CN109617523A - 一种光伏电池快速通断系统、关断方法及启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏领域，具体涉及一种光伏电池快速通断系统、关断方法及启动方法。所述光伏电池快速通断系统包括光伏电池模块和光伏逆变器，所述光伏电池模块的输出端连接光伏逆变器的输入端，并且光伏电池模块与光伏逆变器之间连接主控电路；所述光伏电池模块包括多个相连的光伏电池组件，每个光伏电池组件分别连有智能关断接线盒，所述智能关断接线盒包括关断电路。所述光伏电池快速通断系统、关断方法及启动方法性能稳定，并且成本较低。

Description

一种光伏电池快速通断系统、关断方法及启动方法

技术领域

本发明涉及光伏领域，具体涉及一种光伏电池快速通断系统、关断方法及启动方法。

背景技术

目前现有技术中对光伏电池模块系统的关断大都才有以下两种实现方式：其一，是无线信号关断，此种实现方式产生的关断信号不稳定，会使得电源关断不可靠。其二，是电力线载波通信，此种实现方式会成本较高。

发明内容

根据现有技术中存在的不足，本发明提供一种光伏电池快速通断系统，关断方法及启动方法，所述光伏电池快速通断系统、关断方法及启动方法性能稳定，并且成本较低。

根据本发明提供的技术方案，作为本发明第一方面，提供一种光伏电池快速通断系统，所述光伏电池快速通断系统包括光伏电池模块和光伏逆变器，所述光伏电池模块的输出端连接光伏逆变器的输入端，并且光伏电池模块与光伏逆变器之间连接主控电路；所述光伏电池模块包括多个相连的光伏电池组件，每个光伏电池组件分别连有智能关断接线盒，所述智能关断接线盒包括关断电路；

所述关断电路包括关断开关，所述关断开关设于对应的光伏电池组件的输出回路上；

所述主控电路包括：定时驱动电路、第一电源模块和电压检测电路；所述定时驱动电路的输出端连接所述第一电源模块的控制端，所述第一电源模块的输出端连接光伏电池模块中第一关断电路的关断开关；所述电压检测电路的输入端连接光伏逆变器的两端，输出端连接定时驱动电路。

进一步地，所述关断电路还包括关断控制模块、第一电流采集模块、开关驱动电路和第二电源模块；

所述第一电流采集模块连接关断控制模块的一端和关断开关的输入端，用于采集光伏电池组件的输出回路的电流给关断控制模块；

所述开关驱动电路的控制端连接关断控制模块，输出端连接关断开关的控制端，用于根据关断控制模块的信号控制关断开关的通断；

所述第二电源模块用于给关断控制模块供电。

进一步地，所述主控电路还包括主控制模块；

所述主控制模块连接电压检测电路的输出端，并且主控制模块中预设有光伏逆变器启动电压值，用于将接收到的电压检测电路发送的电压值与光伏逆变器启动电压值进行比较，如果接收到的电压值小于预设的启动电压值，主控制模块向定时驱动电路发送启动驱动控制信号，若如果接收到的电压值大于预设的启动电压值，主控制模块向定时驱动电路发送停止驱动控制信号；

所述定时驱动电路的控制端连接所述主控制模块的输出端，用于根据接收到的主控制模块发送的控制信号类型控制第一电源模块是否发送脉冲信号；当第一电源模块向第一关断电路发送脉冲信号时，第一电流采集模块采集到电流信息

