CN108183683B - 带有故障关断功能的光伏组件监测系统 - Google Patents

带有故障关断功能的光伏组件监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明主要涉及到一种集成故障关断功能的光伏组件监测系统，可以在电池组串中断开发生故障的某些光伏组件。而且在监测系统可以最大限度的抑制载波信号和光伏电池之间的电学干扰，以保障光伏电池的电压稳定和避免载波信号的误码。具有耦合到与光伏组件对应的第一和/或第二节点处的载波发送模块，用于将产生的载波信号耦合到连接于第一和/或第二节点处的连接线上，并在光伏电池与载波发送模块之间的第一传输线路和/或第二传输线路上设置有电感元件，用以避免载波信号加载在光伏电池上引起其正极和负极之间的电压纹波。

Description

带有故障关断功能的光伏组件监测系统
技术领域
本发明主要涉及到光伏发电技术领域，确切的说是涉及到在含有光伏电池的拓扑结构中提供一种集成通信功能及故障关断功能的光伏组件监测系统，最大限度的抑制载波信号和光伏电池之间的电学干扰，以保障光伏电池的电压稳定和避免载波信号的误码。
背景技术
随着传统化工能源如石油、煤炭、天然气等的不可再生性，及化工能源造成的负面环境问题变得日趋严重，寻找一种取之不尽、周而复始的可再生能源来取代资源有限、对环境有污染的传统化工能源，成为了新能源领域迫切需要解决的重要命题。以新技术和新材料为基础的科技发展，使得可再生能源得到现代化的开发和利用，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等，环保和能够持续性发展的新能源得到了越来越广泛的应用。由于光伏发电这种新能源具备清洁、安全可靠、运行费用少、日常维护简单和任意地点随处可用等优势，使光伏发电成为世界各国普遍关注和重点发展的新型产业，光伏发电产业在世界范围内也得到了迅速的发展，尤其是在解决能源短缺和偏远地区的用电问题上发挥着不可或缺的作用。
光伏电池的输出特性受到外界温度、光照辐射强度的影响而发生很大的变化，在当前的光伏发电系统中，为了使整个发电系统更安全可靠的运行，最好是能够及时发现各种潜在的威胁，例如阴影遮挡造成的热斑效应就是一种负面的威胁，它可能会让某些电池从电源转换成负载而引起电池板发热至起火烧毁，所以监控光伏电池的电压、电流、功率及温度等工作参数是光伏发电系统中很重要的一个环节。光伏电池的工作参数监控在实际的应用场合更多的是采用了电力线载波作为通讯手段，依靠电力载波很容易就能将光伏电池的参数作为通信数据传递到光伏电池提供光伏电压的电力线上，再从电力线上进行载波信号的解码即可撷取光伏电池的实时参数。电力线不同于普通的数据通信线路，其初衷是为了进行电能而并非是数据的传输，对于数据通信而言，其信道并不理想，是一个非常不稳定的传输信道，这具体表现为噪声显著且信号衰减严重。为克服不稳定的问题，电力线宽带载波技术采用了扩频、正交频分复用等调制技术，而事实证明，多载波正交频分复用是目前为止解决在电力线上传输干扰问题的一种有效方法，电力线宽带通信采用正交频分复用技术能有效的抵抗多径干扰，使受干扰的信号仍能可靠接收。采样类似这样的手段来提高信号的可靠性仅仅是一方面，但在光伏电池和载波同时应用的场合，由于光伏电池自身的电压水准受到周遭环境温度、光辐射强度的影响会发生大幅度的变化，所以在电力线上的载波信号自身传播的畸变再加上电池这种输出特性容易波动的特征混合在一起，导致接收端期望撷取的真实载波信号并不精准、误码率高，而且光伏电池串组叠加的电压也受到载波干扰导致整个串组上的实际电压可能并不在预期的范围内。
本申请的目标在于：即使是在载波模块高频发送载波信号甚至电网受到严重噪声干扰的情况下，也可提供高带宽并且保证带宽传输效率，从而实现数据的高速可靠通信。实际上相当于提供一种电力线宽带载波技术，可以有效地对抗载波模块自身造成的光伏组件电压波动和电力线上的各种电磁干扰，具有很强的抗衰落能力，适用于光伏发电系统在面临载波环境中的高速数据传输。宽带载波通信性能高、速率快、扩展能力强，而且成本相对于传统载波系统并未增加多少，具有性价比优势。
发明内容
在本发明的一个可选实施例中，披露了带有故障关断功能的光伏组件监测系统，光伏电池的正极和负极对应分别耦合到第一和第二节点并在第一和第二节点间提供该光伏电池产生的电压，其中：光伏电池配置有连接到第一和/或第二节点处的载波发送模块，用于将产生的载波信号耦合到连接于所述第一和/或第二节点处的连接线上。在所述光伏电池与所述第一和/或第二节点之间的设置有电感元件，及在所述光伏电池与所述第一和/或第二节点之间设置有断路模块：例如，一个电容元件的第一端子耦合到所述第一节点而该电容元件的第二端子耦合到所述第二节点，电感元件可以连接在光伏电池正极与电容元件的第一端子之间和/或电感元件连接在电容元件的第一端子与所述第一节点之间，或电感元件可以连接在光伏电池负极与电容元件的第二端子之间和/或电感元件连接在电容元件的第二端子与所述第二节点之间；但是断路模块应当连接在光伏电池正极与电容元件的第一端子之间，或断路模块应当连接在光伏电池负极与电容元件的第二端子之间；如果光伏电池正极与电容元件的第一端子之间除了设置有断路模块之外还设置有电感元件，则光伏电池正极与电容元件的第一端子之间的断路模块与电感元件两者的串联位置关系可以对调；如果光伏电池负极与电容元件的第二端子之间除了设置有断路模块之外还设置有电感元件，则光伏电池负极与电容元件的第二端子之间的断路模块与电感元件两者的串联位置关系可以对调。注意还在所述第一和第二节点间连接有切换开关，所述断路模块关断时所述切换开关接通或所述断路模块接通时所述切换开关关断。
上述带有故障关断功能的光伏组件监测系统，在第一节点与所述光伏电池的正极之间设置第一电感元件，第一电感元件与所述光伏电池的正极相连的端点和所述第二节点或所述光伏电池的负极间连接有电容元件。所述断路模块连接在所述第一电感元件与所述光伏电池的正极之间，或所述断路模块连接在所述光伏电池的负极和所述第二节点之间。
上述带有故障关断功能的光伏组件监测系统，在第二节点与所述光伏电池的负极之间设置第二电感元件，第二电感元件与所述光伏电池的负极相连的端点和所述第一节点或所述光伏电池的正极间连接有电容元件。所述断路模块连接在所述第二电感元件与所述光伏电池的负极之间，或所述断路模块连接在所述光伏电池的正极和所述第一节点之间。
上述带有故障关断功能的光伏组件监测系统，在第一节点与所述光伏电池的正极间设置第一电感元件以及在所述第二节点与所述光伏电池的负极间设置第二电感元件；所述第一电感元件与所述光伏电池的正极相连的端点和所述第二电感元件与所述光伏电池的负极相连的端点之间连接有电容元件。所述断路模块连接在所述第一电感元件与所述光伏电池的正极之间，或所述断路模块连接在所述第二电感元件与所述光伏电池的负极之间。
