CN105977952B - 一种防反接保护电路 - Google Patents
一种防反接保护电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105977952B CN105977952B CN201610440221.XA CN201610440221A CN105977952B CN 105977952 B CN105977952 B CN 105977952B CN 201610440221 A CN201610440221 A CN 201610440221A CN 105977952 B CN105977952 B CN 105977952B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- switch
- group string
- control unit
- photovoltaic group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
- H02H11/002—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection
Abstract
本发明公开了一种防反接保护电路，应用于汇流装置中，所述汇流装置包括：多路开关，第一汇流端和第二汇流端，其中，每路所述开关的前端连接一光伏组串支路；所述防反接保护电路包括：控制单元、电压检测单元和至少一个开关单元。本发明在电压检测单元检测得到的电压大于第一预设电压时，即当与该电压对应的开关所连接的光伏组串支路正常时，才控制所述光伏组串支路对应的开关单元闭合，避免了光伏组串支路在正负极反接等异常情况下造成的故障。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，更为具体的说，涉及一种防反接保护电路。
背景技术
光伏直流汇流电路是用于将多路光伏组串支路的正负输出汇流成一路正负输出的电路，一般集成在汇流箱中或逆变器输入侧，典型的主电路如图1所示，光伏组串支路PV1～PVn的正输出端PV1+～PVn+分别通过汇流箱中的开关T1～Tn连接汇流箱的正汇流端PV+＇，光伏组串支路PV1～PVn的负输出端PV1-～PVn-连接汇流箱的负汇流端PV-＇，各路光伏组串的输出电流汇流成一路总电流，公式如下：i1+12+…+in＝ipv，其中i1…in为各路光伏组串的输出电流,ipv为汇流后的总电流。
在光伏电站实际施工过程中，由于需要接入的光伏组串支路数量较多，可能出现某一路或少数几路光伏组串正负极接反的情况，导致接线完成后首次闭合汇流箱的开关通电瞬间，发生线路短路、烧毁，甚至火灾。在现有技术中，一般会在组串的支路中串联熔丝等保护器件，过流时较大的电流会熔断过流的组串支路，但是对于组串支路反接的这种状况，简单的熔丝是无法可靠断开线路的。如图2所示，光伏组串支路PV1～PVn中，光伏组串支路PVn正负极接反，定义单路光伏组串支路的开路电压为Voc，记PV+＇、PVn+、PV-＇三处的电路节点分别为a、b、c，以c点为参考，有Vac＝Voc，Vbc＝-Voc，则Vab＝Vac-Vbc＝2Voc。在完成接线完成后首次闭合开关T1～Tn通电瞬间如果PVn+处的节点因过流先熔断，那么在节点处形成的2倍电势差会施加在熔丝端口处。已知典型的光伏组串支路开路电压可达1000V，按上述计算Vab有2000V，熔丝在熔断时形成的高压极易形成拉弧，持续燃弧产生火灾。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种防反接保护电路，可消除光伏组串汇流时因反接而造成的危害。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种防反接保护电路，应用于汇流装置，所述汇流装置包括：多路开关，第一汇流端和第二汇流端，其中，每路所述开关的前端连接一光伏组串支路；所述防反接保护电路包括：控制单元、电压检测单元和至少一个开关单元；
每个所述开关单元的输入端连接一路开关的后端，每个所述开关单元的输出端连接所述第一汇流端；每个所述开关单元，用于导通或断开该开关单元连接的开关和所述第一汇流端之间的电流输送回路；
所述电压检测单元的第一端连接每个所述开关单元的输入端，所述电压检测单元的第二端连接所述第二汇流端，所述电压检测单元的第三端连接所述控制单元的第一输入端；所述电压检测单元，用于检测每路连接有开关单元的开关和所述第二汇流端之间的电压，并将检测得到的电压发送给所述控制单元；
所述控制单元的第一输出端分别连接每个所述开关单元的控制端；所述控制单元，用于比较所述电压检测单元检测得到的电压和第一预设电压，当所述电压检测单元检测得到的电压大于第一预设电压时，所述控制单元控制与该电压对应的开关所连接的开关单元闭合；当所述电压检测单元检测得到的电压小于第一预设电压时，所述控制单元控制与该电压对应的开关所连接的开关单元保持断开。
优选地，所述防反接保护电路还包括：报警装置；
所述报警装置与所述控制单元的第二输出端连接；
所述报警装置，用于当所述电压检测单元检测得到的电压小于第一预设电压时，被所述控制单元控制发出报警信号。
优选地，所述防反接保护电路还包括：在控制单元中设置第二预设电压，所述第一预设电压大于第二预设电压；
当所述电压检测单元检测得到的电压小于第二预设电压时，所述控制单元控制报警装置通过第一报警方式进行报警；
当所述电压检测单元检测得到的电压小于第一预设电压且大于第二预设电压时，所述控制单元控制报警装置通过第二报警方式进行报警；
其中，所述第一报警方式与所述第二报警方式不同。
优选地，所述防反接保护电路还包括：功率控制单元；
所述功率控制单元的输入端连接所述汇流装置的通信模块，所述功率控制单元的输出端连接所述控制单元的第二输入端；
所述功率控制单元，用于在汇流装置正常运行时，获取从外部向所述功率控制单元输入的降功率控制指令，并从所述汇流装置的通信模块中获取正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及正在运行的光伏组串支路数量；
所述功率控制单元把获取的所述降功率控制指令，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及所述正在运行的光伏组串支路数量发送给所述控制单元；