所述主控制模块还连接光伏逆变器的输入端，用于控制光伏逆变器与光伏电池模块之间的通断。

进一步地，所述关断电路还包括旁路导通二极管，所述旁路导通二极管的负极连接光伏电池组件的正极接线端，旁路导通二极管的正极连接负极接线端。

作为本发明第二方面，提供一种光伏电池模块快速关断方法，基于本放发明第一方面中所述的光伏电池快速通断系统，所述光伏电池模块快速关断方法包括以下步骤：

主控制模块控制光伏电池模块和光伏逆变器之间断路；

当光伏电池模块和光伏逆变器之间断路时，第一关断电路中第一电流采集模块采集到的电流值为0，第一关断电路中的关断控制模块向其开关驱动电路发送停止驱动控制信号；

所述开关驱动电路接收到停止驱动控制信号后控制第一关断电路中的关断开关断开；

第一关断电路中的关断开关断开，第一光伏电池组件无输出电流；

后续光伏电池组件依次断开。

作为本发明第三方面，提供一种光伏电池模块快速启动方法，基于本放发明第一方面中所述的光伏电池快速通断系统，所述光伏电池模块快速启动方法包括以下步骤：

主控制模块控制光伏电池模块和光伏逆变器之间连通；

电压检测电路检测光伏逆变器两端的电压并输出给主控制模块；

主控制模块将接收到的逆变器两端电压与预设在主控制模块中的启动电压进行比较；

若如果逆变器两端电压小于启动电压，第一电源模块发出脉冲信号给第一光伏电池组件。

进一步地，所述若如果逆变器两端电压小于启动电压，第一电源模块发出脉冲信号给第一光伏电池组件步骤具体包括：

如果逆变器两端电压小于启动电压，主控制模块向定时驱动电路发送启动驱动控制信号，定时驱动电路接收到所述启动驱动控制信号时控制第一电源模块发出脉冲信号给第一光伏电池组件；

第一光伏电池组件接收到所述脉冲信号时，第一光伏电池组件中的第一电流采集模块采集到电流信息；

第一电流采集模块将采集到的电流信息输出给关断控制模块，所述关断控制模块根据第一电流采集模块采集到的电流信息向其开关驱动电路发送启动驱动控制信号；

所述开关驱动电路接收到驱动控制信号后控制第一关断电路中的关断开关闭合；

第一光伏电池组件输出电流给后续光伏电池组件；

后续光伏电池组件的关断开关依次闭合，后续光伏电池组件依次输出电流。

进一步地，还包括在步骤后续光伏电池组件的关断开关依次闭合，后续光伏电池组件依次输出电流之后进行的：

当后续光伏电池组件依次输出电流时，电压检测电路检测到的逆变器两端电压逐渐增大，直到逆变器两端电压大于启动电压时，主控制器停止向定时驱动电路发送控制信号，定时驱动电路停止工作，第一电源模块停止发出脉冲信号。

从以上所述可以看出，本发明提供的光伏电池快速通断系统，与现有技术相比具备以下优点：本发明通过主控电路能够统一控制光伏电池模块的输出，通过主控电路还能够控制光伏电池模块中每个光伏电池组件的输出，从而实现光伏电池快速关断与启动。

附图说明

图1为本发明第一方面的电原理图。

图2为本发明第一方面中关断电路的电原理图。

图3为本发明第二方面的流程图。

图4为本发明第三方面的流程图。

图5为本发明第三方面中步骤S240的具体实施流程图。

1. 光伏电池模块，2. 光伏逆变器，3. 主控电路，310. 定时驱动电路，320. 第一电源模块，330. 电压检测电路，340. 主控制模块，4. 光伏电池组件，5.，510. 关断开关，520. 关断控制模块，530.第一电流采集模块，540. 开关驱动电路，550. 第二电源模块，560. 旁路导通二极管，570. 第二电流采集模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

作为本发明的第一方面，其中，如图1和图2所示，提供了一种光伏电池快速通断系统，所述光伏电池快速通断系统包括光伏电池模块1和光伏逆变器2；所述光伏电池模块1的输出端连接光伏逆变器2的输入端，同时光伏电池模块1与光伏逆变器2之间连接主控电路3，所述光伏逆变器2用于将光伏电池模块1产生的直流电转变为交流电并输入电网中，所述主控电路3用于整体控制光伏电池模块1的输出。所述光伏电池模块1包括多个串联在一起的光伏电池组件4，其中正极用于向光伏逆变器2输出电流的光伏电池组件4为第一光伏电池组件4；每个光伏电池组件4分别串联一智能关断接线盒，第一光伏电池组件4中的智能关断接线盒为第一智能关断接线盒；所述智能关断接线盒包括关断电路，第一智能关断接线盒中的关断电路为第一关断电路；所述关断电路用于控制其各自对应的光伏电池组件4的电流输出。