上述带有故障关断功能的光伏组件监测系统，在所述第一节点与所述光伏电池的正极之间设置第一、第三电感元件，第一、第三电感元件的互连节点和所述第二节点或所述光伏电池的负极间连接有电容元件，此时所述断路模块与所述第三电感元件连接在所述第一电感元件与所述光伏电池的正极之间，或者所述断路模块连接在所述第二节点与所述光伏电池的负极之间。或者，在所述第二节点与所述光伏电池的负极之间设置第二、第四电感元件，第二、第四电感元件的互连节点和所述第一节点或所述光伏电池的正极间连接有电容元件。此时所述断路模块与所述第四电感元件连接在所述第二电感元件与所述光伏电池的负极之间，或者所述断路模块连接在所述第一节点与所述光伏电池的正极之间。
上述带有故障关断功能的光伏组件监测系统，在所述第一节点与所述光伏电池的正极之间设置第一、第三电感元件，在所述第二节点与所述光伏电池的负极之间设置第二、第四电感元件；其中所述第一、第三电感元件间的互连节点和所述第二、第四电感元件间的互连节点之间连接有电容元件。此时所述断路模块与所述第三电感元件连接在所述第一电感元件与所述光伏电池的正极之间，或者所述断路模块与所述第四电感元件连接在所述第二电感元件与所述光伏电池的负极之间。
上述的带有故障关断功能的光伏组件监测系统，由多级所述光伏电池串联连接在一起构成一个电池组串，在电池组串中任意相邻的两级所述光伏电池之中后一级的所述光伏电池具有的第一节点通过所述连接线连接到前一级的所述光伏电池具有的第二节点；以及任意一级的所述光伏电池配置的所述载波发送模块包括串接在该任意一级的所述光伏电池具有的所述第一和第二节点之间的一个含有第一电阻、旁路电路及开关元件的支路，该支路中还设置有并联在旁路电容两端的第二电阻。
上述的带有故障关断功能的光伏组件监测系统，在整个电池组串的多级所述光伏电池中定义第一类的光伏电池和第二类的光伏电池，其中第一类的光伏电池配置的所述载波发送模块发送的载波信号需用从第二类的光伏电池具有的第一节点和第二节点之间的通路路径进行传播，并且通路路径为：从第二类的光伏电池具有的第一、第二节点两者中的一者传播到第二类的光伏电池配置的电容元件的一端然后经过电容元件再传播到电容元件的另一端，并传播到第一、第二节点两者中的另一者。
在本发明的另一个可选实施例中，披露了在上述带有故障关断功能的光伏组件监测系统中稳定光伏电池电压的方法，该方法包括：在光伏电池配置的载波发送模块向所述连接线上发送载波信号的通信阶段，利用光伏电池配置的所述电感元件阻碍所述第一和/或第二节点处产生的用于表征载波信号的跳变锯齿波推高或拉低光伏组件的电压，以避免所述载波信号加载在所述光伏电池上引起其正极和负极之间的电压纹波。
上述的方法，在第一节点与所述光伏电池的正极之间设置第一电感元件，第一电感元件与光伏电池的正极相连的端点和所述第二节点或光伏电池的负极间连接有电容元件，此时所述断路模块连接在所述第一电感元件与所述光伏电池的正极之间，或者所述断路模块连接在所述光伏电池的负极和所述第二节点之间；或者，在第二节点与所述光伏电池的负极之间设置第二电感元件，第二电感元件与所述光伏电池的负极相连的端点和所述第一节点或所述光伏电池的正极间连接有电容元件，此时断路模块连接在所述第二电感元件与所述光伏电池的负极之间，或断路模块连接在所述光伏电池的正极和所述第一节点之间。
上述的方法，在所述第一节点与所述光伏电池的正极间设置第一电感元件以及在所述第二节点与所述光伏电池的负极间设置第二电感元件，第一电感元件与所述光伏电池的正极相连的端点和第二电感元件与光伏电池的负极相连的端点之间连接有电容元件。此时所述断路模块连接在所述第一电感元件与所述光伏电池的正极之间，或所述断路模块连接在所述第二电感元件与所述光伏电池的负极之间。
上述的方法，在所述第一节点与所述光伏电池的正极之间设置第一、第三电感元件，第一、第三电感元件的互连节点和所述第二节点或所述光伏电池的负极间连接有电容元件，此时所述断路模块与所述第三电感元件连接在所述第一电感元件与所述光伏电池的正极之间，或者所述断路模块连接在所述第二节点与所述光伏电池的负极之间；或者，在所述第二节点与所述光伏电池的负极之间设置第二、第四电感元件，第二、第四电感元件的互连节点和所述第一节点或所述光伏电池的正极间连接有电容元件，此时所述断路模块与所述第四电感元件连接在所述第二电感元件与所述光伏电池的负极之间，或者所述断路模块连接在所述第一节点与所述光伏电池的正极之间。
上述的方法，在第一节点与所述光伏电池的正极之间设置第一、第三电感元件，在所述第二节点与所述光伏电池的负极之间设置第二、第四电感元件，第一、第三电感元件间的互连节点和第二、第四电感元件间的互连节点之间连接有电容元件，此时所述断路模块与所述第三电感元件连接在所述第一电感元件与所述光伏电池的正极之间，或者所述断路模块与所述第四电感元件连接在所述第二电感元件与所述光伏电池的负极之间。
上述的方法，由多级光伏电池串联连接在一起构成一个电池组串，在电池组串中任意相邻的两级光伏电池中后一级的光伏电池具有的第一节点通过连接线连接到前一级的光伏电池具有的第二节点；以及任意一级的所述光伏电池配置的所述载波发送模块包括串接在该任意一级的所述光伏电池具有的所述第一和第二节点之间的一个含有第一电阻、旁路电路及开关元件的支路，该支路中还设置有并联在旁路电容两端的第二电阻；任意一级的所述光伏电池配套的所述载波发送模块在将载波信号广播到所述连接线上的阶段，该配套的所述载波发送模块的开关元件受到一个处理器的驱动在接通和关断之间切换，流经所述支路的跳变电流被注入到所述传输线上被视为载波信号。
上述的方法，在整个电池组串的多级光伏电池中定义第一类的光伏电池和第二类的光伏电池，第一类的光伏电池配置的所述载波发送模块发送的载波信号需用从第二类的光伏电池具有的第一节点和第二节点之间的通路路径进行传播，通路路径为：从第二类的光伏电池具有的第一、第二节点两者中的一者传播到第二类的光伏电池配置的电容元件的一端然后经过电容元件再传播到电容元件的另一端，并传播到第一、第二节点两者中的另一者。
附图说明
阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本发明的特征和优势将显而易见：
图1是本申请涉及带有故障关断功能的光伏组件监测系统的范例示意图。
图2是在光伏组件监测系统中添加电感元件稳定电池电压的范例示意图。
图3是在光伏组件监测系统中展示了具体的载波发送模块的范例示意图。
图4是在光伏组件监测系统中添加双电感和载波发送模块的范例示意图。
