[发明专利]用于光伏系统的快速关断装置及其控制方法、保护系统

说明书

本发明提供一种用于光伏系统的快速关断装置及其控制方法、保护系统，连接于光伏发电模块与光伏逆变器之间，包括输入端口和输出端口，快速关断装置包括：第一开关和第二开关，第一开关的第一端连接于快速关断装置的输入端口的一端，第一开关的第二端连接于第二开关的第一端，第二开关的第二端连接于快速关断装置的输入端口的另一端；第三开关和第四开关，第三开关连接于第二开关的第一端和输出端口的一端之间，第四开关连接于第二开关的第二端和输出端口的另一端之间；控制器，用于控制第一开关、第三开关和第四开关的通断。本发明的用于光伏系统的实施例的技术方案可以降低光伏系统的光伏切断保护成本，并提高光伏系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种用于光伏系统的快速关断装置及其控制方法、保护系统。

背景技术

当前，光伏发电技术已较为成熟，并且在国内外得到了大范围的应用。光伏发电系统包括光伏面板、接线盒和逆变器等。光伏面板将接收到的太阳能转变成直流电能，逆变器将直流电能转变成交流电能，送入电网或者直接供给客户使用。

经过串并联的光伏面板具有很高的电压和能量，在系统安装维护或地震火灾等突发情况下，工作人员可能会接触到带有危险电压的光伏面板和导线，存在触电风险。因此光伏系统需要接入快速关断装置，只有在工作人员作业前切断工作人员操作区域内的危险电压，才能减少或消除工作人员的触电风险。

快速关断装置(Rapid Shutdown Device，简称RSD)可以将光伏面板即光伏发电模块101从光伏系统中切断，保证人员安全。相关技术中，如图1A所示，每块光伏发电模块连接1个快速关断装置，所有快速关断装置的输出串联后，接入逆变器103组成光伏系统。触发装置104用于控制快速关断装置内部开关的开通和关断。触发装置控制快速关断装置内部的开关开通时，光伏阵列正常输出功率到逆变器，逆变器将功率转换后并入电网或供给负载；在安装维护或者异常情况下，工作人员控制触发装置，触发装置控制快速关断装置的内部开关断开，高压的光伏阵列分割为数段低压阵列，切断危险电压和危险能量，减少或消除工作人员的触电风险。

由于光伏组串中每个光伏发电模块都要连接1个快速关断装置，因此系统成本相对较高，这将影响整个光伏系统的成本收益。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于光伏系统的快速关断装置及其控制方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种用于光伏系统的快速关断装置，连接于光伏发电模块与光伏逆变器之间，包括输入端口和输出端口，所述快速关断装置包括：第一开关和第二开关，所述第一开关的第一端连接于所述快速关断装置的输入端口的一端，所述第一开关的第二端连接于所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端连接于所述快速关断装置的输入端口的另一端；第三开关和第四开关，所述第三开关连接于所述第二开关的第一端和所述输出端口的一端之间，所述第四开关连接于所述第二开关的第二端和所述输出端口的另一端之间；控制器，与所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关的控制端耦接，用于控制所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关的通断，使得所述快速关断装置工作在正常状态、旁路状态或关断状态；其中，所述快速关断装置工作在正常状态时，所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关均闭合，所述第二开关断开；所述快速关断装置工作在旁路状态时，所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关均闭合，所述第一开关断开；所述快速关断装置工作在关断状态时，所述第三开关和所述第四开关均断开。

在一些实施例中，所述第二开关包括二极管；和/或，所述第三开关和所述第四开关包括继电器。

在一些实施例中，所述第一开关包括半导体开关。