其中，所述主控电路3具体包括：主控制模块340、定时驱动电路310、第一电源模块320和电压检测电路330，所述主控制模块340可采用市场上售卖的单片机或集成控制电路实现。所述主控制模块340中预设有光伏逆变器2启动电压值；所述定时驱动电路310的控制端连接所述主控制模块340的输出端，定时驱动电路310的输出端连接所述第一电源模块320的控制端，用于根据主控制模块340的控制信号控制第一电源模块320是否发出脉冲信号给第一光伏电池组件4；所述第一电源模块320的输出端连接光伏电池模块1中第一关断电路；所述电压检测电路330连在光伏逆变器2的两端，用于采集所述光伏逆变器2两端的电压并输出给主控制模块340，所述主控模块根据光伏逆变器2两端的电压来向定时驱动电路310发出相关的控制信号；所述主控制模块340还连接光伏逆变器2，用于控制光伏逆变器2与光伏电池模块1之间的通断。

所述关断电路包括旁路导通二极管560、第一电流采集模块530、第二电流采集模块570、关断控制模块520、关断开关510、开关驱动电路540和第二电源模块540；

所述旁路导通二极管560的负极连接光伏电池组件4的正极接线端，旁路导通二极管560的正极连接负极接线端；关断控制模块520可采用市场上售卖的单片机或集成控制电路实现；

所述第一电流采集模块530连接关断控制模块520和关断开关510的输入端，用于采集光伏电池组件4的输出的电流给关断控制模块520；所述关断控制模块520根据所接收到的光伏电池组件4的输出电流来向开关驱动电路540发送相关的控制信号。

一二极管的负极连接对应光伏组件正极，二极管的正极连接第二电流采集模块570的一端，第二电流采集模块570的另一端连接对应的光伏组件的负极，并且所述第二电流采集模块570的输出端连接关断控制模块520，第二电流采集模块570用于采集对应的光伏组件的旁路输出电流，并输出给关断控制模块520，所述关断控制模块520能够根据旁路输出电流向开关驱动电路540发送相关控制信号。

所述开关驱动电路540的控制端连接关断控制模块520，输出端连接关断开关510的控制端，用于根据关断控制模块520的信号控制关断开关510的通断。一关断开关510的通断导致与该关断开关510对应的光伏电池组件4的通断，从而依次导致该光伏电池组件4后续的光伏电池组件4的通断。

所述第二电源模块540用于给关断控制模块520供电。

作为本发明的第二方面，其中，如图3所示，提供了一种光伏电池模块1快速关断方法，基于本发明的第一方面，所述光伏电池模块1快速关断方法具体包括以下步骤：

S110：主控制模块340控制光伏电池模块1和光伏逆变器2之间断路；

S120：当光伏电池模块1和光伏逆变器2之间断路时，第一关断电路中第一电流采集模块530采集到的电流值为0，第一关断电路中的关断控制模块520向其开关驱动电路540发送停止驱动控制信号；

