[发明专利]用于光伏组件或电源系统的保护检测装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏组件及电源系统技术领域，具体涉及一种用于光伏组件或电源系统的保护检测装置及其控制方法。

背景技术

交流电源系统或直流电源系统发生电弧或过流等异常故障时，最有效的方式是及时切断电源回路。低插入损耗与高可靠性的保护开关显得尤为重要。机械式开关的开关电弧问题始终无法解决，在没有电压过零点的直流电源系统中更为严重。电子开关因导通损耗大与反向耐压问题，难以替代机械式开关。

随着光伏发电和直流储能装置的普及，特别是建筑光伏与电动汽车的发展，高压直流电弧的检测与保护问题，日益突出。如何有效的检测出直流系统的串联电弧与并联电弧及过流和过压，并自动切断保护?如何方便消防救援与维修维护需要而切断与闭合高压直流电源?如何检测每个直流单元的电压与电流和温度信息及异常自动保护?目前，针对直流线路的灭弧与过流保护，市面上只有手动的直流断路产品，无法满足故障自动保护与智能控制的需求。急需一款用电子开关器件，替代体积大、寿命短、成本高、开关电弧严重的机械开关，又具有故障自动保护及智能控制的产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于光伏组件或电源系统的保护检测装置及其控制方法，该装置及其控制方法不仅能够在光伏组件或电源系统发生电弧、过流、过压或漏电等故障时，对光伏组件和电源系统进行保护，具有无导通损耗、无开关电弧等特点，还能够对光伏组件或电源系统的电流、电压、功率及温度进行检测，且能够与外部装置进行通信。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于光伏组件或电源系统的保护检测装置，包括电流传感器、电子开关、旁路开关、信号检测处理单元和驱动电源；所述电子开关与旁路开关先并联连接，并联连接的电子开关和旁路开关再与电流传感器、光伏组件或电源系统串联连接。该装置还包括电压传感器，电压传感器并联在光伏组件或电源系统的两端，电压传感器的输出端与信号检测处理单元的输入端相连。电流传感器与信号检测处理单元连接。信号检测处理单元的输出端分别与电子开关、旁路开关的控制端相连；驱动电源为信号检测处理单元供电。还包括通信信号耦合器，所述通信信号耦合器并联在电子开关及旁路开关的两端。

具体地说，所述的光伏组件或电源系统、电流传感器、电子开关依次串联，旁路开关并联在电子开关的两端，且电流传感器接光伏组件或电源系统的负极。

所述的电流传感器、光伏组件或电源系统、电子开关依次串联，旁路开关并联在电子开关的两端，且电流传感器接光伏组件或电源系统的正极，电子开关接光伏组件或电源系统的负极。

所述的光伏组件或电源系统、电子开关、电流传感器依次串联，旁路开关并联在电子开关的两端，且电子开关接光伏组件或电源系统的负极。

所述的电子开关、光伏组件或电源系统、电流传感器依次串联，旁路开关并联在电子开关的两端，且光伏组件或电源系统的正极接电子开关，负极接电流传感器。

所述的电子开关、电流传感器、光伏组件或电源系统依次串联，旁路开关并联在电子开关的两端，且电流传感器接光伏组件或电源系统的正极。

所述的电流传感器、电子开关、光伏组件或电源系统依次串联，旁路开关并联在电子开关的两端，且电子开关接光伏组件或电源系统的正极。

所述的光伏组件或电源系统与电流传感器串联连接后与电子开关以及旁路开关并联连接。

在交流电源中，该装置还包括第一整流器和第二整流器。所述的电子开关包括第一电子开关和第二电子开关；第一电子开关与第一整流器串联连接，旁路开关并联在相串联的第一电子开关与第一整流器的两端；第二整流器与第二电子开关串联连接，该两组串联的电子开关和整流器反向并联，再与旁路开关并联。除上述方式外，在交流电源中，还可采用双向电子开关来实现上述两组电子开关与整流器的功能，该双向电子开关为晶闸管。

所述的电子开关采用金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、电力晶体管（GTR）、静电感应晶体管（SIT）、静电感应晶闸管（SITH）、智能功率模块（IPM）、功率集成电路（PIC）、晶闸管中的任意一种；