CN113826302A - 一种光伏发电系统的保护装置、保护方法及光伏发电系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种光伏发电系统的保护装置、保护方法及光伏发电系统,涉及光伏发电技术领域。其中，该保护装置包括：接口、保护开关、直流母线和控制器；所述装置通过所述接口连接至少两个光伏单元，所述至少两个光伏单元在所述装置内部与所述直流母线耦合以形成至少两个支路，每个所述支路至少连接有一个所述光伏单元；所述保护开关，用于断开全部或部分所述光伏单元与所述直流母线的连接，使至多三个所述光伏单元直接并联；控制器用于当根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障时，控制保护开关断开。利用该装置，能够在光伏发电系统出现故障时有效保护光伏单元和线路，并且功率损耗低。

Description

一种光伏发电系统的保护装置、保护方法及光伏发电系统
本申请要求于2020年4月13日提交中国国家知识产权局、PCT国际申请号为PCT/CN2020/084500、发明名称为“一种短路保护装置、短路保护方法及光伏发电系统”的国际专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电系统的保护装置、短路保护方法及光伏发电系统。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，将光能转变为电能的一种技术。光伏发电系统通常可以包括光伏单元、逆变器、交流配电设备等。其中，为了获得较高的输出电压或输出电流，光伏单元通常由多个光伏组件通过一定的串并联方式形成。为了提高光伏发电系统的发电效率，光伏单元会连接具有独立MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)功能的器件以提高光伏发电系统的发电效率。
目前，为了提升光伏发电系统的直流配比(光伏单元的功率与逆变器的输入功率的比值)，通常每路MPPT器件连接至少两路光伏单元。以一路光伏单元出现短路或者光伏单元所在线路出现短路为例，此时短路电流为连接的其它路的光伏单元的输出电流之和，当连接的其它路的光伏单元数量仅为1时，由于短路电流较小，光伏单元和线路可以耐受此短路电流。但是当连接的其它路的光伏单元的数量为2或者更多时，短路电流较大，为了保护光伏单元和线路，可以在光伏单元的正输出端和/或负输出端串联熔断器，通过使熔断器熔断以保护光伏单元和线路。
但是，由于熔断器的熔断电流一般较高，而每路光伏单元的输出电流较低，因此多路光伏单元的短路电流之和难以达到熔断器熔断电流，导致熔断器并不能有效的保护光伏单元和线路，并且熔断器的内阻较大，还会导致光伏发电系统存在较大的功率损耗。
发明内容
本申请提供了一种光伏发电系统的保护装置、保护方法及光伏发电系统，能够在光伏发电系统故障时有效保护光伏单元和线路，并且功率损耗低。
第一方面，本申请实施例提供了一种光伏发电系统的保护装置，应用于光伏发电系统，该装置包括：接口、保护开关、直流母线和控制器；所述装置通过接口连接至少两个光伏单元，所述至少两个光伏单元在所述装置内部与所述直流母线并联以形成至少两个支路，每个所述支路至少连接有一个所述光伏单元；保护开关用于断开全部或部分光伏单元与直流母线的连接，以使至多三个所述光伏单元直接并联。控制器当根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障时，控制保护开关断开。
由于该装置的保护开关在断开时使至多三个光伏单元直接并联。因此，当一个光伏单元可以承受两个光伏单元输出的电流时，当存在光伏单元出现故障时，至多有两个正常的光伏单元向其输出电流，此时电流在该故障的光伏单元的承受范围内，进而保护光伏组件和线路不会损坏。并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，降低了光伏系统的损率损耗。此外，由于不再使用熔断器，原先用于内置熔断器的Y线束不需再设置于光伏发电系统的逆变器或者直流汇流箱的下部，而可以配置在光伏单元侧，从而还降低了电缆成本。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，参数检测值为反向电流值，控制器具体用于当存在支路的反向电流值大于第一电流值时，确定光伏发电系统存在故障。
当支路存在较大的反向电流时，表征此时其它支路输出的直流电向该支路进行反灌，即可确定该支路出现了短路故障。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述装置通过所述接口连接至少三个光伏单元，其中，至多两个所述光伏单元直接并联连接所述直流母线，其余每个所述光伏单元分别与至少一个所述保护开关串联后再并联连接所述直流母线。
在一些实施例中，光伏单元或线路只能承受一个光伏单元的输出电流，当至多两个所述光伏单元直接并联连接所述直流母线时，若存在光伏单元出现短路故障，至多有一个正常的光伏单元向其输出短路电流，其余光伏单元均可直接断开，此时短路电流在该故障的光伏单元的承受范围内，进而保护光伏组件和线路不会损坏。
结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述装置通过所述接口连接至少三个光伏单元，其中，至多三个所述光伏单元直接并联连接所述直流母线，其余每个所述光伏单元分别与至少一个所述保护开关串联后再并联连接所述直流母线。
在一些实施例中，光伏单元或线路的可以承受两个光伏单元的输出电流，因此当至多三个所述光伏单元直接并联连接所述直流母线时，若存在光伏单元出现短路故障，至多有两个个正常的光伏单元向其输出短路电流，其余光伏单元均可直接断开，此时短路电流在该故障的光伏单元的承受范围内，进而保护光伏组件和线路不会损坏。
结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述装置通过所述接口连接三个光伏单元，其中，两个光伏单元直接并联连接所述直流母线，另一个光伏单元与至少一个所述保护开关串联后并联连接所述直流母线。控制器能够在出现短路故障时控制保护开关断开，进而保护了光伏系统中的光伏单元和线路。
结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述装置通过所述接口连接三个光伏单元，其中，两个光伏单元分别与至少一个所述保护开关串联后并联连接所述直流母线，另一个光伏单元直接并联连接所述直流母线。控制器能够在出现短路故障时控制保护开关断开，使得流入出现短路故障的光伏单元的电流为零，进而保护了光伏系统中的光伏单元和线路。
结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述装置通过所述接口连接四个光伏单元，其中，两个光伏单元先并联再与至少一个所述保护开关串联，然后并联连接所述直流母线，其它两个光伏单元直接并联连接所述直流母线。控制器能够在出现短路故障时控制保护开关断开，进而保护了光伏系统中的光伏单元和线路。
结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，所述装置通过所述接口连接四个光伏单元，其中，两个光伏单元直接并联，其余两个光伏单元分别与至少一个所述保护开关串联后再与所述两个光伏单元并联，然后并联接入所述直流母线。控制器能够在出现短路故障时控制保护开关断开，进而保护了光伏系统中的光伏单元和线路。
结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，所述装置通过所述接口连接四个光伏单元，其中，一个光伏单元与至少一个所述保护开关串联后并联连接所述直流母线，另外三个光伏单元直接并联连接所述直流母线。此时光伏单元或线路的可以承受两个光伏单元的输出电流，控制器能够在出现短路故障时控制保护开关断开，进而保护了光伏系统中的光伏单元和线路。
结合第一方面，在第八种可能的实现方式中，所述装置通过所述接口连接四个光伏单元，其中，三个光伏单元先并联再与至少一个所述保护开关串联，然后并联连接所述直流母线，另一个光伏单元直接并联连接所述直流母线。此时光伏单元或线路的可以承受两个光伏单元的输出电流，控制器能够在出现短路故障时控制保护开关断开，进而保护了光伏系统中的光伏单元和线路。
结合第一方面，在第九种可能的实现方式中，当光伏单元与一个保护开关串联时，所述保护开关串联在所述光伏单元的正输出端或负输出端，控制保护开关断开，即可控制对应的光伏单元所在线路断路。
结合第一方面，在第十种可能的实现方式中，当所述光伏单元与两个所述保护开关串联时，两个所述保护开关分别串联在所述光伏单元的正输出端和负输出端。通过冗余设置保护开关，提升了系统的容错能力，并且能够彻底切断短路的光伏单元与系统的连接，便于进行维护与检修。
结合第一方面，在第十一种可能的实现方式中，当多个所述光伏单元先并联再与一个所述保护开关串联时，多个光伏单元的正输出端并联后与一个所述保护开关串联，或多个光伏单元的负输出端并联后与另一个所述保护开关串联，控制保护开关断开，即可控制对应的光伏单元所在线路断路。
结合第一方面，在第十二种可能的实现方式中，当多个所述光伏单元先并联再与两个所述保护开关串联时，多个光伏单元的正输出端并联后与一个所述保护开关串联，且多个光伏单元的负输出端并联后与另一个所述保护开关串联，通过冗余设置保护开关，提升了系统的容错能力。
结合第一方面，在第十三种可能的实现方式中，控制器用于当存在支路的反向电流大于第一电流值时控制所述保护开关断开，具体包括：控制器用于当存在支路的电流的绝对值大于所述直流母线的电流的绝对值时，确定存在支路的反向电流大于所述第一电流值，控制所述保护开关断开。
这是因为当无短路故障时，所有光伏单元的输出电流汇入直流母线，直流母线的电流绝对值大于任意支路的电流的绝对值。当存在一个光伏单元出现短路故障时，其它正常的光伏单元的输出电流会流向该短路的光伏单元，此时直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值。
结合第一方面，在第十四种可能的实现方式中，所述装置还包括：第一电流传感器和第二电流传感器；第一电流传感器用于获取所述直流母线的电流的绝对值并发送至所述控制器；第二电流传感器用于获取预设支路的电流的绝对值并发送至所述控制器。
控制器通过比较支路的电流的绝对值大小和直流母线的电流的绝对值大小，以确定是否存在光伏单元或线路出现短路故障。
