本發(fā)明涉及逆變器共模電壓抑制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制方法及裝置。

背景技術(shù)：

鑒于安規(guī)和EMC要求，并網(wǎng)逆變器的直流輸入對(duì)地和交流輸出對(duì)地均不可避免的在一處或者多處接入相應(yīng)的安規(guī)電容；圖1為并網(wǎng)逆變器直流側(cè)和交流側(cè)對(duì)地等效后的絕緣電阻和安規(guī)電容示意圖，其中R+(R-)表示直流輸入正極(負(fù)極)的對(duì)地等效絕緣電阻，Y+(Y-)表示直流輸入正極(負(fù)極)的對(duì)地等效Y電容；Y1、Y2、Y3、YN分別表示三相火線(U、V、W)和N線的對(duì)地等效Y電容。

由于現(xiàn)有的并網(wǎng)逆變器，其直流側(cè)和交流側(cè)大多采用非隔離采樣方案，而這種非隔離采樣方案將會(huì)導(dǎo)致直流側(cè)非隔離采樣網(wǎng)絡(luò)、交流側(cè)非隔離采樣網(wǎng)絡(luò)及其各自對(duì)地的安規(guī)電容形成共?；芈?圖1虛線所示)，這樣在對(duì)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行維護(hù)時(shí)，雖然斷開了其與電網(wǎng)連接的交流開關(guān)，但是由于該共模回路的存在，將對(duì)交流側(cè)的對(duì)地等效Y電容進(jìn)行充電，導(dǎo)致其交流輸出線纜對(duì)地存在較大的共模電壓，給維護(hù)人員帶來電擊風(fēng)險(xiǎn)。并且，當(dāng)前的技術(shù)大多針對(duì)逆變器并網(wǎng)時(shí)的高頻共模電壓進(jìn)行了抑制，但在斷開交流開關(guān)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，交流線纜上仍會(huì)因共?；芈返拇嬖诋a(chǎn)生較大的直流共模電壓，給維護(hù)人員帶來電擊風(fēng)險(xiǎn)。

另外，考慮到逆變器直流側(cè)和交流側(cè)的參考地PE即為機(jī)箱金屬殼體，且接地的對(duì)地等效Y電容分散在不同處，難以直接串入開關(guān)來切斷該共?；芈?；現(xiàn)有技術(shù)中還存在一些方案是采用直流側(cè)隔離采樣網(wǎng)絡(luò)和交流側(cè)隔離采樣網(wǎng)絡(luò)來切斷該共模回路，從而解決交流電纜對(duì)地的共模電壓，如圖2所示。但是該方案下的系統(tǒng)實(shí)施成本較高，且對(duì)隔離采樣的器件絕緣等級(jí)要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于逆變器進(jìn)行離網(wǎng)維護(hù)時(shí)，需要以高成本方案避免交流線纜對(duì)地共模電壓造成人身電擊的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下：

一種逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，包括：控制單元、開關(guān)單元及泄放單元；其中：

所述控制單元的輸出端與所述開關(guān)單元的輸入端相連，所述控制單元用于根據(jù)逆變器交流側(cè)電壓生成控制信號(hào)；

所述開關(guān)單元的一端與所述泄放單元的輸出端和逆變器交流側(cè)的N線相連，所述開關(guān)單元的另一端與地或者參考地相連，所述開關(guān)單元用于根據(jù)所述控制信號(hào)斷開或者閉合；

所述泄放單元的輸入端與所述逆變器交流側(cè)的三相火線相連，所述泄放單元用于在所述開關(guān)單元閉合時(shí)，對(duì)逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓進(jìn)行泄放。

優(yōu)選的，所述控制單元的輸入端與所述逆變器交流側(cè)的交流側(cè)非隔離采樣網(wǎng)絡(luò)相連；所述控制單元用于根據(jù)所述逆變器交流側(cè)電壓，判斷所述逆變器交流側(cè)是否與電網(wǎng)相連；若所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)相連，則生成用于控制所述控制單元斷開的控制信號(hào)；若所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)斷開連接，則生成用于控制所述控制單元閉合的控制信號(hào)。

優(yōu)選的，所述開關(guān)單元包括常閉繼電器；

所述控制單元的輸入端與所述逆變器交流側(cè)的三相火線相連；所述控制單元用于根據(jù)所述逆變器交流側(cè)電壓，在所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)相連時(shí)，生成所述常閉繼電器的供電電壓作為控制信號(hào)，控制所述常閉繼電器斷開；在所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)斷開連接時(shí)，生成低于所述供電電壓的電壓作為控制信號(hào)，控制所述常閉繼電器斷開。