所述控制单元根据所述功率控制单元向所述控制单元输入的所述降功率控制指令，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及所述正在运行的光伏组串支路数量进行计算，并根据计算结果向至少一个闭合的开关单元输出控制信号，控制接收所述控制信号的所述闭合的开关单元断开。
优选地，所述控制单元根据所述功率控制单元向所述控制单元输入的所述降功率控制指令，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及所述正在运行的光伏组串支路数量进行计算，并根据计算结果向至少一个闭合的开关单元输出控制信号，控制接收所述控制信号的所述闭合的开关单元断开为：
所述控制单元根据正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及正在运行的光伏组串支路数量计算获取各个正在运行的光伏组串支路的平均功率；
所述控制单元根据降功率控制指令中包含的预设降低功率以及所述正在运行的各个光伏组串支路的平均功率计算得到计算结果，并将得到的所述计算结果向下取整数得到整数值；
所述控制单元向任意闭合的开关单元输出控制信号，以控制接收所述控制信号的所述闭合的开关单元断开，其中，接收所述控制信号的所述闭合的开关单元的数量与所述整数值相同。
优选地，所述开关单元为具有可控开关功能的器件。
优选地，所述开关单元为继电器、断路器或晶体开关管。
优选地，所述控制单元为微处理器。
相应的，本发明还提供一种光伏汇流箱，包括：多路开关，第一汇流端和第二汇流端，以及上述所述的防反接保护电路。
相应的，本发明还提供一种光伏逆变器，包括：多路开关，第一汇流端和第二汇流端，以及上述所述的防反接保护电路。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明提供的防反接保护电路应用于汇流装置中，所述汇流装置包括：多路开关，第一汇流端和第二汇流端，其中，每路所述开关的前端连接一光伏组串支路；所述防反接保护电路包括：控制单元、电压检测单元和至少一个开关单元；在本发明中，电压检测单元检测每路连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压，并把检测得到的电压发送给控制单元；控制单元将所述电压检测单元检测得到的电压与第一预设电压进行比较，当所述电压检测单元检测得到的电压大于第一预设电压时，所述控制单元控制与该电压对应的开关所连接的开关单元闭合；当所述电压检测单元检测得到的电压小于第一预设电压时，所述控制单元控制与该电压对应的开关所连接的开关单元保持断开。本发明在电压检测单元检测得到的电压大于第一预设电压时，即当与该电压对应的开关所连接的光伏组串支路正常时，才控制所述光伏组串支路对应的开关单元闭合，避免了光伏组串支路在正负极反接等异常情况下造成的故障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术的一种电路结构图；
图2为现有技术的另一种电路结构图；
图3为本申请实施例一提供的一种防反接保护电路的电路结构图；
图4为本申请实施例一提供的另一种防反接保护电路的电路结构图；
图5为本申请实施例三提供的一种防反接保护电路的电路结构图；
图6为本申请实施例四提供的一种防反接保护电路的电路结构图；
图7为本申请实施例五提供的一种防反接保护电路的电路结构图；
图8为本申请实施例五提供的一种防反接保护电路的降功率控制流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
参见图3，本发明实施例一公开了一种防反接保护电路，应用于汇流装置103，所述汇流装置103包括：多路开关S1～Sn(n≥1)，第一汇流端PVa和第二汇流端PVb，其中，每路所述开关Sn的前端连接一光伏组串支路PVn(n≥1)；每路所述光伏组串支路PVn的第一端连接每路所述开关Sn的前端；每路所述光伏组串支路PVn的第二端连接汇流装置的第二汇流端PVb；
所述防反接保护电路包括：控制单元102、电压检测单元101和至少一个开关单元K1～Km，(n≥m≥1)；
每个所述开关单元Km的输入端连接一路开关Sn的后端，每个所述开关单元Km的输出端连接所述第一汇流端Pva；每个所述开关单元Km，用于导通或断开该开关单元Km连接的开关Sn和所述第一汇流端PVa之间的电流输送回路；
所述电压检测单元101的第一端连接每个所述开关单元Km的输入端，所述电压检测单元101的第二端连接所述第二汇流端PVb，所述电压检测单元101的第三端连接所述控制单元102的第一输入端；所述电压检测单元101用于检测每路连接有开关单元Km的开关Sn和所述第二汇流端PVb之间的电压Vm，并将检测得到的电压Vm发送给所述控制单元102；
所述控制单元102的第一输出端分别连接每个所述开关单元Km的控制端；所述控制单元102，用于比较所述电压检测单元检测得到的电压Vm和第一预设电压Vref+，当所述电压检测单元检测得到的电压Vm大于第一预设电压Vref+时，说明该电压Vm对应的开关Sn连接的光伏组串支路PVn正常，所述控制单元102控制与该电压Vm对应的开关单元Km闭合；当所述电压检测单元检测得到的电压Vm小于第一预设电压Vref+时，说明所述该电压Vm对应的开关Sn连接的光伏组串支路PVn异常，所述控制单元102控制与该电压Vm对应的开关单元Km保持断开。
其中所述第一预设电压Vref+的具体数值由工作人员根据实际情况设定。
本实施例在一连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压大于第一预设电压时，即当该开关连接的光伏组串支路正常时才控制该开关连接的开关单元闭合，避免了该开关连接的光伏组串支路在正负极反接等异常情况下造成的故障。
上述实施例中防反接保护电路的工作原理为：
如图3所示，当各个光伏组串支路PV1～PVn的第一输出端均分别通过汇流箱中的开关S1～Sn和开关单元K1～Km连接汇流装置103的第一汇流端PVa时，即，此时所述开关单元的数量等于所述开关的数量，即m＝n时；
在所述开关S1～Sn与所述光伏组串支路PV1～PVn之间完成接线后，闭合汇流装置103中的所述开关S1～Sn上电。此时由于所述开关S1～Sn均各自与开关单元K1～Km串联，且在所述开关S1～Sn与光伏组串支路PV1～PVn之间完成接线后的初始状态开关单元K1～Km均处于断开状态，因此，此时汇流装置103并不能从开关S1～Sn分别连接的光伏组串支路PV1～PVn中获取直流电进行启动。
