[发明专利]安全光伏发电系统

说明书

本发明公开了一种安全光伏发电系统，涉及到光伏并网发电领域。本发明可解决组件级别的关断控制问题，其通过在可构成串联线路中的各光伏直流源对应配置关断电路，而关断电路单独受到子控制模块状态调整，并配置有可向子控制模块发送激励通信信号的中央控制模块；而子控制模块可自动根据关断电路的电流情况，而相应地运行在受控于激励通信信号的安全保护模式和无需受控于激励通信信号的正常工作模式。本发明在发电时可避免中央控制模块与子控制模块之间因通信稳定性而导致的高电流发电区间生的发电损失，同时在外部灾害、系统故障和安装维护时可自动使组串降电压降低到安全范围内，并且提高早晚发电量，综合实现安全、低成本和高发电量。

技术领域

本发明涉及光伏并网发电技术领域，特别是涉及一种光伏直流源(光伏组件)可单独受到控制地串接连接构成的串联线路(光伏组串)中降低光伏组串开路电压的安全光伏发电系统，以及该安全光伏发电系统的运行维护方法和可配置于该安全光伏发电系统的优化器。

背景技术

目前的光伏发电系统，仍有存在没有特别的安全保护措施的情况。典型地，各个光伏组件的输出端相互串联构成串联线路，在正常发电状态下，该串联线路的输出电压常常超过200V，而一些大型光伏电站项目甚至超过1000V，这将构成接触危险的电压。特别是，光伏项目建设过程中，以及光伏发电站的检查与维修过程中，具有造成施工和运维人员触电的风险。

为解决光伏发电系统的安全问题，现有技术中，美国的专利号为US10312857B2的专利，公开了一种用于持续监视来自中央控制器的信号的看门狗单元形式的关断器。同时，为了确保看门狗关断器持续接收到中央控制器的信号的安全与可靠，当前光伏组件关断方案一般是采用基于电力载波通信(PLC)的技术方案。这两种方案中，不但在光伏逆变系统中需要增加相应的发送模块，并且在光伏组件的快速关断器或功率优化器也需要设置额外的接收模块。由于上述系统依赖于电力载波通信(PLC)，因此存在电力载波通信的信号传输的衰减问题，使得每套快速关断装置作用于光伏组件串的数量与串长度有限，且电力载波通信不同通过汇流传送，因此不适合集中式光伏电站汇流箱使用，因而不但电力载波通信增加了光伏系统的成本与系统自耗电，同时增加了更多的信号源发送与接收模块的故障点。

此外，现有技术中，中国的专利号CN201710114503.5的专利，公开了一种指令发送装置及光伏组件关断系统，系统经过无线通信指令的发送装置控制各光伏组件的关断与开通，而光伏组件对应的关断装置容易存在无线通信掉线的情况，继而因收不到关断指令而影响关断操作的可靠性，或者触发等情况会影响整个光伏发电系统的正常运行。

综上所述，在面临光伏组件级别的关断的问题是，必然面临成本和可靠性之间的难以平衡的矛盾。因此，这些安全光伏发电系统难以在国内商业化应用，致使我国光伏发电行业至今存在较大的安全生产隐患。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种安全光伏发电系统，以及配合地提供了运行维护方法和光伏功率优化器，可实现系统中光伏直流源(光伏组件)单独通断受控地串接构成的串联线路(光伏组串)，能够解决传统光伏发电系统中各分布式的控制方案，难以兼顾安全性、成本和发电效率的问题。

本发明为体现上述安全光伏发电系统的特点，在另一方面还提供一种该安全光伏发电系统的运行维护方法，以及可配置于该安全光伏发电系统的优化器。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

在第一方面，本申请实施例提供了一种安全光伏发电系统，其包括电力获取电路和控制电路；

所述电力获取电路是将多个关断电路的输出端相互串联构成的串联线路，每个关断电路的输入端分别连接有光伏直流源，以分布式地从各光伏直流源安全地获取电力而输出至串联线路的输出端；

所述控制电路包括：中央控制模块和子控制模块；