图5是在多级的光伏电池通过串接连接线来相互串联连接的范例示意图。
图6是在多级的光伏电池串联拓扑中布置靠近电池的双电感范例示意图。
图7是光伏电池内半导体结和载波发送模块构成闭合回路的范例示意图。
图8是在光伏组件监测系统当中添加断路模块和切换开关的范例示意图。
具体实施方式
下面将结合各实施例，对本发明的技术方案进行清楚完整的阐述，但所描述的实施例仅是本发明用作叙述说明所用的实施例而非全部的实施例，基于该等实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的方案都属于本发明的保护范围。
光伏组件或光伏电池PV是光伏发电系统的核心部件之一，太阳能电池板在当前主流技术的方向分为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳能电池等，由于硅电池在本领域要求的使用年限一般高达二十多年的寿命，所以对电池板的长期性和持久性监测是必不可少的。很多因素都会导致光伏组件的发电效率降低，如光伏组件自身之间的制造差异、安装差异或阴影遮挡或最大功率追踪适配等因素都会引起效率地下。以典型的阴影遮挡为例，如果部分光伏组件被云朵或建筑物或树影或污垢等类似情况遮挡后，这部分组件就会由电源变成负载而不再产生电能，由于光伏组件在发生热斑效应严重的地方局部温度可能较高，有的甚至超过150℃，导致组件局部区域烧毁或形成暗斑、焊点融化、封装材料老化、玻璃炸裂、腐蚀等永久性破坏，给光伏组件的长期安全性和可靠性造成极大地的隐患。光伏电站/系统亟待解决的问题就是：能够实时地观察每一块被安装的光伏电池板的工作状态，可以对电池的过温、过压、过流和输出端短接等异常情况进行预警，这对发生异常的电池采取类似于主动安全关断或其他的应急措施是十分有意义的。
参见图1，为了实现这些预定的目标，本申请介绍的带有故障关断功能的光伏组件监测系统，可以将光伏电池所有的工作参数都用电力载波反映到电力线上，它为光伏电站对电池执行故障报警、故障快速定位等提供了合适的解决方案，适用于不同规模的并网或离网型的光伏发电系统。载波发送模块SIG_OUT和处理器100配合使用，处理器100利用图中未示意出的采集模块将光伏电池PV的电压、电流、功率、温度等一系列的指定工作参数进行采集，注意采集这些工作参数的采集模块属于现有技术，任何可采集电池这些参数的方案均兼容本申请，因此本申请不再单独对现有的采集模块单独阐释。在图1所示的实施例中，具有连到光伏电池PV正极的第一传输线路LINA和连到光伏电池PV负极的第二传输线路LINB，第一传输线路LINA上的一个第一节点N1耦合到光伏电池PV的正极而第二传输线路LINB上的第二节点N2和耦合到光伏电池PV的负极，也即需要从第一节点N1和第二节点N2间撷取光伏电池PV通过光伏效应产生的光伏电压。在本申请后文介绍的实施例中，载波发送模块SIG_OUT的支路直接连接在第一节点N1和第二节点N2之间，但是在没有示意出的实施例中，如果其他类型的载波发送模块采用带有耦合变压器的载波发送电路则其他类型的载波发送模块无需连接在第一节点N1和第二节点N2之间，此时只要将其他类型的载波发送模块带有的耦合变压器的次级绕组连到光伏电池PV正极和第一节点N1之间，然后从耦合变压器的初级绕组输入载波脉冲，同样可以将载波信号输送到第一节点N1处。或者，只要将其他类型的载波发送模块带有耦合变压器的次级绕组连到光伏电池PV负极和第二节点N2之间，然后从耦合变压器的初级绕组输入载波脉冲，同样也可以将载波信号输送到第二节点N2处。另外的实施方式就是按照图1的方案直接将载波发送模块SIG_OUT连接在第一节点N1和第二节点N2之间从而直接将载波信号同时注入在第一节点N1和第二节点N2处。以上主要是基于站在发送载波信号的角度来考虑，如果站在接收载波信号的角度来考虑，则在图1中所示的那些连接到第一节点N1和/或第二节点N2的连接线LANC上可以利用当前任意的属于已知技术的载波解码模块就能够实现对载波信号的解码/译码。在处理器100将数据(如电池的指定工作参数)通过各种任意类型的载波发送模块传输到第一传输线路上LINA和/或第二传输线路LINB及连接线LANC上后，其他的电子设备利用解码器SIG_RCE就可以在连接线LANC上的节点N3或N4处对载波解码，作为感测和解码载波信号的一方，参见图3的实施例，解码器SIG_RCE通常带有传感器模块115和带通滤波器模块120及带有类似MCU/DSP等的处理单元150等，电力线穿过传感器模块115(如罗氏空心线圈传感器等)藉此由传感器模块115来侦测传输线上的载波信号，为了更精确的捕获真实的载波数据和屏蔽噪声，带通滤波器模块120再对传感器模块115感测到的载波信号进行进一步地滤波，滤除不在指定频率范围内的杂波，只有在指定频率范围内的载波才可以表示预期的真实载波信号，处理单元150接收真实载波信号和解码其载波数据。
参见图1，载波发送模块SIG_OUT虽然能够实现通信功能将电池的各种参数数据发送到连接线LANC，却也产生了弊端，缘由在于：虽然光伏电池PV从第一节点N1和第二节点N2之间提供光伏电压，但是耦合到第一节点N1和/或第二节点N2的载波同样也会馈送到光伏电池PV的正负极，导致光伏电池的电压存在不可预料的波动起伏。
参见图2，为了克服图1的弊端，特意在光伏电池PV与载波发送模块SIG_OUT之间的第一传输线路LINA上设置有电感元件L1，当然也还可以在光伏电池PV与载波发送模块SIG_OUT之间的第二传输线路LINB上设置有电感元件。上文介绍图1的弊端的主要是因为载波发送模块SIG_OUT通过第一传输线路LINA连到光伏电池PV正极，或载波发送模块SIG_OUT通过第二传输线路LINB连到光伏电池PV负极，也即当载波发送模块SIG_OUT发送的载波信号除了可以被解码器SIG_RCE捕获以外，载波作为干扰源还直接被推送到光伏电池PV的正极和负极端，光伏电池PV原本的电压就可以因为引入的载波干扰而发生一定幅度的波动。在实际应用中，很多数量的光伏电池PV串联连接来形成了一个电池组串，假定总共N级的光伏电池PV_1、PV_2……PV_N串联，该N通常取大于1的自然数，电池组串的串级电压等于：第一级光伏电池PV_1输出的电压V1加上第二级光伏电池PV_2输出的电压V2再加上第三级光伏电池PV_3输出的电压…直至累加到第N级的光伏电池PV_N输出的电压VN，等于V1+V2+……VN。电池组串的串级电压才送到汇流箱或者逆变器，如果每一个单体的光伏电池PV略微有点波动就会导致整个电池组串的整体电压大幅度波动。本发明的思路按照图2所示，在光伏电池PV与载波发送模块SIG_OUT之间的第一传输线路LINA和/或第二传输线路LINB上设置有电感元件，则载波不会直接加载到电池的正负极而是被这些电感元件平抑和缓冲，载波到达电池的正负极时能量或者是毛刺幅度相对应它的原始状态已经大大弱化，所以电感元件可以避免载波信号加载在光伏电池上引起其电池正极和负极之间的电压纹波。
