光伏发电系统及其故障保护方法、装置、汇流箱及逆变器与流程

1.本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电系统及其故障保护方法、装置、汇流箱及逆变器。


背景技术：

2.在光伏发电系统中，多个光伏组串会通过故障隔离电路与功率变换单元相连，以将发出的电通过故障隔离电路提供给功率变换单元。其中，故障隔离电路使用带分断功能的直流开关，当光伏发电系统发生故障时，如光伏组串发生短路或反接等故障、功率变换单元内部发生故障等，可通过控制直流开关分断，以使光伏组串与功率变换单元实现故障隔离。
3.但是，在光伏组串发生短路或反接故障时，相应直流开关所在支路的短路或反接电流较大，而在较大短路或反接电流下分断直流开关，存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种光伏发电系统及其故障保护方法、装置、汇流箱及逆变器，在系统发生故障时，通过将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
5.第一方面，本发明的实施例提出了一种光伏发电系统的故障保护方法，光伏发电系统包括功率变换单元、多极联动开关、n个光伏组串、适于连接n个光伏组串的x个正连接端和y个负连接端，多极联动开关中每一个极开关的第一端对应与x个正连接端和y个负连接端中的一个连接端相连，与正连接端相连的各个极开关的第二端适于连接到功率变换单元的正输入端，与负连接端相连的各个极开关适于连接到功率变换单元的负输入端，其中，n为大于等于3的整数，2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y，故障保护方法包括：在光伏发电系统发生故障的情况下，控制功率变换单元中的开关管以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，控制多极联动开关断开，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
6.根据本发明实施例的光伏发电系统的故障保护方法，在光伏发电系统发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
7.第二方面，本发明的实施例提出了一种光伏发电系统的故障保护装置，光伏发电系统还包括功率变换单元、n个光伏组串，其中，n为大于等于3的整数，故障保护装置包括：适于连接n个光伏组串的x个正连接端和y个负连接端，其中，2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的
一个等于n时，x不等于y；多极联动开关，多极联动开关中每一个极开关的第一端对应与x个正连接端和y个负连接端中的一个连接端相连，与正连接端相连的各个极开关的第二端适于连接到功率变换单元的正输入端，与负连接端相连的各个极开关适于连接到功率变换单元的负输入端；控制部，控制部被配置为在检测到光伏发电系统发生故障的情况下，控制功率变换单元中的开关管以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，控制多极联动开关断开，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
8.根据本发明实施例的光伏发电系统的故障保护装置，在光伏发电系统发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
9.第三方面，本发明的实施例提出了一种汇流箱，包括前述的故障保护装置，故障保护装置被配置为，在光伏发电系统发生故障的情况下，将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，并将n个光伏组串与功率变换单元之间分断，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
10.根据本发明实施例的汇流箱，在光伏发电系统发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
11.第四方面，本发明的实施例提出了一种逆变器，包括：前述的故障保护装置；功率变换单元，功率变换单元包括dc/ac变换器；其中，功率变换单元被配置为对n个光伏组串输出的直流电进行变换，并通过dc/ac变换器输出交流电，故障保护装置被配置为，在光伏发电系统发生故障的情况下，将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，并将n个光伏组串与功率变换单元之间分断，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
12.根据本发明实施例的逆变器，在光伏发电系统发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
13.第五方面，本发明的实施例提出了一种光伏发电系统，包括前述的故障保护装置。
14.根据本发明实施例的光伏发电系统，在光伏发电系统发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
15.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
16.图1为相关技术中光伏发电系统的结构示意图；图2a-图2b为根据本发明一个实施例的具有三个光伏组串的光伏发电系统的结构示意图；图3a-图3b为根据本发明一个实施例的具有四个光伏组串的光伏发电系统的结构示意图；图4a-图4b为根据本发明一个实施例的具有五个光伏组串的光伏发电系统的结构示意图；图5为根据本发明一个实施例的具有六个光伏组串的光伏发电系统的结构示意图；图6为根据本发明一个实施例的具有七个光伏组串的光伏发电系统的结构示意图；图7为根据本发明一个实施例的具有八个光伏组串的光伏发电系统的结构示意图；图8a-图8b为根据本发明另一些实施例的具有五个光伏组串的光伏发电系统的结构示意图；图9a-图9b为根据本发明又一些实施例的具有五个光伏组串的光伏发电系统的结构示意图；图10a-图10b为根据本发明再一些实施例的具有五个光伏组串的光伏发电系统的结构示意图；图11a-图11b为根据本发明一些实施例的具有五个光伏组串的光伏发电系统的结构示意图；图12为根据本发明一个实施例的汇流箱的结构示意图；图13为根据本发明一个实施例的逆变器的结构示意图；图14为根据本发明一个实施例的光伏发电系统的结构示意图；图15为根据本发明另一个实施例的光伏发电系统的结构示意图；图16为根据本发明又一个实施例的光伏发电系统的结构示意图；图17为根据本发明一些实施例的dc/dc变换器的结构示意图；图18为根据本发明一些实施例的dc/ac变换器的结构示意图。
具体实施方式
17.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
18.参照图1，在光伏发电系统中，n个光伏组串pv1、pv2、...、pvn通过故障隔离电路与功率变换单元相连，以将发出的电通过故障隔离电路提供给功率变换单元。其中，故障隔离电路使用带分断功能的直流开关，直流开关可以手动控制分断，也可以通过系统内部控制部控制分断。
19.当光伏发电系统发生故障时，如光伏组串发生短路或反接等故障、功率变换单元
内部发生故障等，可通过手动或控制部自动控制直流开关分断，以使光伏组串与功率变换单元实现故障隔离。
20.但是，在光伏组串发生短路或反接故障时，相应直流开关所在支路的短路或反接电流较大，而在较大短路或反接电流下分断直流开关，存在安全隐患。
21.基于此，本发明的实施例提供了一种光伏发电系统及其故障保护方法、装置、汇流箱及逆变器，在系统发生故障时，如光伏组串发生短路或反接故障，通过将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
22.为了使本领域技术人员能够更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述。
23.本发明实施例提供的光伏发电系统可包括：功率变换单元和n个光伏组串。故障保护装置可包括：适于连接n个光伏组串的x个正连接端和y个负连接端、多极联动开关以及控制部，多极联动开关中每一个极开关的第一端对应与x个正连接端和y个负连接端中的一个连接端相连，与正连接端相连的各个极开关的第二端适于连接到功率变换单元的正输入端，与负连接端相连的各个极开关的第二端适于连接到功率变换单元的负输入端，其中，n为大于等于3的整数，2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y；控制部被配置为在检测到光伏发电系统发生故障的情况下，控制功率变换单元中的开关管以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，控制多极联动开关断开，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
24.需要说明的是，功率变换单元是指能够将光伏组串发出的电转换成用户需求的电。例如，在光伏发电系统并网时，功率变换单元可将光伏组串发出的直流电转换为交流市电并入电网；当光伏发电系统直接给交流负载供电时，功率变换单元可将光伏组串发出的直流电转换为交流负载所需的交流电提供给交流负载；当光伏发电系统直接给直流负载供电时，功率变换单元可将光伏组串发出的直流电转换为直流负载所需的直流电提供给直流负载。这里不对功率变换单元的结构进行限制，如基于需求，功率变换单元可以是但不限于dc/dc变换器、dc/ac变换器。其中，dc是指直流，ac是指交流，dc/dc变换器是指直流-直流变换器，dc/ac变换器是指直流-交流变换器。
25.多极联动开关是指包括多个极开关且多个极开关能够联动的开关，如多个极开关能够同时被接通或断开。其中，极开关包括正极开关和负极开关，正极开关是指与光伏组串的正极连接的开关，负极开关是指与光伏组串的负极连接的开关，正极开关和负极开关的结构、型号等可以相同或不同，也就是说，对开关本身可以不做区分，均可以是但不限于直流开关如直流断路器等。
26.光伏组串可由多个光伏组件串并联形成，例如多个光伏组件直接串联形成光伏组串，或者多个光伏组件先并联再串联形成光伏组串，具体光伏组串所包含的光伏组件的数量、参数等这里不做限制。在本发明的实施例中，光伏发电系统包括n个光伏组串，n为大于等于3的整数。可以理解的是，当n=1或n=2时，即使光伏组串发生短路或反接故障，由于短路或反接时流过多极联动开关的电流未增大，因而在多极联动开关断开时，安全隐患较小，此时可以不用将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，以降低流过多极联动开关的电
流，因此在本发明的实施例中，光伏组串的个数为大于等于3的整数。
27.n个光伏组串可通过x个正连接端和y个负连接端与多极联动开关相连，其中，多极联动开关的极开关的总个数与正连接端和负连接端的总个数相同，正极开关的个数与正连接端的个数相同，负极开关的个数与负连接端的个数相同，也就是说，n个光伏组串可通过x个正连接端与x个正极开关的第一端相连，通过y个负连接端与y个负极开关的第一端相连。x个正极开关的第二端还与功率变换单元的正输入端相连，y个负极开关的第二端还与功率变换单元的负输入端相连。其中，2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y，也就是说，正连接端和负连接端的个数最大均不超过光伏组串的个数，最小均不低于两个，并且在其中一个为光伏组串的个数时，两者的个数不相同，如此可在一定程度上减少极开关的个数。
28.进一步地，由于多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，因而在x和y满足上述条件的情况下，还需要使得多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
29.示例性的，情况一：以n=3为例对光伏发电系统进行说明。
30.当n=3时，正连接端的个数和负连接端的个数存在多种可能，如当x=3时，y=2；或者，当x=2时，y=2或3。此时，x和y满足：2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y，同时与每个连接端相连的光伏组串至多为两个，能够满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
31.例如，当x=3且y=2时，参照图2a，光伏发电系统包括：3个光伏组串pv1、pv2和pv3、以及功率变换单元10。故障保护装置包括：3个正连接端x1、x2和x3、2个负连接端y1和y2、多极联动开关20以及控制部（未示出），多极联动开关20包括3个正极开关sx1、sx2和sx3、以及2个负极开关sy1和sy2。其中，光伏组串pv1的正极pv1+通过正连接端x1与正极开关sx1的第一端相连，光伏组串pv2的正极pv2+通过正连接端x2与正极开关sx2的第一端相连，光伏组串pv3的正极pv3+通过正连接端x3与正极开关sx3的第一端相连；光伏组串pv1的负极pv1-和光伏组串pv2的负极pv2-均通过负连接端y1与负极开关sy1的第一端相连，光伏组串pv3的负极pv3-通过负连接端y2与负极开关sy2的第一端相连；正极开关sx1、sx2和sx3的第二端均与功率变换单元10的正输入端相连；负极开关sy1和sy2的第二端均与功率变换单元10的负输入端相连。
32.需要说明的是，图2a仅是示例性说明，该情况下还可以采用其它连接方式，例如pv1-和pv3-通过y1与sy1的第一端相连，或者，pv2-和pv3-通过y1与sy1的第一端相连，等等，这里就不再一一说明。