为了使汇流装置103正常上电启动，此时汇流装置103连接外部交流侧取电，具体的汇流装置103连接外部交流侧的接线方式为本领域技术人员可以根据实际情况进行设定的，在此不再赘述。当汇流装置103的开关S1～Sn闭合时,汇流装置103从交流侧取电启动，汇流装置103正常获电工作，电压检测单元101检测各路连接有开关单元K1～Km的开关S1～Sn与第二汇流端PVb之间的电压V1～Vm，并把检测到的各个电压V1～Vm发送给控制单元102；
所述控制单元102将所述电压检测单元检测得到的各个电压V1～Vm分别与第一预设电压Vref+进行比较，当一连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压大于第一预设电压Vref+时，说明该开关连接的光伏组串支路正常，所述控制单元102控制该开关连接的开关单元闭合；当一连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压小于第一预设电压Vref+时，说明该开关对应的光伏组串支路异常，所述控制单元控制该开关连接的开关单元保持断开。
如图4所示，当所述开关S1～Sn中至少一路开关的后端直接连接汇流装置103的第一汇流端时，即，所述开关单元的数量小于所述开关的数量时(在保证安全的前提下设置不串联连接开关单元的开关的数量由工作人员根据实际情况进行设定)，即m﹤n时；
在所述开关S1～Sn与光伏组串支路PV1～PVn之间完成接线后，闭合汇流装置103的开关S1～Sn上电，此时由于存在至少一路开关的后端直接连接汇流装置103的第一汇流端PVa，所以，汇流装置103可以从所述至少一路开关前端连接的光伏组串支路中直接获取启动所需的电力，因此，此种情况下无需从交流侧取电启动，但是在此种情况下所述汇流装置启动时存在两种情况：
情况1，汇流装置103正常获电工作，表示直接连接所述第一汇流端PVa的至少一路开关连接的光伏组串支路正常；然后电压检测单元101检测各路连接有开关单元K1～Km的开关与第二汇流端PVb之间的电压，并把检测到的所述各路连接有开关单元K1～Km的开关与第二汇流端PVb之间的电压V1～Vm发送给控制单元102；所述控制单元102将各路连接有开关单元K1～Km的开关与第二汇流端PVb之间的电压V1～Vm分别与第一预设电压Vref+进行比较，当一连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压大于第一预设电压Vref+时，说明该开关连接的光伏组串支路正常，所述控制单元102控制该开关连接的开关单元闭合；当一连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压小于第一预设电压Vref+时，说明该开关连接的光伏组串支路异常，所述控制单元控制该开关连接的开关单元保持断开。
情况2，汇流装置103不能正常获电工作，表示直接连接所述第一汇流端的开关中至少一路开关连接的光伏组串支路正负极接线不正确；人工检查所述至少一路光伏组串支路，待检查完毕并调整正负极接线不正确的光伏组串支路的接线正确后，电压检测单元101检测各路连接有开关单元K1～Km的开关与第二汇流端PVb之间的电压，并把检测到的所述各路连接有开关单元K1～Km的开关与第二汇流端PVb之间的电压V1～Vm发送给控制单元102；所述控制单元102将各路连接有开关单元K1～Km的开关与第二汇流端PVb之间的电压V1～Vm分别与第一预设电压Vref+进行比较，当一连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压大于第一预设电压Vref+时，说明该开关连接的光伏组串支路正常，所述控制单元102控制该开关连接的开关单元闭合；当一连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压小于第一预设电压Vref+时，说明该开关连接的光伏组串支路异常，所述控制单元控制该开关连接的开关单元保持断开。
在上述实施例中，当所述第一汇流端PVa为正汇流端时，所述第二汇流端PVb为负汇流端，光伏组串支路的第一端为正输出端，光伏组串支路的第二端为负输出端。当所述第一汇流端PVa为负汇流端时，所述第二汇流端PVb为正汇流端，光伏组串支路的第一端为负输出端，光伏组串支路的第二端为正输出端。
所述开关单元可以采用继电器、断路器或晶体开关管等具有可控开关功能的器件。在初始情况下，闭合开关S1～Sn后，开关单元K1～Km均处于断开状态，即通过开关和开关单元连接所述第一汇流端的光伏组串支路并未真正的接入到汇流装置103内部。
电压检测电路101可以是常规的传感器检测电路或运放调理电路等，在本实施例中电压检测电路101检测的每路连接有开关单元Km的开关与第二汇流端PVb之间的电压实质为：所述开关Sn闭合后其前端连接的光伏组串支路PVn的第一端与第二端之间的开路电压。
控制单元主要为微处理器，如DSP处理器、ARM处理器或单片机等，但不限于列举的这些。
实施例二：
本实施例二中装置的连接关系与实施例一相同，本实施例二与实施例一不同之处在于，在所述控制单元102中分别设置第一预设电压Vref+和第二预设电压Vref-，所述第一预设电压Vref+大于第二预设电压Vref-；所述第一预设电压Vref+的具体数值由工作人员根据实际情况设定，所述第二预设电压Vref-由工作人员根据实际情况设定。
所述控制单元102将每路连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压分别与第一预设电压Vref+和第二预设电压Vref-进行比较，当一连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压大于第一预设电压Vref+时，表明该开关连接的光伏组串支路正常，所述控制单元控制该开关连接的开关单元闭合；
当一连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压小于第二预设电压Vref-时，表明该开关连接的光伏组串支路的正负极反接，所述控制单元控制该开关连接的开关单元保持断开，以保护该开关连接的光伏组串支路。
当一连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压小于第一预设电压Vref+且大于第二预设电压Vref-时，说明该开关连接的光伏组串支路中的至少一块光伏组件异常，所述控制单元控制该开关连接的开关单元保持断开，以保护该开关连接的光伏组串支路。