参见图3，载波发送模块SIG_OUT的作用在于向第一传输线路LINA和第二传输线路LINB尤其是连接线LANC上传播电力载波信号，这种载波信号可以按照当前指定的各种通信协议被转换成二进制码元进行信息的交互，其他的解码设备只要侦测到第一传输线路LINA和第二传输线路LINB或连接线LANC上的电力载波再执行解码，就能获悉载波发送模块SIG_OUT所发送在电力线上的载波信号所携带的数据或指令的含义。在载波发送模块SIG_OUT的可选范例中，它包括并联的旁路电容CBC和第二电阻R2，还包括开关器件SBC、第一电阻R1，其中，旁路电容CBC和第二电阻R2这两者先行并联后它们再和开关器件SBC、第一电阻R1串联在第一传输线路LINA和第二传输线路LINB之间，在图中显示了它们串联在第一节点N1和第二节点N2之间，注意并联结构(CBC-R2)、第一电阻R1、开关器件SBC这三者构成的支路中，这三者在第一传输线路LINA与第二传输线路LINB之间的串联位置关系可以任意对调。载波发送模块的支路在将载波信号广播到连接线LANC上的阶段，处理器100控制开关元件SBC在接通和关断之间切换，则流经支路的跳变电流被注入到第一节点N1和/或第二节点N2处被视为携带有预设数据的载波信号。当开关元件SBC接通的瞬态这里的支路中会产生一个流通的电流，电流跳变的状态是支路中存在着电流，但是一旦当开关元件SBC关断的瞬态这里的支路的电流会瞬间切断，电流跳变的状态是支路中不存在电流，所以支路中就会存在着和处理器100产生的用于驱动SBC的驱动信号几乎同频率而跳变的扰动电流。
参见图3，例如旁路电容CBC和第二电阻R2各自的一端互连后，它们互连的一端与第一传输线路LINA上的节点N1之间连接有第一电阻R1，旁路电容CBC和第二电阻R2各自的相对另一端互连后再连接到开关器件SBC的一个端子上，开关器件SBC的另一个相对的端子则直接连接到第二传输线路LINB上的节点N2。注意开关器件SBC是任意类型的电子开关，它的一对输入/输出端子间的连通或关断受到施加于它的栅极或基极控制端的驱动信号的控制。图3中的处理器100发出的驱动信号可用于驱动开关SBC的连通或关断。参见图3在载波电路中，可以先保持开关SBC处于关断的状态，如果处理器100试图与外部电子设备通过载波建立通信交互，处理器100发送的驱动信号快速从第一逻辑状态(如低电平)翻转成第二逻辑状态(如高电平)然后又回到第一逻辑状态，从而在驱动下接通的开关SBC被接通又关断，该关-开-关的过程可以重复多次。可以认为在控制开关SBC的驱动信号具有近乎瞬态跳转的上升沿或下降沿时刻，会接通开关SBC而产生流经载波电路支路的谐波或称载波电流，该载波将会被注入到第一节点N1处和/或第二节点N2上。可以利用各种载波检测手段(如空心线圈传感器或高频互感器、带通滤波器、解编码器)从流经电力连接线路LANC上的电流信息中提取载波发送模块发送的载波信号进行解调。虽然图3中没有示意出来，但处理器100可以利用现有的各种检测手段来监测光伏电池PV的输出电压和输出电流以及功率和温度等工作参数情况，这些数据可以被处理器100以控制载波发送模块发送载波的方式广播到传输线路上。
参见图3，除了图3的实施例，含有并联结构(CBC-R2)、第一电阻R1、开关SBC的载波发送支路还可以被带有载波发送变压器T的其他类型的载波发送模块替代，变压器T的次级绕组连在第一传输线路LINA或者第二传输线路LINB上，也即连接在第一节点N1和电池的正极之间或连接在第二节点N2和电池的负极之间，在类似这样的实施例中带有变压器T的载波发送模块将信号通过带有变压器T的耦合电路耦合到第一传输线路LINA和/或第二传输线路LINB上(或耦合到节点N1-N2处)的模式为：处理器100将载波脉冲发送在变压器T的原边绕组，变压器T的次级绕组因为连接在传输线路LINA-LINB上所以也就将载波脉冲也耦合到传输线路LINA-LINB上，按照这种方式解码器SIG_RCE同样可以从传输线路LINA-LINB或者连接线LANC上感测到载波脉冲。带有变压器的电力载波通信外围电路属于现有技术，因此本申请不予单独详细阐释。
参见图3，按照上文的介绍，载波发送模块的电路支路连接在第一传输线路LINA上的节点N1和第二传输线路LINB上的节点N2之间。当在载波发送模块SIG_OUT与光伏电池PV之间的第一传输线路LINA上设置第一电感元件L1时，第一电感元件L1与光伏电池PV相连的端点NC1和第二传输线路LINB间连接有电容元件C1。具体而言第一电感元件L1连接在光伏电池PV的正极和节点N1间：第一电感元件L1的左侧端点NC1与光伏电池PV的正极相连，第一电感元件L1的右侧端点与节点N1相连。注意此时是在光伏电池PV负极和节点N2之间的第二传输线路LINB处与左侧端点NC1之间设置该电容元件C1，或者将电容元件C1直接连到左侧端点NC1和光伏电池PV的负极间或者直接连接在左侧端点NC1和节点N2之间，此时节点N2直接连到电池PV负极。
参见图4，与图3略有区别，在这个实施例中，除了在载波发送模块SIG_OUT与光伏电池PV正极之间的第一传输线路LINA上设置第一电感元件L1之外，还在载波发送模块SIG_OUT与光伏电池PV负极间的第二传输线路LINB上设置第二电感元件L2。第二电感元件L2此时连接在光伏电池PV的负极和节点N2间：第二电感元件L2的左侧端点NC2与光伏电池PV的负极相连，第二电感元件L2的右侧端点与节点N2相连。注意是在光伏电池PV负极和左侧端点NC2之间的第二传输线路LINB处与第一电感元件L1的左侧端点NC1之间设置该电容元件C1，或者是直接将该电容元件C1连到第一电感元件L1的左侧端点NC1和光伏电池PV的负极间，或者是将该电容元件C1连接在第一电感元件L1的左侧端点NC1和第二电感元件L2的左侧端点NC2之间。注意在上下文的各个实施例中，电容元件C1是可选项并且在这些实施例中可以舍去。