结合第一方面，在第十五种可能的实现方式中，所述装置还包括：功率电路；
所述功率电路为直流-直流DC-DC变换电路或直流-交流DC-AC变换电路。
结合第一方面，在第十六种可能的实现方式中，所述装置还包括：第一电压传感器和直流开关；所述直流母线通过所述直流开关连接所述功率电路的输入端；所述第一电压传感器用于获取所述直流母线的电压的绝对值并发送至所述控制器。
结合第一方面，在第十七种可能的实现方式中，控制器用于当存在支路的反向电流大于第一电流值时控制所述保护开关断开，具体包括：控制器当存在支路的电流方向与预设电流方向相反时，确定存在支路的反向电流大于所述第一电流值，控制所述保护开关断开。
这是因为当光伏单元出现短路故障时，其它所有正常的光伏单元所在支路的电流流入该故障光伏单元所在支路，导致此时故障光伏单元所在支路的电流检测方向与正常时的预设方向相反；而当该光伏单元所在支路正常，其它支路中存在短路故障时，光伏单元所在支路向出现短路故障的支路输出电流，此时其它支路中存在电流检测方向与预设电流方向相反。
结合第一方面，在第十八种可能的实现方式中，所述装置还包括：第三电流传感器和第四电流传感器；所述第三电流传感器用于获取第一检测点的电流检测方向并发送至所述控制器，所述第一检测点位于任意一个支路；所述第四电流传感器用于获取第二检测点的电流检测方向并发送至所述控制器，除第一检测点所在支路外的其它所有支路汇集于所述第二检测点。
结合第一方面，在第十九种可能的实现方式中，所述控制器具体用于：当所述第一检测点的电流检测方向和第一检测点的预设电流方向相反，或第二检测点的电流检测方向和第二检测点的预设电流方向相反时，控制所述保护开关断开。
结合第一方面，在第二十种可能的实现方式中，该保护装置还包括：功率电路；功率电路为直流-直流DC-DC变换电路或直流-交流DC-AC变换电路。
结合第一方面，在第二十一种可能的实现方式中，所述装置还包括：第五电流传感器、第二电压传感器和直流开关；直流母线通过所述直流开关连接所述功率电路的输入端；第五电流传感器用于获取所述直流母线的电流的绝对值并发送至所述控制器；第二电压传感器用于获取所述直流母线的电压的绝对值并发送至所述控制器。
结合第一方面，在第二十二种可能的实现方式中，当保护装置内部出现正负极短路、直流母线短路，或者后级电路的直流母线出现短路时，会导致直流母线的电压降低以及电流增大，因此控制器还用于：当所述直流母线的电流的绝对值大于第二电流值且所述直流母线的电压的绝对值小于第一电压值时，控制所述直流开关断开，实现对电路的保护。
结合第一方面，在第二十三种可能的实现方式中，当所述光伏单元和保护单元串联或者并联后通过所述接口连接所述装置时，所述保护开关，还用于在断开时使所述保护单元不触发保护动作。
即对于目前采用保护单元的光伏发电系统进行改造时，可以无需对保护单元进行拆除处理，以便于直接入所述断路保护装置。
结合第一方面，在第二十四种可能的实现方式中，所述保护单元至少包括以下中的一项：熔断器、优化器和关断盒。
结合第一方面，在第二十五种可能的实现方式中，当所述装置包括至少两个保护开关时，所述至少两个保护开关由同一个控制器控制，或由多个控制器控制。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，控制器具体用于当支路的参数检测值超过第一预设参数值范围，或当直流母线的参数检测值超过第二预设参数值范围时，确定光伏发电系统发生故障。该参数检测值可以为电压值、电流值、功率值或温度值中的至少一种。
当参数检测值异常时，例如支路的电压降低、电流增大、功率增大以及温度升高时，即可确定该支路出现了短路故障。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，控制器具体用于当直流母线的漏电流检测值大于第三电流值时，或存在支路的漏电流检测值大于第四电流值时，确定光伏发电系统发生故障。当出现漏电流检测值异常时，表明光伏发电系统出现了漏电流故障。利用本申请的方案，可以将漏电流故障进行定为，确定漏电流故障出现的支路，或者将漏电流故障定位在直流母线。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，控制器具体用于当根据所有支路的电流检测值确定存在支路出现电弧故障，或根据直流母线的电流检测值确定直流母线出现电弧故障时，确定光伏发电系统出现故障。控制器具体可以根据电流检测值和预设标准值的偏移程度来确定是否存在电弧故障。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，控制器还用于根据上位机发送的控制指令控制所述保护开关断开或闭合，进而实现保护开关的主动控制。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，至多三个光伏单元直接并联后连接一个接口，或至多三个光伏单元分别通过对应的接口后在装置内部并联。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，保护开关为旋转式直流隔离开关或直流断路器。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，控制器还用于当确定故障排除后或经过预设时间后控制保护开关闭合。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，该保护装置还包括直流/直流变换器。直流母线连接直流/直流变换器的输入端，直流/直流变换器的输出端为光伏发电系统的保护装置的输出端。直流/直流变换器，用于将从直流母线获取的直流电进行直流变换后输出。此时该光伏发电系统的保护装置为升压直流汇流箱。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，该保护装置还包括直流/交流变换器，直流母线连接直流/交流变换器的输入端，直流/交流变换器的输出端为光伏发电系统的保护装置的输出端；直流/交流变换器，用于将从直流母线获取的直流电转换为交流电后输出。此时该光伏发电系统的保护装置为逆变器。
第二方面，本申请还提供了一种光伏发电系统的保护方法，应用于控制保护装置，装置通过接口连接至少两个光伏单元，至少两个光伏单元在装置内部与直流母线耦合以形成至少两个支路，每个支路至少连接有一个光伏单元；保护开关用于断开全部或部分光伏单元与直流母线的连接，使至多三个光伏单元直接并联。该方法包括：
根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障时，控制保护开关断开。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，参数检测值为反向电流值，根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障，具体包括：
当存在支路的反向电流值大于第一电流值时，确定光伏发电系统存在故障。
利用该方法，保护开关在断开时使至多三个光伏单元直接并联。因此，当一个光伏单元可以承受两个光伏单元输出的电流时，当存在光伏单元出现故障时，至多有两个正常的光伏单元向其输出电流，此时电流在该故障的光伏单元的承受范围内，进而保护光伏组件和线路不会损坏。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，参数检测值为反向电流值，根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障，具体包括：
当存在支路的反向电流值大于第一电流值时，确定光伏发电系统存在故障。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述装置还包括功率电路，所述直流母线通过直流开关连接所述功率电路的输入端，所述方法还包括：当所述直流母线的电流的绝对值大于第二电流值且所述直流母线的电压的绝对值小于第一电压值时，控制所述直流开关断开。
利用该方法，能够在该保护装置内部出现正负极短路，或者后级母线出现短路时及时切除短路电流，实现对装置以及后级电路的保护。
结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述功率电路为直流-直流DC-DC变换电路或直流-交流DC-AC变换电路。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，参数检测值为电压值、电流值、功率值或温度值中的至少一项，根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障，具体包括：
当支路的参数检测值超过第一预设参数值范围，或当直流母线的参数检测值超过第二预设参数值范围时，确定光伏发电系统发生故障。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障，具体包括：
当直流母线的漏电流检测值大于第三电流值时，或存在支路的漏电流检测值大于第四电流值时，确定光伏发电系统发生故障。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障，具体包括：
当根据所有支路的电流检测值确定存在支路出现电弧故障，或根据直流母线的电流检测值确定直流母线出现电弧故障时，确定光伏发电系统出现故障。第三方面，本申请还提供了一种光伏发电系统，包括至少两个光伏单元和以上任意一种实现方式所述的保护装置，每个光伏单元包括至少一个光伏组件，当光伏单元中包括多个光伏组件时，光伏组件可以通过串联或者混联的方式连接。
该光伏发电系统的保护装置的控制器，能够当根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障时，控制保护开关断开，以使至多三个所述光伏单元直接并联。进而保护了光伏系统中的光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了光伏系统的损率损耗。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，系统还包括：保护单元，光伏单元和所述保护单元串联或者并联后通过所述接口接入所述保护装置。
因此对于目前采用保护单元的光伏发电系统进行改造时，可以无需对保护单元进行拆除处理，以便于直接入所述断路保护装置。
结合第三方面，在第二种可能的实现方式中，该保护单元可以为熔断器、优化器和关断盒中的一项或多项的组合。