由上述可知，本实施例二中在所述控制单元102中分别设置第一预设电压Vref+和第二预设电压Vref-，所述第一预设电压Vref+大于第二预设电压Vref-；所述控制单元102将每路连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压与第一预设电压Vref+和第二预设电压Vref-进行比较，根据比较结果以判断是光伏组串支路的正负极反接，还是光伏组串支路中的光伏组件异常。
实施例三：
参见图5，本实施例三中装置的连接关系与实施例一大致相同，本实施例三与实施例一不同之处在于，所述防反接保护电路还包括：报警装置104；
所述报警装置104与所述控制单元102的第二输出端连接；所述报警装置104用于当所述电压检测单元101检测得到的电压小于第一预设电压Vref+时，所述控制单元102控制所述报警装置104发出报警信号。
所述报警装置104为声光报警装置和/或蜂鸣报警装置，在所述电压检测单元101检测得到的电压小于第一预设电压Vref+时，即该电压对应的开关连接的光伏组串支路异常时，所述报警装置104进行报警，进而通知维修人员对断开的开关单元对应的光伏组件支路进行检查。
进一步的，当控制单元102中分别设置第一预设电压Vref+和第二预设电压Vref-时:
当所述电压检测单元101检测得到的电压小于第二预设电压时，所述控制单元102控制报警装置104通过第一报警方式进行报警；
当所述电压检测单元101检测得到的电压小于第一预设电压且大于第二预设电压时，所述控制单元102控制报警装置104通过第二报警方式进行报警；
其中，所述第一报警方式与所述第二报警方式不同，具体的，当所述报警装置为声光报警装置时，所述第一报警方式与所述第二报警方式分别采用不同的声音和/或灯光。
当所述报警装置为蜂鸣报警装置时，所述第一报警方式与所述第二报警方式分别采用不同的蜂鸣振动形式。
实施例四：
参见图6，在本实施例中汇流装置103包括：开关S1～S3，正汇流端PV+,负汇流端PV-,所述防反接保护电路包括：控制单元102、电压检测单元101、报警装置104和开关单元K1。
光伏组串支路PV1的正输出端PV1+和光伏组串支路PV2的正输出端PV2+分别通过开关S1～S2连接正汇流端PV+；光伏组串支路PV3的正输出端PV3+通过开关S3和开关单元K1连接正汇流端PV+；光伏组串支路PV1的负输出端PV1-，光伏组串支路PV2的负输出端PV2-和光伏组串支路PV3的负输出端PV3-分别连接负汇流端PV-。
开关单元K1的输入端连接开关S3的后端，所述开关单元K1的输出端连接所述汇流装置103的正汇流端PV+；
所述电压检测单元101的第一端连接开关单元K1的输入端，所述电压检测单元101的第二端连接所述负汇流端PV-，所述电压检测单元101的第三端连接所述控制单元102的第一输入端；
所述控制单元102的第一输出端连接开关单元K1的控制端，所述开关单元K1在光伏组串支路PV1～PV3与开关S1～S3完成接线的初始状态下是断开的。
电压检测单元101用于采集开关S3和负汇流端之间的电压(即开关S3闭合后光伏组串支路PV3的正输出端和负输出端之间的开路电压)，并输出给控制单元102。
如果控制单元102判断电压检测单元101向控制单元102输出的电压大于第一预设电压Vref+，则表示所述光伏组串支路PV3正负极接线极性正确，控制单元102控制开关单元K1闭合；
如果控制单元102判断电压检测单元101向控制单元102输出的电压小于第二预设电压Vref-，则表示所述光伏组串支路PV3正负极接线接反，控制单元102控制开关单元K1保持断开状态，并控制报警装置104通过第一报警方式进行报警，提示维修人员光伏组串支路PV3正负极接反需进行检查；
如果控制单元102判断电压检测单元101向控制单元102输出的电压小于第一预设电压Vref+且大于第二预设电压Vref-，则表示光伏组串支路PV3中的至少一块光伏组件异常，控制单元102控制开关单元K1保持断开状态，并控制报警装置104通过第二报警方式进行报警提示维修人员光伏组串支路PV3中的至少一块光伏组件异常，需进行检查。
在本实施例中，在所述开关S1～S3与各路光伏组串支路PV1～PV3之间完成接线后，闭合汇流装置103的开关S1～S3上电后，汇流装置103从PV1支路和PV2支路取电，此时三路光伏组串支路PV1～PV3会产生7种组合状态：
1、光伏组串支路PV1、光伏组串支路PV2、光伏组串支路PV3正负极接线均正确。
由于光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2正负极接线正确，开关单元K1默认是断开的，正常闭合开关S1～S3，汇流装置103从光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2获电工作，控制单元102判断电压检测单元101向控制单元102输出的电压大于第一预设电压Vref+，控制单元102控制开关单元K1闭合，汇流装置103正常工作。此时整个汇流装置103初始上电全程都是安全的。
2、光伏组串支路PV1、光伏组串支路PV2正负极接线正确，光伏组串支路PV3正负极反接。
由于光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2正负极接线正确，K1默认是断开的，正常闭合开关S1～S3，汇流装置103从光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2获电工作，控制单元102判断电压检测单元101向控制单元102输出的电压小于第二预设电压Vref-，控制单元102控制开关单元K1保持断开，并控制报警装置104使用第一报警方式进行报警，待人工调整光伏组串支路PV3正负极接线正确后，重新闭合开关S1～S3，汇流装置103上电，进入状况1。此时整个汇流装置103初始上电全程都是安全的。
3、光伏组串支路PV1正负极接线正确、光伏组串支路PV2正负极反接、光伏组串支路PV3正负极接线正确。
