[发明专利]一种太阳能光伏电站系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光伏发电技术领域，特别是涉及一种太阳能光伏电站系统。

背景技术

太阳能电站近年来发展迅速，它的基本结构包括安装在支架上的太阳能光伏电池组串，电池组串所产生的电压经过接线盒累加后，再由逆变器将直流电转换为交流电，然后并入电网。常见的设计方案中，单个电池组串所产生的电压为30V，经14组串联后，电压可达到420V。而当发生意外情况时，处置意外情况就会比较困难。比如说，当发生火灾时，由于电站中始终存在直流高压，消防员就无法进入电站进行灭火，而只能坐等完全烧完后才能进入火场。

为此，太阳能电站直流侧需要能够及时降低电压。

发明内容

本发明的目的是提供一种可在紧急状态下及时降压的太阳能光伏电站系统。

本发明采用的技术方案是这样的：一种太阳能光伏电站系统，包括若干太阳能电池组串，通过接线盒串联为一组，所产生的电压累加后由逆变器将直流电转换为交流电，其特征在于：电站系统中有一控制信号发生器，接线盒中设有一电子开关，电子开关的通断由控制信号发生器所发出的信号决定。

作为进一步的技术方案，所述电子开关的逻辑为：当无信号时开关关断，有信号时开关导通。

控制信号发生器以串联或并联方式接入回路，所产生的控制信号通过电缆线传输至各接线盒。

控制信号发生器产生无线信号，发送至各接线盒。

所述接线盒包括盒体，盒体内设有印刷线路板，印刷线路板上印制有N个汇流条连接端和两个电缆线连接端，每个汇流条连接端通过汇流条与太阳能电池组串相连，各相邻汇流条连接端之间还以二极管相连；其中第一汇流条连接端和第一电缆线连接端之间串联有电子开关，电子开关由收到的控制信号来控制其通断；第N汇流条连接端与第二电缆线连接端相连；两个电缆线连接端通过电缆线分别与外界连接。

两个电缆线连接端之间还设有旁路二极管。

本发明通过控制信号来控制接线盒，由于一个控制信号同时控制多个接线盒，因此当信号发生反转时，多个接线盒均会断开，从而断开太阳能电池组串之间的串联。如每个接线盒都设有电子开关，则开关断开后，电站系统中存在的电压即为单电池组串所产生的电压，按前述举例，约为30V；如每两个接线盒中一个设电子开关，则开关断开后，电站系统中存在的电压即为两个电池组串所产生的电压，按前述举例，约为60V；依此类推。

电子开关有两种可供选择的逻辑，即默认为通或断。如默认为通，则无信号时开关导通，有信号时开关关断；如默认为断，则无信号时开关关断，有信号时开关导通。本发明优选默认为断的方案，因为当发生意外情况时，控制信号会丢失，接线盒就会自动关断，这样更有利于实现“紧急状态下及时断电降压”的发明目的。

控制信号可以以有线或无线的方式控制电子开关，无线方式有WIFI、射频、蓝牙等多种制式可供选择；有线方式可利用原有的电缆线，以载波信号的形式发送，控制信号发生器可以与接线盒串联，也可以并联。

本发明中的电子开关，需要额外的供电电路，而将电子开关装置在负极的汇流条连接端和电缆线连接端之间，可以与接线盒本身共用一个接地，相对于装置在正极上，节省了成本。电缆线连接端之间设的旁路二极管具有非常重要的作用，在初始状态下，由于电子开关默认状态为关断，各接线盒之间不能形成回路，控制信号就不能到达各接线盒从而启动整个系统，因此，旁路二极管的设置令系统可以在初始状态下顺利启动；当某一个接线盒或其连接的电池组串出现故障不能工作时，也需要旁路二极管导通形成回路，使得串联的其他接线盒及电池组串能正常工作。

从以上描述中可以看出，本发明的技术方案，可以在意外发生时，人工地或自动地将电站系统内电压降至安全范围，从而有利于及时开展现场处置。

附图说明

以下结合附图和本发明的实施方式来作进一步详细说明

图1是电站系统的系统框图；

图2是接线盒的电路图；

图3是接线盒的主电路图A1；

图4是接线盒的采样放大电路图A2；

图5是接线盒的驱动输出电路A3；

图6是接线盒的供电电路A4；

图7是电站系统的电路图；

图8是控制信号发生器的仿真电路图；

图9是接线盒的PCB图。

图中标记为：汇流条连接端1、二极管2、负极电缆线连接端31、正极电缆线连接端32、电子开关4、旁路二极管5；U为运算放大器、R为电阻、C为电容、D为二极管、Q2为三极管、VR为电位器、Trans为带铁芯变压器。