CN111224391A - 一种光伏输入分断保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光伏输入分断保护系统，该系统中MPPT1、MPPT2、MPPT3…MPPTN的每两串或者多串光伏组件并联后接入分断装置的一端，分断装置另一端接入变换器。本发明中每两串或者多串并联后先连接分断装置再接入变换器，避免了正接的组串向反接组串电流灌入电流引起反接电池板损坏或者烧毁的风险，同时取代直流旋钮开关的使用。与传统光伏输入分断保护系统相比，本发明替代直流旋钮开关使用，同时大幅减少了使用保险丝的数量，降低了整机的成本，而且提高了变换器反接时的可靠性，降低了整机故障率，解决了光伏发电系统组串反接引起保险丝或断路器拉弧的问题。

Description

一种光伏输入分断保护系统
技术领域
本发明涉及光伏领域，尤其涉及一种光伏输入分断保护系统。
背景技术
目前，在光伏行业一般将光伏组件接入光伏变换器，其中为了减小变换器MPPT路数，一般将两串或者多串组件并联成一路MPPT，当其中一路或多路组串发生极性反接时，会导致极性正确的组串向极性反接的组串灌入电流，当电流超过电池板能承受的极限电流时，将导致电池板损坏甚至燃烧发生火灾。
目前行业内普遍采取在各组串串入保险丝的方式来解决反接问题，该解决方案存在一定的问题:一、保险丝使用数量等于组串的数量，大幅提高了整机的成本；二、当出现组串反接时，该路组串上的保险丝会因为较大的反向电流而发生熔断，但由于在断开的瞬间保险丝两端的电压会达到2倍的组串电压，该保险丝一般选型电压为最大的组串电压，远远小于2倍的组串电压，此时保险丝两端的2倍组串电压会导致保险丝在熔断时无法正常断开而是产生拉弧，严重时可能导致发电系统起火。
发明内容
本发明的目的在于通过一种光伏输入分断保护系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种光伏输入分断保护系统，该系统中MPPT1、MPPT2、MPPT3…MPPTN的每两串或者多串光伏组件并联后接入分断装置的一端，分断装置另一端接入变换器；其中，MPPT1、MPPT2、MPPT3…MPPTN均由两串或者多串光伏组件并联组成，N为正整数。
特别地，所述变换器采用但不限于逆变器、智能汇流箱、储能装置。
特别地，所述光伏输入分断保护系统还包括急停开关，所述急停开关用于控制变换器断开分断装置。
特别地，所述急停开关采用手动操作装置。
特别地，所述手动操作装置采用不限于按钮开关、旋钮开关。
特别地，所述分断装置包括可断开器件、阻抗器件以及可控器件，所述可断开器件与阻抗器件串接后与所述可控器件并接。
特别地，所述可断开器件采用但不限于保险丝、绝缘栅双极型晶体管、MOS管、SiC-MOSFET功率晶体管的任一种。
特别地，所述阻抗器件采用但不限于电阻、电感的任一种
特别地，所述可控器件采用但不限于磁保持继电器、断路器、接触器的任一种。
本发明提出的光伏输入分断保护系统中每两串或者多串并联后先连接分断装置再接入变换器，避免了正接的组串向反接组串电流灌入电流引起反接电池板损坏或者烧毁的风险，同时取代直流旋钮开关的使用。与传统光伏输入分断保护系统相比，本发明替代直流旋钮开关使用，同时大幅减少了使用保险丝的数量，降低了整机的成本，而且提高了变换器反接时的可靠性，降低了整机故障率，解决了光伏发电系统组串反接引起保险丝或断路器拉弧的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统负极保护结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统正极保护结构示意图；
图3为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统MPP1负极保护结构示意图；
图4为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统MPP1正极保护结构示意图；
图5为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统MPP1光伏组件大于4串时保护结构示意图；
图6为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统MPP1多串分断保护结构示意图；
图7为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统急停开关控制结构示意图；
图8为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统中分断装置结构示意图；
图9为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统结构示意图；
图10为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统结构示意图；
图11为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本实施例提供一种光伏输入分断保护系统，该系统中MPPT1、MPPT2、MPPT3…MPPTN的每两串或者多串光伏组件并联后接入分断装置的一端，分断装置另一端接入变换器；其中，MPPT1、MPPT2、MPPT3…MPPTN均由两串或者多串光伏组件并联组成，N为正整数。
