[实用新型]可控制光伏组件被接入或旁路的串联式光伏发电系统

说明书

本实用新型涉及到可控制光伏组件被接入或旁路的串联式光伏发电系统。包含多个关断模块和多个光伏组件，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。每一个光伏组件均配置有一个关断模块，关断模块用于在电池组串中将光伏组件从串联接入状态切换成被旁路状态、或从被旁路状态恢复到串联接入状态。当电池组串中任意一个光伏组件发生阴影遮挡事件时，遮挡的光伏组件被所对应的关断模块切换到被旁路状态。电池组串中任意一个被遮挡的光伏组件解除阴影遮挡时，解除阴影遮挡的光伏组件被所对应的关断模块恢复到串联接入状态。

技术领域

本实用新型主要涉及到光伏发电技术领域，确切地说，涉及到在光伏发电系统中监控光伏电池是否被阴影遮挡，使用结构简单的关断架构，确保任何光伏电池在发生阴影遮挡事件的阶段能够被及时关断。

背景技术

太阳能发电系统已经逐步取代传统的污染能源。以光伏组件为例，整个供电的直流母线系统含多分支网络，尤其是集中式的大型电站，光伏阵列极为庞大，随着业主对供电质量和供电可靠性要求的提高，母线供电系统在高度可靠下的运维对电力系统供电的可靠性和稳定性愈显重要。无论是并网还是本地使用，太阳能发电系统主要是包括蓄电设备和电压稳定设备、逆变装置以及直流系统组成。光伏电站的光伏组件阵列的数量及其分散型的地域分布极为宽广，集中式的电站尤为明显，某个电池组串中串联连接的个体电池可能多达数十个之多，这也意味着它是一个高压系统，而且光伏组件在长达二十多年的生命周期内总是会面临各种挑战：高温、火灾、阴影遮挡、故障等。这些潜在的问题都要求我们提高直流系统可靠性，重要的手段就是对整个直流网络的分布电池进行在线监测，以便能够及时发现直流系统的各种缺陷，光伏组件及其输出特性是需要重点关注的对象，在电池发生故障而趋于引起严重后果时，及时关断它就能够提前避免过大的损失。

太阳能发电系统的安全性能的指标之一是每个电池在遭遇故障时候能够在合理的时机被关断，以温度监控为例，那些温度高的电池是引起火灾的重要诱因。光伏组件在发生热斑效应严重的位置，温度较高甚至可能超过几百摄氏度，极易导致组件的局部区域烧毁或损坏，造成安全隐患，因此关断显得尤为重要。美国NEC2017 690.12标准建议光伏发电系统具备组件级别的关断能力，以提供最好的系统安全性。所谓组件级别的关断解决方案要求设计方案具备组件自动关断能力，譬如：阻止由于热斑或接线盒接线电阻过大带来的发热导致组件和接线盒不可逆破坏。前文已经阐释，对整个直流网络的分布电池进行在线监测，那么监测的结果就是选择将组件移除会恢复接入，本申请在下文内容中将介绍如何实现组件的关断和恢复，尤其是针对外部的阴影遮挡。

实用新型内容

在一个非限制性的可选实施例中，本申请主要是披露了一种可控制光伏组件被接入或旁路的串联式光伏发电系统，其主要包括：

多个关断模块和多个光伏组件；

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；

每一个光伏组件均配置有一个关断模块，关断模块用于在电池组串中将光伏组件从串联接入状态切换成被旁路状态、或者从被旁路状态恢复到串联接入状态；

其中：

当电池组串中任意一个光伏组件进入预定的异常工作条件下时被所对应的关断模块切换到被旁路状态；或者

当电池组串中任意一个光伏组件解除了预定的异常工作条件时被所对应的关断模块恢复到串联接入状态。

上述的可控制光伏组件被接入或旁路的串联式光伏发电系统，其中：

关断模块还用于监控从旁路状态恢复到串联接入状态下的光伏组件的输出电压，只有在其输出电压不低于零时才恢复到串联接入状态，否则仍然切换成被旁路状态。

上述的可控制光伏组件被接入或旁路的串联式光伏发电系统，其中：

电池组串中的多个光伏组件在初始状态设置为全部处于串联接入状态；