在另一个可选实施例中，还可以将图4中的第一电感元件L1摈弃掉，也即在载波发送模块SIG_OUT与光伏电池PV间的第二传输线路LINB上设置第二电感元件L2，此时第二电感元件L2与光伏电池PV相连的左侧端点NC2和第一传输线路LINA间可以连接有电容元件C1。具体而言第二电感元件L2连在光伏电池PV负极和节点N2间：第二电感元件L2的左侧端点NC2直接与光伏电池PV的负极相连，第二电感元件L2的右侧端点与节点N2相连。但光伏电池PV正极和节点N1之间可以不设置任何电感，而且此时是在光伏电池PV正极和节点N1之间的第一传输线路LINA处与第二电感元件L2的左侧端点NC2之间设置该电容元件C1，或者直接将电容元件C1连到第二电感元件L2的左侧端点NC2和光伏电池PV的正极间，或者直接将电容元件C1连在第二电感元件L2的左侧端点NC2和节点N1之间。值得注意的是，节点N1直接连到光伏电池PV的正极并舍去了第一电感元件L1的这个实施例在图中予以省略掉。
参见图3和图4的方案，光伏电池PV对应配置的第一节点N1和第二节点N2之间的载波信号在向电池的正负极方向传播时，第一电感元件L1和/或第二电感元件L2阻碍类似载波这锯齿波加载到电池的正极和/或负极，但不影响载波信号从第一节点N1处或者是从第二节点N2处向连接线LANC上的方向进行传播，所以光伏电池PV从正负极间表现出来的电压不会受到干扰。另外还必须考虑到，光伏电池PV正负极间的电压并非一直是稳定的，因为类似云朵、树影、灰尘污垢等对电池造成的阴影遮挡等情况会使得光伏电池PV正负极间的电压自身存在波动，甚至光伏电池PV在整个电池组串PV-SERIES中都有可能从电源变成负载，在这种情况下，电池PV正负极间再叠加上第一节点N1和第二节点N2间由载波发送模块SIG_OUT馈送过来的涟波，更是加剧了光伏电池PV的电压不稳定性，第一电感元件L1和/或第二电感元件L2能减缓和抑制这种不稳定性。
参见图5，假定任意一串的光伏电池组串PV-SERIES当中串联连接有第一级光伏电池PV_1、第二级光伏电池PV_2、第三级光伏电池PV_3…直至末尾最后一级即第N级的光伏电池PV_N，这里N为自然数。在电池组串PV-SERIES中任意相邻的两级的光伏电池之中后一级的光伏电池配置的第一节点N1通过连接线LANC连接到前一级的光伏电池配置的第二节点N2：第一级光伏电池PV_1对应配置的第二节点N2和第二级光伏电池PV_2对应配置的第一节点N1相连，第二级光伏电池PV_2对应配置的第二节点N2和第三级光伏电池PV_3对应配置的第一节点N1相连。依次类推，任意当前第K级的光伏电池PV_K对应配置的第一节点N1和前一级的第K-1级的光伏电池PV_K-1对应配置的第二节点N2相连，当前第K级的光伏电池PV_K对应配置的第二节点N2和后一级的第K+1级的光伏电池PV_K+1对应配置的第一节点N1相连。可以获悉任意一串光伏电池组串PV-SERIES上总的串级电压就等于：第一级光伏电池PV1输出的电压V1加上第二级光伏电池PV2输出的电压V2再加上第三级光伏电池PV3输出的电压……直至累加到第N级的光伏电池PVN输出的电压VN，等于V1+V2+……VM。而且实际上是在整个电池组串PV-SERIES中首个第一级的光伏电池PV_1的第一节点N1和末尾最后一级的光伏电池PV_N的第二节点N2之间的电压作为串级电压提供给汇流箱或者逆变器。
参见图5，多个光伏电池PV1～PVN藉由图中所示的串接连接线LANC予以串联连接在一起而构成一个长串的光伏电池组串PV-SERIES，以其中的第K级的光伏电池PV_K为例，这里假设K＜N，现在以这个任意的第K级的光伏电池PV_K作为范例来阐释如何防止载波干扰光伏电池PV_K正极和负极之间的电压，从而克服电压纹波和实现稳定光伏电池PV_K的电压VK的目的。试想，如果第一级光伏电池PV1、第二级光伏电池PV2及第三级光伏电池PV3……当中的每一个电池都因为载波信号而导致V1…VN各自都发生波动，哪怕任意一个VK值波动极其微小，最终导致光伏电池组串PV-SERIES上的累加电压值V1+V2+……VN也会凸现得波动幅度很大，这是技术人员无法容忍的。另外一个问题还在于：如果我们在整个电池组串PV-SERIES中将所有的光伏电池划分为第一类的光伏电池PV_type1和第二类的光伏电池PV_type2，第一类的光伏电池PV_type1配套的载波发送模块SIG_OUT发送的载波信号除了需要经由连接线LANC进行传播外，毫无疑虑还需要经由第二类的光伏电池PV_type2对应的第一节点N1/第二节点N2之间的通路路径进行传播。为了更详细的进行阐释，假定后级的第K+1级的光伏电池PV_K+1定义为第一类的光伏电池PV_type1，而前级的第K级的光伏电池PV_K定义为第二类的光伏电池PV_type2，第K+1级的光伏电池PV_K+1配置的载波发送模块SIG_OUT(该载波发送模块连在电池PV_K+1对应的第一节点N1_K+1和第二节点N2_K+1间)发送的载波信号为了能够从串接起整个电池组串PV-SERIES的连接线LANC上进行畅通的传播和被感测捕获，则光伏电池PV_K+1对应的载波发送模块SIG_OUT发送的载波信号必须能在第K级的光伏电池PV_K对应的第一节点N1_K和第二节点N2_K之间的某个通路路径上进行传播，否则载波在第一节点N1_K和第二节点N2_K之间被截断。按照本申请的方案，第K级的光伏电池PV_K对应配置的第一节点N1_K和第二节点N2_K之间的提供给载波的通路路径是：从第二节点N2_K传播到电容元件C1的第二端子(第二端子连接于第二节点N2_K)再通过电容元件C1自身进行传播，之后传播到电容元件C1的第一端子(第一端子连接于电感L1的左侧端点NC1)，然后载波再从电容元件C1的第一端子通过电感L1传播到第一节点N1_K，该路径如图5虚线所示。
参见图5，反过来说，如果假定后级的第K+1级的光伏电池PV_K+1定义为第二类的光伏电池PV_type2，而此时前级的第K级的光伏电池PV_K则被定义为第一类的光伏电池PV_type1。第K级的光伏电池PV_K配置的载波发送模块SIG_OUT(该载波发送模块连在电池PV_K对应的第一节点N1_K和第二节点N2_K间)发送的载波信号为了能够从串接起整个电池组串PV-SERIES的那些连接线LANC上进行畅通的传播和被感测捕获，则光伏电池PV_K对应的载波发送模块SIG_OUT发送的载波必须能在第K+1级的光伏电池PV_K+1对应的第一节点N1_K+1和第二节点N2_K+2之间的某个通路路径上进行传播，否则载波在第一节点N1_K+1和第二节点N2_K+1之间被截断。按照本申请的方案，第K+1级的光伏电池PV_K+1配置的第一节点N1_K+1和第二节点N2_K+1之间的提供给载波的通路路径是：从第一节点N1_K+1通过电感L1传播到电容元件C1的第一端子(第一端子连接于电感L1的左侧端点NC1)然后再通过电容元件C1自身进行传播，再到电容元件C1的第二端子(第二端子连接于电感L2的左侧端点NC2)，然后载波再从电容元件C1的第二端子通过电感L2传播到第二节点N2_K+1。也就是说载波从第一节点N1传播到电容元件C1的第一端子，如果第一节点N1和电容元件C1的第一端子之间设置有电感L1则载波通过该L1进行传播，反之如果第一节点N1和电容元件C1的第一端子之间不设置任何电感，则载波直接从第一节点N1传播到电容元件C1的第一端子。同样的道理，载波从第二节点N2传播到电容元件C1的第二端子，如果第二节点N2和电容元件C1的第二端子之间设置有电感L2则载波通过该L2进行传播，反之如果第二节点N2和电容元件C1的第二端子之间不设置任何电感，则载波直接从第二节点N2传播到电容元件C1的第二端子。