33.又如，当x=2且y=2时，参照图2b，光伏发电系统包括：3个光伏组串pv1、pv2和pv3、以及功率变换单元10。故障保护装置包括：2个正连接端x1和x2、2个负连接端y1和y2、多极联动开关20以及控制部（未示出），多极联动开关20包括2个正极开关sx1和sx2、以及2个负极开关sy1和sy2。其中，光伏组串pv1的正极pv1+和光伏组串pv2的正极pv2+均通过正连接端x1与正极开关sx1的第一端相连，光伏组串pv3的正极pv3+通过正连接端x2与正极开关sx2的第一端相连；光伏组串pv1的负极pv1-和光伏组串pv2的负极pv2-均通过负连接端y1与负极开关sy1的第一端相连，光伏组串pv3的负极pv3-通过负连接端y2与负极开关sy2的第一端相连；正极开关sx1和sx2的第二端均与功率变换单元10的正输入端相连；负极开关
sy1和sy2的第二端均与功率变换单元10的负输入端相连。
34.需要说明的是，图2b仅是示例性说明，该情况下还可以采用其它连接方式，例如pv1+和pv3+通过x1与sx1的第一端相连，或者，pv2+和pv3+通过x1与sx1的第一端相连，等等，这里就不再一一说明。
35.当x=2且y=3时，其系统结构与图2a所示结构对称，具体这里不再赘述。
36.情况二：以n=4为例对光伏发电系统进行说明。
37.当n=4时，正连接端的个数和负连接端的个数存在多种可能，如在x=4时，y=3或2；在x=3或2时，y=2、3或4。此时，x和y满足：2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y，同时与每个连接端相连的光伏组串至多为三个，能够满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
38.由于该情况下，光伏发电系统的结构存在较多情况，为避免冗余，这里就不再对系统结构进行一一说明，仅以图3a和图3b所示示例进行示例性说明。
39.情况三：以n=5为例对光伏发电系统进行说明。
40.当n=5时，正连接端的个数和负连接端的个数存在多种可能，如在x=5时，y=4、3或2；在x=4、3或2时，y=5、4、3或2，并且在x=2且y=2时，通过对连接关系进行合理设置，可以满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，例如，当同一个正连接端连接四个光伏组串的正极时，这四个光伏组串的负极将通过两个负连接端连接，又如，同一个正连接端至多连接三个光伏组串的正极，且同一个负连接端至多连接三个光伏组串的负极。此时，x和y满足：2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y，同时满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
41.由于该情况下，光伏发电系统的结构存在较多情况，为避免冗余，这里就不再对系统结构进行一一说明，仅以图4a和图4b所示示例进行示例性说明。
42.情况四：以n=6为例对光伏发电系统进行说明。
43.当n=6时，正连接端的个数和负连接端的个数存在多种可能，如在x=6时，y=5、4、3或2；在x=5、4、3或2时，y=6、5、4、3或2，并且在x=3且y=3或2、或者x=2且y=3或2时，通过对连接关系进行合理设置，可以满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，例如，当x=3且y=3时，当同一个正连接端连接四个光伏组串的正极时，这四个光伏组串的负极将通过至少两个负连接端连接，又如，同一个正连接端至多连接三个光伏组串的正极，且同一个负连接端至多连接三个光伏组串的负极。需要说明的是，这里仅是示例性说明，对于其它情况，这里不再一一说明。此时，x和y满足：2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y，同时满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
44.由于该情况下，光伏发电系统的结构存在较多的情况，为避免冗余，这里就不再对系统结构进行一一说明，仅以图5所示示例进行示例性说明。
45.情况五：以n=7为例对光伏发电系统进行说明。
46.当n=7时，正连接端的个数和负连接端的个数存在多种可能，如在x=7时，y=6、5、4、3或2；在x=6、5、4、3或2时，y=7、6、5、4、3或2，并且在x=4且y=4、3或2，或者在x=3且y=4、3或2，或者在x=2且y=4、3或2时，通过对连接关系进行合理设置，可以满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，例如，当x=4且y=4时，当同一个正连接
端连接四个光伏组串的正极时，这四个光伏组串的负极将通过至少两个负连接端连接，又如，同一个正连接端至多连接三个光伏组串的正极，且同一个负连接端至多连接三个光伏组串的负极。需要说明的是，这里仅是示例性说明，对于其它情况，这里不再一一说明。此时，x和y满足：2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y，同时满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
47.由于该情况下，光伏发电系统的结构存在较多的情况，为避免冗余，这里就不再对系统结构进行一一说明，仅以图6所示示例进行示例性说明。
48.情况六：以n=8为例对光伏发电系统进行说明。
49.当n=8时，正连接端的个数和负连接端的个数存在多种可能，如在x=8时，y=7、6、5、4、3或2；在x=7、6、5、4或3时，y=8、7、6、5、4、3或2；在x=2时，y=8、7、6、5、4或3，并且在x=5且y=5、4、3或2，或者在x=4且y=5、4、3或2，或者在x=3且y=5、4、3或2，或者在x=2且y=5、4或3时，通过对连接关系进行合理设置，可以满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，例如，当x=5且y=5时，当同一个正连接端连接四个光伏组串的正极时，这四个光伏组串的负极将通过至少两个负连接端连接。需要说明的是，这里仅是示例性说明，对于其它情况，这里不再一一说明。此时，x和y满足：2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y，同时满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
50.由于该情况下，光伏发电系统的结构存在较多的情况，为避免冗余，这里就不再对系统结构进行一一说明，仅以图7所示示例进行示例性说明。
51.需要说明的是，对于其它未列举的情况，可以参考前述，这里不再赘述。
52.下面结合前述情况一至六来说明故障保护装置的保护原理。
53.针对情况一：例如，参照图2a，在光伏发电系统正常的情况下，光伏组串pv1、pv2和pv3通过多极联动开关20将发出的电提供给功率变换单元10。在光伏发电系统发生故障的情况下，例如，光伏组串pv1发生短路或反接，参照图2a的（1），在短路时，光伏组串pv2和pv3的电流流入光伏组串pv1，如果此时直接断开多极联动开关20，那么光伏组串pv1对应的正极开关sx1将需要分断2倍于单个光伏组串的短路电流，即光伏组串pv2和pv3的电流之和，光伏组串pv1对应的负极开关sy1将需要分断1倍于单个光伏组串的短路电流，即光伏组串pv3的电流，此时多极联动开关20将需要分断最大2倍于单个光伏组串的分断电流；在反接时，即光伏组串pv1的正极pv1+和负极pv1-的位置互换，由于光伏组件内部存在反并联二极管，导致光伏组串pv2和pv3的电流反灌至光伏组串pv1，如果此时直接断开多极联动开关20，那么光伏组串pv1对应的正极开关sx1将需要分断2倍于单个光伏组串的反接电流，即光伏组串pv2和pv3的电流之和，光伏组串pv1对应的负极开关sy1将需要分断1倍于单个光伏组串的反接电流，即光伏组串pv3的电流，此时多极联动开关20将需要分断最大2倍于单个光伏组串的分断电流，同时还要分断2倍于单个光伏组串的分断电压。
54.若此时按照图2a的（2），由控制部控制功率变换单元10中的开关管q，以将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，即在功率变换单元10内部形成一个新的短路或反接通道，由于该通道内的开关管q的阻抗小于光伏组串的阻抗，因而大部分的短路或反接电流会通过该通道，从而可以有效降低流过光伏组串pv1对应的正极开关sx1的电流，降低流过故障的光伏组串pv1对应的正极开关sx1的短路或反接电流以及分断电压，此时多极联动开
关20的最大分断电流为1倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时的最大分断电压为1倍于单个光伏组串的分断电压，相较于2倍于单个光伏组串的分断电流，以及2倍于单个光伏组串的分断电压，有效降低了多极联动开关20的最大分断电流和最大分断电压，进而使得正极开关sx1能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。其中，开关管q一般为半导体器件，包括但不限于是igbt、mosfet等。
55.在由控制部控制功率变换单元10中的开关管q，以将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接的同时或之后，可由控制部控制多极联动开关20断开，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，这样可以在一个光伏组串可以承受至多两个光伏组串输出的电流时，在光伏组串发生故障时，至多有两个正常的光伏组串向其输出电流，此时电流在该故障的光伏组串所能承受的范围内，从而保护光伏组串不会损坏。例如，在图2a所示示例中，在多极联动开关20断开后，光伏组串未存在并联情况，因而光伏组串不会损坏。
56.需要说明的是，光伏组串pv2发生短路或反接时的保护原理与光伏组串pv1发生短路或反接时的保护原理相同，为避免冗余，这里不再赘述。
57.在光伏组串pv3发生短路或反接时，参考前述原理可知，可以有效降低流过光伏组串pv3对应的正极开关sx3和负极开关sy2的电流，虽然此时多极联动开关20的最大分断电流未变化，但是其降低了流过故障的光伏组串pv3对应的正极开关sx3和负极开关sy2的短路或反接电流以及分断电压，进而使得正极开关sx3和负极开关sy2能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
58.又如，参照图2b，在光伏发电系统正常的情况下，光伏组串pv1、pv2和pv3通过多极联动开关20将发出的电提供给功率变换单元10。
59.在光伏发电系统发生故障的情况下，例如，光伏组串pv1发生短路或反接，参照图2b的（1），光伏组串pv2和pv3的电流流入光伏组串pv1，如果此时直接断开多极联动开关20，那么光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1将需要分断1倍于单个光伏组串的短路或反接电流，此时多极联动开关20的最大分断电流为1倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时，还要分断2倍于单个光伏组串的分断电压。
60.若此时按照图2b的（2），由控制部控制功率变换单元10中的开关管q，以将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，那么可以有效降低流过光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1的电流，虽然此时多极联动开关20的最大分断电流仍为1倍于单个光伏组串的分断电流，但是其降低了流过故障的光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1的短路或反接电流以及分断电压，进而使得正极开关sx1和负极开关sy1能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
61.在多极联动开关20断开后，光伏组串pv1和pv2并联，在光伏组串pv1短路或反接时，光伏组串pv2的电流将流入光伏组串pv1，由于光伏组串pv1可以承受至多两个光伏组串输出的电流，未超过光伏组串pv1所能承受的范围，因而有效保护了光伏组串pv1不会损坏。
62.需要说明的是，光伏组串pv2发生短路或反接时的保护原理与光伏组串pv1发生短路或反接时的保护原理相同，为避免冗余，这里不再赘述。
63.在光伏组串pv3发生短路或反接时，参考前述原理可知，可以有效降低流过光伏组串pv3对应的正极开关sx2和负极开关sy2的电流，虽然此时多极联动开关20的最大分断电流未变化，但是其降低了流过故障的光伏组串pv3对应的正极开关sx2和负极开关sy2的短
路或反接电流以及分断电压，进而使得正极开关sx2和负极开关sy2能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
64.对于n=3的其它系统结构的保护原理，可参考前述，这里不再赘述。
65.针对情况二：例如，参照图3a，在光伏发电系统正常的情况下，光伏组串pv1至pv4通过多极联动开关20将发出的电提供给功率变换单元10。