S130：所述开关驱动电路540接收到停止驱动控制信号后控制第一关断电路中的关断开关510断开；

S140：第一关断电路中的关断开关510断开，第一光伏电池组件4无输出电流；

S150：后续光伏电池组件4依次断开。

作为本发明的第三方面，其中，如图4和图5所示提供了一种光伏电池模块1快速启动方法，基于本发明的第一方面，所述光伏电池模块1快速启动方法具体包括以下步骤：

S210：主控制模块340控制光伏电池模块1和光伏逆变器2之间连通；

S220：电压检测电路330检测光伏逆变器2两端的电压并输出给主控制模块340；

S230：主控制模块340将接收到的逆变器两端电压与预设在主控制模块340中的启动电压进行比较；

S240：若如果逆变器两端电压小于启动电压，第一电源模块320发出脉冲信号给第一光伏电池组件4。

S241：如果逆变器两端电压小于启动电压，主控制模块340向定时驱动电路310发送启动驱动控制信号，定时驱动电路310接收到所述启动驱动控制信号时控制第一电源模块320发出脉冲信号给第一光伏电池组件4；

S242：第一光伏电池组件4接收到所述脉冲信号时，第一光伏电池组件4中的第一电流采集模块530采集到电流信息；

S243：第一电流采集模块530将采集到的电流信息输出给关断控制模块520，所述关断控制模块520根据第一电流采集模块530采集到的电流信息向其开关驱动电路540发送启动驱动控制信号；

S244：所述开关驱动电路540接收到驱动控制信号后控制第一关断电路中的关断开关510闭合；

S245：第一光伏电池组件4输出电流给后续光伏电池组件4；

S246：后续光伏电池组件4的关断开关510依次闭合，后续光伏电池组件4依次输出电流。

S247：当后续后续光伏电池组件4依次输出电流时，电压检测电路330检测到的逆变器两端电压逐渐增大，直到逆变器两端电压大于启动电压时，主控制器停止向定时驱动电路310发送控制信号，定时驱动电路310停止工作，第一电源模块320停止发出脉冲信号。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光伏电池快速通断系统，其特征在于，所述光伏电池快速通断系统包括光伏电池模块（1）和光伏逆变器（2），所述光伏电池模块（1）的输出端连接光伏逆变器（2）的输入端，并且光伏电池模块（1）与光伏逆变器（2）之间连接主控电路（3）；所述光伏电池模块（1）包括多个相连的光伏电池组件（4），每个光伏电池组件（4）分别连有智能关断接线盒，所述智能关断接线盒包括关断电路；

所述关断电路包括关断开关（510），所述关断开关（510）设于对应的光伏电池组件（4）的输出回路上；

所述主控电路（3）包括：定时驱动电路（310）、第一电源模块（320）和电压检测电路（330）；所述定时驱动电路（310）的输出端连接所述第一电源模块（320）的控制端，所述第一电源模块（320）的输出端连接光伏电池模块（1）中第一关断电路的关断开关（510）；所述电压检测电路（330）的输入端连接光伏逆变器（2）的两端，输出端连接定时驱动电路（310）。

2.如权利要求1所述的光伏电池快速通断系统，其特征在于，所述关断电路还包括关断控制模块（520）、第一电流采集模块（530）、开关驱动电路（540）和第二电源模块（550）；

所述第一电流采集模块（530）连接关断控制模块（520）的一端和关断开关（510）的输入端，用于采集光伏电池组件（4）的输出回路的电流给关断控制模块（520）；

所述开关驱动电路（540）的控制端连接关断控制模块（520），输出端连接关断开关（510）的控制端，用于根据关断控制模块（520）的信号控制关断开关（510）的通断；

所述第二电源模块（550）用于给关断控制模块（520）供电。

3.如权利要求2所述的光伏电池快速通断系统，其特征在于，所述主控电路（3）还包括主控制模块（340）；

所述主控制模块（340）连接电压检测电路（330）的输出端，并且主控制模块（340）中预设有光伏逆变器（2）启动电压值，用于将接收到的电压检测电路（330）发送的电压值与光伏逆变器（2）启动电压值进行比较，如果接收到的电压值小于预设的启动电压值，主控制模块（340）向定时驱动电路（310）发送启动驱动控制信号，若如果接收到的电压值大于预设的启动电压值，主控制模块（340）向定时驱动电路（310）发送停止驱动控制信号；

