[发明专利]一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统

说明书

本发明公开了一种多输入关断器，包括：第一输入端，耦接第一光伏单元；至少一个第二输入端，耦接第二光伏单元，第二光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管；第一关断模块至少包括第一开关管和第一旁路管，第一旁路管当第一光伏单元异常时为功率总线电流提供续流通道；至少一个第二关断模块，至少包括第二开关管；控制模块根据监测信号和通信信号分别控制第一开关管和第二开关管的导通与关断，当第二光伏单元异常时，控制模块控制第二开关管导通，第二开关管和第二光伏单元中与电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。该发明复用光伏组件内置的续流二极管，省去关断器内部关断模块的旁路管，降低旁路损耗。

技术领域

本发明涉及分布式光伏发电技术领域，尤其涉及一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统。

背景技术

由于太阳能的可再生性及清洁性，光伏发电技术得以迅猛发展。组串式光伏发电系统由于技术成熟、转换效率高、价格低廉等优势，在光伏发电领域得到了广泛的应用，但组串式光伏发电系统的直流高压会带来拉弧起火及触电危险，在光伏发电系统出现火灾时，给消防员的灭火作业带来极大的安全隐患。现有的解决方案是为每个光伏组件配置组件级快速关断设备，例如关断器，在出现火灾等异常情况时，通过关断器来切断每个光伏组件的输出，降低光伏组件的输出电压，从而降低消防及运维人员的触电风险。

市场上主流的关断器一般配置两个输入端口，接入两个光伏组件，通过复用控制器及结构件来实现单瓦成本的下降。现有的二输入关断器的技术方案如图1所示，关断器包括通信模块、控制模块、旁路二极管D1-D3以及安全开关Q1和Q2，其中旁路二极管D1用于在第一光伏组件异常时旁路第一光伏组件，旁路二极管D2用于在第二光伏组件异常时旁路第二光伏组件，当第一光伏组件和第二光伏组件均异常时，功率总线上的大电流通过旁路二极管D1和D2时，会产生较大的功率损耗，发热量大。进一步的改进方案是在关断器的输出端再并联一个旁路二极管D3，当第一光伏组件和第二光伏组件均异常或控制器异常时，通过旁路二极管D3旁路第一光伏组件和第二光伏组件，从而降低续流损耗及发热量，但该种方式所需二极管数量较多，成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多输入关断器及其控制方法，通过复用光伏组件内置的续流二极管，省去关断器内部对应关断模块的旁路管，并降低关断器内部的旁路损耗。

为实现上述目的，本发明提供一种多输入关断器，所述关断器包括：

第一输入端，用于耦接第一光伏单元，所述第一光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管；

至少一个第二输入端，用于耦接第二光伏单元，所述第二光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管；

第一关断模块，与所述第一输入端耦接，所述第一关断模块至少包括第一开关管和第一旁路管，所述第一开关管用于控制第一光伏单元和功率总线之间的通断，所述第一旁路管用于当所述第一光伏单元异常时为功率总线电流提供续流通道；

至少一个第二关断模块，与所述第二输入端耦接，所述第二关断模块至少包括第二开关管；

控制模块，从所述第一输入端取电，用于根据监测信号和通信信号分别控制所述第一开关管和所述第二开关管的导通与关断；

输出端，用于耦接功率总线，所述第一关断模块和第二关断模块的输出串联连接在所述输出端；

其中，当所述第二光伏单元异常时，所述控制模块控制所述第二开关管导通，所述第二开关管和所述第二光伏单元中与电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。

进一步地，所述关断器还包括并联在所述输出端的第二旁路管，当所述控制模块发生故障时，所述第一开关管和第二开关管均断开，所述第一旁路管截止，所述第二旁路管为功率总线电流提供续流通道。