66.在光伏发电系统发生故障的情况下，例如，光伏组串pv1发生短路或反接，参照图3a的（1），光伏组串pv2、pv3和pv4的电流流入光伏组串pv1，如果此时直接断开多极联动开关20，那么光伏组串pv1对应的正极开关sx1将需要分断3倍于单个光伏组串的短路或反接电流，光伏组串pv1对应的负极开关sy1将需要分断2倍于单个光伏组串的短路或反接电流，此时多极联动开关20的最大分断电流为3倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时，还要分断2倍于单个光伏组串的分断电压。
67.若此时按照图3a的（2），由控制部控制功率变换单元10中的开关管q，以将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，那么可以有效降低流过光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1的电流，降低了流过故障的光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1的短路或反接电流以及分断电压，此时多极联动开关20的最大分断电流为1倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时的最大分断电压为1倍于单个光伏组串的分断电压，相较于3倍于单个光伏组串的分断电流，以及2倍于单个光伏组串的分断电压，有效降低了多极联动开关的最大分断电流和最大分断电压，进而使得正极开关sx1和负极开关sy1能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
68.在多极联动开关20断开后，光伏组串未存在并联情况，因而光伏组串不会损坏。
69.需要说明的是，光伏组串pv2发生短路或反接时的保护原理与光伏组串pv1发生短路或反接时的保护原理相同，为避免冗余，这里不再赘述。
70.在光伏组串pv3发生短路或反接时，参考前述原理可知，如果直接断开多极联动开关20，那么光伏组串pv3对应的正极开关sx3和负极开关sy2均将需要分断3倍于单个光伏组串的短路或反接电流，此时多极联动开关20的最大分断电流为3倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时，还要分断2倍的单个光伏组串的分断电压，而若将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，那么可以有效降低流过光伏组串pv3对应的正极开关sx3和负极开关sy2的电流，降低了流过故障的光伏组串pv3对应的正极开关sx3和负极开关sy2的短路或反接电流以及分断电压，此时多极联动开关20的最大分断电流为2倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时的最大分断电压为1倍于单个光伏组串的分断电压，相较于3倍于单个光伏组串的分断电流，以及2倍于单个光伏组串的分断电压，有效降低了多极联动开关的最大分断电流和最大分断电压，进而使得正极开关sx3和负极开关sy2能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
71.需要说明的是，光伏组串pv4发生短路或反接时的保护原理与光伏组串pv3发生短路或反接时的保护原理相同，为避免冗余，这里不再赘述。
72.又如，参照图3b，在光伏发电系统正常的情况下，光伏组串pv1至pv4通过多极联动开关20将发出的电提供给功率变换单元10。
73.在光伏发电系统发生故障的情况下，例如，光伏组串pv1发生短路或反接，参照图3b的（1），光伏组串pv2、pv3和pv4的电流流入光伏组串pv1，如果此时直接断开多极联动开
关20，那么光伏组串pv1对应的正极开关sx1将需要分断3倍于单个光伏组串的短路或反接电流，光伏组串pv1对应的负极开关sy1将需要分断2倍于单个光伏组串的短路或反接电流，此时多极联动开关20的最大分断电流为3倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时，还要分断2倍的单个光伏组串的分断电压。
74.若此时按照图3b的（2），由控制部控制功率变换单元10中的开关管q，以将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，那么可以有效降低流过光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1的电流，降低了流过故障的光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1的短路或反接电流以及分断电压，此时多极联动开关20的最大分断电流为2倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时的最大分断电压为1倍于单个光伏组串的分断电压，相较于3倍于单个光伏组串的分断电流，以及2倍于单个光伏组串的分断电压，有效降低了多极联动开关的最大分断电流和最大分断电压，进而使得正极开关sx1和负极开关sy1能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
75.在多极联动开关20断开后，光伏组串未存在并联情况，因而光伏组串不会损坏。
76.需要说明的是，光伏组串pv2至pv4发生短路或反接时的保护原理与光伏组串pv1发生短路或反接时的保护原理相同，为避免冗余，这里不再赘述。
77.对于n=4的其它系统结构的保护原理，可参考前述，这里不再赘述。
78.针对情况三：例如，参照图4a，在光伏发电系统正常的情况下，光伏组串pv1至pv5通过多极联动开关20将发出的电提供给功率变换单元10。
79.在光伏发电系统发生故障的情况下，例如，光伏组串pv1发生短路或反接，参照图4a的（1），光伏组串pv2至pv5的电流流入光伏组串pv1，如果此时直接断开多极联动开关20，那么光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1将需要分断3倍于单个光伏组串的短路或反接电流，此时多极联动开关20的最大分断电流为3倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时，还要分断2倍的单个光伏组串的分断电压。
80.若此时按照图4a的（2），由控制部控制功率变换单元10中的开关管q，以将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，那么可以有效降低流过光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1的电流，降低了流过故障的光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1的短路或反接电流以及分断电压，此时多极联动开关20的最大分断电流为2倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时的最大分断电压为1倍于单个光伏组串的分断电压，相较于3倍于单个光伏组串的分断电流，以及2倍于单个光伏组串的分断电压，有效降低了多极联动开关的最大分断电流和最大分断电压，进而使得正极开关sx1和负极开关sy1能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
81.在多极联动开关20断开后，光伏组串pv1和pv2并联，光伏组串pv3和pv4并联，在光伏组串pv1短路或反接时，光伏组串pv2的电流将流入光伏组串pv1，由于光伏组串pv1可以承受至多两个光伏组串输出的电流，未超过光伏组串pv1所能承受的范围，因而有效保护了光伏组串pv1不会损坏。
82.需要说明的是，光伏组串pv2至pv4发生短路或反接时的保护原理与光伏组串pv1发生短路或反接时的保护原理相同，为避免冗余，这里不再赘述。
83.在光伏组串pv5发生短路或反接时，参照图4a的（3），光伏组串pv1至pv4的电流流入光伏组串pv5，如果此时直接断开多极联动开关20，那么光伏组串pv5对应的正极开关sx3
和负极开关sy3将需要分断4倍于单个光伏组串的短路或反接电流，此时多极联动开关20的最大分断电流为4倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时，还要分断2倍的单个光伏组串的分断电压。
84.若此时参照图4a的（4），由控制部控制功率变换单元10中的开关管q，以将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，那么可以有效降低流过光伏组串pv5对应的正极开关sx3和负极开关sy3的电流，降低了流过故障的光伏组串pv5对应的正极开关sx3和负极开关sy3的短路或反接电流以及分断电压，此时多极联动开关20的最大分断电流为2倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时的最大分断电压为1倍于单个光伏组串的分断电压，相较于4倍于单个光伏组串的分断电流，以及2倍于单个光伏组串的分断电压，有效降低了多极联动开关的最大分断电流和最大分断电压，进而使得正极开关sx3和负极开关sy3能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
85.又如，参照图4b，在光伏发电系统正常的情况下，光伏组串pv1至pv5通过多极联动开关20将发出的电提供给功率变换单元10。
86.在光伏发电系统发生故障的情况下，例如，光伏组串pv1发生短路或反接，参照图4b的（1），光伏组串pv2至pv5的电流流入光伏组串pv1，如果此时直接断开多极联动开关20，那么光伏组串pv1对应的正极开关sx1将需要分断2倍于单个光伏组串的短路或反接电流，光伏组串pv1对应的负极开关sy1将需要分断3倍于单个光伏组串的短路或反接电流，此时多极联动开关20的最大分断电流为3倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时，还要分断2倍于单个光伏组串的分断电压。
87.若此时按照图4b的（2），由控制部控制功率变换单元10中的开关管q，以将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，那么可以有效降低流过光伏组串pv1对应的负极开关sy1的电流，降低了流过故障的光伏组串pv1对应的负极开关sy1的短路或反接电流以及分断电压，虽然此时流过光伏组串pv1对应的正极开关sx1的电流，但是此时多极联动开关20的最大分断电流为2倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时的最大分断电压为1倍于单个光伏组串的分断电压，相较于3倍于单个光伏组串的分断电流，以及2倍于单个光伏组串的分断电压，有效降低了多极联动开关的最大分断电流和最大分断电压，进而使得正极开关sx1和负极开关sy1能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
88.在多极联动开关20断开后，光伏组串pv1和pv2并联，在光伏组串pv1短路或反接时，光伏组串pv2的电流将流入光伏组串pv1，由于光伏组串pv1可以承受至多两个光伏组串输出的电流，未超过光伏组串pv1所能承受的范围，因而有效保护了光伏组串pv1不会损坏。
89.需要说明的是，光伏组串pv2至pv4发生短路或反接时的保护原理与光伏组串pv1发生短路或反接时的保护原理相同，为避免冗余，这里不再赘述。
90.在光伏组串pv5发生短路或反接时，参照图4b的（3），光伏组串pv1至pv4的电流流入光伏组串pv5，如果此时直接断开多极联动开关20，那么光伏组串pv5对应的正极开关sx2将需要分断3倍于单个光伏组串的短路或反接电流，光伏组串pv5对应的负极开关sy3将需要分断4倍于单个光伏组串的短路或反接电流，此时多极联动开关20的最大分断电流为4倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时，还要分断2倍于单个光伏组串的分断电压。
91.若此时参照图4b的（4），由控制部控制功率变换单元10中的开关管q，以将功率变
换单元10的正输入端和负输入端短接，那么可以有效降低流过光伏组串pv5对应的正极开关sx2和负极开关sy3的电流，降低了流过故障的光伏组串pv5对应的正极开关sx2和负极开关sy3的短路或反接电流以及分断电压，此时多极联动开关20的最大分断电流为3倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时的最大分断电压为1倍于单个光伏组串的分断电压，相较于4倍于单个光伏组串的分断电流，以及2倍于单个光伏组串的分断电压，有效降低了多极联动开关的最大分断电流和分断电压，进而使得正极开关sx2和负极开关sy3能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
92.针对情况四：例如，参照图5，在光伏发电系统正常的情况下，光伏组串pv1至pv6通过多极联动开关20将发出的电提供给功率变换单元10。
93.在光伏发电系统发生故障的情况下，例如，光伏组串pv1发生短路或反接，参照图5的（1），光伏组串pv2至pv6的电流流入光伏组串pv1，如果此时直接断开多极联动开关20，那么光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1将需要分断4倍于单个光伏组串的短路或反接电流，此时多极联动开关20的最大分断电流为4倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时，还要分断2倍于单个光伏组串的分断电压。
