[實用新型]多組件級快速關斷裝置及光伏系統

有效

• 申請號: 201721225629.1
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN207150526U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 季新豐;崔利廣;張俊;朱銳;吳亮
• 申請（專利權）人: 阿特斯陽光電力集團有限公司;常熟阿特斯陽光電力科技有限公司
• 主分類號: H02S40/30
• 分類號: H02S40/30;H02J3/38
• 代理公司: 蘇州攜智匯佳專利代理事務所(普通合伙)32278
• 代理人: 尹麗

技術領域

本實用新型涉及光伏發電技術領域，尤其涉及一種多組件級快速關斷裝置及光伏系統。

背景技術

太陽能作為一種低碳可再生能源，不但資源豐富、對環境無污染，而且是人類能夠自由利用的能源，因此太陽能以其獨有的優勢成為人們重視的焦點。光伏發電作為太陽能最廣泛的應用在現今社會中得到大力推廣，安裝量逐年增長。分布式光伏發電系統是指在用戶現場或靠近用電現場配置較小的光伏發電系統，以滿足特定用戶的需求，支持現存配電網的經濟運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。

分布式光伏發電系統通常安裝在建筑屋頂上，由于光伏發電系統作為一種帶電設備，其內部及電路中始終有電流存在。當建筑發生火災時，電流的存在會影響消防人員及時施救。隨著光伏產業的不斷擴大，發生事故的概率也在不斷增加。與此同時，如何對光伏發電系統進行智能的監控、控制接入和斷開等智能化操作也是目前行業發展的一個方向和趨勢。因此為了提高光伏系統的安全，NEC2017(美國電工法案2017)中對光伏系統提出快速關斷(RS，Rapid Shutdown)的要求。

現有的關斷方式是在每個光伏組件上都接入一個快速關斷裝置，成本較高；此外在正常發電時，多個光伏組件對應的多個快速關斷裝置的開關會形成串聯，產生較大的導通損耗，繼而影響光伏組件的發電效率。

有鑒于此，確有必要提出一種高性價比、滿足NEC2017標準要求的多組件級快速關斷解決方案，以解決上述問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種多組件級快速關斷裝置及光伏系統，該多組件級快速關斷裝置及光伏系統可有效提高光伏組件的發電效率并減少能量消耗，同時具有高性價比。

為實現上述實用新型目的，本實用新型提供了一種多組件級快速關斷裝置，用在光伏系統中控制與其連接的光伏組件串，所述光伏組件串包括至少兩個串聯在一起的光伏組件；所述多組件級快速關斷裝置包括微控制器、通信單元、驅動電路、輔助電源、開關單元和輸出旁路二極管；所述微控制器與所述通信單元進行通信并控制驅動電路，所述通信單元用于傳輸指令給微控制器，所述驅動電路根據所述微控制器的指令驅動開關單元，所述輔助電源由所述光伏組件供電；所述開關單元包括至少兩個開關，所述開關與所述光伏組件一一對應并且連接在對應光伏組件接入串聯電路的線路中，所述驅動電路與所述每個開關分別連接以控制開關的關斷與開通。

作為本實用新型的進一步改進，所述光伏組件串中的一個光伏組件作為供電光伏組件，所述輔助電源的正負端分別連接供電光伏組件的正負端；所述開關均在對應的光伏組件的負端接入或均在對應的光伏組件的正端接入；所述開關在光伏組件的負端接入時，除供電光伏組件對應的開關外，其余開關均為光耦隔離驅動；開關在光伏組件的正端接入時，所有開關均為光耦隔離驅動。

作為本實用新型的進一步改進，所述多組件級快速關斷裝置其一步包括與所述微控制器連接的采樣單元，所述采樣單元用于采集光伏組件的電壓和溫度數據并將其發送給微控制器。

作為本實用新型的進一步改進，所述輸出旁路二極管的首、尾端并接在光伏組件串的正負端；所述驅動電路將控制信號放大進而驅動開關；所述開關為MOSFET、IGBT或繼電器中的一種；所述輔助電源采用反激電路；所述通信單元為直流PLC或者無線通信方式。

本實用新型還提供了另一種多組件級快速關斷裝置，用在光伏系統中控制與其連接的光伏組件串，所述件串包括至少兩個串聯在一起的光伏組件；所述多組件級快速關斷裝置包括控制單元、通信單元、輔助電源、開關單元和輸出旁路二極管；所述通信單元用于傳輸關斷指令，所述輔助電源為控制單元及通信單元供電，所述開關單元包括至少兩個開關，所述開關與所述光伏組件一一對應并且串聯在光伏組件串形成的串聯電路上，所述控制單元與所述至少兩個開關分別連接，執行關斷指令時，所述控制單元控制所有開關斷開連接，繼而將各光伏組件相互斷開。

作為本實用新型的進一步改進，所述光伏組件串中的一個光伏組件作為供電光伏組件，所述輔助電源的正負端分別連接供電光伏組件的正負端；所述開關均在對應的光伏組件的負端接入或均在對應的光伏組件的正端接入；所述開關在對應光伏組件的負端接入時，除供電光伏組件對應的開關外，其余開關均為光耦隔離驅動；開關在對應光伏組件的正端接入時，所有開關均為光耦隔離驅動。

作為本實用新型的進一步改進，所述多組件級快速關斷裝置其一步包括與所述控制單元連接的采樣單元，所述控制單元包括微控制器和驅動電路，所述采樣單元用于采樣各光伏組件的電壓和溫度數據并將其發送給微控制器。