[发明专利]光伏发电系统直流并联电弧保护及定位系统和方法

权利要求书

1.一种光伏发电系统直流并联电弧保护及定位系统，其特征在于，所述系统包括用于在检测到光伏发电系统的电流检测点位发生并联电弧故障时，对应控制故障点位的前级的功率优化器从MPPT工作模式切换到安全工作模式的若干个子控制模块以及与各所述子控制模块通信连接的中央控制模块，所述子控制模块执行安全工作模式切换的控制动作后将对应控制的所述功率优化器的运行模式信息发送给所述中央控制模块，所述中央控制模块解析出所述运行模式信息中携带的处于安全工作模式下的所述功率优化器的所处位置实现对所述故障点位的定位；

所述子控制模块控制所述故障点位的前级的所述功率优化器切换为安全工作模式的方法为：

光伏发电系统中的功率优化器检测到其输出电压低于一定阈值时，判定电路发生并联电弧故障，安全工作模式下，所述功率优化器的子控制模块驱动所述功率优化器中的第一开关(20)关断，并驱动第二开关(30)导通，以控制所述功率优化器接入的光伏发电单元停止输出光伏功率，从而实现将所述功率优化器的运行状态切换到安全工作模式下；

所述功率优化器包括所述子控制模块(10)、所述第一开关(20)、所述第二开关(30)、输入电容Cin、输出电容Cout和储能电感L；所述第一开关(20)的栅极连接所述子控制模块的HD-driver管脚；所述第二开关(30)的栅极连接所述子控制模块的LD-driver管脚；所述储能电感L的一端连接所述第一开关(20)的源极，另一端连接所述输出电容Cout的一端，所述输出电容Cout的另一端连接至所述第二开关(30)的源极；所述输入电容Cin并接在所述光伏发电单元的正输出端和负输出端之间。

2.根据权利要求1所述的光伏发电系统直流并联电弧保护及定位系统，其特征在于，所述子控制模块为双工作模式BUCK功率优化ASIC芯片，芯片内部包括最大功率跟踪电路、基准电压产生电路、模式控制电路、驱动控制电路、通讯接口电路和芯片内部供电电路；

所述最大功率跟踪电路包括电压电流检测单元、乘法器与最大功率跟踪处理单元，所述电压电流检测单元用于采集接入的所述光伏发电单元的输出电压和输出电流；

所述乘法器用于将所述电压电流检测单元采集到的所述输出电压和所述输出电流相乘，得到所述光伏发电单元的输出功率；

所述最大功率跟踪处理单元的输入端连接所述乘法器的输出端，用于跟踪所述光伏发电单元的最大功率点；

所述基准电压产生电路用于利用所述芯片内部供电电路的供电向所述最大功率跟踪电路提供用于确定占空比信号的基准电压以及向所述模式控制电路提供用于模式控制的基准电压，所述功率优化器运行在MPPT工作模式下时，所述子控制模块根据所述占空比信号控制所述第一开关(20)、所述第二开关(30)的通断，以实现对接入的所述光伏发电单元的最大功率跟踪；

所述模式控制电路的信号输出端连接所述双工作模式BUCK功率优化ASIC芯片的Mode管脚，芯片外围的低电压保护及安全修调电路(100)的第一信号输入端(101)连接所述Mode管脚，第二信号输入端(102)连接芯片的VDD管脚，信号输出端连接安全修调控制模块，当所述功率优化器的输出电压低于所述基准电压达到第一阈值时，所述子控制模块控制所述功率优化器运行在安全工作模式下，当所述功率优化器的输出电压高于所述基准电压达到第二阈值时，所述子控制模块控制所述功率优化器运行在MPPT工作模式；

所述驱动控制电路包括逻辑控制单元、第一驱动单元和第二驱动单元，所述逻辑控制单元的第一输入端连接所述模式控制电路的信号输出端，第二输入端连接所述最大功率跟踪处理单元的信号输出端，第一输出端和第二输出端分别连接所述第一驱动单元、第二驱动单元的信号输入端，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元的信号输出端分别连接所述子控制模块的HD-driver管脚和LD-driver管脚，所述驱动控制电路用于根据预设的控制逻辑控制所述第一开关(20)、所述第二开关(30)的通断；

所述通讯接口电路用于提供外部设备连接所述子控制模块的通讯接口。