[发明专利]光伏组件快速关断系统及关断后的重启方法

说明书

本发明主要涉及到光伏组件快速关断系统及关断后的重启方法。快速关断系统包括关断控制模块，和多个关断装置和多个光伏组件，以及多个光伏组件串联连接成电池组串并将各自的输出电压叠加以获得直流母线电压。每一个关断装置用于将与之对应的光伏组件从电池组串中移除而予以关断、或者从关断状态恢复到串联接入状态。关断控制模块在收到关断命令时，向多个关断装置发出第一指令以通知多个关断装置将各自对应的光伏组件予以关断。或者在关断控制模块在收到启动命令时，向多个关断装置发出第二指令以通知多个关断装置将各自对应的光伏组件从关断状态恢复到串联接入状态。

技术领域

本发明主要涉及到光伏发电技术领域，确切的说是，涉及到串联的多级光伏组件能够被快速关断的系统，以及串联的多级光伏组件被关断后的重启方案。

背景技术

光伏发电系统在电力电子系统中属于高压领域。基于安全的考虑，美国防火协会修改国家电气规范，要求住宅用的光伏发电系统中：在发生紧急情况时限制光伏发电系统交流并网端口断开后，直流端的电压最大不得超过80伏。意大利的安全规范告诫：消防员在建筑物带电压的情况下是不运行进行灭火操作的。德国率先执行防火安全标准并且还明文规定：在光伏发电系统中逆变器与组件之间需要增加额外的直流电切断装置。在世界范围内多国政府出于安全的考虑，即使是光伏组件发生了火灾，消防工作只有在所有的光伏组件被烧毁以至于无法提供危机人身安全的电压后，才被允许进行施救工作。

以美国的安全规范NEC2017为例，要求光伏发电系统具有快速关断功能，在关断后光伏阵列内部导体之间以及导体与大地之间的电压不能超过80伏。很多电站在应对安全规范的积极措施是：为了实现快速关断，每一个光伏组件的输出端处都安装起到关断作用的关断装置，在提供直流电的电池组串上或直流母线上安装命令发送装置，命令发送装置则主要是由交流电网来供电。当有必要关断光伏组件时，譬如光伏组件发生热斑或光伏接线盒连接不好时，接线盒内部升温，关断光伏组件的应对方案可以制止这种集热现象恶化从而使组件可靠性和安全性提高。自动执行光伏组件级别的关断功能，不需要消防专业人员手动关断交流电或关断汇流箱中断路器，毫无疑虑，组件零电压的开路方案是保证光伏发电系统最安全的解决方案，光伏组件开路后，组件输出电压/功率为零。因此即使发生火灾时在光伏阵列中也没有任何危及人身安全的危险。

在当前的现有技术中，任何形式的命令发送装置收到人为指令后，下发关断的指令给关断装置藉此要求关断装置主动将光伏组件的输出切断。整个光伏电池组串或直流母线上电压就会突降并降低到接近于零伏。当需要重新启动电池组串时，命令发送装置再次下发开通指令给关断装置，使光伏组件对外输出电能。现有技术的关断装置存在以下几个无法避免的缺陷：当光伏发电系统为离网式的系统时，在光伏发电系统执行关断的指令后会直接导致光伏逆变器的交直流电都没有供电系统，光伏发电系统将被锁死，光伏发电系统无法再次合理的被重新启动。在某些建筑物电站如屋顶电站，从交流电网引出电力线以期望能够为命令发送装置供电存在操作难度，需要对现有的电站布局进行改造。

发明内容

在本发明的一个非限制性的可选实施方式中，披露了一种光伏组件快速关断系统并且还系统主要包括：

至少一个关断控制模块；

多个关断装置和多个光伏组件，每一个光伏组件均配置有一个关断装置；

多个光伏组件串联连接成电池组串并将各自的输出电压叠加以获得直流母线电压；

每一个关断装置用于将与之对应的光伏组件予以关断而从电池组串中移除、或用于将与之对应的光伏组件从关断状态恢复到接入电池组串的串联接入状态；

关断控制模块在收到关断命令时，向多个关断装置发出第一指令以通知多个关断装置将各自对应的光伏组件予以关断；或者

关断控制模块在收到启动命令时，向多个关断装置发出第二指令以通知多个关断装置将各自对应的光伏组件从关断状态恢复到串联接入状态。

上述的光伏组件快速关断系统，其中：