所述定时驱动电路（310）的控制端连接所述主控制模块（340）的输出端，用于根据接收到的主控制模块（340）发送的控制信号类型控制第一电源模块（320）是否发送脉冲信号；当第一电源模块（320）向第一关断电路发送脉冲信号时，第一电流采集模块（530）采集到电流信息；

所述主控制模块（340）还连接光伏逆变器（2）的输入端，用于用于控制光伏逆变器（2）与光伏电池模块（1）之间的通断。

4.如权利要求1所述的光伏电池快速通断系统，其特征在于，所述关断电路还包括旁路导通二极管（560），所述旁路导通二极管（560）的负极连接光伏电池组件（4）的正极接线端，旁路导通二极管（560）的正极连接负极接线端。

5.一种光伏电池模块（1）快速关断方法，其特征在于，基于权利要求3所述的光伏电池快速通断系统，所述光伏电池模块（1）快速关断方法包括以下步骤：

主控制模块（340）控制光伏电池模块（1）和光伏逆变器（2）之间断路；

当光伏电池模块（1）和光伏逆变器（2）之间断路时，第一关断电路中第一电流采集模块（530）采集到的电流值为0，第一关断电路中的关断控制模块（520）向其开关驱动电路（540）发送停止驱动控制信号；

所述开关驱动电路（540）接收到停止驱动控制信号后控制第一关断电路中的关断开关（510）断开；

第一关断电路中的关断开关（510）断开，第一光伏电池组件（4）无输出电流；

后续光伏电池组件（4）依次断开。

6.一种光伏电池模块（1）快速启动方法，其特征在于，基于权利要求3所述的光伏电池快速通断系统，所述光伏电池模块（1）快速启动方法包括以下步骤：

主控制模块（340）控制光伏电池模块（1）和光伏逆变器（2）之间连通；

电压检测电路（330）检测光伏逆变器（2）两端的电压并输出给主控制模块（340）；

主控制模块（340）将接收到的逆变器两端电压与预设在主控制模块（340）中的启动电压进行比较；

若如果逆变器两端电压小于启动电压，第一电源模块（320）发出脉冲信号给第一光伏电池组件（4）。

7.如权利要求6所述的光伏电池模块（1）快速启动方法，其特征在于，所述若如果逆变器两端电压小于启动电压，第一电源模块（320）发出脉冲信号给第一光伏电池组件（4）步骤具体包括：

如果逆变器两端电压小于启动电压，主控制模块（340）向定时驱动电路（310）发送启动驱动控制信号，定时驱动电路（310）接收到所述启动驱动控制信号时控制第一电源模块（320）发出脉冲信号给第一光伏电池组件（4）；

第一光伏电池组件（4）接收到所述脉冲信号时，第一光伏电池组件（4）中的第一电流采集模块（530）采集到电流信息；

第一电流采集模块（530）将采集到的电流信息输出给关断控制模块（520），所述关断控制模块（520）根据第一电流采集模块（530）采集到的电流信息向其开关驱动电路（540）发送启动驱动控制信号；

所述开关驱动电路（540）接收到驱动控制信号后控制第一关断电路中的关断开关（510）闭合；

第一光伏电池组件（4）输出电流给后续光伏电池组件（4）；

后续光伏电池组件（4）的关断开关（510）依次闭合，后续光伏电池组件（4）依次输出电流。

8.如权利要求7所述的光伏电池模块（1）快速启动方法，其特征在于，还包括在步骤后续光伏电池组件（4）的关断开关（510）依次闭合，后续光伏电池组件（4）依次输出电流之后进行的：

当后续光伏电池组件（4）依次输出电流时，电压检测电路（330）检测到的逆变器两端电压逐渐增大，直到逆变器两端电压大于启动电压时，主控制器停止向定时驱动电路（310）发送控制信号，定时驱动电路（310）停止工作，第一电源模块（320）停止发出脉冲信号。