[發(fā)明專利]一種基于光耦的光伏組件自動(dòng)通斷裝置和光伏發(fā)電系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211090191.6
• 申請(qǐng)日: 2022-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN116054728A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周佳;戰(zhàn)玉訊;杜明鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川遂芯微電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H02S40/30
• 分類號(hào): H02S40/30;H02J3/38
• 代理公司: 常州智慧騰達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32328
• 代理人: 曹軍

本發(fā)明提供了一種基于光耦的光伏組件自動(dòng)通斷裝置，包括電壓轉(zhuǎn)換模塊、微控制器、開關(guān)器件、光耦模塊；所述電壓轉(zhuǎn)換模塊與所述微控制器相連，用以對(duì)所述微控制器進(jìn)行供電；所述光耦模塊的一端與外置的控制電路模塊相連，用以獲取所述控制電路模塊提供的工作電壓信號(hào)；所述光耦模塊另一端與所述微控制器相連，用以為所述微控制器提供控制電壓信號(hào)；所述微控制器另一端與所述開關(guān)器件相連，用以控制所述開關(guān)器件的開啟或斷開；所述開關(guān)器件與所述光伏組件相連。使得控制電路模塊和光伏組件自動(dòng)通斷裝置實(shí)現(xiàn)電氣隔離，因此控制電路模塊的信號(hào)波動(dòng)對(duì)光伏組件自動(dòng)通斷裝置的影響非常輕微，進(jìn)一步的保證了光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光耦的光伏組件自動(dòng)通斷裝置和光伏發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于太陽能的可再生性及清潔性，光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)得以迅猛發(fā)展，在如今光伏發(fā)電已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。但是在我們享受其帶來的便利的同時(shí)不得不面對(duì)其帶來的考驗(yàn)。也即，在利用光伏發(fā)電的過程中使用安全的問題，如當(dāng)光伏電站系統(tǒng)出現(xiàn)故障需要進(jìn)入維修時(shí)，或者出現(xiàn)如地震、火災(zāi)、水災(zāi)等需要救助人員進(jìn)入時(shí)，即使關(guān)斷電網(wǎng)供電，由于光伏組件仍然在發(fā)電，系統(tǒng)中仍然存在可能危及人生安全的高壓電能。在傳統(tǒng)的串型系統(tǒng)中，整串線路電壓累計(jì)，一般可以達(dá)到600V～1000V的高壓，由于光伏組件接頭接點(diǎn)松脫、接觸不良、電線受潮、絕緣破裂等原因而極易引起直流拉弧現(xiàn)象，引發(fā)火災(zāi)。

為此，2017NEC690.12光伏系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定人員進(jìn)入安全界限內(nèi)，要求以距離到光伏矩陣305mm為界限，在快速關(guān)斷裝置啟動(dòng)后30S內(nèi)，界限范圍外電壓降低到30V以下，界線范圍內(nèi)電壓降低到80V以下。這就需要我們提供一個(gè)組件級(jí)快速關(guān)斷裝置，來切斷各組件間的連接，使系統(tǒng)中任意兩點(diǎn)電壓降到那安全范圍以內(nèi)。

為滿足以上要求，為了便于對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉和開啟狀態(tài)，通常會(huì)給每個(gè)光伏組件配置關(guān)斷控制系統(tǒng)，通過有線或者無線的通訊方式將關(guān)斷控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程建立連接，檢修人員遠(yuǎn)程給關(guān)斷控制系統(tǒng)發(fā)送指令，關(guān)斷光伏模塊的電路。然而有線的通訊方式需要一個(gè)提供控制信號(hào)的電路，該控制電路的電壓通常是24V或者12V，該控制電路的作用是給關(guān)斷控制系統(tǒng)提供電壓信號(hào)。這樣的電路有以下缺點(diǎn)：

(1)各個(gè)光伏組件的關(guān)斷控制系統(tǒng)不共地，導(dǎo)致每個(gè)關(guān)斷控制系統(tǒng)測(cè)量控制電路電壓得到的結(jié)果不一致，該電壓信號(hào)的不準(zhǔn)確會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致關(guān)斷控制系統(tǒng)進(jìn)行錯(cuò)誤的動(dòng)作。

(2)控制電路的電壓波動(dòng)對(duì)關(guān)斷控制系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生較大干擾。

上述問題是目前亟待解決的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)之一，提供了一種基于光耦的光伏組件自動(dòng)通斷裝置和光伏發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于光耦的光伏組件自動(dòng)通斷裝置，所述裝置與所述至少一個(gè)光伏組件串聯(lián)，包括電壓轉(zhuǎn)換模塊、微控制器、開關(guān)器件、光耦模塊以及控制電路模塊；所述電壓轉(zhuǎn)換模塊與所述微控制器相連，用以對(duì)所述微控制器進(jìn)行供電；所述控制電路模塊與所述光耦模塊相連，用以為所述光耦模塊提供工作電壓信號(hào)；所述光耦模塊另一端與所述微控制器相連，用以為所述微控制器提供控制電壓信號(hào)；所述微控制器另一端與所述開關(guān)器件相連，用以控制所述開關(guān)器件的開啟或斷開；所述開關(guān)器件與所述光伏組件相連，用以控制所述光伏組件的通斷。

進(jìn)一步的，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊與所述微控制器相連，用以對(duì)所述微控制器進(jìn)行供電包括：所述電壓轉(zhuǎn)換模塊與所述光伏組件串聯(lián)，用以將光伏組件輸出的高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓向所述微控制器進(jìn)行供電。

進(jìn)一步的，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊與所述光伏組件串聯(lián)，用以將光伏組件輸出的高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓向所述微控制器進(jìn)行供電包括：當(dāng)所述電壓轉(zhuǎn)換模塊向所述微控制器供電時(shí)，所述微控制器處于開啟狀態(tài)；當(dāng)所述電壓轉(zhuǎn)換模塊不向所述微控制器供電時(shí)，所述微控制器處于關(guān)閉狀態(tài)；和/或當(dāng)所述微控制器發(fā)生故障時(shí)，所述微控制器處于關(guān)閉狀態(tài)；和/或當(dāng)所述光伏組件不能正常供電時(shí)，所述微控制器處于關(guān)閉狀態(tài)。