94.若此时按照图5的（2），由控制部控制功率变换单元10中的开关管q，以将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，那么可以有效降低流过光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1的电流，降低了流过故障的光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1的短路或反接电流以及分断电压，此时多极联动开关20的最大分断电流为2倍于单个光伏组串的分断电流，且在反接时的最大分断电压为1倍于单个光伏组串的分断电压，相较于4倍于单个光伏组串的分断电流，以及2倍于单个光伏组串的分断电压，有效降低了多极联动开关的最大分断电流和分断电压，进而使得正极开关sx1和负极开关sy1能够更安全和可靠的断开，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
95.在多极联动开关20断开后，光伏组串pv1和pv2并联，光伏组串pv3和pv4并联，光伏组串pv5和pv6并联，在光伏组串pv1短路或反接时，光伏组串pv2的电流将流入光伏组串pv1，由于光伏组串pv1可以承受至多两个光伏组串输出的电流，未超过光伏组串pv1所能承受的范围，因而有效保护了光伏组串pv1不会损坏。
96.需要说明的是，光伏组串pv2至pv6发生短路或反接时的保护原理与光伏组串pv1发生短路或反接时的保护原理相同，为避免冗余，这里不再赘述。
97.针对情况五：例如，参照图6，该系统的保护原理与图4a所示系统的保护原理相同。相较于图4a，该系统在光伏组串发生短路或反接时，与故障的光伏组串对应的正极开关和负极开关将需要承受更大的分断电流。
98.例如，在光伏组串pv1发生短路或反接时，若直接断开多极联动开关20，与光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1均将需要分断5倍于单个光伏组串的短路或反接电流，显然对极开关的分断能力提出了更高的要求。
99.又如，在光伏组串pv7发生短路或反接时，若直接断开多极联动开关20，与光伏组串pv7对应的正极开关sx4和负极开关sy4均将需要分断6倍于单个光伏组串的短路或反接电流，显然对极开关的分断能力提出了更高的要求。
100.而通过控制部控制功率变换单元10的开关管q导通，以将功率变换单元10的正输入端与负输入端短接，可以降低多极联动开关20的最大分断电流，使得多极联动开关20能
够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
101.针对情况六：例如，参照图7，该系统的保护原理与图5所示系统的保护原理相同。相较于图5，该系统在光伏组串发生短路或反接时，与故障的光伏组串对应的正极开关和负极开关将需要承受更大的分断电流。
102.例如，在光伏组串pv1发生短路或反接时，若直接断开多极联动开关20，与光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1均将需要分断6倍于单个光伏组串的短路或反接电流，显然对极开关的分断能力提出了更高的要求。
103.而通过控制部控制功率变换单元10的开关管q导通，以将功率变换单元10的正输入端与负输入端短接，可以降低多极联动开关20的最大分断电流，使得多极联动开关20能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
104.上述实施例中，在光伏发电系统发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；在控制多极联动开关断开后，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，能够避免光伏组串损坏。
105.在一些实施例中，每个正连接端适于连接的光伏组串的数量至多为三个，和/或，每个负连接端适于连接的光伏组串的数量至多为三个。如此，有利于实现在多极联动开关20断开后，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，进而实现对光伏组串的保护。
106.具体来说，当每个正连接端连接的光伏组串的数量至多为三个时，即使负连接端连接的光伏组串的数量为四个及以上，由于光伏组串的并联需要光伏组串的正极和负极对应并联，因而在每个正连接端连接的光伏组串的数量限制为至多三个的情况下，可以使得多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
107.示例性的，例如，参照图8a，正连接端x1连接三个光伏组串pv1、pv2和pv3，正连接端x2连接一个光伏组串pv4，正连接端x3连接一个光伏组串pv5，即每个正连接端连接的光伏组串的数量均未超过三个；同时，负连接端y1连接四个光伏组串pv1、pv2、pv3和pv4，负连接端y2连接一个光伏组串pv5。在多极联动开关20断开后，由于正连接端x1所连接的光伏组串的数量的限制，此时仅有光伏组串pv1、pv2和pv3并联，满足了多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
108.又如，参照图8b，正连接端x1连接两个光伏组串pv1和pv2，正连接端x2连接两个光伏组串pv3和pv4，正连接端x3连接一个光伏组串pv5，即每个正连接端连接的光伏组串的数量均未超过三个；同时，负连接端y1连接四个光伏组串pv1、pv2、pv3和pv4，负连接端y2连接一个光伏组串pv5。在多极联动开关20断开后，由于正连接端x1所连接的光伏组串的数量的限制，此时有光伏组串pv1和pv2，光伏组串pv3和pv4并联，满足了多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
109.需要说明的是，对于其它情况可参考前述，具体这里就不再赘述。
110.同理，在每个负连接端连接的光伏组串的数量至多为三个的情况下，以及，在每个正连接端连接的光伏组串的数量至多为三个且每个负连接端连接的光伏组串的数量至多为三个的情况下，均可以满足多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存
在并联连接，具体这里不再赘述。
111.上述实施例中，通过对每个连接端连接的光伏组串的数量进行限制，有利于实现在多极联动开关断开后，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，进而实现对光伏组串的保护。
112.进一步地，在通过对每个连接端连接的光伏组串的数量进行限制的情况下，在一些实施例中，同一个正连接端适于连接的多个光伏组串的负极分别与至少两个负连接端相连。如此，可以在多极联动开关20断开后减少n个光伏组串中并联的光伏组串的数量，有利于实现在多极联动开关断开后，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
113.具体来说，在一些情况下，同一个正连接端可能会连接多个光伏组串，如两个、三个及以上，此时可将与该正连接端相连的多个光伏组串的负极拆分连接至两个及以上个负连接端，由于光伏组串的并联需要光伏组串的正极和负极对应并联，因而在连接至同一个正连接端的多个光伏组串的负极被拆分连接至不同的负连接端时，可以降低多极联动开关20断开后并联的光伏组串。
114.示例性的，参照图9a，正连接端x1连接三个光伏组串pv1、pv2和pv3，同时光伏组串pv1和pv2的负极与负连接端y1相连，光伏组串pv3的负极与负连接端y2相连。在多极联动开关20断开后，由于与正连接端x1相连的三个光伏组串中的两个光伏组串pv1和pv2的负极与负连接端y1相连，一个光伏组串pv3的负极与负连接端y2相连，因而此时仅有光伏组串pv1和pv2并联，相较于未拆分前，减少了并联的光伏组件的数量。如此，不仅满足了多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，而且进一步减少了流入故障的光伏组串的电流，提升了光伏组串的安全性。
115.又如，参照图9b，正连接端x1连接四个光伏组串pv1、pv2、pv3和pv4，同时光伏组串pv1和pv2的负极与负连接端y1相连，光伏组串pv3和pv4的负极与负连接端y2相连。在多极联动开关20断开后，由于与正连接端x1相连的四个光伏组串中的两个光伏组串pv1和pv2的负极与负连接端y1相连，两个光伏组串pv3和pv4的负极与负连接端y2相连，因而此时有光伏组串pv1和pv2并联，光伏组串pv3和pv4并联，相较于未拆分前，减少了并联的光伏组件的数量，满足了多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
116.需要说明的是，对于其它情况可参考前述，具体这里就不再赘述。
117.上述实施例中，通过将同一个正连接端连接的多个光伏组串的负极分别与至少两个负连接端相连，有利于实现在多极联动开关断开后，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，进而实现对光伏组串的保护。
118.在一些实施例中，在任意一个正连接端适于连接的光伏组串的数量为四个以上时，至少两个负连接端适于连接该四个以上的光伏组串的负极，且同一个负连接端适于连接的光伏组串的数量至多为三个。
119.具体来说，由于光伏组串的并联需要光伏组串的正极和负极对应并联，因此在任意一个正连接端连接的光伏组串的数量过多时，如四个及以上，可以通过负连接端来对光伏组串的连接进行限制，如通过至少两个负连接端与同一个正连接端连接的光伏组串相连，且同一个负连接端连接的光伏组串的数量至多三个，以在多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串并联。
120.示例性的，参照图10a，正连接端x1连接四个光伏组串pv1、pv2、pv3和pv4，同时光
伏组串pv1、pv2和pv3的负极与负连接端y1相连，光伏组串pv4的负极与负连接端y2相连。在多极联动开关20断开后，由于与正连接端x1相连的四个光伏组串中的三个光伏组串pv1、pv2和pv3的负极与负连接端y1相连，一个光伏组串pv4的负极与负连接端y2相连，因而此时有光伏组串pv1、pv2和pv3并联，满足了多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
121.又如，参照图10b，正连接端x1连接五个光伏组串pv1、pv2、pv3、pv4和pv5，同时每个光伏组串的负极均与一个负连接端相连。在多极联动开关20断开后，由于与正连接端x1相连的五个光伏组串pv1、pv2、pv3、pv4和pv5的负极分别连接于不同的负连接端，因而此时无光伏组串并联，满足了多极联动开关20断开后，n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
122.同理，在一些实施例中，在任意一个负连接端适于连接的光伏组串的数量为四个以上时，至少两个正连接端适于连接该四个以上的光伏组串的正极，且同一个正连接端适于连接的光伏组串的数量至多为三个，同样有利于实现在多极联动开关断开后，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，进而实现对光伏组串的保护，具体可参考前述，这里不再赘述。
123.上述实施例中，在任意一个正连接端适于连接的光伏组串的数量为四个以上时，通过对负连接端连接的光伏组串的限制；或者，在任意一个负连接端适于连接的光伏组串的数量为四个以上时，通过对正连接端连接的光伏组串的限制，有利于实现在多极联动开关断开后，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，进而实现对光伏组串的保护。
124.在一些实施例中，控制部还被配置为，在功率变换单元10的正输入端和负输入端短接后，获取每个光伏组串所在支路的电流值、每一个极开关所在支路的电流值和直流母线的电流值中的至少一个，并根据每个光伏组串所在支路的电流值、每一个极开关所在支路的电流值和直流母线的电流值中的至少一个确定光伏发电系统的发电电流小于第一设定值时控制多极联动开关20断开。
125.需要说明的是，支路是指并联电路的分支电流流过的路线，参照图11a，光伏组串pv1所在的线路可以称为一个支路，光伏组串pv1和pv2并联后形成的线路可称为一个支路，正极开关sx1所在的线路可以称为一个支路，等等。多极联动开关20至功率变换单元10之间的线路称为直流母线。第一设定值可以根据实际情况进行标定，具体这里不做限制。
126.具体来说，在功率变换单元10的正输入端和负输入端短接后，可先确定光伏发电系统的发电电流，然后在发电电流较小的情况下，控制多极联动开关20断开，以进一步提高多极联动开关20断开时的安全性和可靠性。其中，确定光伏发电系统的发电电流是否小于第一设定值的方式有多种，例如，可以基于光伏组串所在支路的电流值、极开关所在支路的电流值、直流母线的电流值、或者这三种电流值的相互组合来确定，具体方式这里不做限制。
127.示例性的，参照图11a，在功率变换单元10的正输入端和负输入端短接后，可获取每个光伏组串所在支路的电流值，如光伏组串pv1至pv5所在支路的电流值，并对电流值求和，得到光伏发电系统的发电电流；或者，获取每个极开关所在支路的电流值，如正极开关sx1、sx2和sx3所在支路的电流值，并对电流值求和，得到光伏发电系统的发电电流；或者，