由于光伏组串支路PV1正负极接线正确、光伏组串支路PV2正负极反接，所以光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2因为一正一负形成短路环路，K1默认是断开的，闭合开关S1～S3，汇流装置103无法从光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2取电启动工作。此时汇流装置103无法启动会有维修人员人工检查调整正负极接反的光伏组串支路，直到重新闭合开关S1～S3，汇流装置103能够启动工作。之后控制单元102判断电压检测单元101向控制单元102输出的电压大于第一预设电压Vref+，控制单元102控制开关单元K1闭合。由于只有两路光伏组串支路形成短路环路，其并不能构成危害，所以整个汇流装置103初始上电全程是安全的。
4、光伏组串支路PV1正负极接线正确、光伏组串支路PV2正负极反接、光伏组串支路PV3正负极反接。
由于光伏组串支路PV1正负极接线正确、光伏组串支路PV2正负极反接，光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2因为一正一负形成短路环路，K1默认是断开的，闭合开关S1～S3，汇流装置103无法从光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2取电启动工作，此时汇流装置103无法启动会有维修人员人工检查调整正负极接反的光伏组串支路，直到重新闭合开关S1～S3，汇流装置103能够启动。之后控制单元102判断电压检测单元101向控制单元102输出的电压小于第二预设电压Vref-，控制单元102控制开关单元K1保持断开，并控制报警装置使用第一报警方式进行报警，待人工调整光伏组串支路PV3正负极接线正确后，汇流装置103重新上电，进入状况1。由于只有两路光伏组串支路形成短路环路，其并不能构成危害，所以整个汇流装置103初始上电全程都是安全的。
5、光伏组串支路PV1正负极反接、光伏组串支路PV2正负极接线正确、光伏组串支路PV3正负极接线正确。
由于光伏组串支路PV1正负极反接、光伏组串支路PV2正负极接线正确，光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2因为一正一负形成短路环路，K1默认是断开的，闭合开关S1～S3，汇流装置103无法从光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2取电启动工作，此时汇流装置103无法启动会有维修人员人工检查调整正负极接反的光伏组串支路，直到重新闭合开关S1～S3，汇流装置103能够启动。之后控制单元102判断电压检测单元101向控制单元102输出的电压大于第一预设电压Vref+，控制单元102控制开关单元K1闭合。由于只有两路光伏组串支路形成短路环路，其并不能构成危害，所以整个汇流装置103初始上电全程是安全的。
6、光伏组串支路PV1正负极反接、光伏组串支路PV2正负极接线正确、光伏组串支路PV3正负极反接。
由于光伏组串支路PV1正负极反接、光伏组串支路PV2正负极接线正确，光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2因为一正一负形成短路环路，K1默认是断开的，闭合开关S1～S3，汇流装置103无法从光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2取电启动工作，此时汇流装置103无法启动会有维修人员人工检查调整正负极接反的光伏组串支路，直到重新闭合开关S1～S3，汇流装置103能够启动。之后控制单元102判断电压检测单元101向控制单元102输出的电压小于第二预设电压Vref-，控制单元102控制开关单元K1保持断开，并控制报警装置使用第一报警方式进行报警，待人工调整光伏组串支路PV3正负极接线正确后，汇流装置103重新闭合开关S1～S3上电，进入状况1。由于只有两路光伏组串支路形成短路环路，其并不能构成危害，所以整个汇流装置103初始上电全程都是安全的。
7、光伏组串支路PV1、光伏组串支路PV2、光伏组串支路PV3均正负极反接。
光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2因为均正负极反接，闭合开关S1～S3，汇流装置103无法从光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2取电启动工作，K1默认是断开的，此时汇流装置103无法启动会有维修人员人工检查调整正负极接反的光伏组串支路，直到重新闭合开关S1～S3，汇流装置103能够启动。之后控制单元102判断电压检测单元101向控制单元102输出的电压小于第二预设电压Vref-，控制单元102控制开关单元K1保持断开，并控制报警装置使用第一报警方式进行报警，待人工调整光伏组串支路PV3正负极接线正确后，汇流装置103重新闭合开关S1～S3上电，进入状况1。此时整个汇流装置103初始上电全程都是安全的。
综上可见，由于初始状态保持K1断开，有效避免了光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2在正负极反接情况下造成的故障。在确保了光伏组串支路PV1和光伏组串支路PV2的正负极接线正确情况下，再检测光伏组串支路PV3并通过控制单元102控制开关单元K1，确定光伏组串支路PV3的正负极接线极性，直至开关S1～S3和光伏组串支路PV1～PV3之间接线全部正确，全程中无故障发生，提高了产品的可靠性。
当光伏组串支路数量增加时，方法是一样的，通过控制单元对每一路开关连接的光伏组串支路正负极接线正确与否的逐个检测确认，进而控制对应的开关单元闭合，最终实现整个光伏直流汇流电路的正确接线。
实施例五：
参见图7，本实施例五中装置的连接关系与实施例一大致相同，本实施例五与实施例一不同之处在于，所述防反接保护电路还包括：功率控制单元105；
所述功率控制单元105的输入端连接所述汇流装置103的通信模块(图中未示出)，所述功率控制单元105的输出端连接所述控制单元102的第二输入端；其中，所述汇流装置103能够采集正在运行的每个光伏组串支路的实时输出电压uA(1≤A≤n)，正在运行的每路光伏组串支路的实时输出电流iA(1≤A≤n)以及正在运行的光伏组串支路数量A，并将上述采集到的数据发送到通信模块中，具体的关于上述数据的采集过程参照现有技术中的汇流装置的数据采集过程，在此不再赘述；
