检测到其输入电压显著降低，进而确定其输入所连接的多个组串中至少两个组串的变换器数量不同。

10、可选地，若第二电压小于第一电压，则该逆变器还可以用于向该多个变换器中的每个变换器下发第三指令；该第三指令用于指示该多个变换器中的每个变换器关机。

11、由于逆变器在检测到其输入存在长短串并联的异常后，可以通过第三指令指示各组串中的每个变换器关机，因此可以有效避免短串中的变换器因长时间电压反灌而损坏。

12、可选地，该逆变器，还可以用于若该第二电压等于第一电压，则确定其输入连接的多个组串中的变换器数量相同。相应的，逆变器无需发出告警信号。

13、第二方面，提供了一种组串长度的检测方法，该方法包括：控制多个变换器中的每个变换器在第一时刻输出参考电压；控制逆变器在第二时刻检测逆变器的输入的第一电压。其中，多个组串并联连接后与逆变器的输入连接，逆变器的输出用于连接交流电网或负载，每个组串包括多个变换器，多个变换器的输入分别用于与多个光伏组件连接，多个变换器的输出依次串联。控制该多个变换器中的每个变换器在第三时刻检测自身的输出电压，若该输出电压低于参考电压，则控制该多个变换器中的每个变换器降低输出电压为短路电压，短路电压小于预设电压阈值。控制逆变器在第四时刻检测逆变器的输入的第二电压，若第二电压小于第一电压，则控制逆变器发出告警信号，告警信号用于指示多个组串中至少两个组串的变换器数量不同。

14、可选地，控制该多个变换器中的每个变换器降低其输出电压为短路电压的过程可以包括：控制该多个变换器中的每个变换器将第二开关管导通，以将变换器的输出电压降为短路电压。其中，该多个变换器中的每个变换器可以包括：第一电容、第一开关管、第二开关管、电感、二极管和第二电容。该第一电容连接在变换器的输入正极和输入负极之间，该第一开关管和第二开关管串联在变换器的输入正极和输入负极之间；该第一开关管和第二开关管之间的串联节点与电感的一端连接，电感的另一端与变换器的输出正极连接，二极管和第二电容均连接在变换器的输出正极和输出负极之间。并且，该第二开关管也连接在变换器的输出正极和输出负极之间。

15、可选地，该方法还可以包括：控制逆变器在第一时刻之前，向该多个变换器中的每个变换器输出第一指令，第一指令中可以携带参考电压的电压值。该第一指令可以用于指示该多个变换器中的每个变换器在第一时刻输出该参考电压。相应的，控制该多个变换器中的每个变换器在第一时刻输出参考电压的过程可以包括：控制该多个变换器中的每个变换器基于该第一指令，在第一时刻输出参考电压。

16、可选地，该方法还可以包括：控制逆变器在第二时刻之后且在第三时刻之前，向该多个变换器中的每个变换器输出第二指令。该第二指令用于指示该多个变换器中的每个变换器在第三时刻检测自身的输出电压，若该输出电压大于参考电压，则将该输出电压降为短路电压。相应的，控制该多个变换器中的每个变换器在第三时刻检测自身的输出电压的过程可以包括：控制该多个变换器中的每个变换器基于该第二指令，在第三时刻检测自身的输出电压。

17、可选地，该方法还可以包括：若确定第二电压小于第一电压，则控制逆变器向该多个变换器中的每个变换器下发第三指令；该第三指令用于指示该多个变换器中的每个变换器关机。

18、第三方面，提供了一种逆变器，该逆变器包括：直流转换电路、直流交流转换电路和控制器。该直流转换电路的输入端用于连接并联的多个组串，直流转换电路的输出端与直流交流转换电路的输入端连接，直流交流转换电路的输出端用于连接电网或负载。每个组串包括多个变换器，多个变换器的输入分别用于与多个光伏组件连接，多个变换器的输出依次串联。

19、其中，该控制器用于：在该多个变换器中的每个变换器输出参考电压后，检测直流转换电路的输入的第一电压；在该多个变换器中的每个变换器的输出电压降为短路电压之后，检测直流转换电路的输入的第二电压，其中，短路电压小于预设电压阈值；若第二电压小于第一电压，则发出告警信号，告警信号用于指示多个组串中至少两个组串的变换器数量不同。

20、可选地，该控制器还可以用于：在检测直流转换电路的输入的第一电压之前，向该多个变换器中的每个变换器下发第一指令，第一指令中携带参考电压，且第一指令用于指示该多个变换器中的每个变换器输出参考电压。

21、可选地，该控制器还可以用于：在检测直流转换电路的输入的第二电压之前，向该多个变换器中的每个变换器下发第二指令，第二指令用于指示该多个变换器中的每个变换器检测自身的输出电压，若该输出电压大于参考电压，则将该输出电压降为短路电压。

22、可选地，若第二电压小于第一电压，则该控制器还可以用于：向该多个变换器中的每个变换器下发第三指令，第三指令用于指示该多个变换器中的每个变换器关机。

23、第四方面，提供了一种变换器，该变换器包括：直流转换电路和控制器。其中，直流转换电路的输入用于连接光伏组件，直流转换电路的输出用于与其他变换器的输出串联后接入逆变器。控制器用于：在直流转换电路输出参考电压后，检测该直流转换电路的输出电压；若输出电压大于参考电压，则控制直流转换电路将输出电压降为短路电压，该短路电压小于预设电压阈值。

24、可选地，该直流转换电路可以包括第一电容、第一开关管、第二开关管、电感、二极管和第二电容。其中，第一电容连接在变换器的输入正极和输入负极之间，第一开关管和第二开关管串联在变换器的输入正极和输入负极之间。第一开关管和第二开关管之间的串联节点与电感的一端连接，电感的另一端与变换器的输出正极连接，二极管和第二电容均连接在变换器的输出正极和输出负极之间。并且，该第二开关管也连接在变换器的输出正极和输出负极之间。其中，该短路电压可以为该第二开关管导通后变换器的输出电压。

25、该控制器，可以用于在检测到直流转换电路的输出电压大于参考电压后，控制第二开关管导通，以使直流转换电路的输出电压降低为短路电压。例如，该短路电压可以为0v。

26、可选地，该控制器还可以用于接收逆变器下发的第一指令，并基于该第一指令控制直流转换电路输出参考电压。其中，该第一指令中可以携带该参考电压的电压值。

27、可选地，该控制器还可以用于接收逆变器下发的第二指令，并基于该第二指令检测该直流转换电路的输出电压；若检测到该直流转换电路的输出电压大于参考电压，则控制直流转换电路将输出电压降为短路电压。

28、可选地，该控制器还可以用于接收逆变器下发的第三指令，并基于该第三指令关机。

29、综上所述，本技术提供了一种光伏发电系统、组串长度的检测方法及逆变器。该系统中的多个变换器中的每个变换器能够输出参考电压，逆变器能够检测其输入的第一电压。该多个变换器中的每个变换器若检测到其输出电压大于参考电压，则能够将其输出电压降为短路电压。之后，逆变器能够再次检测其输入的第二电压，并能够在检测到该第二电压小于第一电压时发出告警信号，该告警信号用于指示其连接的多个组串中至少两个组串的变换器数量不同。由此，实现了对逆变器的输入长短串并联异常的准确检测和及时告警。基于本技术提供的方案，一方面可以有效避免短串中的变换器被长串中的变换器反灌高压而损坏，另一方面，能够确保多个组串均能够工作在最佳工作点，进而有效提高光伏发电系统的发电效率。