当该保护装置包括功率电路时，功率电路可以为直流-直流(DC-DC)变换电路，当功率电路为直流-直流变换电路时，该直流-直流变换电路具体可以为升压(Boost)电路、降压(Buck)电路或升降压(Buck-Boost)电路，此时该保护装置还可以为光伏发电系统的直流汇流箱。
功率电路还可以为直流-交流(DC-AC)变换电路，即逆变器(或称逆变电路)，用于将直流电变换为交流电后进行输出。
当保护装置不包括功率电路时，保护装置可以作为独立的设备接入光伏发电系统的直流汇流箱或者逆变器的输入端。
从以上技术方案可以看出，本申请提供的方案至少具有以下优点：
本申请实施例提供的光伏发电系统的保护装置可以应用于光伏发电系统，该装置的保护开关在断开时使至多三个光伏单元直接并联。例如，当使两个光伏单元在所述装置内部直接并联连接直流母线时，若其中一个光伏单元出现短路故障，则只会有一个正常的光伏单元向其输出短路电流，此时短路电流在该故障的光伏单元的承受范围内，进而保护光伏组件和线路不会损坏。具体的光伏单元和保护开关的连接方式可以根据实际需求进行配置。该保护装置的控制器能够根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障时，控制保护开关断开，使至多三个所述光伏单元直接并联，进而保护了光伏系统中的光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，降低了光伏系统的损率损耗。此外，由于不再使用熔断器，原先用于内置熔断器的Y线束不需再设置于光伏发电系统的逆变器或者直流汇流箱的下部，而可以配置在光伏单元侧，从而还降低了电缆成本。
附图说明
图1为现有技术采用的保护装置的示意图一；
图2为现有技术采用的保护装置的示意图二；
图3为现有技术采用的保护装置的示意图三；
图4为本申请实施例提供的一种支路的示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种支路的示意图；
图6A为本申请实施例提供的一种保护装置的示意图；
图6B为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图；
图6C为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图；
图8为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图；
图9为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图；
图11为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图；
图12为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图；
图13为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图；
图14为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图；
图15为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图；
图16为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图；
图17为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图；
图18为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图；
图19为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图；
图20A为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图；
图20B为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图；
图20C为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图；
图21为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图；
图22为本申请实施例提供的一种短路保护方法的流程图；
图23为本申请实施例提供的另一种短路保护方法的流程图；
图24为本申请实施例提供的一种光伏发电系统的示意图。
具体实施方式
为了提升光伏发电系统的直流配比，通常每路MPPT器件连接至少两路光伏单元或者更多，并且为了在光伏单元出现短路或者线路出现短路时保护光伏单元和线路，在光伏单元的正输出端和/或负输出端串联熔断器(或称熔丝)。下面以每路MPPT器件连接三条支路为例进行说明。当每路MPPT器件连接更多条支路时的原理类似，本申请在此不再赘述。
一并参见图1至图3。其中，图1为光伏单元的正输出端和负输出端均串联熔断器时的示意图；图2为光伏单元的正输出端串联熔断器时的示意图；图3为光伏单元的负输出端串联熔断器时的示意图。
每路支路包括一个光伏组件101，三条支路在开关102前完成并联，然后通过直流开关102连接MPPT器件103。图1中的fuse1-fuse6、图2中的fuse1-fuse3以及图3中的fuse1-fuse3为熔断器，在线路中的电流过大时熔断以保护光伏组件和线路。
但是由于光伏单元的实际输出电流较小，因而使得熔断器难以熔断。以额定电流为15A的熔断器为例，基于熔断器的标准规定，熔断器不熔断时允许的电流可以达1.13×15＝16.95A，在一小时内熔断需要的电流为1.35×15＝20.25A，而短路电流难以满足熔断器熔断所需电流，因此熔断器可能不会熔断，导致并不能有效的保护光伏单元和线路。此外，每个熔断器的内阻可达9毫欧姆，因此存在较大的功率损耗与发热问题。在一些实施例中，由于需要考虑对电缆的保护，还需要将内置熔断器的Y线束设置在装置的下部，进而还导致了电缆成本上升。
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种保护装置、短路保护方法及光伏发电系统，能够在光伏单元出现短路或者线路出现短路时有效保护光伏单元和线路，并且功率损耗低，下面结合附图具体说明。
以下说明中“第一”、“第二”等用语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。
装置实施例一：
以下实施例中的单个光伏单元可以包括一个光伏组件，还可以由多个光伏组件串并联形成，例如多个光伏组件先串联在一起形成光伏组串，多个光伏组串再并联在一起形成光伏单元。本申请实施例不具体限定光伏单元包括的光伏组件的具体数量，本领域技术人员可以根据实际需要来设置，而且本申请实施例中对单个光伏组件的电参数不做具体限定。连接同一个装置的多个光伏单元的输出电压可以相同，也可以不同，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供的保护装置应用于光伏发电系统，能够通过接口接入至少两个光伏单元，光伏单元通过接口接入后，能够在该装置的内部直接并联连接直流母线，或与保护开关串联后再并联连接直流母线，以将光伏单元的输出电流汇集于直流母线，进而在该装置内部形成至少两个支路，每个支路至少连接有一个光伏单元，下面首先具体说明支路的存在形式。
参见图4，该图为本申请实施例提供的一种支路的示意图。
其中，该支路包括一个光伏单元101a1，光伏单元101a1的正输出端为该支路的正输出端，光伏单元101a1的负输出端为该支路的负输出端，以下实施例的说明中不再区分。
参见图5，该图为本申请实施例提供的另一种支路的示意图。
其中，该支路可以包括多条图4所示的支路，因此包括了至少两个光伏单元，例如依次为101a1、101a2、…101ai。在一些实施例中，当支路中包括多个光伏单元时，支路中还可以包括保护开关(图中未示出)以实现对光伏单元和线路的保护。
可以理解的时，本申请实施例中的支路是电学领域的概念，指并联电路的分支电流流过的路线，继续以图5为例，则光伏单元101a1所在的线路可以称为一个支路，光伏单元101a1和光伏单元101a1并联后形成的线路也可以称为一个支路。
各光伏单元的正输出端汇集后为该支路的正输出端，各光伏单元的负输出端汇集后为该支路的负输出端。
以下实施例中的“支路”具体指所有图4所示的支路以及图5所示的支路的总称。即除去干路(直流母线)外其余所有支路的总称。
下面结合附图具体说明该保护装置的工作原理。
参见图6，该图为本申请实施例提供的一种保护装置的示意图。
该保护装置200包括接口、保护开关S1-SM-1、直流母线和控制器(图中未示出)。
该装置200可以通过接口连接至少两个光伏单元，本申请对接入的光伏单元的数量不作具体限定。至少两个光伏单元在装置内部与直流母线耦合以形成至少两个支路，每个支路至少连接有一个光伏单元。
该保护装置应用于光伏发电系统时，直流母线具体包括正直流母线和负直流母线。
其中，保护开关S1-SM-1，用于断开全部或部分光伏单元与直流母线的连接，使至多三个光伏单元直接并联，即用于在断开时使至多三个光伏单元在装置内部直接并联连接直流母线。
例如，当单个光伏单元出现短路故障时，该故障的光伏单元可以承受1个其它正常的光伏单元的输出电流时，则保护开关S1-SM-1在断开时使至多2个光伏单元在装置内部直接并联，此时图中的i和j的取值为2。
又例如，当单个光伏单元出现短路故障时，该故障的光伏单元可以承受2个其它正常的光伏单元的输出电流时，则保护开关S1-SM-1在断开时使至多3个光伏单元在装置内部直接并联，此时图中的i和j的取值为3。
i和j的具体由实际的光伏单元的电流耐受值确定，本申请实施例在此不作具体限定。需要注意的是，图6中所示仅为便于作图以及说明，图中的i个光伏单元实际上在保护装置内部实现并联。
为了方便说明，以下以i和j的取值为2为例进行说明，在另一些实施例中，当i和j的取值为3时的原理类似，本申请在此不再赘述。
控制器用于当根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障时，控制所述保护开关断开。下面以出现短路故障为例进行说明，具体的，当参数检测值为反向电流值，控制器具体用于当存在支路的反向电流值大于第一电流值时，确定光伏发电系统存在故障。
