[发明专利]针对串联式光伏组件的关断系统及其重新启动的方法

说明书

本发明主要涉及到针对串联式光伏组件的关断系统及其重新启动的方法。关断系统中包括至少一个关断控制模块以及还包括一个或多个关断装置，多个光伏组件串联连接成电池组串并且它们还与关断装置串联在一起，关断装置用于对与之串联的电池组串来执行关断操作；关断控制模块在收到关断命令时，停止向关断装置输送周期性激励脉冲源以通知常关型的关断装置对与之串联的电池组串来执行关断操作；或者关断控制模块在收到关断命令时，开始向关断装置输送周期性激励脉冲源以通知常通型的关断装置对与之串联的电池组串来执行关断操作。使用简洁的关断拓扑结构来达成高可靠的关断方案，还提供了串联的多级光伏组件被关断系统切换后再次重新启动方案。

技术领域

本发明主要涉及到光伏发电技术领域，确切的说，涉及到串联的多级光伏组件能够被快速切断的关断系统，使用简洁的关断拓扑结构来达成高可靠的关断方案，还提供了串联的多级光伏组件被关断系统切换后再次重新启动方案。

背景技术

视为高电压领域的光伏发电系统在需要符合电气安全规范。近年来美国以及欧洲等国家出于安全考虑，在相关电气规范中逐步加入强制性要求。为此各国政府或相关机构分别出台了相应的法规法则。基于电气强制规范，美国防火协会修改国家电气规定，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八十伏。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绝对不被允许进行灭火操作的。德国也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。

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最高不得超过约为八十伏。光伏电站在面临安全规范应该积极采取如下措施：为了实现快速关断必须在光伏组件的输出端处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，命令发送装置则需要受到人为的控制。譬如面临火灾时则十分有必要来迅速关断光伏组件时，命令发送装置用来指示关断装置关断。关断光伏组件的应对措施可以制止火灾等负面事件的进一步恶化，提高可靠性和安全性。

发明内容

在本发明的实施方式中，披露哦一种针对串联式光伏组件的关断系统包括：至少一个关断控制模块以及一个或多个关断装置；多个光伏组件串联连接成电池组串并且它们还与关断装置串联在一起；关断装置用于对与之串联的电池组串来执行关断操作；关断控制模块在收到关断命令时，停止向关断装置输送激励脉冲源以控制常关型的关断装置对与之串联的电池组串来执行关断操作；或者关断控制模块在收到关断命令时，开始向关断装置输送激励脉冲源以控制常通型的关断装置对与之串联的电池组串来执行关断操作。

上述的针对串联式光伏组件的关断系统，其中：关断装置包括通过电力线与光伏组件串联连接的主开关、第一耦合变压器；第一耦合变压器的原边绕组与具有第一端子、第二端子及控制端子的主开关串联；第一耦合变压器的次级绕组用于提取加载在电力线上的激励脉冲源；感应到的激励脉冲源则经由一控向二极管向连接在主开关的控制端子与第一端子之间的储能电容充电，储能电容的电位用于控制主开关予以关断或导通。

上述的针对串联式光伏组件的关断系统，其中：在常关型的关断装置中，储能电容的电位达到主开关的导通阈值电压则主开关被予以接通否则主开关关断；在常通型的关断装置中储能电容的电位达到主开关的关断阈值电压则主开关被予以关断否则主开关导通。