優(yōu)選的，所述開關(guān)單元包括常閉交流繼電器；所述控制單元包括交流供電電路；

或者，所述開關(guān)單元包括常閉直流繼電器；所述控制單元包括：交流整流電路和直流供電電路；所述交流整流電路的輸入端為所述控制單元的輸入端，所述交流整流電路的輸出端與所述直流供電電路的輸入端相連；所述直流供電電路的輸出端為所述控制單元的輸出端。

優(yōu)選的，所述泄放單元包括：

分別連接于所述逆變器交流側(cè)的三相火線與所述開關(guān)單元的輸入端之間的電阻；

或者分別連接于所述逆變器交流側(cè)的三相火線與所述開關(guān)單元的輸入端之間的電感；

或者分別連接于所述逆變器交流側(cè)的三相火線與所述開關(guān)單元的輸入端之間的無源器件的組合。

優(yōu)選的，所述開關(guān)單元包括至少包括一個(gè)受控的通斷元件，且所述通斷元件包括：開關(guān)、繼電器或者半導(dǎo)體開關(guān)器件。

優(yōu)選的，所述開關(guān)單元還包括：電阻，所述電阻的一端作為所述開關(guān)單元的輸入端，所述電阻的另一端與所述開關(guān)、所述繼電器或者所述半導(dǎo)體開關(guān)器件相連。

一種逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制方法，應(yīng)用于逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，所述逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置包括：控制單元、開關(guān)單元及泄放單元；所述逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制方法包括：

所述控制單元根據(jù)逆變器交流側(cè)電壓生成控制信號(hào)；

所述開關(guān)單元根據(jù)所述控制信號(hào)斷開或者閉合所述泄放單元與地或者參考地之間的連接；

所述泄放單元在所述開關(guān)單元閉合時(shí)，對(duì)逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓進(jìn)行泄放。

優(yōu)選的，所述控制單元根據(jù)逆變器交流側(cè)電壓生成控制信號(hào)，包括：

所述控制單元根據(jù)所述逆變器交流側(cè)電壓，判斷所述逆變器交流側(cè)是否與電網(wǎng)相連；

若所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)相連，則所述控制單元生成用于控制所述控制單元斷開的控制信號(hào)；

若所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)斷開連接，則所述控制單元生成用于控制所述控制單元閉合的控制信號(hào)。

優(yōu)選的，所述開關(guān)單元包括常閉繼電器；所述控制單元根據(jù)逆變器交流側(cè)電壓生成控制信號(hào)，包括：

所述控制單元根據(jù)所述逆變器交流側(cè)電壓，在所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)相連時(shí)，生成所述常閉繼電器的供電電壓作為控制信號(hào)，控制所述常閉繼電器斷開；在所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)斷開連接時(shí)，生成低于所述供電電壓的電壓作為控制信號(hào)，控制所述常閉繼電器斷開。

本發(fā)明提供的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，通過控制單元根據(jù)逆變器交流側(cè)電壓生成控制信號(hào)；由開關(guān)單元根據(jù)所述控制信號(hào)斷開或者閉合所述泄放單元與地或者參考地之間的連接；最后通過泄放單元在所述開關(guān)單元閉合時(shí)，對(duì)逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓進(jìn)行泄放；進(jìn)而無需采用現(xiàn)有技術(shù)中高成本且高器件絕緣等級(jí)要求的隔離采樣方案，即可在斷開交流開關(guān)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，實(shí)現(xiàn)交流線纜對(duì)地共模電壓的泄放，避免給維護(hù)人員帶來電擊風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述內(nèi)的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中非隔離采樣方案的逆變器系統(tǒng)共模電壓回路框圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中隔離采樣方案的逆變器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置的另一結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置的另一結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的泄放單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的泄放單元的另一結(jié)構(gòu)圖；

圖8是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的泄放單元的另一結(jié)構(gòu)圖；

圖9是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的開關(guān)單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖10是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。

本發(fā)明提供一種逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于逆變器進(jìn)行離網(wǎng)維護(hù)時(shí)，需要以高成本方案避免交流線纜對(duì)地共模電壓造成人身電擊的問題。

具體的，所述逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，如圖3所示，包括：控制單元101、開關(guān)單元102及泄放單元103；其中：