在具体应用中上述实施例提供的光伏输入分断保护系统存在多种实现形式，如图1所示，图1为光伏发电系统输入分断保护系统负极保护结构示意图；如图2所示，图2为光伏发电系统输入分断保护系统正极保护结构示意图；如图3所示，图3为光伏发电系统输入分断保护系统MPP1负极保护结构示意图；如图4所示，图4为光伏发电系统输入分断保护系统MPP1正极保护结构示意图；如图5所示，图5为光伏发电系统输入分断保护系统MPP1光伏组件大于4串时保护结构示意图；如图6所示，图6为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统MPP1多串分断保护结构示意图。
具体的，如图7所示，在本实施例中所述光伏输入分断保护系统还包括急停开关，所述急停开关用于控制变换器断开分断装置，其中，在本实施例中所述急停开关采用手动操作装置，所述手动操作装置采用不限于按钮开关、旋钮开关。
具体的，在本实施例中所述分断装置包括可断开器件、阻抗器件以及可控器件，所述可断开器件与阻抗器件串接后与所述可控器件并接。其中，所述可断开器件采用但不限于保险丝、绝缘栅双极型晶体管、MOS管、SiC-MOSFET功率晶体管的任一种。所述阻抗器件采用但不限于电阻、电感的任一种。所述可控器件采用但不限于磁保持继电器、断路器、接触器的任一种。如图8所示，图8为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统中分断装置结构示意图，基于该分断装置结构(但并不局限于此)，如图9所示，图9为本发明实施例提供的光伏发电系统输入分断保护系统结构示意图，图中MPPT1负极每两串或者多串并联后串联接入分断装置的一端，然后并联到BUS-母线，所述MPPT2、MPPT3…MPPTN的输入负极在每两串或者多串并联后连接到所述分断装置输入端。如图10和图11所示。图10和图11亦为光伏发电系统输入分断保护系统的结构示意图。
需要说明都是，上述实施例中的变换器采用但不限于逆变器、智能汇流箱、储能装置。上述实施例中Hall 1、Hall 2、Hall 3……均为电流传感器。
为便于对本发明的理解，下面对本发明的工作原理进行扼要是说明：
(1)当运维人员需要维护变换器时，可以通过操作外部急停开关控制变换器断开分断装置，从而断开光伏板与变换器的回路，这时拆卸光伏直流端子时不会发生拉弧现象，运维人员可以正常维护设备。
(2)当上述光伏发电系统中出现一路PV或者多路PV反接时，连接正确的组串将向反接的组串灌入电流，反接的PV支路将检测到较大的反接电流，并判断反向电流是否超过预设阈值，若至少一路PV支路反向电流超过该预设阈值，则判定PV支路出现组串反接，并报错提醒运维人员去现场整改反接的组串。当发现系统检测到PV1、PV2反接，则断开分断装置1；检测到PV3、PV4反接，则断开分断装置2；检测到PV5、PV6出现反接时，则断开分断装置3；检测到PV7、PV8出现反接时，则断开分断装置4；检测到PVn、PVn+1、出现反接时，则断开分断装置n；检测到PVn+2、PVn+3、出现反接时，则断开分断装置n+1；这样断开反灌回路，避免出现多灌一的情况，从而避免了起火的风险。
举例说明：当光伏发电系统检测到PV4反接时，断开开关分断装置2，从而阻止了PV1、PV2向反接的那路灌入大电流，此时仅PV3还继续向PV4灌入电流，该电流大小不足以损坏电池板，此时系统发出告警提醒运维人员去现场修复反接问题。
本实施例提供的技术方案中每路MPPT负极或者正极每两串或者多串并联后通过分断装置隔开后再连接到变换器。与传统光伏输入分断保护系统相比，本发明不仅大幅减少了使用保险丝的数量，降低了整机的成本，而且提高了变换器反接时的可靠性，降低了整机故障率，解决了光伏发电系统组串反接引起保险丝或断路器拉弧的问题。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种光伏输入分断保护系统，其特征在于，该系统中MPPT1、MPPT2、MPPT3…MPPTN的每两串或者多串光伏组件并联后接入分断装置的一端，分断装置另一端接入变换器；其中，MPPT1、MPPT2、MPPT3…MPPTN均由两串或者多串光伏组件并联组成，N为正整数。
2.根据权利要求1所述的光伏输入分断保护系统，其特征在于，所述变换器采用但不限于逆变器、智能汇流箱、储能装置。
3.根据权利要求1所述的光伏输入分断保护系统，其特征在于，所述光伏输入分断保护系统还包括急停开关，急停开关用于控制变换器断开分断装置。
4.根据权利要求3所述的光伏输入分断保护系统，其特征在于，所述急停开关采用手动操作装置。
5.根据权利要求4所述的光伏输入分断保护系统，其特征在于，所述手动操作装置采用不限于按钮开关、旋钮开关。
6.根据权利要求1所述的光伏输入分断保护系统，其特征在于，所述分断装置包括可断开器件、阻抗器件以及可控器件，所述可断开器件与阻抗器件串接后与所述可控器件并接。
7.根据权利要求6所述的光伏输入分断保护系统，其特征在于，所述可断开器件采用但不限于保险丝、绝缘栅双极型晶体管、MOS管、SiC-MOSFET功率晶体管的任一种。
8.根据权利要求6所述的光伏输入分断保护系统，其特征在于，所述阻抗器件采用但不限于电阻、电感的任一种。
9.根据权利要求6所述的光伏输入分断保护系统，其特征在于，所述可控器件采用但不限于磁保持继电器、断路器、接触器的任一种。
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