[發明專利]一種光伏主動安全系統

在審

• 申請號: 201410365423.3
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104143958A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 楊鋒
• 申請（專利權）人: 北京市意耐特科技有限公司
• 主分類號: H02S50/00
• 分類號: H02S50/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種光伏主動安全系統。

背景技術

近年來，光伏發電由地面光伏電站重點向屋頂光伏等分布式利用形式發展，被安裝光伏組件的屋頂有民用住宅、工業廠房、商場和學校等。

光伏組件在光照條件下會產生數十伏的電壓，特別是若干光伏組件串聯成一串之后的電壓可達1000V，這給光伏電站的安裝、檢修以及滅火工作帶來嚴重威脅；目前一般采取加強安裝、檢修和滅火人員的絕緣防護水平來被動應對，不足之處是不能主動將危險源即光伏組件串聯之后的高電壓降低到安全水平。

光伏系統的直流部分，導體接觸不良或電纜老化可引發持續電弧（直流電弧無法像交流電弧那樣過零關斷）并形成火災。通常的做法是在屋頂安裝火災報警探測器件，若發生火災，則引發火警，再用滅火器等消防設備滅火。這種做法是一種被動安全措施，它的不足之處是：不能主動監測電弧的發生并采取措施及時消除。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種光伏主動安全系統，它能夠在安裝、檢修、故障和火警時，將光伏系統切換到安全狀態,也能夠及時監測直流電弧故障并消除，從而降低光伏系統的投資風險，減少光伏對所在建筑物的人身和財產的損害。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：在現有光伏系統上配置一套光伏主動安全系統，該光伏主動安全系統包含：若干個安全模塊，所述安全模塊包括一個控制器和一個可控開關電路，所述可控開關電路通過輸入端子與至少一個光伏組件相連，所述可控開關電路通過輸出端子與其他安全模塊的輸出端子串聯之后接入匯流箱或逆變器，所述控制器的電源由所接入的光伏組件提供，所述控制器包括一個通信接口裝置，所述可控開關電路由所述控制器控制處于能量輸出狀態或安全狀態；若干個通信管理模塊，所述通信管理模塊包括通信接口裝置和人機交互裝置，所述通信管理模塊的電源由光伏發電系統交流側提供，所述通信接口裝置與通信管理模塊所接入的安全模塊通信，所述人機交互裝置用于顯示安全模塊上傳的信息并接收外部的操作指令；在通信正常狀態下，所述安全模塊根據通信管理模塊的指令工作在能量輸出狀態或安全狀態；在安全模塊與接入的通信管理模塊通信異常時，安全模塊自動進入安全狀態。

優選地，該光伏主動安全系統還包含：一套監控模塊，所述監控模塊包括通信接口裝置、數據存儲裝置、數據處理裝置和人機界面等，所述通信接口裝置與所有通信管理模塊通信，所述數據存儲裝置用于存儲安全模塊及通信管理模塊上傳的信息，所述數據處理裝置用于對安全模塊及通信管理模塊上傳信息的分析，所述人機界面用于顯示安全模塊及通信管理模塊上傳的信息及數據處理裝置的分析結論并接收外部的操作指令。

在光伏組件安裝時，關閉通信管理模塊與安全模塊的通信，安全模塊自動進入安全狀態，就使得安全模塊串聯之后的電壓不超過安全電壓；當光伏系統在檢修、故障時，通過監控模塊人機界面或通信管理模塊人機交互裝置發送指令，可使得相關的安全模塊進入安全狀態；當光伏系統發生火警或者其它緊急情況時，除可以通過監控模塊或通信管理模塊發送指令使得相關安全模塊進入安全狀態，還可以切斷光伏系統交流側電源使得通信管理模塊失電、安全模塊自動進入安全狀態。

優選地，所述監控模塊通過因特網與相應的通信管理模塊通信。

優選地，安全模塊所包括的一個可控開關電路為DC/DC電壓調整電路。

優選地，安全模塊所包括的一個可控開關電路為可控的常開開關。

優選地，安全模塊所包括的一個可控開關電路為可控二位置轉換開關。

優選地，安全模塊包含一個溫度傳感器，安全模塊內的控制器通過所述溫度傳感器監測到溫度超過限值時，將該安全模塊切換到安全狀態。

優選地，安全模塊包含一個電壓傳感器，安全模塊內的控制器通過所述電壓傳感器采集相應光伏組件的輸出電壓信息并上傳。

優選地，安全模塊包含一個電流傳感器，安全模塊內的控制器通過所述電流傳感器采集相應光伏組件的輸出電流信息并上傳。

優選地，在光伏系統的匯流箱或逆變器內部集成直流電弧檢測裝置，所述直流電弧檢測裝置監測到光伏系統中發生電弧故障時，通過通信管理模塊或監控模塊控制相應的安全模塊切換到安全狀態。

優選地，安全模塊集成在光伏組件接線盒中或作為單獨的裝置。

優選地，安全模塊與通信管理模塊之間采用電力線載波通信或無線通信方式。

優選地，安全模塊通過通信網關與通信管理模塊通信。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：