CN102842892A - 光伏节能综合保护器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光伏节能综合保护器包括：具有判断光伏模块的发电状态是否正常功能，依照发电状态实时置位或复位输出端OUT3。正常发电OUT3处于置位状态驱动J1的线圈使K触点闭合接通光伏模块和控制器由控制器对外输送电能。采用K触点连接克服输送过程能耗。当云层遮蔽太阳光或夜晚光伏模块不能正常发电，此刻蓄电池产生反方向电流冲击光伏模块，OUT3处于复位状态停止驱动J1的线圈使K触点断开，断开后切断冲击光伏模块反方向电流的通道。从源头保护光伏模块发电安全。本发明提供的光伏节能综合保护器为光伏发电安全提供有效保护，具有实际节能效果，发电的综合效率得到提高，采用模数化安装方式，离网式和并网式光伏发电系统均适用。

Description

光伏节能综合保护器
技术领域
本发明涉及光伏发电系统的隔离保护，特别是一种保护发电安全，增加发电效率的光伏节光伏能综合保护器。
背景技术
现有光伏发电系统由：光伏模块，隔离保护二极管，控制器，蓄电池，逆变器交流负载构成。光伏模块输出端的正极与隔离保护二极管的正极连接，隔离保护二极管的负极连接在控制器的输入端，控制器输出端与蓄电池正极和逆变器输入端连接构成，逆变器输出端连接负载。
光伏模块受太阳光的照射将光的能量转换为直流电能开始正常发电。光伏模块发出的电能都经过隔离保护二极管输送给控制器，控制器将直流电能分配给逆变器，逆变器把直流电能逆变成交流电能为负载供电，使负载获取电能。控制器还把部分剩余直流电能经由节点充入蓄电池作储备电能。隔离保护二极管起到输送电能的作用。
输送电能的过程中隔离保护二极管始终处于正向导通状态，正向导通后二极管本体产生固有压降，这种固有压降是其本证特性决定的无法改变，固有压降导致隔离保护二极管在输送电能过程中损耗部分电能，所耗电能转换成热量向周围释放。本体固有压降单体损耗电能3-7瓦型号各异不等。每组光伏模块必然匹配隔离保护二极管，若干组光伏模块构成发电方阵，发电方阵总体损耗电能则是光伏模块数量的倍数。当前光伏发电系统中存在发电不节能的缺陷。
当云层遮蔽太阳光或夜晚光伏模块发电能微弱或停止发电没有输送电能，这时光伏模块的正极和隔离保护二极管正极的都处于低电位，隔离保护二极管负极和控制器的输入端都处于高电位，负极高电位导致隔离保护二极管反向截止呈反向高阻抗状态。高阻抗限制来自蓄电池产生反方向电流的升高，当前是采用限制电流升高的方法试图保护伏模块免受大电流冲击，实际作用是降低击毁光伏模块的危险程度，原因在于不同型号二极管反向阻抗大小不等，能限制的反方向电流数值各异，依然有一定量级的反方向电流进入光伏模，击毁光伏模块的危险依然存在。这是现有光伏模块发电系统中有待改进之处。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的待改进之处和不足，建立解决上述不足的技术方案。本发明的目的在于设计一种绝缘型隔离保护和节能型技术方案为一体的：光伏节能综合保护器。包括：中央处理器CPU(内置A/D模数转换器)，J1继电器，GD1、GD2光电耦合器，构成。
A来自光伏模块的输出端与光电耦合器GD1输入端INT1、GD1输出端OUT1+、继电器J1的动触点K1-1连接成A节点。光电耦合器GD2输入端INT2、GD2输出端OUT2-、继电器J1的静触点K2-2、CPU的正电源引脚Vcc、控制器的输入端连接成B节点。光电耦合器GD1输出端OUT1+、CPU的模拟量输入端口I/O1。继电器J1的J1-2线圈、CPU数字量输出端OUT3相连接。光电耦合器GD2输出端OUT2+、CPU的模拟量输入端口I/O2、连接。GND1、GND2、GND3都连接电源负极。继电器J1线圈J1-1连接到电源负极。
附图说明
附图1是本发明光伏节能综合保护器的原理图。
具体实施方式
为进一步说明本发明光伏节能综合保护器的具体实施方式，但不用来限制本发明保护范围。参见附图1。结合附图1作具体描述
当光伏模块正常发电输出端位A高电位INT1、OUT1+导通，I/O1端口高电位数值保持。INT2通过控制器采集蓄电池的电位OUT2+导通I/O2端口电位数值保持，(CPU)启动内置A/D模数转换器，访问I/O1、I/O2端口，分别转换两个端口电位数值，将转换后生成两组数据存入两个不同固定单元，(CPU)启动内置运算器比较两组数据大小。若对应I/O1端口数据值大(CPU)判断为光伏模块处于发电状态，(CPU)置位OUT3输出高电平，通过J1-2使J1线圈得电继电器K触点闭合，将光伏模块和控制器接通。光伏模块发出的直流电能通过电继电器K触点将直流电能输送给控制器，控制器完成相应操作以略。
(CPU)启动内置运算器比较两组数据大小。若对应对应I/O1端口数据值小、而I/O2端口数据值大(CPU)判断为云层遮蔽太阳光或夜晚光伏模块发电能微弱所以电位低，(CPU)复位OUT3输出低电平，低电平通过J1-2使J1线圈失电。继电器K触点转为开起状态，将光伏模块和控制器断开。蓄电池虽然处于高电位也不能产生反方向电流，原因在于K触点断开光伏模块于外界不连接实现绝缘型隔离保护，切断反方向电流进入光伏模块的通道，从源头保护光伏模块，为其发电安全起到有效的隔离保护作用，改进了传统式隔离保护二极带来的不足。
另外，光伏模块发出的直流电能是通过触点K向控制器传送电能，控制器以下的电路(以略)。触点K本体接触电阻几乎为零，零电阻在电能传输过程中不产生固有压降，因此不损耗电能，克服当前光伏发电系统中存在发电不节能的缺陷。
以本发明公开内容为基础，雷同和替代方案，均应属于本发明保护范围之内。
本发明完成的光伏节能综合保护器具有实际节能效果。采用模数化安装方式，离网式并网式光伏发电系统均适用。

Claims (3)

1.一种具有节能和发电安全的光伏节能综合保护器，包括J1继电器，GD1、GD2光电耦合器，中央处理器，CPU构成，其特征在于CPU通过光电耦合器GD1采集光伏模块的发电状态，CPU通过光电耦合器GD2采集蓄电池的电压变化。
2.如权利要求1所述的光伏节能综合保护器J1继电器，其特征在于：其内部的触点，闭合传送电能，断开隔离来自蓄电池的反方向电流。
3.如权利要求1所述的光伏节能综合保护器中的CPU，其特征在于：其内部的比较器和A/D转换器都使用。
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