控制單元101的輸出端與開關(guān)單元102的輸入端相連；

開關(guān)單元102的一端與泄放單元103的輸出端和逆變器交流側(cè)的N線相連，開關(guān)單元102的另一端與地或者參考地相連；

泄放單元103的輸入端與所述逆變器交流側(cè)的三相火線(U、V、W)相連。

R+(R-)表示直流輸入正極(負(fù)極)的對(duì)地等效絕緣電阻，Y+(Y-)表示直流輸入正極(負(fù)極)的對(duì)地等效Y電容；Y1、Y2、Y3、YN分別表示三相火線(U線、V線及W線)和N線的對(duì)地等效Y電容。

具體的工作原理為：

通過泄放單元103接入所述逆變器交流側(cè)的三相電網(wǎng)，構(gòu)建三相電網(wǎng)中性點(diǎn)，并將該中性點(diǎn)通過受控的開關(guān)單元102后接到地或者參考地PE(機(jī)殼)。

控制單元101根據(jù)逆變器交流側(cè)電壓生成控制信號(hào)；開關(guān)單元102根據(jù)所述控制信號(hào)斷開或者閉合；泄放單元103在開關(guān)單元102閉合時(shí)，對(duì)逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓進(jìn)行泄放。

現(xiàn)有技術(shù)中的隔離采樣方案雖然可以在斷開交流開關(guān)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，避免電擊問題，但實(shí)施成本較高；本實(shí)施例提供的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，將逆變器交流側(cè)的N線(包括真正的交流側(cè)N線或者虛擬N線)通過受控的開關(guān)單元102后接到機(jī)殼或大地，不需要更改現(xiàn)有的非隔離采樣網(wǎng)絡(luò)，即可實(shí)現(xiàn)交流線纜對(duì)地共模電壓的泄放，且實(shí)施成本較低，可有效避免電擊風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種具體的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，在上述實(shí)施例及圖3的基礎(chǔ)之上，參見圖4，控制單元101的輸入端與所述逆變器交流側(cè)的交流側(cè)非隔離采樣網(wǎng)絡(luò)相連。

此時(shí)，控制單元101用于根據(jù)所述逆變器交流側(cè)電壓，判斷所述逆變器交流側(cè)是否與電網(wǎng)相連；若所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)相連，則生成用于控制控制單元101斷開的控制信號(hào)；若所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)斷開連接，則生成用于控制控制單元101閉合的控制信號(hào)。

具體的，本實(shí)施例內(nèi)的控制單元101主要負(fù)責(zé)進(jìn)行信號(hào)處理和邏輯控制，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)單元102的通斷控制。當(dāng)電網(wǎng)正常時(shí)，斷開開關(guān)單元102；當(dāng)電網(wǎng)斷開時(shí)，閉合開關(guān)單元102，使泄放單元103接地，此時(shí)泄放單元103將與交流側(cè)的等效對(duì)地Y電容并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)等效對(duì)地Y電容上直流共模電壓的泄放，將其降到安全電壓以下，從而避免造成電擊危害。

或者，本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了另外一種具體的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，在上述實(shí)施例及圖3的基礎(chǔ)之上，參見圖5，開關(guān)單元102包括常閉繼電器；控制單元101的輸入端與所述逆變器交流側(cè)的三相火線相連。

此時(shí)，控制單元101用于根據(jù)所述逆變器交流側(cè)電壓，在所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)相連時(shí)，生成所述常閉繼電器的供電電壓作為控制信號(hào)，控制所述常閉繼電器斷開；在所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)斷開連接時(shí)，生成低于所述供電電壓的電壓作為控制信號(hào)，控制所述常閉繼電器斷開。

優(yōu)選的，開關(guān)單元102包括常閉交流繼電器；控制單元101包括交流供電電路；

或者，開關(guān)單元102包括常閉直流繼電器；控制單元101包括：交流整流電路和直流供電電路；所述交流整流電路的輸入端為控制單元101的輸入端，所述交流整流電路的輸出端與所述直流供電電路的輸入端相連；所述直流供電電路的輸出端為控制單元101的輸出端。

本實(shí)施例與圖4所示的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，不同之處在于受控的開關(guān)單元102采用常閉觸頭的交流繼電器或直流繼電器，且開關(guān)單元102的控制直接采用交流供電控制或交流整流后供電控制。

具體的，當(dāng)開關(guān)單元102采用常閉的交流繼電器時(shí)，控制單元101可以直接采用交流電網(wǎng)進(jìn)行供電控制；當(dāng)開關(guān)單元102采用常閉的直流繼電器，控制單元101可以利用交流電壓整流變換后再給開關(guān)單元102供電。這樣當(dāng)逆變器并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，常閉繼電器受電網(wǎng)控制切換到常開態(tài)；當(dāng)電網(wǎng)斷開后，該常閉繼電器恢復(fù)常閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)交流側(cè)等效對(duì)地Y電容上共模電壓的泄放。