获取直流母线的电流值，得到光伏发电系统的发电电流。然后，在发电电流小于第一设定值时，也即流入多极联动开关20的电流较小的情况下，由控制部控制多极联动开关20断开，以进一步提高多极联动开关20断开时的安全性和可靠性。
128.上述实施例中，在将功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，在确定光伏发电系统的发电电流较小的情况下，控制多极联动开关断开，可进一步提高多极联动开关断开时的安全性和可靠性。
129.在一些实施例中，控制部还被配置为，在功率变换单元10的正输入端和负输入端短接后，获取光照强度，并在光照强度小于预设强度值时控制多极联动开关20断开。
130.需要说明的是，光照强度可由光照传感器等获取。预设强度值可根据实际情况进行标定，具体这里不做限制。
131.具体来说，在功率变换单元10的正输入端和负输入端短接后，可先获取当前的光照强度，在光照强度较小的情况下，相应的光伏发电系统的发电电流较小，从而使得流过多极联动开关20的电流较小，这样在控制多极联动开关20断开时，可进一步提高多极联动开关20的安全性和可靠性。
132.上述实施例中，通过在功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，在光照强度较小的情况下控制多极联动开关断开，由于光照强度较小，相应的光伏发电系统的发电电流较小，流过多极联动开关的电流较小，因而可进一步提高多极联动开关断开时的安全性和可靠性。
133.在一些实施例中，故障保护装置还包括：参数检测部，参数检测部被配置为检测每个光伏组串所在支路的参数值、每一个极开关所在支路的参数值和直流母线的参数值中的至少一个，以便控制部根据每个光伏组串所在支路的参数值、每一个极开关所在支路的参数值和直流母线的参数值中的至少一个检测光伏发电系统发生故障。
134.需要说明的是，故障可包括短路故障或反接故障。参数值可包括电压值、电流值、温度值或功率值等，例如，可以基于每个光伏组串所在支路的电流值、温度值或功率值等来确定光伏发电系统是否发生短路或反接故障等；又如，可以基于每个极开关所在支路的电流值、温度值或功率值等来确定光伏发电系统是否发生短路或反接故障等；再如，可以基于直流母线的电压值、电流值或温度值等来确定光伏发电系统是否发生短路或反接故障等。
135.举例来说，例如，在光伏发电系统工作过程中，可通过参数检测部实时获取每个光伏组串所在支路的参数值如电流值，正常情况下，每个光伏组串所在支路的电流值为该光伏组串正常工作时的输出电流，而当光伏组串发生短路或反接时，其它光伏组串的输出电流将反灌至该故障的光伏组串，导致故障的光伏组串的电流值增大，同时电流反向，因而基于故障的光伏组串的电流值能够简单和准确地确定光伏发电系统是否发生故障。
136.示例性的，参照图11b的（1），正常情况下，每个光伏组串所在支路的电流值为该光伏组串正常工作时的输出电流，而当光伏组串pv1发生短路或反接时，参照图11b的（2），光伏组串pv2至pv5的输出电流将反灌至光伏组串pv1，使得光伏组串pv1所在支路的电流增大至4倍于单个光伏组串的短路或反接电流，且电流方向与正常时的相反，因此基于检测的光伏组串pv1所在支路的电流值可以确定当前光伏发电系统存在短路或反接故障。
137.又如，在光伏发电系统工作过程中，可通过参数检测部实时获取每个极开关所在支路的参数值如电流值，正常情况下，每个极开关所在支路的电流值为与其相连的光伏组
串的输出电流或输出电流之和，而当光伏组串发生短路或反接时，相应极开关所在支路的电流可能增大且反向，因而基于极开关的电流值能够简单和准确地确定光伏发电系统是否发生故障。
138.示例性的，参照图11b的（1），正常情况下，正极开关sx1和负极开关sy1所在支路的电流值为光伏组串pv1和pv2的输出电流之和，正极开关sx2和负极开关sy2所在支路的电流值为光伏组串pv3和pv4的输出电流之和，正极开关sx3和负极开关sy3所在支路的电流值为光伏组串pv5的输出电流，而当光伏组串pv1发生短路或反接时，参照图11b的（2），流过正极开关sx1和负极开关sy1所在支路的电流值为光伏组串pv3、pv4和pv5的输出电流之和，电流值增大，且电流方向与正常时的相反，因此基于检测的正极开关sx1或负极开关sy1所在支路的电流值可以确定当前光伏发电系统存在短路或反接故障。
139.再如，在光伏发电系统工作过程中，可通过参数检测部实时获取直流母线的电流值，正常情况下，直流母线的电流值为n个光伏组串的输出电流之和，而当光伏组串发生短路或反接时，将有很少的电流流过直流母线，因而基于直流母线的电流值可以简单和准确地确定光伏发电系统是否发生故障。
140.示例性的，参照图11b的（1），正常情况下，直流母线的电流值为5个光伏组串的输出电流之和，而当光伏组串pv1发生短路或反接时，参照图11b的（2），光伏组串pv2至pv5的输出电流将通过多极联动开关20反灌至光伏组串pv1，而有很少的电流流过直流母线，因此基于检测的直流母线的电流值可以确定当前光伏发电系统存在短路或反接故障。
141.上述实施例中，通过检测光伏组串所在支路的参数值、极开关所在支路的参数值以及直流母线的参数值中的一个或多个，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障，且检测方式有多种。
142.在一些实施例中，参数检测部包括第一电流传感器和第二电流传感器中的至少一个，其中，第一电流传感器被配置为检测任意一个光伏组串所在支路的第一电流信息，并将第一电流信息发送给控制部；第二电流传感器被配置为检测任意一个极开关所在支路的第二电流信息，并将第二电流信息发送给控制部。需要说明的是，这里的任意是指对设于各个支路上的传感器不做区分。
143.举例来说，参照图11a-图11b，可在每个光伏组串所在支路上设置第一电流传感器31，具体可以在每个光伏组串的正极设置第一电流传感器31，通过第一电流传感器31获取相应光伏组串所在支路的电流信息，记为第一电流信息，可包括电流值和电流方向，并将第一电流信息发送至控制部。
144.或者，在每个极开关所在支路上设置第二电流传感器32，具体可以在每个正极开关所在支路上设置第二电流传感器32，通过第二电流传感器32获取相应极开关所在支路的电流信息，记为第二电流信息，可包括电流值和电流方向，并将第二电流信息发送至控制部。
145.或者，在每个光伏组串所在支路上设置第一电流传感器31，并在每个极开关所在支路上设置第二电流传感器32，通过第一电流传感器31和第二电流传感器32获取第一电流信息和第二电流信息，并发送至控制部。
146.进一步地，控制部还被配置为，在根据第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到光伏发电系统发生故障；或者在根据第二电流信息确
定该极开关所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到光伏发电系统发生故障；或者在根据第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流方向与设定方向相反、且根据第二电流信息确定与该光伏组串对应的极开关所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到光伏发电系统发生故障。
147.也就是说，控制部可基于光伏组串所在支路的电流方向、极开关所在支路的电流方向、光伏组串所在支路的电流方向和极开关所在支路的电流方向，来确定光伏发电系统是否发生故障。
148.示例性的，参照图11b的（1），正常情况下，每个光伏组串所在支路的电流方向以及每个极开关所在支路的电流方向如图中箭头方向，而当光伏组串pv1发生短路或反接时，参照图11b的（2），光伏组串pv2至pv5的输出电流将反灌至光伏组串pv1，使得光伏组串pv1所在支路的电流方向以及光伏组串pv1对应的正极开关sx1和负极开关sy1所在支路的电流方向与正常时的相反，因此，在基于第一电流信息确定光伏组串pv1所在支路的电流方向与设定方向相反，或者，基于第二电流信息确定正极开关sx1所在支路的电流方向与设定方向相反，或者，基于第一电流信息确定光伏组串pv1所在支路的电流方向与设定方向相反且基于第二电流信息确定正极开关sx1所在支路的电流方向与设定方向相反时，确定光伏发电系统发生故障。
149.上述实施例中，基于检测的电流方向，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
150.进一步地，控制部还被配置为，在根据第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值时，检测到光伏发电系统发生故障；或者在根据第二电流信息确定该极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值时，检测到光伏发电系统发生故障；或者在根据第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值、以及根据第二电流信息确定与该光伏组串对应的极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值时，检测到光伏发电系统发生故障。
151.也就是说，控制部可基于光伏组串所在支路的电流大小、极开关所在支路的电流大小、光伏组串所在支路的电流大小和极开关所在支路的电流大小，来确定光伏发电系统是否发生故障。
152.示例性的，参照图11b的（1），正常情况下，每个光伏组串所在支路的电流值为该光伏组串正常工作时的输出电流，正极开关sx1所在支路的电流值为光伏组串pv1和pv2的输出电流之和，正极开关sx2所在支路的电流值为光伏组串pv3和pv4的输出电流之和，正极开关sx3所在支路的电流值为光伏组串pv5的输出电流。
153.而当光伏组串pv1发生短路或反接时，参照图11b的（2），光伏组串pv2至pv5的输出电流将反灌至光伏组串pv1，使得光伏组串pv1所在支路的电流增大至4倍于单个光伏组串的短路或反接电流，流过正极开关sx1所在支路的电流值为光伏组串pv3、pv4和pv5的输出电流之和，电流值增大，因此，在基于第一电流值确定光伏组串pv1所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值，或者，基于第二电流信息确定正极开关sx1所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值，或者，基于第一电流值确定光伏组串pv1所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值且基于第二电流信息确定正极开关sx1所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值时，确定光伏发电系统发生故障。
154.上述实施例中，基于检测的电流大小，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
155.在一些实施例中，参数检测部还包括第一电压传感器，第一电压传感器被配置为检测直流母线的电压值，并将直流母线的电压值发送给控制部。
156.举例来说，参照图11a-图11b，可在直流母线上设置第一电压传感器33，具体可以在功率变换单元10的正输入端与负输入端之间设置第一电压传感器33，通过第一电压传感器33检测直流母线的电压值，并发送至控制部。
157.进一步地，控制部还被配置为，在直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到光伏发电系统发生故障。
158.也就是说，控制部可基于直流母线的电压大小，来确定光伏发电系统是否发生故障。
159.示例性的，参照图11b的（1），正常情况下，直流母线的电压为5个光伏组串并联后的电压，而当光伏组串pv1发生短路或反接时，参照图11b的（2），光伏组串pv2至pv5的输出电流将通过多极联动开关20反灌至光伏组串pv1，而有很少的电流流过直流母线，直流母线的电压很小，因此在确定直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，确定光伏发电系统发生故障。
160.上述实施例中，基于检测的电压大小，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
161.进一步地，控制部还被配置为，在根据第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值、以及直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到光伏发电系统发生故障；或者在根据第二电流信息确定该极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值、以及直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到光伏发电系统发生故障。
162.也就是说，控制部可基于光伏组串所在支路的电流大小以及直流母线的电压大小，或者，基于极开关所在支路的电流大小以及直流母线的电压大小，来确定光伏发电系统是否发生故障。
163.示例性的，参照图11b的（1），正常情况下，每个光伏组串所在支路的电流值为该光伏组串正常工作时的输出电流，正极开关sx1所在支路的电流值为光伏组串pv1和pv2的输出电流之和，正极开关sx2所在支路的电流值为光伏组串pv3和pv4的输出电流之和，正极开关sx3所在支路的电流值为光伏组串pv5的输出电流，直流母线的电压为5个光伏组串并联后的电压。
