[实用新型]一种光伏主动安全系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏主动安全系统。

背景技术

近年来，光伏发电由地面光伏电站重点向屋顶光伏等分布式利用形式发展，被安装光伏组件的屋顶有民用住宅、工业厂房、商场和学校等。

光伏组件在光照条件下会产生数十伏的电压，特别是若干光伏组件串联成一串之后的电压可达1000V，这给光伏电站的安装、检修以及灭火工作带来严重威胁；目前一般采取加强安装、检修和灭火人员的绝缘防护水平来被动应对，不足之处是不能主动将危险源即光伏组件串联之后的高电压降低到安全水平。

光伏系统的直流部分，导体接触不良或电缆老化可引发持续电弧（直流电弧无法像交流电弧那样过零关断）并形成火灾。通常的做法是在屋顶安装火灾报警探测器件，若发生火灾，则引发火警，再用灭火器等消防设备灭火。这种做法是一种被动安全措施，它的不足之处是：不能主动监测电弧的发生并采取措施及时消除。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种光伏主动安全系统，它能够在安装、检修、故障和火警时，将光伏系统切换到安全状态,也能够及时监测直流电弧故障并消除，从而降低光伏系统的投资风险，减少光伏对所在建筑物的人身和财产的损害。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：在现有光伏系统上配置一套光伏主动安全系统，该光伏主动安全系统包含：若干个安全模块，所述安全模块包括一个控制器和一个可控开关电路，所述可控开关电路通过输入端子与至少一个光伏组件相连，所述可控开关电路通过输出端子与其他安全模块的输出端子串联之后接入汇流箱或逆变器，所述控制器的电源由所接入的光伏组件提供，所述控制器包括一个通信接口装置，所述可控开关电路由所述控制器控制处于能量输出状态或安全状态；若干个通信管理模块，所述通信管理模块包括通信接口装置和人机交互装置，所述通信管理模块的电源由光伏发电系统交流侧提供，所述通信接口装置与通信管理模块所接入的安全模块通信，所述人机交互装置用于显示安全模块上传的信息并接收外部的操作指令；在通信正常状态下，所述安全模块根据通信管理模块的指令工作在能量输出状态或安全状态；在安全模块与接入的通信管理模块通信异常时，安全模块自动进入安全状态。

优选地，该光伏主动安全系统还包含：一套监控模块，所述监控模块包括通信接口装置、数据存储装置、数据处理装置和人机界面等，所述通信接口装置与所有通信管理模块通信，所述数据存储装置用于存储安全模块及通信管理模块上传的信息，所述数据处理装置用于对安全模块及通信管理模块上传信息的分析，所述人机界面用于显示安全模块及通信管理模块上传的信息及数据处理装置的分析结论并接收外部的操作指令。

在光伏组件安装时，关闭通信管理模块与安全模块的通信，安全模块自动进入安全状态，就使得安全模块串联之后的电压不超过安全电压；当光伏系统在检修、故障时，通过监控模块人机界面或通信管理模块人机交互装置发送指令，可使得相关的安全模块进入安全状态；当光伏系统发生火警或者其它紧急情况时，除可以通过监控模块或通信管理模块发送指令使得相关安全模块进入安全状态，还可以切断光伏系统交流侧电源使得通信管理模块失电、安全模块自动进入安全状态。

优选地，所述监控模块通过因特网与相应的通信管理模块通信。

优选地，安全模块所包括的一个可控开关电路为DC/DC电压调整电路。

优选地，安全模块所包括的一个可控开关电路为可控的常开开关。

优选地，安全模块所包括的一个可控开关电路为可控二位置转换开关。

优选地，安全模块包含一个温度传感器，安全模块内的控制器通过所述温度传感器监测到温度超过限值时，将该安全模块切换到安全状态。

优选地，安全模块包含一个电压传感器，安全模块内的控制器通过所述电压传感器采集相应光伏组件的输出电压信息并上传。

优选地，安全模块包含一个电流传感器，安全模块内的控制器通过所述电流传感器采集相应光伏组件的输出电流信息并上传。

优选地，在光伏系统的汇流箱或逆变器内部集成直流电弧检测装置，所述直流电弧检测装置监测到光伏系统中发生电弧故障时，通过通信管理模块或监控模块控制相应的安全模块切换到安全状态。

优选地，安全模块集成在光伏组件接线盒中或作为单独的装置。

优选地，安全模块与通信管理模块之间采用电力线载波通信或无线通信方式。

优选地，安全模块通过通信网关与通信管理模块通信。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：