[發明專利]光伏發電系統、關斷裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202210129563.5
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114336765A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王煊原;王志新;包俊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海禧龍科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J7/34;H02S40/30
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種光伏發電系統、關斷裝置及控制方法，包括供電電路、復位電路、電流采集電路、邏輯控制電路、驅動電路、關斷開關以及旁路二極管。關斷裝置在關斷時完全不依賴于通信，消除了通常依賴通信裝置關斷組件帶來的負面影響，例如，受到電磁及環境干擾引起誤操作、可靠性低，以及通訊時滯較大，提高了關斷裝置的抗干擾能力。同時，由于沒有額外的通信裝置，組件關斷裝置成本降低了10％。通過在線路中設置電弧檢測器，使線路由于火災或電弧造成損毀時，關斷裝置仍然能夠可靠地工作；通過關斷裝置連通光伏組件和線路，可以直接用于現有的光伏電站，安裝方便，無需在電站設計時就考慮配置通信裝置，提高了該關斷裝置的普適性。

技術領域

本發明涉及光伏發電技術領域，具體地，涉及一種光伏發電系統、關斷裝置及控制方法。

背景技術

近年來我國的光伏發電產業迅速發展，經濟效益顯著提升，但是與此同時，由光伏電站安全產生的事故頻頻發生，據統計，80％以上的光伏電站火災的原因是由直流側故障引起的。因此，需要對光伏電站的直流側采取必要的保護措施。

光伏組件串聯后具有很高的電壓，光伏電站停止運行后仍然存在直流側的風險。目前已提出的光伏關斷系統除了另外鋪設線路外，幾乎都使用了電力線通信(PLC)或者無線通信方式來進行關斷裝置的導通和斷開操作。然而，在需要進行緊急關斷操作時，這些關斷系統均依賴于通信系統的可靠性，這個缺陷對一個要求即時性的安全保護系統來說是致命的。

現有公開號為CN106602504A的中國專利，其公開了一種光伏快速關斷裝置及光伏系統，裝置包括：第一開關、第二開關、旁路二極管、輔助源、控制電路和通訊電路；多個光伏組件中的一個光伏組件作為供電光伏組件，供電光伏組件的輸出端連接輔助源的輸入端；第一開關串聯在供電光伏組件及與供電光伏組件相鄰的光伏組件之間；第二開關的兩端分別連接多個光伏組件串聯之后的輸出正極和輸出負極；旁路二極管的陰極連接與供電光伏組件相鄰的光伏組件的低壓端，旁路二極管的陽極連接供電光伏組件的低壓端；通訊電路，用于接收外部發送的關斷指令，并將關斷指令發送給控制電路；控制電路，用于收到關斷指令時，控制第一開關斷開，第二開關閉合。

現有公開號為CN212367219U的中國專利，其公開了一種光伏關斷器PLC驅動電路，包括光伏組件、輸入電容C1、開關管Q1、續流二極管D1、第一輸出電阻R1、輸出電容C2、第二輸出電阻R2、PLC信號采集電路、第一輸出端子和第二輸出端子；所述PLC信號采集電路包括信號采集電感L1，信號采集電阻R2和信號采集電容C3；所述PLC信號采集電路的電壓信號經過PLC信號放大處理電路模塊和信號驅動開關電路后和開關管Q1的柵極相連；所述續流二極管D1陰極與第一輸出端子相連，陽極與開關管Q1漏極相連，輸出電容C2與第一輸出電阻R1串聯之后與續流二極管D1并聯。

發明人認為，現有技術中的通信方式在需要進行關斷時很可能不可靠。

對于無線通信來說：由于某些障礙物遮擋，如房屋、地形，或由于網絡原因，無線信號被屏蔽，無線通信系統無法在第一時間工作。

對于電力線通信來說：1、電弧產生的焊點融化使得通信線路斷開，或者由于火災等因素使得輸電線路損毀，造成通信系統癱瘓。2、由電弧產生的高頻信號或光伏電站復雜環境產生的高頻信號，對電力線通信產生干擾，使得系統在需要關斷時，通信系統失效。

因此，目前急需一種可靠性高的用于光伏發電系統組件的關斷裝置。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種光伏發電系統、關斷裝置及控制方法。