164.而当光伏组串pv1发生短路或反接时，参照图11b的（2），光伏组串pv2至pv5的输出电流将反灌至光伏组串pv1，使得光伏组串pv1所在支路的电流增大至4倍于单个光伏组串的短路或反接电流，流过正极开关sx1所在支路的电流值为光伏组串pv3、pv4和pv5的输出电流之和，电流值增大，而有很少的电流流过直流母线，直流母线的电压很小，因此，在基于第一电流信息确定光伏组串pv1所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值且直流母线的电压小于第一预设电压阈值，或者，基于第二电流信息确定正极开关sx1所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值且直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，确定光伏发电系统发生故障。
165.上述实施例中，基于检测的电流大小和电压大小，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
166.在一些实施例中，参数检测部还包括第三电流传感器，第三电流传感器被配置为检测直流母线的电流信息，并将直流母线的电流信息发送给控制部。
167.举例来说，参照图11a-图11b，可在直流母线上设置第三电流传感器34，具体可以在正直流母线上设置第三电流传感器34，通过第三电流传感器34检测直流母线的电流信息，可包括电流值，并发送至控制部。
168.进一步地，控制部还被配置为，根据第一电流信息确定任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值，并根据直流母线的电流信息确定直流母线的电流绝对值，以及在任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值时，检测到光伏发电系统发生故障；或者根据第二电流信息确定任意一个极开关所在支路的电流绝对值，并根据直流母线的电流信息确定直流母线的电流绝对值，以及在任意一个极开关所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值时，检测到光伏发电系统发生故障；或者根据第一电流信息确定任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值，并根据直流母线的电流信息确定直流母线的电流绝对值，以及根据第二电流信息确定任意一个极开关所在支路的电流绝对值，并在任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值、以及任意一个极开关所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值时，检测到光伏发电系统发生故障。
169.也就是说，控制部可基于光伏组串所在支路的电流大小与直流母线的电流大小的关系，或者，基于极开关所在支路的电流大小与直流母线的电流大小的关系，或者，基于光伏组串所在支路的电流大小与直流母线的电流大小的关系以及极开关所在支路的电流大小与直流母线的电流大小的关系，来确定光伏发电系统是否发生故障。
170.示例性的，参照图11b的（1），正常情况下，每个光伏组串所在支路的电流值为该光伏组串正常工作时的输出电流，每个极开关所在支路的电流为与其相连的光伏组串的输出电流或输出电流之和，直流母线的电流值为5个光伏组串的输出电流之和。而当光伏组串pv1发生短路或反接时，参照图11b的（2），光伏组串pv2至pv5的输出电流将反灌至光伏组串pv1，每个光伏组串和每个极开关所在支路的电流至少为1倍于光伏组串的输出电流，而仅有很少的电流流过直流母线，该电流小于1倍于光伏组串的输出电流，因此在基于第一电流信息确定每个光伏组串所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值，或者，基于第二电流信息确定每个极开关所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值，或者，在基于第一电流信息确定每个光伏组串所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值且基于第二电流信息确定每个极开关所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值时，确定光伏发电系统发生故障。
171.上述实施例中，基于检测的电流大小，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
172.需要说明的是，上述关于控制部确定光伏发电系统是否发生故障，以及基于光照强度或者电流值确定是否控制多极联动开关断开，主要以图11a和图11b所示的系统结构进行说明，但是这并不能作为是对这些方式的限制，这些方式适用于本技术中所涉及的所有系统结构，具体这里不再赘述。
173.综上所述，根据本发明实施例的光伏发电系统的故障保护装置，在光伏发电系统
发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
174.在一些实施例中，还提供了一种汇流箱200。参照图12，该汇流箱200可包括前述的故障保护装置100，故障保护装置100被配置为，在光伏发电系统发生故障的情况下，将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，并将n个光伏组串pv1、pv2、...、pvn与功率变换单元10之间分断，使得n个光伏组串pv1、pv2、...、pvn中至多三个光伏组串存在并联连接。
175.需要说明的是，在一些示例中，汇流箱200也可包括功率变换单元10，功率变换单元10可以是但不限于dc/dc变换器，而关于故障保护装置100的相关描述请参考前述，这里不再赘述。
176.根据本发明实施例的汇流箱，基于前述的故障保护装置，在光伏发电系统发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
177.在一些实施例中，还提供了一种逆变器300。参照图13，该逆变器300可包括：前述的故障保护装置100和功率变换单元10。其中，功率变换单元10包括dc/ac变换器11，功率变换单元10被配置为对n个光伏组串pv1、pv2、...、pvn输出的直流电进行变换，并通过dc/ac变换器11输出交流电。故障保护装置100被配置为，在光伏发电系统发生故障的情况下，将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，并将n个光伏组串pv1、pv2、...、pvn与功率变换单元10之间分断，使得n个光伏组串pv1、pv2、...、pvn中至多三个光伏组串存在并联连接。
178.需要说明的是，在一些示例中，参照图13，功率变换单元10可包括dc/ac变换器11，或者，功率变换单元10包括dc/dc变换器和dc/ac变换器11，而关于故障保护装置100的相关描述请参考前述，这里不再赘述。
179.根据本发明实施例的逆变器，基于前述的故障保护装置，在光伏发电系统发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
180.在一些实施例中，还提供了一种光伏发电系统400。参照图14，光伏发电系统400包括前述的故障保护装置100以及其它部件，例如光伏发电系统400还包括n个光伏组串pv1、pv2、...、pvn以及功率变换单元10等。其中，故障保护装置100可被配置为，在光伏发电系统400发生故障的情况下，将功率变换单元10的正输入端和负输入端短接，并将n个光伏组串pv1、pv2、...、pvn与功率变换单元10之间分断，使得n个光伏组串pv1、pv2、...、pvn中至多三个光伏组串存在并联连接。
181.如前述，故障保护装置100可包括多极联动开关20和控制部，通过控制部控制多极联动开关20断开，可将n个光伏组串pv1、pv2、...、pvn与功率变换单元10之间分断，使得n个
光伏组串pv1、pv2、...、pvn中至多三个光伏组串存在并联连接。
182.需要说明的是，前述示例均以多极联动开关20为一个为例进行说明，而在一些实施例中，多极联动开关20可为两个及以上，例如，参照图15，多极联动开关20为六个（图中仅示例性画出两个）。
183.在一些实施例中，在多极联动开关20为多个时，多个多极联动开关20分别并联到功率变换单元10的正输入端和负输入端，其中，控制部还被配置为确定光伏发电系统400的故障类型，并根据光伏发电系统400的故障类型控制多个多极联动开关20部分或全部断开。
184.具体来说，多个多极联动开关20部分或全部断开是指多个多极联动开关20中可能仅有部分多极联动开关20断开，也可能是全部多极联动开关20断开，具体可基于故障检测结果以及实际需求确定。
185.例如，基于光伏发电系统400的安全性考虑，可在检测到光伏发电系统400存在故障时，控制多个多极联动开关20全部断开；基于光伏发电系统400的供电可靠性考虑，可在检测到光伏发电系统400存在故障时，基于故障检测结果控制多个多极联动开关20部分断开，其余多极联动开关20保持当前状态，从而可以使得光伏发电系统400可以继续供电，保证了供电的可靠性。
186.在基于故障检测结果控制多个多极联动开关20部分断开时，存在多种情况。例如，在不考虑成本等的情况下，可以在每个光伏组串的正极和负极设置第一电流传感器，通过第一电流传感器可以检测出发生反接故障或短路故障的光伏组串，进而控制该光伏组串对应的多极联动开关20断开。
187.在考虑成本等的情况下，可能仅在每个光伏组串的正极设置第一电流传感器，但是基于第一电流传感器仅能检测出发生反接故障的光伏组串，无法检测出发生短路故障的光伏组串。该情况下，可先确定光伏发电系统400是发生反接故障还是短路故障，具体可基于电压，例如在发生反接故障时，光伏组串对应的极开关将承受2倍于单个光伏组串的反接电压，基于该电压可以检测出光伏发电系统400发生反接故障。在确定出光伏发电系统400发生反接故障时，基于第一电流传感器检测的电流可确定出发生反接故障的光伏组串，进而控制该该光伏组串对应的多极联动开关20断开。在确定出光伏发电系统400发生短路故障时，由于基于第一电流传感器检测的电流无法确定出发生短路故障的光伏组串，因而需要控制多个多极联动开关20全部断开，例如，参照图15，在光伏组串pv1的正极pv1+接地时，由于无法对光伏组串pv1的负极pv1-的电流进行检测，因而不确定光伏组串pv1的负极pv1-是否接地，可能是光伏组串pv1的负极pv1-接地，也可能是其它光伏组串如光伏组串pv26的负极pv26-接地，因而无法确定出具体哪个光伏组串接地导致光伏组串发生短路故障，因此需要控制多个多极联动开关20全部断开。
188.如此，可以在一些故障情况下，使得系统的部分光伏组串继续通过多极联动开关向功率变换单元提供发出的电，从而使得光伏发电系统可以继续使用。
189.在一些实施例中，控制部还被配置为，在光伏发电系统400的故障类型为反接故障时，控制多个多极联动开关20中与反接支路对应的多极联动开关20断开。也就是说，在故障类型为反接故障时，允许部分光伏组串继续向功率变换单元10提供发出的电，从而使得光伏发电系统400可以继续使用。
190.示例性的，参照图15，在光伏组串pv1发生反接故障时，基于与光伏组串pv1对应的
正极开关sx1的电压可以确定出光伏发电系统400发生反接故障，此时由控制部控制光伏组串pv1对应的多极联动开关20断开，而其余未发生故障光伏组串对应的多极联动开关20正常工作，继续向功率变换单元10提供发出的电，从而使得光伏发电系统400可以继续使用。
191.上述实施例中，在光伏发电系统发生反接故障时，通过控制与反接支路对应的多极联动开关断开，而其余多极联动开关继续工作，以使部分光伏组串继续向功率变换单元提供发出的电，使得光伏发电系统可以继续使用。
192.在一些实施例中，控制部还被配置为，在光伏发电系统的故障类型为短路故障时，控制多个多极联动开关20全部断开。也就是说，在故障类型为短路故障时，由于较难识别出发生短路故障的光伏组串，因而在发生短路故障时，控制多个多极联动开关20全部断开，以提高光伏发电系统400的安全性。
193.在一些实施例中，功率变换单元10可包括dc/dc变换器和dc/ac变换器中的至少一个。例如，功率变换单元10可包括dc/dc变换器，或者dc/ac变换器，或者dc/dc变换器和dc/ac变换器。
194.在一些实施例中，参照图16，在功率变换单元10包括dc/dc变换器12和dc/ac变换器11时，dc/dc变换器12的正输入端作为功率变换单元10的正输入端，dc/dc变换器12的负输入端作为功率变换单元10的负输入端，dc/dc变换器12的输出端连接到dc/ac变换器11的输入端。
195.进一步地，参照图16，在多极联动开关20为多个时，dc/dc变换器12为多个，每个dc/dc变换器12的输入端连接对应的多极联动开关20，多个dc/dc变换器12的输出端分别并联到dc/ac变换器11的输入端。
196.示例性的，图17提供了两种dc/dc变换器，图18提供了三种dc/ac变换器，但是这仅是示例性说明，并不作为是对本技术的限制。
197.根据本发明实施例的光伏发电系统，基于前述的故障保护装置，在光伏发电系统发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性；在多极联动开关为多个时，可基于故障类型控制部分或全部多极联动开关断开，以在一些情况下，使得光伏发电系统能够使用。
198.在一些实施例中，还提供了一种故障保护方法。故障保护方法可包括：在光伏发电系统发生故障的情况下，控制功率变换单元中的开关管以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，控制多极联动开关断开，使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。