在图5中，第K级的光伏电池PV_K的第一节点N1_K通过连接线LANC连到它上一级也即第K-1级的光伏电池PV_K-1的第二节点，光伏电池PV_K的第二节点N2_K通过连接线LANC连到下一级即第K+1级的光伏电池PV_K+1的第一节点N1_K+1。与光伏电池PV_K对应的载波发送模块SIG_OUT为了从光伏电池PV_K上取电作为电压源必须满足：与光伏电池PV_K对应的第一传输线LINA耦合到光伏电池PV_K的正极而第二传输线LINB耦合到光伏电池PV_K的负极。在光伏电池PV_K的第一节点N1_K与光伏电池PV_K的正极之间设置第一电感元件L1和第三电感元件L3，第一电感元件L1和第三电感元件L3两者的互连节点和第二节点N2_K间连接有电容元件C1，或者说是在第一电感元件L1和第三电感元件L3两者的互连节点与光伏电池PV_K的负极之间连接有电容元件C1。此时电容元件C1的第一端子连到第一电感元件L1和第三电感元件L3两者的互连节点NX1，第一电感元件L1的左侧端子NC1也是连到互连节点NX1，电容元件C1的第二端子连到光伏电池PV_K的负极或第二节点N2_K。作为对比，第K+1级的光伏电池PV_K+1在图5中则没有在N1和电池正极间设置电感元件L3。虽然图5中没有示意，但是实际上还可以在光伏电池PV_K的负极与电容元件C1的第二端子之间的那段第二传输线路LINB和光伏电池PV_K的正极之间再连接一个第二电容元件，或者说是第二电容元件连接在电容元件C1的第二端子与光伏电池PV_K的正极之间，或说第二电容元件连接在光伏电池PV_K的正极和负极之间，注意这里第二电容元件是为了与第一电容元件C1进行区分。参见图6中，第K+1级的光伏电池PV_K+1的负极和其对应的第二节点N2之间设置有第二电感元件L2和第四电感元件L4，第二电感元件L2和第四电感元件L4串联连接在光伏电池PV_K+1的负极和第二节点N2之间。其中第二电感元件L2和第四电感元件L4的互连节点NX2和光伏电池PV_K+1的第一节点N1之间连接有电容元件C1，或者第二电感元件L2和第四电感元件L4的互连节点NX2和光伏电池PV_K+1的正极间连接有电容元件C1。此时电容元件C1的第二端子连到第二电感元件L2和第四电感元件L4两者的互连节点NX2，第二电感元件L2的左侧端子NC2也是连到互连节点NX2，电容元件C1的第一端子连到光伏电池PV_K+1的正极或连到其对应的第一节点N1处。虽然图6中没有示意，但是实际上还可以在光伏电池PV_K+1的正极与电容元件C1的第一端子之间的那段第一传输线路LINA和光伏电池PV_K+1的负极之间再连接一个第二电容元件，或者说是第二电容元件连接在电容元件C1的第一端子与光伏电池PV_K+1的负极之间，或说第二电容元件连接在光伏电池PV_K+1的负极和正极之间，注意这里第二电容元件是为了与第一电容元件C1进行区分。
参见图6，以光伏电池PV_K为例，光伏电池PV_K正极和与光伏电池PV_K对应的第一节点N1之间串联连接有第一电感元件L1和第三电感元件L3，第三电感元件L3连接在第一电感元件L1的左侧端点NC1和光伏电池PV_K正极之间。光伏电池PV_K负极和与光伏电池PV_K对应的第二节点N2之间串联连接有第二电感元件L2和第四电感元件L4，第四电感元件L4连接在第二电感元件L2的左侧端点NC2和光伏电池PV_K的负极之间。第一电感元件L1与第三电感元件L3两者间的互连节点NX1和第二电感元件L2与第四电感元件L4两者间的互连节点NX2之间连接有电容元件C1。其中第一电感元件L1的左侧端点NC1连到互连节点NX1，而第二电感元件L2的左侧端点NC2连到互连节点NX2。第三电感元件L3设在光伏电池PV_K正极与互连节点NX1之间，第一电感元件L1设在和光伏电池PV_K对应的第一节点N1与互连节点NX1之间；第四电感元件L4设在光伏电池PV_K负极与互连节点NX2之间，第二电感元件L2设在和光伏电池PV_K对应的第二节点N2与互连节点NX2之间。虽然图6中没有示意，但是实际上还可以设置一个第二电容元件连接在光伏电池PV_K的负极和正极之间。
参见图5，以上文介绍的前一级也即第K级的光伏电池PV_K(假如定义为第二类的光伏电池PV_type2)和后一级的第K+1级的光伏电池PV_K+1(假如定义为第一类的光伏电池PV_type1)为例，在光伏电池PV_K+1配置的载波发送模块SIG_OUT发送的载波信号从光伏电池PV_K对应的第一节点N1_K和第二节点N2_K之间的通路路径进行传播的阶段：载波是从第二节点N2_K传播到电容元件C1的第二端子，然后直接经由电容元件C1传播到电容元件C1的第一端子，然后再从电容元件C1的第一端子传播到第一节点N1_K处，所以载波也继续传播到连接于第一节点N1_K和/或第二节点N2_K处的连接线LANC上。从后一级的第K+1级的光伏电池PV_K+1的角度观察，会发现光伏电池PV_K+1配置的载波发送模块SIG_OUT发送的载波信号由PV_K+1自身配套的电感元件(该电感元件可以是上文的L1至L4中的任意一者或它们的组合)予以阻碍而避免造成光伏电池PV_K+1正负极间的电压波动。从前一级的第K级的光伏电池PV_K的角度观察，会发现光伏电池PV_K+1配置的载波发送模块SIG_OUT发送的载波信号在从第K级的光伏电池PV_K配置的电容元件C1上路由经过时，载波由PV_K配置的那些电容元件C1的第二端子路由到第一端子，载波被PV_K配置的第三电感元件L3予以阻碍而避免造成光伏电池PV_K正负极间的电压波动。即后一级的光伏电池PV_K+1配置的载波发送模块SIG_OUT发送的载波，被前级的光伏电池PV_K所配置的第三电感元件L3予以阻碍而避免前级的光伏电池PV_K的电压波动。如果采用图6中光伏电池PV_K所配置的第三电感元件L3和第四电感元件L4，则光伏电池PV_K+1配置的载波发送模块SIG_OUT发送的载波经由光伏电池PV_K所配置的电容C1传播时，被光伏电池PV_K所配置的第三电感元件L3和第四电感元件L4予以阻碍而避免前级的光伏电池PV_K的电压波动。相同的道理，参见图6，如果光伏电池PV_K配置的载波发送模块SIG_OUT发送的载波经由光伏电池PV_K+1所配置的电容C1传播时，被光伏电池PV_K+1所配置的第四电感元件L4予以阻碍而避免后级的光伏电池PV_K+1正负极间的电压波动。