所述功率控制单元105，用于在汇流装置103正常运行时，获取从外部向所述功率控制单元105输入的降功率控制指令，并从汇流装置103的通信模块中获取正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压u1～uA，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流i1～iA以及正在运行的光伏组串支路数量A；
所述功率控制单元105把获取的所述降功率控制指令，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压u1～uA，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流i1～iA以及正在运行的光伏组串支路数量A发送给所述控制单元102；
所述控制单元102根据所述功率控制单元105向所述控制单元102输入的降功率控制指令，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压u1～uA，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流i1～iA以及正在运行的光伏组串支路数量A进行计算，并根据计算结果向至少一个闭合的开关单元输出控制信号，控制接收所述控制信号的所述闭合的开关单元断开；
参照图8，所述控制单元102根据所述功率控制单元105向所述控制单元102输入的降功率控制指令，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及正在运行的光伏组串支路数量进行计算，并根据计算结果向至少一个闭合的开关单元输出控制信号，控制接收所述控制信号的所述闭合的开关单元断开，具体包括：
所述控制单元102根据正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压u1～uA，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流i1～iA以及正在运行的光伏组串支路数量A计算获取各个正在运行的光伏组串支路的平均功率Pi，公式为：Pi＝(u1i1+u2i2+…+uAiA)/A，其中，u1～uA为正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，i1～iA为正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流，A为正在运行的光伏组串支路数量，1≤A≤n，n为光伏组串支路总数量。所述控制单元102根据降功率控制指令中包含的预设降低功率Pd以及正在运行的各个光伏组串支路的平均功率Pi计算得到计算结果C，公式为：C＝Pd/Pi。
且由于所述计算结果C可能是小数例如可能是6.5，而显然不能断开6.5条光伏组串支路，因此将得到的计算结果C向下取整数(即将6.5向下取整数得到6)，获得的整数值C1即为需要断开的闭合的开关单元的数量，进而所述控制单元102向任意闭合的开关单元输出控制信号，以控制接收所述控制信号的所述闭合的开关单元断开，其中，接收所述控制信号的所述闭合的开关单元的数量与所述整数值C1相同。
由于断开开关单元减少的支路提供的功率数量有时候不能完全满足预设降低功率的具体值，对于不足一路光伏组串支路提供的功率的部分则由逆变器调整电压指令完成，即传统的MPPT算法，这是业内技术人员熟知的技术手段，在此不再详述。
当需要恢复被降低的功率时，只需要进行与上述降低功率操作相反的操作即可。
通过本发明上述实施例可以有效避免在系统限功率运行时，将工作电压设置在较高的电压处，改善了产品的可靠性。
实施例六
本实施例还提供了一种光伏汇流箱，包括多路开关S1～Sn，第一汇流端PVa和第二汇流端PVb，以及如上述任意一个实施例提供的防反接保护电路。
实施例七
本实施例还提供了一种光伏逆变器，包括多路开关S1～Sn，第一汇流端PVa和第二汇流端PVb，以及如上述任意一个实施例提供的防反接保护电路。
需要说明的是，本申请实施例提供的防反接保护电路应用于汇流装置中。其中，当本申请提供的汇流装置可以包括光伏汇流箱或光伏逆变器时，所述防反接保护电路可以集成在光伏汇流箱或光伏逆变器中；此外本申请其它实施例中，防反接保护电路还可以集成在汇流装置的其它部件中，对此本申请不做具体限定。
本申请实施例提供的防反接保护电路应用于汇流装置中，所述汇流装置包括：多路开关，第一汇流端和第二汇流端，其中，所述每路开关的前端连接一光伏组串支路；所述防反接保护电路包括：控制单元、电压检测单元和至少一个开关单元；在本申请实施例中，电压检测单元检测每路连接有开关单元的开关与第二汇流端之间的电压，并把检测得到的电压发送给控制单元；控制单元将所述电压检测单元检测得到的电压与第一预设电压进行比较，当所述电压检测单元检测得到的电压大于第一预设电压时，所述控制单元控制与该电压对应的开关所连接的开关单元闭合；当所述电压检测单元检测得到的电压小于第一预设电压时，所述控制单元控制与该电压对应的开关所连接的开关单元保持断开。本发明在电压检测单元检测得到的电压大于第一预设电压时，即当与该电压对应的开关所连接的光伏组串支路正常时，才控制所述光伏组串支路对应的开关单元闭合，避免了光伏组串支路在正负极反接等异常情况下造成的故障。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种防反接保护电路，其特征在于，应用于汇流装置，所述汇流装置包括：多路开关，第一汇流端和第二汇流端，其中，每路所述开关的前端连接一光伏组串支路；所述防反接保护电路包括：控制单元、电压检测单元、报警装置和至少一个开关单元；
每个所述开关单元的输入端连接一路开关的后端，每个所述开关单元的输出端连接所述第一汇流端；每个所述开关单元，用于导通或断开该开关单元连接的开关和所述第一汇流端之间的电流输送回路；所述开关单元连接的开关与所述开关单元串联在同一光伏组串支路上；
所述电压检测单元的第一端连接每个所述开关单元的输入端，所述电压检测单元的第二端连接所述第二汇流端，所述电压检测单元的第三端连接所述控制单元的第一输入端；所述电压检测单元，用于检测每路连接有开关单元的开关和所述第二汇流端之间的电压，并将检测得到的电压发送给所述控制单元；
所述控制单元的第一输出端分别连接每个所述开关单元的控制端；所述控制单元，用于比较所述电压检测单元检测得到的电压和第一预设电压，当所述电压检测单元检测得到的电压大于第一预设电压时，所述控制单元控制与该电压对应的开关所连接的开关单元闭合；当所述电压检测单元检测得到的电压小于第一预设电压时，所述控制单元控制与该电压对应的开关所连接的开关单元保持断开；