下面说明控制器实现保护功能的原理。
当无短路故障时，所有支路的电流汇入直流母线，因此直流母线的电流绝对值大于任意支路的电流的绝对值，电流的方向为由光伏单元的正极流向正直流母线。而当任意支路出现短路故障时，其它所有的正常支路的输出电流会流向该出现短路故障的支路，此时导致直流母线的电压降低，并且存在支路的电流方向变化为流向该出现短路故障的支路，即存在支路的反向电流大于第一电流值。其中第一电流值可以根据实际情况确定，本申请实施例不作具体限定，优选的，为了能够尽早发现短路故障并触发保护开关的保护动作，该第一电流值可以为较小的值，例如为0，即当存在支路出现反向电流时，控制器控制保护开关断开。
此时控制器确定存在光伏单元或线路出现短路故障，控制保护开关断开以实现对于光伏单元和线路的保护。
在一些实施例中，该保护装置200还包括功率电路201，功率电路用于进行功率变换，该功率电路可以为直流/直流(DC/DC)变换电路或直流-交流(DC/AC)变换电路。
当功率电路201为直流-直流变换电路时，该直流-直流变换电路具体可以为升压(Boost)电路、降压(Buck)电路或升降压(Buck-Boost)电路，此时该保护装置可以作为光伏发电系统的直流汇流箱，本申请对此不作具体限定。
当功率电路201为直流-交流电路时，该直流-交流电路用于将直流电变换为交流电进行输出，此时该保护装置可以作为光伏发电系统的逆变器。
在另一些实施例中，该保护装置也可以作为独立的装置设置于光伏发电系统的直流汇流箱或者逆变器的输入端。
综上所述，本申请实施例提供的保护装置可以通过接口接入多个光伏单元，该装置的保护开关在断开时使至多三个光伏单元在所述装置内部直接并联，以保护光伏组件和线路不会损坏，具体的光伏单元和保护开关的连接方式可以根据实际需求进行配置。该装置的控制器能够当存在支路的反向电流大于第一电流值时控制保护开关断开，进而保护了光伏系统中的光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了光伏系统的损率损耗。此外，由于不再使用熔断器，原先用于内置熔断器的Y线束不需再设置于光伏发电系统的逆变器或者直流汇流箱的下部，而可以配置在光伏单元侧，从而还降低了电缆成本。
以上说明中以允许故障光伏组件承受来自其他光伏组件的反灌电流为例，实际应用中，为了更加符合安全规范要求，保护开关用于断开全部光伏单元与直流母线的连接，具体参见图6B所示。
参见图6B，该图为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图。
图6B和图6A的区别在于，还包括了保护开关S01和S02，进而使得所有保护开关断开时，断开全部光伏单元与直流母线的连接，即断开所有接口与直流母线间的连通线路。
此外，以上说明中均以至多三个光伏单元直接并联后连接一个接口为例。在另一些实施例中，至多三个光伏单元分别通过对应的接口后在装置内部并联，具体实现方式还可以参见图6C所示。
在一些实施例中，控制器具体当存在支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，或者当存在支路的反向电流大于第一电流值时，确定存在支路的反向电流大于第一电流值，控制保护开关断开，下面结合具体的实现方式说明控制器的工作原理。
装置实施例二：
下面首先以该保护装置连接两路光伏单元为例进行说明。
参见图7，该图为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图。
该保护装置200通过接口接入两个光伏单元101a1和101a2。
两个光伏单元在该保护装置200内并联后通过直流开关102连接功率电路201，直流开关102用于保护电路，在一些实施例中也可以取消设置而短接。
其中，至少一个光伏单元还串联有保护开关S1。
下面说明控制器利用检测电流绝对值大小实现保护功能的原理。
当无短路故障时，两个光伏单元的电流汇入直流母线，直流母线的电流绝对值(检测点A或检测点B的检测电流的绝对值)大于任意支路的电流的绝对值(检测点C或检测点D的检测电流的绝对值)。
当存在一个光伏单元出现短路故障时，另一个正常的光伏单元的输出电流会流向该短路的光伏单元，此时直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值。
控制器当存在支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，控制保护开关S1断开。
具体的，当光伏单元101a1所在支路出现短路故障时，保护开关S1断开使得光伏单元101a2停止输出电流，进而保护了光伏单元和线路；当光伏单元101a2所在支路出现短路故障时，保护开关S1断开使得短路的支路断路，光伏单元101a1可以继续向装置200输出电流，维持正常工作状态。
在一些实施例中，可以通过电流传感器实现检测电流的大小与方向，电流传感器将检测结果发送给装置200的控制器。
以上实现方式可以通过第一电流传感器检测A点或B点的电流的绝对值，通过第二电流传感器检测C点或D点的电流的绝对值实现。
在一些实施例中，保护开关S1可以与光伏单元102a2的正输出端串联，也可以与光伏单元102a2的负输出端串联，还可以在光伏单元102a2的正输出端和负输出端均串联一个光伏单元以实现冗余控制，本申请实施例对此不作具体限定。
下面说明控制器利用检测电流方向实现保护功能的原理。
当无短路故障时，可以将检测点C和检测点D的电流方向设定为预设方向，例如可以设定为正方向。
当光伏单元101a1所在支路出现短路故障时，此时光伏单元101a2的输出电流流入光伏单元101a1所在支路，导致检测点C的电流方向与预设电流方向相反，为负方向，此时控制器控制保护开关S1断开使得光伏单元101a2停止输出电流，进而保护了光伏单元和线路；而当光伏单元101a2所在支路出现短路故障时，此时光伏单元101a1的输出电流流入光伏单元101a2所在支路，导致检测点D的电流方向与预设电流方向相反，此时控制器控制保护开关S1断开使得短路的支路断路，而光伏单元101a1可以继续正常向保护装置200输出电流。
该方式可以通过第三电流传感器检测C点的电流方向，并通过第四电流传感器检测D点的电流方向实现。
以上实施例中的检测点C和检测点D也可以位于对应的光伏单元的负输出端侧，或一个位于光伏单元的正输出端侧，另一个位于光伏单元的负输出端侧，此时控制器的工作原理类似，在此不再赘述。
综上所述，当保护装置通过接口连接两路光伏单元时，其控制器能够当存在支路电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，或存在支路电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以使任意支路的电流小于第一电流值，进而保护了光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小(在一些实施例中，应用的保护开关的内阻仅0.3毫欧姆左右，小于熔断器的内阻)，因此还降低了损率损耗。此外，还可以将Y端子配置在光伏单元侧，从而降低了电缆成本。
以上实施例以该保护装置接入两路光伏单元为例说明，但目前为了提升光伏发电系统的直流配比，通常保护装置会对应连接3路、4路…甚至更多路光伏单元，下面首先说明每路装置对应连接3路光伏单元时的工作原理。
装置实施例三：
参见图8，该图为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图。
三个光伏单元的正输出端在保护装置内部并联后通过直流开关102连接功率电路201，直流开关102用于保护电路，实际应用中也可以取消设置而短接。
光伏单元101a1串联保护开关S1后并联连接直流母线，光伏单元101a3串联保护开关S2后并联连接直流母线。
下面说明控制器利用检测电流绝对值大小实现保护功能的原理。
当无短路故障时，三个光伏单元的输出电流汇入直流母线，因此直流母线的电流绝对值(检测点A或检测点B的检测电流的绝对值)大于任意支路的电流的绝对值(检测点C、检测点D和检测点E的检测电流的绝对值)。
当存在一个光伏单元出现短路故障时，其它正常的光伏单元的输出电流会流向出现短路故障的光伏单元，此时导致直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值。
保护装置的控制器当直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值时，控制保护开关S1和S2断开以使流入短路支路的电流为零，进而保护了光伏单元与线路。
该实现方式可以通过第一电流传感器检测直流母线(即检测点A或B)电流的绝对值，第二电流传感器检测任意支路(即检测点C、D或E)的电流的绝对值实现。
下面说明控制器利用检测电流方向实现保护功能的原理。
当无短路故障时，可以将C点、D点和E点的电流方向设定为预设电流方向，例如设定为正方向。
当存在光伏单元出现短路故障时，此时其它正常的光伏单元的输出电流会流向该出现短路故障的光伏单元，导致该出现短路故障的光伏单元中的电流方向与预设方向相反，此时控制器控制所述保护开关S1和S2断开以使流入短路支路的电流为零，进而保护了光伏单元与线路。
该方式可以通过三个电流传感器分别检测三个第一类光伏单元支路的电流方向实现。
在另一种可能的实现方式中，为了减少使用的电流传感器的数量，还可以通过检测G点和F点的电流方向确定是否存在短路故障，当光伏单元101a1和101a3所在的支路存在短路故障时，H点的电流检测方向会与预设电流方向相反，当光伏单元101a2所在的支路存在短路故障时，G点的电流检测方向会与预设电流方向相反。控制器可以当H点和G点中存在电流检测方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以保护光伏单元和线路。
该方式可以通过第三电流传感器检测G点的电流方向，通过第四电流传感器检测H点的电流方向实现，相较于前一种实现方式能够减少使用的电流传感器的数量。
在一些实施例中，保护开关S1或保护开关S2也可以取消设置而短接，此时控制器控制保护开关断开后可以使流进短路故障的支路的电流小于第一电流值。