参见图1～6，本申请披露了在带有故障关断功能的光伏组件监测系统中优化和稳定光伏电池电压的方法，方案是：在处理器100控制载波发送模块SIG_OUT向第一输线路和/或第二传输线路LINA-LINB及连接线LANC上广播载波信号的通信阶段，利用电感元件L1～L4中的任意一者或将它们组合起来阻挡第一输线路和/或第二传输线路LINA-LINB上的跳变锯齿波以防止它们推高或拉低光伏电池PV_K的原始电压VK，这里的跳变锯齿波实质就是原本作为载波信号而反向馈送到电池PV端的扰动锯齿波。缘由是：载波发送模块SIG_OUT的支路在传输线路LINA-LINB之间也即节点N1-N2间反复接通和关断而导致传输线路LINA-LINB上存在着随着用于驱动SBC的驱动信号的频率而波动的扰动锯齿波，这个扰动锯齿波反馈到光伏电池PV_K的正负极间就诱使原始光伏电压也随之上下波动，电感元件L1～L4中的一个或它们中的几个能够起到镇流ballast的作用，来保持电池电压的平稳，尤其是在再结合上文的第一和第二电容元件时候稳定效果更佳。上文的拓扑结构还能够抑制本级电池对相邻的前一级和后一级的光伏电池的干扰，因为电池组串当中任何一级的电池所对应的载波发送模块产生的载波信号对前后相邻的其他电池的电压也是严重的干扰，上文的拓扑在整个PV-SERIES中解决了相互干扰的问题，这种抑制相互干扰的方案是在满足本级电池发送的载波能够顺利经由相邻或不相邻的任意前级和任意后级电池进行传播的前提条件下实现的。
参见图7，以载波发送模块SIG_OUT与光伏电池PV由传输线路LINA-LINB建立的闭合环路为例来阐释另一个优势。电池PV的本质是P掺杂类型的半导体材料和N掺杂类型的半导体材料组合，太阳光照在半导体P-N结上，形成新的空穴-电子对，在PN结电场的作用下，空穴由N掺杂区流向P掺杂区，电子由P掺杂区流向N掺杂区，电池形成通路后就会由载流子产生电流。上文中的节点N1和N2之间的载波发送支路本身没有单独的电压供应，所以它关断/接通藉此产生载波信号所需要的电压就来源于电池PV的正负极间电压，也就是说载波发送模块SIG_OUT与光伏电池PV的内阻之间建立了如图所示的闭合回路。载波支路中的电容CBC上的电压在载波支路中开关SBC的任意两次先后依次接通的时间间隙内，可能的情况是：载波支路在SBC当前一次接通的瞬间而存储在电容元件CBC上的电压为VSTORE，再在支路中SBC下一次接通的时间节点时，电容CBC上的电压为VSTORE不一定会完全释放完，这种存储电压作为反向冲压也会耦合到传输线路上馈送到电池电极侧而作为除了载波信号以外的另外一种锯齿波。必须强调的是，处理器100一直在采集光伏电池PV的工作参数，而配套的载波发送模块SIG_OUT则可能会持续向第一和第二传输线路LINA-LINB上及向节点N1-N2处发载波信号来向外传送这些工作参数，也即在通信阶段电池PV的正负极间在上述闭合回路中会一直遭受这种锯齿波的持续不断的冲击。电池PV内部的各个电池单元CELL的PN结粗略显示在图7中，当锯齿波加在PN结上该PN结有可能是反向偏置也可能正向偏置，在连续的冲击下半导体结有可能进入高阻抗状态而穿通，也可能达到雪崩击穿电压为止。这种负面的工作机制会使半导体器件结构中产生潜藏的缺陷，从长期的实验来看它们并不立即失效但会引起半导体材料断续的故障以及长期可靠性问题，这种损伤非常微弱而不易发现，其对于光伏电站要求电池通常长达二十几年的寿命是致命的，尤其是那些掺杂质量差、制备工艺欠佳的光伏电池更容易受到长期性的影响，电感元件L1～L4结合上文的第一和第二电容元件起到平抑毛刺和锯齿波脉冲的作用，在电池PV与载波发送支路构建的闭合回路中，保障光伏电池PV的电池单元CELL的PN-junction避免被类似锯齿波的脉冲直接反复冲击。尤其是在更佳的实施例中，任意当前一级的电池如PV_K配套的电感L3和/或L4可抑制电池组串PV-SERIES中其他的光伏电池如PV_K+1所配套的载波发送模块产生的锯齿波对当前一级的光伏电池PV_K的半导体结的冲击，因为其他的光伏电池如PV_K+1所配套的载波发送模块诱发的各类锯齿波可能会直接耦合到PV_K配套的电容C1上。
参见图8，以光伏电池PV_K为例，它有时候会发生一些故障而不得不从图5-6的电池组串PV_1至PV_N中退出断开，譬如光伏电池PV过热而接近烧毁。但是同时不得不考虑一个问题：光伏电池PV_K断开了，那么整串的电池组串也就断开了，显而易见这种导致整串组件电压突然断路/跌落的情况在大部分时候是不允许的。因此图8的实施例是在基于图1-7的实施例的基础上而提出的优化方案：在光伏电池PV_K与第一和/或第二节点N1-N2之间设置有断路模块BRE，同时还在第一和第二节点N1-N2之间连接有切换开关SW，其中断路模块BRE关断时切换开关SW接通可以保障光伏电池PV_K发生故障时候从电池组串中脱离，也就是说由于切换开关SW接通所以整个的电池组串就不会因此而断路。或者断路模块BRE接通时切换开关SW关断，因为断路模块BRE接通时的光伏电池PV_K自然就不可能导致整个电池组串有什么断路的事件发生。上文已经介绍了处理器100可以通过现有的检测模块来实时监测光伏电池的电压电流功率或温度等各种工作参数，以一个实施例来阐释：如果处理器100监测到光伏电池PV_K的任何一个工作参数不在允许范围之内，处理器100可以控制BRE断路将光伏电池PV_K从整串的电池组串中予以脱离并同时接通SW避免电池组串上的电压/电流发生断路，如果处理器100监测到光伏电池PV_K的工作参数处于允许范围内，可以控制BRE接通并同时关断SW从而将光伏电池PV_K耦接到整串的电池组串中。断路模块BRE的作用不限于此，例如处理器100监测到光伏电池PV_K的绝缘情况不佳而存在漏电的情形，此时处理器100也可以控制BRE断路并同时接通SW。
参见图3并结合图8的实施例，在第一节点N1与光伏电池PV的正极之间设置第一电感元件L1，第一电感元件L1与光伏电池PV的正极相连的端点NC1和第二节点N2间连接有电容元件C1或端点NC1和光伏电池PV的负极间连接有电容元件C1。注意上文所言的图8的断路模块BRE(例如继电器、断路器等断路模块)可以连接在第一电感元件L1与光伏电池PV的正极之间，或者是在图3中将一个断路模块BRE连接在光伏电池PV的负极和第二节点N2之间。