199.在一些实施例中，在功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，控制多极联动开关断开。如此，通过将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。
200.在一些实施例中，在功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，方法还包括：获取每个光伏组串所在支路的电流值、每一个极开关所在支路的电流值和直流母线的电流值
中的至少一个，以便根据每个光伏组串所在支路的电流值、每一个极开关所在支路的电流值和直流母线的电流值中的至少一个确定光伏发电系统的发电电流小于第一设定值时控制多极联动开关断开。如此，在将功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，在确定流过多极联动开关的电流较小的情况下，也即在流过多极联动开关的电流较小的情况下，控制多极联动开关断开，可进一步提高多极联动开关断开时的安全性。
201.在一些实施例中，在功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，方法还包括：获取光照强度，以便在光照强度小于预设强度值时控制多极联动开关断开。由于光照强度较小，相应的光伏发电系统的发电电流较小，在将功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，流过多极联动开关的电流较小，因而可进一步提高多极联动开关断开时的安全性。
202.在一些实施例中，故障保护方法还包括：检测每个光伏组串所在支路的参数值、每一个极开关所在支路的参数值和直流母线的参数值中的至少一个；根据每个光伏组串所在支路的参数值、每一个极开关所在支路的参数值和直流母线的参数值中的至少一个检测光伏发电系统发生故障。如此，通过检测光伏组串所在支路的参数值、极开关所在支路的参数值以及直流母线的参数值中的一个或多个，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
203.在一些实施例中，每个光伏组串所在支路的参数值包括第一电流信息，每一个极开关所在支路的参数值包括第二电流信息，其中，在根据第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到光伏发电系统发生故障；或者在根据第二电流信息确定该极开关所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到光伏发电系统发生故障；或者在根据第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流方向与设定方向相反、以及根据第二电流信息确定与该光伏组串对应的极开关所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到光伏发电系统发生故障。如此，基于检测的电流方向，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
204.在一些实施例中，每个光伏组串所在支路的参数值包括第一电流信息，每一个极开关所在支路的参数值包括第二电流信息，其中，在根据第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值时，检测到光伏发电系统发生故障；或者在根据第二电流信息确定该极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值时，检测到光伏发电系统发生故障；或者在根据第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值、以及根据第二电流信息确定与该光伏组串对应的极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值时，检测到光伏发电系统发生故障。如此，基于检测的电流大小，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
205.在一些实施例中，每个光伏组串所在支路的参数值包括第一电流信息，直流母线的参数值包括直流母线的电压值，其中，在根据第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值、以及直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到光伏发电系统发生故障。如此，基于检测的电流、电压大小，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
206.在一些实施例中，每一个极开关所在支路的参数值包括第二电流信息，直流母线的参数值包括直流母线的电压值，其中，在根据第二电流信息确定该极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值、以及直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到
光伏发电系统发生故障。如此，基于检测的电流大小和电压大小，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
207.在一些实施例中，直流母线的参数值包括直流母线的电压值，其中，在直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到光伏发电系统发生故障。如此，基于检测的电压大小，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
208.在一些实施例中，每个光伏组串所在支路的参数值包括第一电流信息，每一个极开关所在支路的参数值包括第二电流信息，直流母线的参数值包括直流母线的电流信息，其中，根据第一电流信息确定任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值，并根据直流母线的电流信息确定直流母线的电流绝对值，以及在任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值时，检测到光伏发电系统发生故障；或者根据第二电流信息确定任意一个极开关所在支路的电流绝对值，并根据直流母线的电流信息确定直流母线的电流绝对值，以及在任意一个极开关所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值时，检测到光伏发电系统发生故障；或者根据第一电流信息确定任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值，并根据直流母线的电流信息确定直流母线的电流绝对值，以及根据第二电流信息确定任意一个极开关所在支路的电流绝对值，并在任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值、以及任意一个极开关所在支路的电流绝对值大于直流母线的电流绝对值时，检测到光伏发电系统发生故障。如此，基于检测的电流大小，可简单和准确的检测出光伏发电系统是否发生故障。
209.需要说明的是，关于故障保护方法的相关描述，请参考前述关于故障保护装置的描述，具体这里不再赘述。
210.根据本发明实施例的光伏发电系统的故障保护方法，在光伏发电系统发生故障的情况下，通过控制功率变换单元中的开关管，以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可降低流过多极联动开关的电流，提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离；通过在多极联动开关断开后使得n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接，可提高光伏组串的安全性。
211.需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（ram），只读存储器（rom），可擦除可编辑只读存储器（eprom或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（cdrom）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
212.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述
实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（pga），现场可编程门阵列（fpga）等。
213.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
214.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
215.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
216.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种光伏发电系统的故障保护方法，其特征在于，所述光伏发电系统包括功率变换单元、多极联动开关、n个光伏组串、适于连接所述n个光伏组串的x个正连接端和y个负连接端，所述多极联动开关中每一个极开关的第一端对应与所述x个正连接端和y个负连接端中的一个连接端相连，与所述正连接端相连的各个极开关的第二端适于连接到所述功率变换单元的正输入端，与所述负连接端相连的各个极开关适于连接到所述功率变换单元的负输入端，其中，n为大于等于3的整数，2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y，所述故障保护方法包括：在所述光伏发电系统发生故障的情况下，控制所述功率变换单元中的开关管以将所述功率变换单元的正输入端和负输入端短接，控制所述多极联动开关断开，使得所述n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。2.根据权利要求1所述的故障保护方法，其特征在于，在所述功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，控制所述多极联动开关断开。3.根据权利要求2所述的故障保护方法，其特征在于，在所述功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，所述方法还包括：获取每个光伏组串所在支路的电流值、每一个极开关所在支路的电流值和直流母线的电流值中的至少一个，以便根据每个光伏组串所在支路的电流值、每一个极开关所在支路的电流值和直流母线的电流值中的至少一个确定所述光伏发电系统的发电电流小于第一设定值时控制所述多极联动开关断开。4.根据权利要求2所述的故障保护方法，其特征在于，在所述功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，所述方法还包括：获取光照强度，以便在所述光照强度小于预设强度值时控制所述多极联动开关断开。5.根据权利要求1所述的故障保护方法，其特征在于，所述方法还包括：检测每个光伏组串所在支路的参数值、每一个极开关所在支路的参数值和直流母线的参数值中的至少一个；根据每个光伏组串所在支路的参数值、每一个极开关所在支路的参数值和直流母线的参数值中的至少一个检测所述光伏发电系统发生故障。6.根据权利要求5所述的故障保护方法，其特征在于，每个光伏组串所在支路的参数值包括第一电流信息，每一个极开关所在支路的参数值包括第二电流信息，其中，在根据所述第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者在根据所述第二电流信息确定该极开关所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者在根据所述第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流方向与设定方向相反、以及根据所述第二电流信息确定与该光伏组串对应的极开关所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到所述光伏发电系统发生故障。7.根据权利要求5所述的故障保护方法，其特征在于，每个光伏组串所在支路的参数值包括第一电流信息，每一个极开关所在支路的参数值包括第二电流信息，其中，在根据所述第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者