综上所述，当该保护装置通过接口连接3路光伏单元时，控制器能够当存在光伏单元的电流的绝对值大于直流母线电流的绝对值时，或存在支路的电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以使任意支路的电流小于第一电流值，进而保护了光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了损率损耗。此外，还可以将Y端子配置在光伏单元侧，从而降低了电缆成本。
装置实施例四：
参见图9，该图为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图。
其中，光伏单元101a1和101a2在所述保护装置的内部直接并联后连接直流母线，光伏单元101a3与保护开关S1串联后再并联接入装置的直流母线。
直流开关102用于保护电路，在一些实施例中也可以取消设置而短接。其中，以保护开关S1串联在光伏单元101a3的负极为例说明。在一些实施例中，保护开关S1也可以串联在光伏单元101a3的正极。
下面说明控制器利用检测电流绝对值大小实现保护功能的原理。
当无短路故障时，各个支路的电流汇入直流母线，因此直流母线的电流绝对值(检测点A或检测点B的检测电流的绝对值)大于任意支路的电流的绝对值(检测点C、D、E和F的检测电流的绝对值)。
当存在支路出现短路故障时，正常的支路的输出电流会流向该出现短路故障的支路，此时导致直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值。
因此，保护装置的控制器当存在支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，控制保护开关S1断开。具体的，当光伏单元101a3所在的支路出现短路故障时，保护开关S1断开能够使得流入故障支路电流为零，并使得光伏单元101a1和101a2还能够正常输出电流；当光伏单元101a1和101a2所在支路出现短路故障时，保护开关S1断开能够使光伏单元101a3所在的支路停止向故障支路输出电流，进而保护了光伏单元与线路。
该实现方式可以通过第一电流传感器检测直流母线(检测点A或检测点B)的电流的绝对值，第二电流传感器检测任意支路(检测点C、D、E或F中任意一处)的电流的绝对值实现，即需要两个电流传感器。
下面说明控制器利用检测电流方向实现保护功能的原理。
当无短路故障时，可以将检测点E和F的电流方向设定为预设方向，例如设定为正方向。
当光伏单元101a3所在的支路出现短路故障时，检测点E的电流方向会与预设电流方向相反；当光伏单元101a1和101a2所在支路出现短路故障时，检测点F的电流方向会与预设电流方向相反。
因此该实现方式可以通过两个电流传感器分别检测E点和F点的电流方向实现，当检测的电流方向中存在与预设电流方向相反的检测结果时，控制器控制保护开关S1断开以保护光伏单元与线路。
参见图10，该图为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图。
图10所示保护装置与图9的区别在于，保护开关S1串联在光伏单元101a1和101a2的负输出端(也可以串联在光伏单元101a1和101a2的正输出端)。此时控制器的工作原理与以上说明类似，本申请实施例在此不再赘述。
以上实施例中所述的检测点C、D和E也可以位于对应的光伏单元的负输出端侧。
综上所述，当该保护装置通过接口连接3路光伏单元时，其控制器能够当存在任意支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，或存在任意支路的电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以保护光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了损率损耗。此外，还可以将Y端子配置在光伏单元侧，从而降低了电缆成本。
以上实施例以每路装置的输入端包括3路光伏单元为例说明，下面说明每路装置对应连接4路光伏单元时的工作原理。
装置实施例五：参见图11，该图为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图。
其中，4个光伏单元的正输出端在所述保护装置内部汇集于正直流母线的保护开关S1，每个第一类光伏单元支路的负输出端在保护装置内部均串联一个保护开关后汇集于负直流母线。
下面说明控制器利用检测电流绝对值大小实现保护功能的原理。
当无短路故障时，四个光伏单元的电流汇入直流母线，因此直流母线的电流绝对值(检测点A或B的检测电流的绝对值)大于任意支路的电流的绝对值(检测C点、D、E和F的检测电流的绝对值)。
当存在一个光伏单元出现短路故障时，其它正常的光伏单元的输出电流会流向该出现短路故障的光伏单元，此时导致直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值，控制器控制保护开关断开以使的入短路支路的电流为0。
该实现方式可以通过第一电流传感器检测直流母线A和B点处的电流的绝对值，第二电流传感器检测任意第一类光伏单元支路(检测点C、D、E或F中的任意一点)的电流的绝对值实现。
下面说明控制器利用检测电流方向实现保护功能的原理。
当无短路故障时，可以将C点、D点、E点和F点的电流方向设定为预设方向，例如设定为正方向。
当存在光伏单元出现短路故障时，此时其它正常的光伏单元的输出电流会流向该短路的光伏单元，导致该短路的光伏单元所在支路中的电流方向与预设方向相反，此时控制器控制保护开关断开以使流入该故障支路的电流为零，进而保护了光伏单元与线路。
该实现方式可以通过四个电流传感器分别检测四个第一类光伏单元支路的电流方向实现。
在另一种可能的实现方式中，为了减少使用的电流传感器的数量，还可以通过检测G点和F点的电流方向确定是否存在短路故障。
当无短路故障时，可以将G点和H点的电流方向设定为预设方向，例如设定为正方向
当光伏单元101a1、101a3和101a4所在的支路存在短路故障时，H点的电流检测方向会与预设电流方向相反，当光伏单元101a2所在的支路存在短路故障时，G点的电流检测方向会与预设方向相反。
该方式可以通过两个电流传感器分别检测G点和H点的电流方向实现。
其中，在一些实施例中，保护开关S1、S2和S3也可以取消设置而短接，此时控制器控制保护开关断开可以使得流入短路支路的电流小于第一电流值以保护光伏单元和线路。
参见图12，该图为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图。
图12为另一种可能的实现方式，与图11所示方式的区别在于：光伏单元101a1的正输出端与光伏单元101a2的正输出端汇集于保护开关S1，并通过保护开关S1连接正直流母线；光伏单元101a3的正输出端与光伏单元101a4的正输出端汇集于保护开关S6，并通过保护开关S6连接正直流母线。
此时控制器可以采用图11所对应的工作原理，本申请实施例在此不再赘述。
参见图13，该图为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图。
图13为另一种可能的实现方式，与图11所示方式的区别在于：每个光伏单元的正输出端串联一个保护开关后汇集于正直流母线，每个光伏单元的负输出端串联一个保护开关后汇集于负直流母线。冗余设置保护开关能够进一步提升安全性，确保光伏单元所在支路能够被断开。
此时控制器可以采用图11所对应的工作原理，本申请实施例在此不再赘述。
可以理解的是，以上实施例中所述的检测点C、D、E和F也可以位于对应的光伏单元的负输出端侧。
综上所述，当该保护装置通过接口连接4路光伏单元时，其控制器能够在存在支路电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，或存在光伏单元的电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以使任意支路的电流小于第一电流值，进而保护了光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了损率损耗。此外，还可以将Y端子配置在光伏单元侧，从而降低了电缆成本。
装置实施例六：
参见图14，该图为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图。
其中，光伏单元101a1和101a2并联后接入所述装置的直流母线，光伏单元101a3和101a4所在的支路分别串联一个保护开关后接入所述装置的直流母线。
具体的，两个第一类光伏单元支路的正输出端汇集后连接正直流母线，两个第一类光伏单元支路的负输出端分别串联一个保护开关后汇集连接负直流母线。
光伏单元101a1和101a2的正输出端通过保护开关S1连接正直流母线，光伏单元101a1和101a2的负输出端通过保护开关S2连接负直流母线。
在一些实施例中，保护开关S1和S2也可以取消设置而短接。
下面说明控制器利用检测电流绝对值大小实现保护功能的原理。
当无短路故障时，各个支路的电流汇入直流母线，因此直流母线的电流绝对值(检测点A或B的检测电流的绝对值)大于任意支路的电流的绝对值(检测点C、D、E、F、G和H的检测电流的绝对值)。
当存在支路出现短路故障时，正常的支路的输出电流会流向该短路的支路，此时导致直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值。
因此，装置的控制器当存在支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，控制保护开关S1-S4断开，使得流入故障支路的电流为零，进而保护光伏单元和线路。
该实现方式可以通过第一电流传感器检测直流母线A点或B点电流的绝对值，第二电流传感器检测C、D、E、F、G或H中任意一处的电流的绝对值实现。
下面说明控制器利用检测电流方向实现保护功能的原理。
当无短路故障时，可以将检测点G和检测点H的电流方向设定为预设方向，例如设定为正方向。
当光伏单元101a3和101a4所在的支路出现短路故障时，H点的电流方向会与预设方向相反；当光伏单元101a1和101a2所在支路中存在短路故障时，G点的电流方向会与预设方向相反，因此控制器可以当H点和G点中的任意一点的电流检测方向与预设电流方向相反时，确定存在短路故障并控制保护开关S1-S4断开，使得流入故障支路的电流为零，进而保护光伏单元和线路。
该实现方式可以通过两个电流传感器分别检测G点和H点的电流方向实现。
在一些实施例中，开关S1、S3和S4也可以取消设置而短接，此时控制器控制保护开关断开能够使得流入短路支路的电流小于第一电流值，进而保护光伏单元和线路。