参见图4并结合图8的实施例，在第二节点N2与光伏电池PV的负极之间设置第二电感元件L2，假定将第一电感元件L1省略掉，则第二电感元件L2与光伏电池PV的负极相连的端点NC2和第一节点N1间连接有电容元件C1，或第二电感元件L2与光伏电池PV的负极相连的端点NC2和光伏电池PV的正极间连接有电容元件C1。注意上文所言的图8的断路模块BRE可以连接在第二电感元件L2与光伏电池PV的负极之间，或者断路模块BRE连接在光伏电池PV的正极和第一节点N1之间。
参见图4并结合图8的实施例，在第一节点N1与光伏电池PV的正极间设置第一电感元件L1以及在第二节点N2与光伏电池PV的负极间设置第二电感元件L2；第一电感元件L1与光伏电池PV的正极相连的端点NC1和第二电感元件L2与光伏电池PV的负极相连的端点NC2之间连接有电容元件C1。图8所示的一个断路模块BRE可以连接在如图4所示的第一电感元件L1与光伏电池PV的正极之间，或断路模块BRE连接在如图4所示的第二电感元件L2与光伏电池PV的负极之间。
参见图5并结合图8的实施例，在第一节点N1_K与光伏电池PV_K的正极之间设置有第一电感元件L1、第三电感元件L3，第一、第三电感元件L1-L3的互连节点NX1和第二节点N2_K间连接有电容元件C1，或互连节点NX1与光伏电池PV_K的负极间连接有电容元件C1。此时图8所示的断路模块BRE与第三电感元件L3连接在第一电感元件L1与光伏电池PV_K的正极之间，也即第三电感元件L3和断路模块BRE连接在光伏电池PV_K的正极和互连节点NX1之间(断路模块BRE和电感L3串联在电容C1的第一端子T1和光伏电池正极之间：BRE和L3的位置可以互换)，或者将断路模块BRE直接连接在图5中的第二节点N2_K与光伏电池PV_K的负极之间。
参见图6并结合图8的实施例，在第二节点N2与光伏电池PV_K+1的负极之间设置第二电感元件L2、第四电感元件L4，第二、第四电感元件L2-L4的互连节点NX2和第一节点N1间连接有电容元件C1或互连节点NX2和光伏电池PV_K+1的正极间连接有电容元件C1。此时图8中的一个断路模块BRE在图6中与第四电感元件L4连接在第二电感元件L2与光伏电池PV_K+1的负极之间(断路模块BRE和电感L4串联在电容元件C1的第二端子T2和光伏电池负极之间：BRE和L4的位置可以互换)，或在图5中将断路模块BRE连接在第一节点N1与光伏电池PV_K+1的正极之间。
参见图6并结合图8的实施例，在第一节点N1与光伏电池PV_K的正极之间设置有第一电感元件L1、第三电感元件L3，在第二节点N2与光伏电池PV_K的负极之间设置有第二电感元件L2、第四电感元件L4。第一电感元件与第三电感元件L1-L3间的互连节点NX1和第二电感元件与第四电感元件间的互连节点NX2之间连接有电容元件C1，此时可以将图8所示的断路模块BRE与第三电感元件L3连接在图6的第一电感元件L1与光伏电池PV_K的正极之间(断路模块BRE和电感L3串联在电容C1的第一端子T1和光伏电池正极之间：BRE和L3两者的位置可以互换)，或者是，还可以将图8所示的断路模块BRE与第四电感元件L4连接在图6的第二电感元件L2与光伏电池PV_K的负极之间(断路模块BRE和电感元件L4串联在电容元件C1的第二端子T2和光伏电池的负极之间：BRE和L4两者的位置可以互换)。
以上通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，上述发明提出了现有的较佳实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。基于上述内容，在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (2)

1.一种带有故障关断功能的光伏组件监测系统，光伏电池的正极和负极对应分别耦合到第一和第二节点并在第一和第二节点间提供光伏电池产生的电压，其特征在于：
光伏电池配置有连接到所述第一和/或第二节点处的载波发送模块，用于将产生的载波信号耦合到连接于所述第一和/或第二节点处的连接线上；
在所述光伏电池与所述第一和/或第二节点之间设置有断路模块，还在所述第一和第二节点间连接有切换开关，所述断路模块关断时所述切换开关接通或所述断路模块接通时所述切换开关关断；
在所述第一节点与所述光伏电池的正极之间设置第一、第三电感元件，在所述第二节点与所述光伏电池的负极之间设置第二、第四电感元件，第一、第三电感元件间的互连节点和第二、第四电感元件间的互连节点之间连接有第一电容元件，所述光伏电池的正极和负极之间连接有第二电容元件，此时所述断路模块与所述第三电感元件连接在所述第一电感元件与所述光伏电池的正极之间，或者所述断路模块与所述第四电感元件连接在所述第二电感元件与所述光伏电池的负极之间；
由多级所述光伏电池串联连接在一起构成一个电池组串，在电池组串中任意相邻的两级所述光伏电池中后一级的所述光伏电池具有的第一节点通过所述连接线连接到前一级的所述光伏电池具有的第二节点；以及
任意一级的所述光伏电池配置的所述载波发送模块包括串接在该任意一级的所述光伏电池具有的所述第一和第二节点之间的一个含有第一电阻、旁路电容及开关元件的支路，该支路中还设置有并联在旁路电容两端的第二电阻；
任意一级的所述光伏电池配套的所述载波发送模块在将载波信号广播到所述连接线上的阶段，该配套的所述载波发送模块的开关元件受到一个处理器的驱动在接通和关断之间切换，流经所述支路的跳变电流被注入到所述连接线上被视为载波信号；
所述载波发送模块的所述开关元件在前一次接通的瞬间，会在所述旁路电容上存储有电压，再在所述开关元件的下一次接通的时间节点时，所述旁路电容上的没有完全释放完的电压作为反向冲压会馈送到所述光伏电池的电池电极侧和作为除了所述载波信号以外的另外一种锯齿波；
第一至第四电感元件结合第一、第二电容元件，用于平抑所述锯齿波，从而在所述光伏电池与所述载波发送模块构建的闭合回路中，避免所述光伏电池的电池单元的PN结被所述锯齿波直接反复冲击而进入高阻抗状态的穿通或达到雪崩击穿电压。
2.根据权利要求1所述的带有故障关断功能的光伏组件监测系统，其特征在于，在整个电池组串的多级所述光伏电池中定义第一类的光伏电池和第二类的光伏电池，其中第一类的光伏电池配置的所述载波发送模块发送的载波信号需用从第二类的光伏电池具有的第一节点和第二节点之间的通路路径进行传播，并且通路路径为：从第二类的光伏电池具有的第一、第二节点两者中的一者处传播到第二类的光伏电池配置的第一电容元件的一端然后经过第一电容元件再传播到第一电容元件的另一端，并传播到第一、第二节点两者中的另一者处。
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