在根据所述第二电流信息确定该极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者在根据所述第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值、以及根据所述第二电流信息确定与该光伏组串对应的极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障。8.根据权利要求5所述的故障保护方法，其特征在于，每个光伏组串所在支路的参数值包括第一电流信息，所述直流母线的参数值包括所述直流母线的电压值，其中，在根据所述第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值、以及所述直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障。9.根据权利要求5所述的故障保护方法，其特征在于，每一个极开关所在支路的参数值包括第二电流信息，所述直流母线的参数值包括所述直流母线的电压值，其中，在根据所述第二电流信息确定该极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值、以及所述直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障。10.根据权利要求5所述的故障保护方法，其特征在于，所述直流母线的参数值包括所述直流母线的电压值，其中，在所述直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障。11.根据权利要求5所述的故障保护方法，其特征在于，每个光伏组串所在支路的参数值包括第一电流信息，每一个极开关所在支路的参数值包括第二电流信息，所述直流母线的参数值包括所述直流母线的电流信息，其中，根据所述第一电流信息确定任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值，并根据所述直流母线的电流信息确定所述直流母线的电流绝对值，以及在任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值大于所述直流母线的电流绝对值时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者根据所述第二电流信息确定任意一个极开关所在支路的电流绝对值，并根据所述直流母线的电流信息确定所述直流母线的电流绝对值，以及在任意一个极开关所在支路的电流绝对值大于所述直流母线的电流绝对值时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者根据所述第一电流信息确定任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值，并根据所述直流母线的电流信息确定所述直流母线的电流绝对值，以及根据所述第二电流信息确定任意一个极开关所在支路的电流绝对值，并在任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值大于所述直流母线的电流绝对值、以及任意一个极开关所在支路的电流绝对值大于所述直流母线的电流绝对值时，检测到所述光伏发电系统发生故障。12.一种光伏发电系统的故障保护装置，其特征在于，所述光伏发电系统还包括功率变换单元、n个光伏组串，其中，n为大于等于3的整数，所述故障保护装置包括：适于连接所述n个光伏组串的x个正连接端和y个负连接端，其中，2≤x≤n，2≤y≤n，在x和y中的一个等于n时，x不等于y；多极联动开关，所述多极联动开关中每一个极开关的第一端对应与所述x个正连接端和y个负连接端中的一个连接端相连，与所述正连接端相连的各个极开关的第二端适于连
接到所述功率变换单元的正输入端，与所述负连接端相连的各个极开关适于连接到所述功率变换单元的负输入端；控制部，所述控制部被配置为在检测到所述光伏发电系统发生故障的情况下，控制所述功率变换单元中的开关管以将所述功率变换单元的正输入端和负输入端短接，控制所述多极联动开关断开，使得所述n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。13.根据权利要求12所述的故障保护装置，其特征在于，每个所述正连接端适于连接的光伏组串的数量至多为三个，和/或，每个所述负连接端适于连接的光伏组串的数量至多为三个。14.根据权利要求13所述的故障保护装置，其特征在于，同一个正连接端适于连接的多个光伏组串的负极分别与至少两个负连接端相连。15.根据权利要求12所述的故障保护装置，其特征在于，在任意一个正连接端适于连接的光伏组串的数量为四个以上时，至少两个负连接端适于连接该四个以上的光伏组串的负极，且同一个负连接端适于连接的光伏组串的数量至多为三个。16.根据权利要求12所述的故障保护装置，其特征在于，在任意一个负连接端适于连接的光伏组串的数量为四个以上时，至少两个正连接端适于连接该四个以上的光伏组串的正极，且同一个正连接端适于连接的光伏组串的数量至多为三个。17.根据权利要求12-16中任一项所述的故障保护装置，其特征在于，所述控制部还被配置为，在所述功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，控制所述多极联动开关断开。18.根据权利要求17所述的故障保护装置，其特征在于，所述控制部还被配置为，在所述功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，获取每个光伏组串所在支路的电流值、每一个极开关所在支路的电流值和直流母线的电流值中的至少一个，并根据每个光伏组串所在支路的电流值、每一个极开关所在支路的电流值和直流母线的电流值中的至少一个确定所述光伏发电系统的发电电流小于第一设定值时控制所述多极联动开关断开。19.根据权利要求17所述的故障保护装置，其特征在于，所述控制部还被配置为，在所述功率变换单元的正输入端和负输入端短接后，获取光照强度，并在所述光照强度小于预设强度值时控制所述多极联动开关断开。20.根据权利要求12所述的故障保护装置，其特征在于，还包括：参数检测部，所述参数检测部被配置为检测每个光伏组串所在支路的参数值、每一个极开关所在支路的参数值和直流母线的参数值中的至少一个，以便所述控制部根据每个光伏组串所在支路的参数值、每一个极开关所在支路的参数值和直流母线的参数值中的至少一个检测所述光伏发电系统发生故障。21.根据权利要求20所述的故障保护装置，其特征在于，所述参数值包括电压值、电流值、温度值和功率值中的一种或多种。22.根据权利要求20所述的故障保护装置，其特征在于，所述参数检测部包括第一电流传感器和第二电流传感器中的至少一个，其中，所述第一电流传感器被配置为检测任意一个光伏组串所在支路的第一电流信息，并将所述第一电流信息发送给所述控制部；所述第二电流传感器被配置为检测任意一个极开关所在支路的第二电流信息，并将所述第二电流信息发送给所述控制部。
23.根据权利要求22所述的故障保护装置，其特征在于，所述控制部还被配置为，在根据所述第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者在根据所述第二电流信息确定该极开关所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者在根据所述第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流方向与设定方向相反、且根据所述第二电流信息确定与该光伏组串对应的极开关所在支路的电流方向与设定方向相反时，检测到所述光伏发电系统发生故障。24.根据权利要求22所述的故障保护装置，其特征在于，所述控制部还被配置为，在根据所述第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者在根据所述第二电流信息确定该极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者在根据所述第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值、以及根据所述第二电流信息确定与该光伏组串对应的极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障。25.根据权利要求22所述的故障保护装置，其特征在于，所述参数检测部还包括第一电压传感器，所述第一电压传感器被配置为检测所述直流母线的电压值，并将所述直流母线的电压值发送给所述控制部。26.根据权利要求25所述的故障保护装置，其特征在于，所述控制部还被配置为，在所述直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障。27.根据权利要求25所述的故障保护装置，其特征在于，所述控制部还被配置为，在根据所述第一电流信息确定该光伏组串所在支路的电流绝对值大于第一预设电流阈值、以及所述直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者在根据所述第二电流信息确定该极开关所在支路的电流绝对值大于第二预设电流阈值、以及所述直流母线的电压小于第一预设电压阈值时，检测到所述光伏发电系统发生故障。28.根据权利要求22所述的故障保护装置，其特征在于，所述参数检测部还包括第三电流传感器，所述第三电流传感器被配置为检测所述直流母线的电流信息，并将所述直流母线的电流信息发送给所述控制部。29.根据权利要求28所述的故障保护装置，其特征在于，所述控制部还被配置为，根据所述第一电流信息确定任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值，并根据所述直流母线的电流信息确定所述直流母线的电流绝对值，以及在任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值大于所述直流母线的电流绝对值时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者根据所述第二电流信息确定任意一个极开关所在支路的电流绝对值，并根据所述直流母线的电流信息确定所述直流母线的电流绝对值，以及在任意一个极开关所在支路的电流绝对值大于所述直流母线的电流绝对值时，检测到所述光伏发电系统发生故障；或者根据所述第一电流信息确定任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值，并根据所述直
流母线的电流信息确定所述直流母线的电流绝对值，以及根据所述第二电流信息确定任意一个极开关所在支路的电流绝对值，并在任意一个光伏组串所在支路的电流绝对值大于所述直流母线的电流绝对值、以及任意一个极开关所在支路的电流绝对值大于所述直流母线的电流绝对值时，检测到所述光伏发电系统发生故障。30.一种汇流箱，其特征在于，包括根据权利要求12-29中任一项所述的故障保护装置，所述故障保护装置被配置为，在所述光伏发电系统发生故障的情况下，将所述功率变换单元的正输入端和负输入端短接，并将所述n个光伏组串与所述功率变换单元之间分断，使得所述n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。31.一种逆变器，其特征在于，包括：根据权利要求12-29中任一项所述的故障保护装置；功率变换单元，所述功率变换单元包括dc/ac变换器；其中，所述功率变换单元被配置为对所述n个光伏组串输出的直流电进行变换，并通过所述dc/ac变换器输出交流电，所述故障保护装置被配置为，在所述光伏发电系统发生故障的情况下，将所述功率变换单元的正输入端和负输入端短接，并将所述n个光伏组串与所述功率变换单元之间分断，使得所述n个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。32.一种光伏发电系统，其特征在于，包括根据权利要求12-29中任一项所述的故障保护装置。33.根据权利要求32所述的光伏发电系统，其特征在于，在所述多极联动开关为多个时，多个所述多极联动开关分别并联到所述功率变换单元的正输入端和负输入端，其中，所述控制部还被配置为确定所述光伏发电系统的故障类型，并根据所述光伏发电系统的故障类型控制多个所述多极联动开关部分或全部断开。34.根据权利要求33所述的光伏发电系统，其特征在于，所述控制部还被配置为，在所述光伏发电系统的故障类型为反接故障时，控制多个所述多极联动开关中与反接支路对应的多极联动开关断开。35.根据权利要求33所述的光伏发电系统，其特征在于，所述控制部还被配置为，在所述光伏发电系统的故障类型为短路故障时，控制多个所述多极联动开关全部断开。36.根据权利要求32所述的光伏发电系统，其特征在于，所述功率变换单元包括dc/dc变换器和dc/ac变换器中的至少一个。37.根据权利要求36所述的光伏发电系统，其特征在于，在所述功率变换单元包括dc/dc变换器和dc/ac变换器时，所述dc/dc变换器的正输入端作为所述功率变换单元的正输入端，所述dc/dc变换器的负输入端作为所述功率变换单元的负输入端，所述dc/dc变换器的输出端连接到所述dc/ac变换器的输入端。38.根据权利要求37所述的光伏发电系统，其特征在于，在所述多极联动开关为多个时，所述dc/dc变换器为多个，每个所述dc/dc变换器的输入端连接对应的多极联动开关，多个所述dc/dc变换器的输出端分别并联到所述dc/ac变换器的输入端。

技术总结
本发明公开了一种光伏发电系统及其故障保护方法、装置、汇流箱及逆变器，涉及光伏发电技术领域。其中，系统包括功率变换单元、多极联动开关、N个光伏组串，方法包括：在光伏发电系统发生故障的情况下，控制功率变换单元中的开关管以将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，控制多极联动开关断开，使得N个光伏组串中至多三个光伏组串存在并联连接。由此，在系统发生故障时，通过将功率变换单元的正输入端和负输入端短接，可提高多极联动开关断开时的安全性，使得多极联动开关能够更安全和可靠的对故障进行分断和隔离。对故障进行分断和隔离。对故障进行分断和隔离。


技术研发人员：潘年安 张兵 冯纪归 丁杰 张显立
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/7/7