参见图15，该图为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图。
图15所示的实现方式与图14的区别在于：光伏单元101a3和101a4的正输出端汇集后通过保护开关S3连接正直流母线，光伏单元101a3的负输出端通过保护开关S4连接负直流母线，光伏单元101a4的负输出端通过保护开关S5连接负直流母线。
此时控制器可以采用图14所对应的工作原理实现对光伏单元和线路的保护，本申请实施例在此不再赘述。
参见图16，该图为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图。
图16所示的实现方式与图14的区别在于：包括光伏单元101a1和101a2并联，包括光伏单元101a1和101a2的正输出端汇集后通过保护开关S1连接正直流母线，负输出端汇集后通过保护开关S4连接负直流母线；光伏单元101a3的正输出端连接正直流母线，负输出端通过保护开关S2连接负直流母线；光伏单元101a4的正输出端通过保护开关S3连接正直流母线，负输出端通过保护开关S4连接负直流母线。
此时控制器可以采用图14所对应的工作原理实现对光伏单元和线路的保护，本申请实施例在此不再赘述。
以上实施例中所述的检测点C、D、E和F也可以位于对应的光伏单元的负输出端侧。
综上所述，当该保护装置通过接口连接4路光伏单元，其控制器能够当存在任意支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值，或存在任意支路的电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以使任意支路的电流小于第一电流值，进而保护了光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了损率损耗。此外，还可以将Y端子配置在光伏单元侧，从而降低了电缆成本。
装置实施例七：
参见图17，该图为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图。
其中，光伏单元101a1和101a2在所述装置内部直接并联，光伏单元101a1和101a2的正输出端通过保护开关S1连接正直流母线，负输出端通过保护开关S2连接负直流母线。光伏单元101a3和101a4在所述装置内部直接并联，光伏单元101a3和101a4的正输出端通过保护开关S3连接正直流母线，负输出端通过保护开关S4连接负直流母线。
下面说明控制器利用检测电流绝对值大小实现保护功能的原理。
当无短路故障时，各个支路的电流汇入直流母线，因此直流母线的电流绝对值(检测点A或B的检测电流的绝对值)大于任意支路的电流的绝对值(检测点C、D、E、F、G和H的检测电流的绝对值)。
当存在支路出现短路故障时，正常的支路的输出电流会流向该出现短路故障的支路，此时导致直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值。
该实现方式可以通过一个电流传感器检测直流母线A点或B点电流的绝对值，另一个电流传感器检测C、D、E、F、G或H中任意一处的电流的绝对值实现。
下面说明控制器利用检测电流方向实现保护功能的原理。
当无短路故障时，可以将G点和H点的电流方向设定为预设方向，例如设定为正方向。
当光伏单元101a1和101a2所在的支路出现短路故障时，G点的电流方向会与预设电流方向相反；当光伏单元101a3和101a4所在的支路存在短路故障时，H点的电流方向会与预设电流方向相反，因此控制器可以当G点和H点中的任意一点的电流检测方向与预设电流方向相反时，确定存在短路故障并控制保护开关S1-S4断开，使得流入故障支路的电流为零，进而保护光伏单元和线路。
在一些实施例中，可以将保护开关S1和S2中的至少一个取消设置而短接，或者将保护开关S3和S4中的至少一个取消设置而短接，或者将保护开关S1和S2中的任意一个以及保护开关S3和S4中的任意一个取消设置而短接，进而减少串联的保护开关的数量，以降低成本。此时控制器控制剩余保护开关断开后能够使得流入存在短路故障的支路的电流小于第一电流值，进而保护光伏单元和线路。
综上所述，该保护装置通过接口连接4路光伏单元，其控制器能够当存在支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，或存在支路的电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以使任意支路的电流小于第一电流值，进而保护了光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了损率损耗。此外，还可以将Y端子配置在光伏单元侧，从而降低了电缆成本。
以上各实施例说明了该保护装置连接3路和4路光伏单元时控制器的工作原理，在一些实时例中，每路装置还可以对应连接更多路光伏单元，下面具体说明每路装置连接的光伏单元的数量大于4路时控制器的工作原理。
装置实施例八：
以保护装置通过接口并联接入M个第一类光伏单元支路为例。其中，M为大于或等于3的整数，至多j个光伏单元在所述装置内部直接连接直流母线，其余每个光伏单元分别至少串联一个保护开关后并联接入所述直流母线。
其中，当光伏单元与一个保护开关串联时，保护开关串联在光伏单元的正输出端或负输出端；当光伏单元与两个保护开关串联时，保护开关串联在光伏单元的正输出端和负输出端，以实现冗余保护。
单个光伏单元出现短路故障时，当该故障光伏单元可以承受一个其它正常的光伏单元的输出电流时，j的取值为0、1或2；当该故障光伏单元可以承受两个其它正常的光伏单元的输出电流时，j的取值为0、1、2或3。
以下说明以j为2为例进行说明。
参见图18，该图为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图。
其中，两个光伏单元直接并联连接直流母线，其余(M-2)个光伏单元分别串联一个保护开关后并联接入所述直流母线。
下面说明控制器利用检测电流绝对值大小实现保护功能的原理。
当无短路故障时，所有光伏单元的电流汇入直流母线，直流母线的电流绝对值(检测点A或检测点B的检测电流的绝对值)大于任意支路的电流的绝对值。
当存在一个光伏单元出现短路故障时，其它正常的光伏单元的输出电流会流向该短路的光伏单元所在的支路，此时直流母线的电流的绝对值小于任意光伏单元所在支路的电流的绝对值。
装置200的控制器当存在支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，控制保护开关S1-SM-2断开，以使的任意支路的电流小于第一预设电流，以保护光伏单元和线路。
以上实现方式可以通过第一电流传感器检测A点或B点的电流的绝对值，通过第二电流传感器检测任意支路的电流的绝对值实现。
下面说明控制器利用检测电流方向实现保护功能的原理。
当无短路故障时，可以将检测点G和检测点H的电流方向设定为预设方向，例如可以设定为正方向。
其中，G点可以位于任意一个支路的正输出端或负输出端，除G点所在支路之外的其它所有支路的正输出端汇集于H点，或除G点所在支路之外的其它所有支路的负输出端汇集于H点。
当G点所在支路存在短路故障时，其它所有支路的电流流入G点所在支路，导致此时G点的电流检测方向与预设方向相反；当G点所在支路正常，而其它支路中存在短路故障时，G点所在支路向出现短路故障的支路输出电流，此时H点的电流检测方向与预设电流方向相反。因此，控制器当G点或H点的电流检测方向与预设方向相反时，确定出现短路故障，控制器控制保护开关S1-SM-2均断开，以使任意支路的电流均小于第一电流值，进而保护光伏单元以及线路。
该方式可以通过第三电流传感器检测G点的电流方向，并通过第四电流传感器检测H点的电流方向实现。
在一些实施例中，保护开关S1-SM-2还可以连接在对应的光伏单元的负输出端，或在光伏单元的正、负输出端均串联连接一个保护开关。通过冗余设置保护开关能够提升容错性。
在一些实施例中，也可以在所有的第一类光伏单元支路中均串联至少一个保护开关。此时控制器控制保护开关断开后使得任意支路的电流为零。
综上所述，当该保护装置通过接口连接至少三路光伏单元支路时，其控制器能够当存在任意支路电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，或存在支路电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以使任意支路的电流小于第一电流值，进而保护了光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了损率损耗。此外，还可以将Y端子配置在光伏单元侧，从而降低了电缆成本。
装置实施例九：
参见图19，该图为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图。
其中，每i个光伏单元在所述装置的内部直接并联后通过串联至少一个保护开关后连接装置的直流母线，N为大于或等于2的整数。
单个光伏单元出现短路故障时，当该故障光伏单元可以承受一个其它正常的光伏单元的输出电流时，i的取值为2；当该故障光伏单元可以承受两个其它正常的光伏单元的输出电流时，i的取值为2或3。
下面说明控制器利用检测电流绝对值大小实现保护功能的原理。
当无短路故障时，所有支路的电流汇入直流母线，直流母线的电流绝对值(检测点A或检测点B的检测电流的绝对值)大于任意支路的电流的绝对值。
当存在光伏单元出现短路故障时，其它正常的光伏单元的输出电流会流向该短路的第光伏单元所在的支路，此时直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值。
保护装置的控制器当存在支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，控制保护开关S1-SN断开，以使的任意支路的电流小于第一预设电流，以保护光伏单元和线路。
以上实现方式可以通过第一电流传感器检测A点或B点的电流的绝对值，通过第二电流传感器检测任意支路的电流的绝对值实现。
下面说明控制器利用检测电流方向实现保护功能的原理。
当无短路故障时，可以将检测点G和检测点H的电流方向设定为预设方向，例如可以设定为正方向。
其中，G点可以位于任意一个支路的正输出端或负输出端，除G点所在支路之外的其它所有支路的正输出端汇集于H点，或除G点所在支路之外的其它所有支路的负输出端汇集于H点。