所述报警装置与所述控制单元的第二输出端连接；所述报警装置，用于当所述电压检测单元检测得到的电压小于第一预设电压时，被所述控制单元控制发出报警信号，其中，在控制单元中设置第二预设电压，所述第一预设电压大于所述第二预设电压；当所述电压检测单元检测得到的电压小于所述第二预设电压时，所述控制单元控制所述报警装置通过第一报警方式进行报警；当所述电压检测单元检测得到的电压小于所述第一预设电压且大于所述第二预设电压时，所述控制单元控制所述报警装置通过第二报警方式进行报警；所述第一报警方式与所述第二报警方式不同。
2.根据权利要求1所述防反接保护电路，其特征在于，还包括：功率控制单元；
所述功率控制单元的输入端连接所述汇流装置的通信模块，所述功率控制单元的输出端连接所述控制单元的第二输入端；
所述功率控制单元，用于在汇流装置正常运行时，获取从外部向所述功率控制单元输入的降功率控制指令，并从所述汇流装置的通信模块中获取正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及正在运行的光伏组串支路数量；
所述功率控制单元把获取的所述降功率控制指令，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及所述正在运行的光伏组串支路数量发送给所述控制单元；
所述控制单元根据所述功率控制单元向所述控制单元输入的所述降功率控制指令，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及所述正在运行的光伏组串支路数量进行计算，并根据计算结果向至少一个闭合的开关单元输出控制信号，控制接收所述控制信号的所述闭合的开关单元断开。
3.根据权利要求2所述防反接保护电路，其特征在于，所述控制单元根据所述功率控制单元向所述控制单元输入的所述降功率控制指令，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，所述正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及所述正在运行的光伏组串支路数量进行计算，并根据计算结果向至少一个闭合的开关单元输出控制信号，控制接收所述控制信号的所述闭合的开关单元断开为：
所述控制单元根据正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电压，正在运行的各个光伏组串支路的实时输出电流以及正在运行的光伏组串支路数量计算获取各个正在运行的光伏组串支路的平均功率；
所述控制单元根据降功率控制指令中包含的预设降低功率以及所述正在运行的各个光伏组串支路的平均功率计算得到计算结果，并将得到的所述计算结果向下取整数得到整数值；
所述控制单元向任意闭合的开关单元输出控制信号，以控制接收所述控制信号的所述闭合的开关单元断开，其中，接收所述控制信号的所述闭合的开关单元的数量与所述整数值相同。
4.根据权利要求1所述防反接保护电路，其特征在于，所述开关单元为具有可控开关功能的器件。
5.根据权利要求4所述防反接保护电路，其特征在于，所述开关单元为继电器、断路器或晶体开关管。
6.根据权利要求1所述防反接保护电路，其特征在于，所述控制单元为微处理器。
7.一种光伏汇流箱，其特征在于，包括：多路开关，第一汇流端和第二汇流端，以及如权利要求1-6任意一项中所述的防反接保护电路。
8.一种光伏逆变器，其特征在于，包括：多路开关，第一汇流端和第二汇流端，以及如权利要求1-6任意一项中所述的防反接保护电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610440221.XA CN105977952B (zh) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | 一种防反接保护电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610440221.XA CN105977952B (zh) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | 一种防反接保护电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105977952A CN105977952A (zh) | 2016-09-28 |
| CN105977952B true CN105977952B (zh) | 2019-08-13 |
Family
ID=57021350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610440221.XA Active CN105977952B (zh) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | 一种防反接保护电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105977952B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107843806B (zh) * | 2017-10-30 | 2020-08-28 | 阳光电源股份有限公司 | 一种接线检测方法、装置和光伏发电系统 |
| CN107768455B (zh) * | 2017-11-16 | 2023-06-23 | 青海黄河上游水电开发有限责任公司光伏产业技术分公司 | 一种光伏组件的安装结构 |
| CN109510450B (zh) * | 2018-12-27 | 2020-05-22 | 阳光电源股份有限公司 | 一种反接保护方法和光伏发电系统 |
| CN109802362B (zh) * | 2019-01-21 | 2020-10-30 | 长沙硕博电子科技股份有限公司 | 一种智能型多高边开关防倒灌装置及方法 |
| CN114649806A (zh) * | 2020-08-20 | 2022-06-21 | 浙江树人学院（浙江树人大学） | Bms系统中电池采样线错接保护方法 |
