[发明专利]一种基于光耦的光伏组件自动通断装置和光伏发电系统

说明书

本发明提供了一种基于光耦的光伏组件自动通断装置，包括电压转换模块、微控制器、开关器件、光耦模块；所述电压转换模块与所述微控制器相连，用以对所述微控制器进行供电；所述光耦模块的一端与外置的控制电路模块相连，用以获取所述控制电路模块提供的工作电压信号；所述光耦模块另一端与所述微控制器相连，用以为所述微控制器提供控制电压信号；所述微控制器另一端与所述开关器件相连，用以控制所述开关器件的开启或断开；所述开关器件与所述光伏组件相连。使得控制电路模块和光伏组件自动通断装置实现电气隔离，因此控制电路模块的信号波动对光伏组件自动通断装置的影响非常轻微，进一步的保证了光伏发电系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种基于光耦的光伏组件自动通断装置和光伏发电系统。

背景技术

由于太阳能的可再生性及清洁性，光伏并网发电技术得以迅猛发展，在如今光伏发电已经被广泛应用。但是在我们享受其带来的便利的同时不得不面对其带来的考验。也即，在利用光伏发电的过程中使用安全的问题，如当光伏电站系统出现故障需要进入维修时，或者出现如地震、火灾、水灾等需要救助人员进入时，即使关断电网供电，由于光伏组件仍然在发电，系统中仍然存在可能危及人生安全的高压电能。在传统的串型系统中，整串线路电压累计，一般可以达到600V～1000V的高压，由于光伏组件接头接点松脱、接触不良、电线受潮、绝缘破裂等原因而极易引起直流拉弧现象，引发火灾。

为此，2017NEC690.12光伏系统安全标准中规定人员进入安全界限内，要求以距离到光伏矩阵305mm为界限，在快速关断装置启动后30S内，界限范围外电压降低到30V以下，界线范围内电压降低到80V以下。这就需要我们提供一个组件级快速关断装置，来切断各组件间的连接，使系统中任意两点电压降到那安全范围以内。

为满足以上要求，为了便于对光伏发电系统实现关闭和开启状态，通常会给每个光伏组件配置关断控制系统，通过有线或者无线的通讯方式将关断控制系统和远程建立连接，检修人员远程给关断控制系统发送指令，关断光伏模块的电路。然而有线的通讯方式需要一个提供控制信号的电路，该控制电路的电压通常是24V或者12V，该控制电路的作用是给关断控制系统提供电压信号。这样的电路有以下缺点：

(1)各个光伏组件的关断控制系统不共地，导致每个关断控制系统测量控制电路电压得到的结果不一致，该电压信号的不准确会进一步导致关断控制系统进行错误的动作。

(2)控制电路的电压波动对关断控制系统的正常工作产生较大干扰。

上述问题是目前亟待解决的。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点之一，提供了一种基于光耦的光伏组件自动通断装置和光伏发电系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于光耦的光伏组件自动通断装置，所述装置与所述至少一个光伏组件串联，包括电压转换模块、微控制器、开关器件、光耦模块以及控制电路模块；所述电压转换模块与所述微控制器相连，用以对所述微控制器进行供电；所述控制电路模块与所述光耦模块相连，用以为所述光耦模块提供工作电压信号；所述光耦模块另一端与所述微控制器相连，用以为所述微控制器提供控制电压信号；所述微控制器另一端与所述开关器件相连，用以控制所述开关器件的开启或断开；所述开关器件与所述光伏组件相连，用以控制所述光伏组件的通断。

进一步的，所述电压转换模块与所述微控制器相连，用以对所述微控制器进行供电包括：所述电压转换模块与所述光伏组件串联，用以将光伏组件输出的高电压转换为低电压向所述微控制器进行供电。

进一步的，所述电压转换模块与所述光伏组件串联，用以将光伏组件输出的高电压转换为低电压向所述微控制器进行供电包括：当所述电压转换模块向所述微控制器供电时，所述微控制器处于开启状态；当所述电压转换模块不向所述微控制器供电时，所述微控制器处于关闭状态；和/或当所述微控制器发生故障时，所述微控制器处于关闭状态；和/或当所述光伏组件不能正常供电时，所述微控制器处于关闭状态。