当G点所在支路存在短路故障时，其它所有支路的电流流入G点所在支路，导致此时G点的电流检测方向与预设方向相反；当G点所在支路正常，而其它支路中存在短路故障时，G点所在支路向出现短路故障的支路输出电流，此时H点的电流检测方向与预设电流方向相反。因此，控制器当G点或H点的电流检测方向与预设方向相反时，确定出现短路故障，控制器控制保护开关S1-SN均断开，进而保护光伏单元以及线路。
该方式可以通过第三电流传感器检测G点的电流方向，并通过第四电流传感器检测H点的电流方向实现。
在一些实施例中，保护开关S1-SN还可以连接在对应的支路的负输出端，或在对应的支路的正、负输出端均串联连接一个保护开关,通过冗余设置保护开关能够提升容错性。
综上所述，当该保护装置通过接口连接至少两路光伏单元时，其控制器能够当存在任意支路电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，或存在支路电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以使任意支路的电流小于第一电流值，进而保护了光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了损率损耗。此外，还可以将Y端子配置在光伏单元侧，从而降低了电缆成本。
装置实施例十：
参见图20A，该图为本申请实施例提供的又一种保护装置的示意图
其中，至多j个光伏单元直接在装置内部接入直流母线，(M-j)个光伏单元在装置内与至少一个开关串联后接入直流母线。至多i个光伏单元在装置的内部直接并联后再串联至少一个保护开关后接入装置的直流母线，N为大于或等于2的整数。
单个光伏单元出现短路故障时，当该故障光伏单元可以承受一个其它正常的光伏单元的输出电流时，i的取值为2，j的取值可以为0、1或2；当该故障光伏单元可以承受两个其它正常的光伏单元的输出电流时，i的取值为2或3，j的取值可以为0、1、2或3。
此时，为了使出现短路故障时，任意支路的电流能够小于光伏单元和线路可以耐受的最大电流值，以使任意支路的短路电流不会损坏光伏单元和线路，需要保护开关的数量为(M+N-2)个。
下面说明控制器利用检测电流绝对值大小实现保护功能的原理。
当无短路故障时，所有支路的电流汇入直流母线，因此直流母线的电流绝对值(A点或B点的检测电流的绝对值)大于任意支路的电流的绝对值。而当任意支路出现短路故障时，其它所有的正常支路的输出电流会流向该出现短路故障的支路，此时导致直流母线无电流流过，即直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值。
为了减少使用的电流传感器的数量，以上实现方式可以通过两个电流传感器实现，其中一个电流传感器检测直流母线的A点或B点的电流的绝对值，另一个电流传感器检测任意支路中的电流的绝对值。
控制器当直流母线的电流的绝对值小于支路电流的绝对值时，控制保护开关S1-SM+N-2均断开，以使任意支路的电流均小于第一电流值。
下面说明控制器利用检测电流方向实现保护功能的原理。
当无短路故障时，可以将检测点G或H的电流方向设定为预设方向，例如设定为正方向。
当G点所在支路存在短路故障时，其它所有支路的电流流入G点所在支路，导致此时G点的电流检测方向与预设方向相反；当G点所在支路正常，而其它支路中存在短路故障时，G点所在支路向出现短路故障的支路输出电流，此时H点的电流检测方向与预设电流方向相反。因此，控制器当G点或H点的电流检测方向与预设方向相反时，确定出现短路故障，控制器控制保护开关S1-SM+N-2均断开，以使任意支路的电流均小于第一电流值，进而保护光伏单元以及线路。
其中，G点可以位于任意一个支路，除G点所在支路之外的其它所有支路的正输出端汇集于H点，或除G点所在支路之外的其它所有支路的负输出端汇集于H点。
在一些实施例中，保护开关S1-SM-2还可以连接在对应的光伏单元的负输出端，或在光伏单元的正、负输出端均串联连接一个保护开关。通过冗余设置保护开关能够提升容错性。
在一些实施例中，也可以在图示的M个光伏单元支路中均串联至少一个保护开关。此时控制器控制保护开关断开后使得任意支路的电流为零。
在一些实施例中，保护开关SM-1-SM+N-2还可以连接在对应的支路的负输出端，或在第二类光伏单元支路的正、负输出端均串联连接一个保护开关,通过冗余设置保护开关能够提升容错性。
综上所述，当该保护装置通过接口连接多路光伏单元，多路光伏单元接入时可以由多种组合方式实现，该保护装置的控制器能够当存在任意支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值，或存在任意支路电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以使任意支路的电流小于第一电流值，进而保护了光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了损率损耗。此外，还可以将Y端子配置在光伏单元侧，从而降低了电缆成本。
进一步的，还可以参见图20B，该图为本申请实施例提供的再一种保护装置的示意图。
其中，装置支持光伏单元和保护单元串联或者并联后接入，图中以i个光伏单元依次间隔通过保护单元并联为例进行说明。在一些实施例中，保护单元也可以与光伏单元串联，例如保护单元可以设置在图中G点的位置。
保护单元Q可以为熔断器、优化器和关断盒中的一项或多项的组合，还可以为其它可以在电路出现短路故障时保护电路器件，本申请实施例对此不作具体限定。
图中k的取值可以根据实际情况确定，本申请实施例对此不作具体限定。
此时保护开关还用于在断开时使保护单元不触发保护动作，即对于目前采用保护单元的光伏发电系统进行改造时，可以无需对保护单元进行拆除处理，以便于直接入所述断路保护装置。
需要注意的是，单个光伏单元出现短路故障时，当该故障光伏单元可以承受一个其它正常的光伏单元的输出电流时，为了不触发保护单元的保护动作，i的取值为2；当该故障光伏单元可以承受两个其它正常的光伏单元的输出电流时，为了不触发保护单元的保护动作，i的取值为2或3。
以上实施例说明了该保护装置的控制器在光伏单元或光伏单元所在线路出现短路故障时的工作原理，下面说明控制器在该保护装置的内部出现正负极短路、直流母线短路，或者后级电路的直流母线出现短路时的工作原理。
在另一些实施例中，还可以参见图20C，此时置还包括功率变换器2001，部分或全部所述光伏单元通过功率变换器2001与所述直流母线耦合。功率变换器2001为直流/直流变换器，例如为BOOST电路，用于对直流电进行升压变换。
装置实施例十一：
参见图21，该图为本申请实施例提供的另一种保护装置的示意图。
图21所示实现方式与图20的区别在于还包括设置在正负直流母线上的直流开关102。
当该保护装置内部出现正负极短路、直流母线短路，或者后级电路的直流母线出现短路时，即点A与点B所在的正、负直流母线之间出现短路，会导致直流母线的电压降低以及电流增大，因此可以以A点或B点为检测点，当检测点的电压的绝对值低于第一电压值且电流的绝对值大于第二电流值时，控制器控制直流开关102断开，以切除短路电流。
当控制器利用检测电流绝对值大小实现保护功能时，直流支路中已经存在电流传感器可以测量A点或B点的电流的绝对值，此时只需增加一个电压传感器测量以A点或B点的电压的绝对值。
当控制器利用检测电流方向实现保护功能时，此时需要通过增加一个电流传感器(即第五电流传感器)测量A点或B点的电流的绝对值，再增加一个电压传感器测量以A点或B点的电压的绝对值。
其中，第二电流值和第一电压值可以根据实际情况确定，本申请实施例对此不作具体限定。
本实施例以图20A所示装置为例进行说明，可以理解的是，对于装置实施例一至十中所提供的装置，同样可以采用本实施例提供的方案，本实施例在此不再一一赘述。
综上所述，利用本申请实施例提供的保护装置，不仅能够在在光伏单元或光伏单元所在线路出现短路故障时保护光伏单元和线路，还能在保护装置内部出现正负极短路、直流母线短路，或者后级电路的直流母线出现短路时及时切除短路电流，实现对电路的保护。
装置实施例十二：
以上说明中以利用反向电流值检测短路故障为例进行说明，下面说明利用其它的参数检测值实现故障检测的原理。
继续参见图6，控制器具体用于当支路的参数检测值超过第一预设参数值范围，或当直流母线的参数检测值超过第二预设参数值范围时，确定光伏发电系统发生故障。该参数检测值可以为电压值、电流值、功率值或温度值中的至少一种。
当参数检测值异常时，例如支路的电压降低、电流增大、功率增大以及温度升高时，即可确定该支路出现了短路故障。本申请实施例对第一预设参数值范围和第二预设参数值范围不作具体限定，该范围可以预先标定并存储在控制器中，待使用时进行调用。
在一些实施例中，控制器当直流母线的漏电流检测值大于第三电流值时，或存在支路的漏电流检测值大于第四电流值时，确定光伏发电系统发生故障。
当出现漏电流检测值异常时，表明光伏发电系统出现了漏电流故障。利用本申请的方案，可以将漏电流故障进行定为，确定漏电流故障出现的支路，或者将漏电流故障定位在直流母线。在一些实施例中，控制器具体用于当根据所有支路的电流检测值确定存在支路出现电弧故障，或根据直流母线的电流检测值确定直流母线出现电弧故障时，确定光伏发电系统出现故障。控制器具体可以根据电流检测值和预设标准值的偏移程度来确定是否存在电弧故障。
控制器还用于根据上位机发送的控制指令控制所述保护开关断开或闭合，进而实现对保护开关的主动控制。
本申请实施例及以上实施例中的保护开关可以为旋转式直流隔离开关或直流断路器。控制器还用于当确定故障排除后或经过预设时间后控制保护开关闭合。
综上所述，利用本申请实施例提供的光伏发电系统的保护装置，能够在光伏发电系统故障时有效保护光伏单元和线路，提升了光伏发电系统的安全性。
方法实施例
本申请实施例还提供了一种光伏发电系统的保护方法，用于控制以上实施例提供的保护装置，该方法可由该保护装置的控制器执行。
该方法根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障时，控制保护开关断开。
具体的，参数检测值为反向电流值，根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障，具体包括：
当存在支路的反向电流值大于第一电流值时，确定光伏发电系统存在故障。
下面具体说明。
参见图22，该图为本申请实施例提供的一种短路保护方法的流程图。