| CN112821362A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-05-18 | 阳光电源股份有限公司 | 一种多路直流隔离开关、组串式光伏逆变器、汇流箱、光伏系统及其控制方法 |
| AU2021428448A1 (en) * | 2021-02-20 | 2023-09-21 | Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. | Photovoltaic system, direct-current combiner box and fault isolation method |
| CN114759538A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-07-15 | 上海正泰电源系统有限公司 | 适用于光伏组串反接时预防开关过压的方法 |
| CN117117811B (zh) * | 2023-10-19 | 2024-01-05 | 新源智储能源发展(北京)有限公司 | 一种电池储能系统防反接装置及控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202424585U (zh) * | 2012-02-16 | 2012-09-05 | 青岛昌盛日电太阳能科技有限公司 | 一种光伏智能汇流箱 |
| CN202872363U (zh) * | 2012-10-30 | 2013-04-10 | 广东易事特电源股份有限公司 | 一种光伏汇流箱光伏电池串防反接电路 |
| CN204948022U (zh) * | 2015-09-02 | 2016-01-06 | 阳光电源股份有限公司 | 一种光伏汇流箱和光伏电站 |
-
2016
- 2016-06-16 CN CN201610440221.XA patent/CN105977952B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202424585U (zh) * | 2012-02-16 | 2012-09-05 | 青岛昌盛日电太阳能科技有限公司 | 一种光伏智能汇流箱 |
| CN202872363U (zh) * | 2012-10-30 | 2013-04-10 | 广东易事特电源股份有限公司 | 一种光伏汇流箱光伏电池串防反接电路 |
| CN204948022U (zh) * | 2015-09-02 | 2016-01-06 | 阳光电源股份有限公司 | 一种光伏汇流箱和光伏电站 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105977952A (zh) | 2016-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105977952B (zh) | 一种防反接保护电路 | |
| US6593520B2 (en) | Solar power generation apparatus and control method therefor | |
| CN101981776B (zh) | 用于接地故障探测和中断的系统和方法 | |
| JP3754898B2 (ja) | 太陽光発電用集電箱、太陽光発電装置および制御方法 | |
| CN106877311B (zh) | 一种直流光伏发电系统 | |
| EP2393178A2 (en) | Protection, monitoring or indication apparatus for a direct current electrical generating apparatus or a plurality of strings | |
| US20130222951A1 (en) | Fault protection circuit for photovoltaic power system | |
| US20060227472A1 (en) | Inverter ground fault circuit | |
| CN107735917A (zh) | 转换器 | |
| CN102882227A (zh) | 高功率光伏并网逆变器 | |
| CN110460025B (zh) | 快速解环方法及其装置 | |
| CN110912114A (zh) | 一种高安全性低压直流系统 | |
| EP3961854B1 (en) | Protection device and protection method for photovoltaic power generation system, and photovoltaic power generation system | |
| CN103580006A (zh) | 一种母线保护中ct断线判别方法 | |
| KR20160146398A (ko) | 마이크로컨버터를 이용한 태양광 발전시스템 | |
| KR20190044791A (ko) | 강화된 모니터링 기능을 갖는 태양광 발전 장치의 접속반 | |
| CN106856332A (zh) | 一种分布式光伏发电并网系统 | |
| WO2007027598A1 (en) | Method and system for through fault detection in electrical devices | |
| CN109581085A (zh) | 一种集电线和联络线故障方向判别方法 | |
| CN205509468U (zh) | 汇流箱保护装置 | |
| CN105717426A (zh) | 一种具有防止母线误动功能的绝缘监测装置及方法 | |
| KR101853358B1 (ko) | 화재 방지 기능을 갖는 태양광 발전 장치의 접속반 | |
| JP6611435B2 (ja) | 太陽光発電設備の異常検出システム | |
| CN103475022B (zh) | 具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统 | |
| CN210604803U (zh) | 一种应用于单相svg的预充电相序检测及保护装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |