[发明专利]用于光伏组件的串联式关断系统及关断后重新启动的方法

说明书

本发明主要涉及用于光伏组件的串联式关断系统及关断后重新启动的方法。用于光伏组件的串联式关断系统主要包括关断控制模块和关断装置，多个光伏组件串联连接成电池组串并且多个光伏组件还与关断装置串联在一起，关断装置用于对与之串联的电池组串来执行关断操作，关断控制模块在收到关断命令时，停止向关断装置输送周期性激励脉冲源以通知关断装置对与之串联的电池组串来执行关断操作。利用较为简单的拓扑结构来构成关断模块以达成低成本方案，还提供了多级光伏组件被关断后重新启动方案。

技术领域

本发明主要涉及到光伏发电技术领域，确切的说，涉及到串联的多级光伏组件能够被快速关断的系统，利用较为简单的拓扑结构来构成关断模块以达成低成本方案，而且还提供了串联的多级光伏组件被关断后重新启动方案。

背景技术

光伏发电系统在电力电子系统中需要满足安全规范，为此各国政府或相关机构分别出台了相应的法规法则。基于安全规范的考虑，美国防火协会修改国家电气规范，要求住宅用的光伏发电系统中：在发生紧急情况时限制光伏发电系统交流并网端口断开后，直流端的电压最大不得超过八十伏。意大利的安全规范告诫：消防员在建筑物带电压的情况下是绝对不被允许进行灭火操作的。德国也率先执行防火安全标准并且还明文规定：在光伏发电系统中逆变器与组件之间需要增加额外的直流电切断装置。从这些法规法则可以归纳出安全因素的首要注意事项：即便是光伏组件发生了不期望的火灾，施救也只有在所有的光伏组件被烧毁而不再危机人身安全后，才被许可进行消防施救。

光伏发电系统在欧美国家的普及度较高，因此配套的安全用电的法规法则也随之较为及时的延伸到光伏发电的领域。以美国的安全规范NEC2017为例，要求光伏发电系统具有快速关断功能，在关断后光伏阵列内部导体之间以及导体与大地之间的电压最高不得超过约为八十伏。光伏电站在应对安全规范的积极措施是：为了实现快速关断特意在光伏组件的输出端处安装起到关断作用的关断装置，在提供直流电的电池组串上或直流母线上安装命令发送装置，命令发送装置则主要是由交流电网来供电。譬如面临火灾时则十分有必要来迅速关断光伏组件时，命令发送装置用来指示关断装置关断。关断光伏组件的应对措施可以制止火灾等负面事件的进一步恶化，提高可靠性和安全性。

发明内容

在本发明的一个非限制性的可选实施方式中，披露了一种用于光伏组件的串联式关断系统并且该系统主要包括：

至少一个关断控制模块和至少一个关断装置；

多个光伏组件串联连接成电池组串并且它们还与关断装置串联在一起；

关断装置用于对与之串联的电池组串来执行关断操作；

关断控制模块在收到关断命令时，停止向关断装置输送周期性激励脉冲源以通知关断装置对与之串联的电池组串来执行关断操作。

上述的用于光伏组件的串联式关断系统，其中：

关断装置包括通过电力线与多个光伏组件串联连接的主开关、第一耦合变压器；

第一耦合变压器的原边绕组与具有第一端子、第二端子及控制端子的主开关串联；

第一耦合变压器的次级绕组则用于提取加载在电力线上的激励脉冲源；

被捕获的激励脉冲源则藉由一控向二极管向连接在主开关的控制端子与第一端子之间的储能电容充电；

储能电容的电位达到主开关的导通阈值电压则主开关被予以接通否则主开关关断。

上述的用于光伏组件的串联式关断系统，其中：

主开关是功率MOSFET且第一、第二端子和控制端子分别是源极、漏极和栅极；

主开关是IGBT且第一、第二端子和控制端子分别是发射极、集电极和栅极。

上述的用于光伏组件的串联式关断系统，其中：