本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種具體的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，在上述實(shí)施例及圖3、圖4和圖5的基礎(chǔ)之上，泄放單元103包括：

分別連接于所述逆變器交流側(cè)的三相火線(U、V、W)與開關(guān)單元102的輸入端之間的電阻，參見圖6；

或者分別連接于所述逆變器交流側(cè)的三相火線(U、V、W)與開關(guān)單元102的輸入端之間的電感，參見圖7；

或者分別連接于所述逆變器交流側(cè)的三相火線(U、V、W)與開關(guān)單元102的輸入端之間的無源器件組合。

所述無源器件組合包括并聯(lián)的電阻與電容，參見圖8。值得說明的是，圖8僅為一種示例，該無源器件組合并不限定于圖8所示的形式，還可以根據(jù)具體的實(shí)際情況進(jìn)行選用，此處不做具體限定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，開關(guān)單元102包括：開關(guān)、繼電器或者半導(dǎo)體開關(guān)器件。

在具體的實(shí)際應(yīng)用中，泄放單元103包括利用電阻或電感或其它無源器件的組合構(gòu)成的各種形式，此處不做具體限定；而開關(guān)單元102至少包含一個(gè)受控的開關(guān)器件(開關(guān)、繼電器或者半導(dǎo)體開關(guān)器件)來實(shí)現(xiàn)與大地或者參考地的斷開和連接，可以為單個(gè)開關(guān)器件或與其它器件的組合，此處不做具體限定。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，泄放單元103和開關(guān)單元102均可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行選定，并不一定限定于此，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種具體的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，在上述實(shí)施例及圖3至圖8的基礎(chǔ)之上，參見圖9，開關(guān)單元102還包括：電阻R，電阻R的一端作為開關(guān)單元102的輸入端，電阻的另一端R與所述開關(guān)、所述繼電器或者所述半導(dǎo)體開關(guān)器件相連。

在開關(guān)單元102內(nèi)增加電阻R，可以減少該開關(guān)器件受到的應(yīng)力，使得該逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置更具可靠性，并延長了其使用壽命。

在具體的實(shí)際應(yīng)用中，為減少開關(guān)單元102內(nèi)開關(guān)器件受到的應(yīng)力，也可以采用其他器件，并不一定限定于電阻，此處僅為一種示例，可以視其具體應(yīng)用環(huán)境而定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制方法，應(yīng)用于逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置，所述逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制裝置包括：控制單元、開關(guān)單元及泄放單元；所述逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制方法，參見圖10，包括：

S101、所述控制單元根據(jù)逆變器交流側(cè)電壓生成控制信號(hào)；

S102、所述開關(guān)單元根據(jù)所述控制信號(hào)斷開或者閉合所述泄放單元與地或者參考地之間的連接；

S103、所述泄放單元在所述開關(guān)單元閉合時(shí)，對(duì)逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓進(jìn)行泄放。

本實(shí)施例提供的逆變器交流線纜對(duì)地共模電壓的抑制方法，通過上述過程，無需采用現(xiàn)有技術(shù)中高成本且高器件絕緣等級(jí)要求的隔離采樣方案，即可在斷開交流開關(guān)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，實(shí)現(xiàn)交流線纜對(duì)地共模電壓的泄放，避免給維護(hù)人員帶來電擊風(fēng)險(xiǎn)。

優(yōu)選的，步驟S101包括：

所述控制單元根據(jù)所述逆變器交流側(cè)電壓，判斷所述逆變器交流側(cè)是否與電網(wǎng)相連；

若所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)相連，則所述控制單元生成用于控制所述控制單元斷開的控制信號(hào)；

若所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)斷開連接，則所述控制單元生成用于控制所述控制單元閉合的控制信號(hào)。

或者，所述開關(guān)單元包括常閉繼電器；步驟S101包括：

所述控制單元根據(jù)所述逆變器交流側(cè)電壓，在所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)相連時(shí)，生成所述常閉繼電器的供電電壓作為控制信號(hào)，控制所述常閉繼電器斷開；在所述逆變器交流側(cè)與所述電網(wǎng)斷開連接時(shí)，生成低于所述供電電壓的電壓作為控制信號(hào)，控制所述常閉繼電器斷開。

具體的工作原理與上述實(shí)施例相同，此處不再一一贅述。

本發(fā)明中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。