该方法包括以下步骤：
S2201：获取电流检测结果。
S2202：当存在支路的反向电流大于第一电流值时控制保护开关断开，支路包括至少一个所述光伏单元。
下面说明实现保护功能的原理。
当无短路故障时，所有支路的电流汇入直流母线，因此直流母线的电流绝对值大于任意支路的电流的绝对值，电流的方向为由光伏单元的正极流向正直流母线。而当任意支路出现短路故障时，其它所有的正常支路的输出电流会流向该出现短路故障的支路，此时导致直流母线的电压降低，并且存在支路的电流方向为流向该出现短路故障的支路，即存在支路的反向电流大于第一电流值。其中第一电流值可以根据实际情况确定，本申请实施例不作具体限定，优选的，为了尽早发现短路故障并触发保护开关的保护动作，该第一电流值可以为较小的值，例如为0，即当存在支路出现反向电流时，控制保护开关断开以实现对于光伏单元和线路的保护。
具体的，可以通过检测电流绝对值大小或检测电流方向实现保护功能，下面具体说明。
下面说明利用检测电流绝对值大小实现保护功能的原理。
当无短路故障时，所有支路的电流汇入直流母线，因此直流母线的电流绝对值大于任意支路的电流的绝对值。而当任意支路出现短路故障时，其它所有的正常支路的输出电流会流向该出现短路故障的支路，此时导致直流母线无电流流过，即直流母线的电流的绝对值小于任意支路的电流的绝对值。
因此当直流母线的电流的绝对值小于支路电流的绝对值时，控制保护开关断开以使任意支路的电流均小于第一电流值。
下面说明利用检测电流方向实现保护功能的原理。
在任意一个支路上选择第一检测点G，除G点所在支路之外的其它所有支路的正输出端汇集于第二检测点H，或除G点所在支路之外的其它所有支路的负输出端汇集于第二检测点H。
当无短路故障时，可以将检测点G和H的电流方向设定为预设方向，例如设定为正方向。
当G点所在支路存在短路故障时，其它所有支路的电流流入G点所在支路，导致此时G点的电流检测方向与预设方向相反；当G点所在支路正常，而其它支路存在短路故障时，G点所在支路向出现短路故障的支路输出电流，此时H点的电流检测方向与预设电流方向相反。因此，当G点或H点的电流检测方向与预设方向相反时，确定出现短路故障，控制保护开关断开，以使任意支路的电流均小于第一电流值，进而保护光伏单元以及线路。
综上所述，利用本申请实施例提供的方法，应用于保护装置时，当存在支路的反向电流大于第一电流值时控制保护开关断开，具体当存在支路电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值时，或存在支路电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以使任意支路的电流小于第一电流值，进而保护了光伏单元和线路。
继续参见图21，在一些实施例中，装置还包括功率电路，直流母线通过直流开关连接功率电路的输入端，此时本申请实施例还提供了另一种装置的控制方法，用于在装置内部出现正负极短路，或者后级母线出现短路时保护电路，下面具体说明。
参见图23，该图为本申请实施例提供的另一种短路保护方法的流程图。
该方法包括以下步骤：
S2301：获取当前直流母线的电流的绝对值以及直流母线的电压的绝对值。
S2302：当直流母线的电流的绝对值大于第二电流值且直流母线的电压的绝对值小于第一电压值时，控制直流开关断开。
当该保护装置的内部出现正负极短路，或者后级电路中的直流母线出现短路时，即点A与点B所在的正、负直流母线之间出现短路，会导致直流母线的电压降低以及电流增大，因此可以以A点或B点为检测点，当检测点的电压的绝对值低于第一电压值且电流的绝对值大于第二电流值时，控制器控制直流开关断开，以切除短路电流。
其中，第二电流值和第一电压值可以根据实际情况确定，本申请实施例对此不作具体限定。
综上所述，利用该方法，能够在该保护装置内部出现正负极短路，或者后级母线出现短路时及时切除短路电流，实现对装置以及后级电路的保护。
下面说明利用其它参数检测值进行故障判断的方法。
当参数检测值为电压值、电流值、功率值或温度值中的至少一项，根据支路或直流母线的参数检测值确定所述光伏发电系统发生故障，具体包括：
当支路的参数检测值超过第一预设参数值范围，或当直流母线的参数检测值超过第二预设参数值范围时，确定光伏发电系统发生故障。
当进行漏电流故障判断时，根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障，具体包括：
当直流母线的漏电流检测值大于第三电流值时，或存在支路的漏电流检测值大于第四电流值时，确定光伏发电系统发生故障。
当进行电弧故障判断时，根据支路或直流母线的参数检测值确定光伏发电系统发生故障，具体包括：
当根据所有支路的电流检测值确定存在支路出现电弧故障，或根据直流母线的电流检测值确定直流母线出现电弧故障时，确定光伏发电系统出现故障。
综上所述，利用本申请实施例提供的光伏发电系统的保护方法，能够在光伏发电系统故障时有效保护光伏单元和线路，提升了光伏发电系统的安全性。
光伏发电系统实施例：
基于以上实施例提供的用于光伏发电系统的保护装置，本申请实施例还提供了一种光伏发电系统，下面结合附图具体说明。
参见图24，该图为本申请实施例提供的一种光伏发电系统的示意图。
该光伏发电系统2400包括：至少两个光伏单元和保护装置。
其中，光伏单元为至少一个光伏组件通过串并联形成。
该保护装置可以通过接口接入至少两个光伏单元，至少两个光伏单元在所述装置内部与所述直流母线并联以形成至少两个支路，每个所述支路至少连接有一个所述光伏单元。
该保护装置的保护开关用于在断开时使至多三个光伏单元在装置内部直接并联连接直流母线。
该保护装置还包括控制器，关于控制器的说明可以参见以上实施例，本实施例在此不再赘述。
进一步的，该保护装置还可以包括功率电路201，功率电路201用于进行功率变换。
在一些实施例中，功率电路201可以为直流-直流(DC-DC)变换电路，当功率电路201为直流-直流变换电路时，该直流-直流变换电路具体可以为升压(Boost)电路、降压(Buck)电路或升降压(Buck-Boost)电路，本申请对此不作具体限定。
在一些实施例中，功率电路201可以为直流-交流(DC-AC)变换电路，即逆变器(或称逆变电路)，用于将直流电变换为交流电后进行输出。
本实施例以图20所示装置为例进行说明，可以理解的是，对于装置实施例一至十一中所提供的装置，同样可以采用本实施例提供的方案，本实施例在此不再一一赘述。
综上所述，利用本申请实施例提供光伏发电系统，当光伏发电系统的保护装置通过接口连接多个光伏单元时，控制器能够当存在支路的反向电流大于第一电流值时控制所述保护开关断开，具体的，控制器当存在任意支路的电流的绝对值大于直流母线的电流的绝对值，或存在任意支路电流方向与预设电流方向相反时，控制保护开关断开以使任意支路的电流小于第一电流值，进而保护了光伏系统中的光伏单元和线路，并且由于只在电路中增加了保护开关，相较于熔断器电阻小，因此还降低了光伏系统的损率损耗。此外，由于不再使用熔断器，原先用于内置熔断器的Y线束不需再设置于光伏发电系统的逆变器或者直流汇流箱的下部，而可以配置在光伏单元侧，从而还降低了光伏发电系统的电缆成本。
本申请实施例所述的控制器可以为专用集成电路(application-specificintegrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，FPGA)，通用阵列逻辑(genericarray logic,GAL)或其任意组合，本申请实施例不作具体限定。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (45)

1.一种光伏发电系统的保护装置，其特征在于，应用于光伏发电系统，所述装置包括：接口、保护开关、直流母线和控制器；
所述装置通过所述接口连接至少两个光伏单元，所述至少两个光伏单元在所述装置内部与所述直流母线耦合以形成至少两个支路，每个所述支路至少连接有一个所述光伏单元；
所述保护开关，用于断开全部或部分所述光伏单元与所述直流母线的连接，使至多三个所述光伏单元直接并联；
所述控制器，用于当根据所述支路或直流母线的参数检测值确定所述光伏发电系统发生故障时，控制所述保护开关断开。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参数检测值为反向电流值，所述控制器，具体用于当存在支路的反向电流值大于第一电流值时，确定所述光伏发电系统存在故障。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置通过所述接口连接至少三个光伏单元，其中，至多两个所述光伏单元直接并联连接所述直流母线，其余每个所述光伏单元分别与至少一个所述保护开关串联后再并联连接所述直流母线。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置通过所述接口连接至少三个光伏单元，其中，至多三个所述光伏单元直接并联连接所述直流母线，其余每个所述光伏单元分别与至少一个所述保护开关串联后再并联连接所述直流母线。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置通过所述接口连接三个光伏单元，其中，两个光伏单元直接并联连接所述直流母线，另一个光伏单元与至少一个所述保护开关串联后并联连接所述直流母线。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置通过所述接口连接三个光伏单元，其中，两个光伏单元分别与至少一个所述保护开关串联后并联连接所述直流母线，另一个光伏单元直接并联连接所述直流母线。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置通过所述接口连接四个光伏单元，其中，两个光伏单元先并联再与至少一个所述保护开关串联，然后并联连接所述直流母线，其它两个光伏单元直接并联连接所述直流母线。
8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置通过所述接口连接四个光伏单元，其中，两个光伏单元直接并联，其余两个光伏单元分别与至少一个所述保护开关串联后再与所述两个光伏单元并联，然后并联接入所述直流母线。
9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置通过所述接口连接四个光伏单元，其中，一个光伏单元与至少一个所述保护开关串联后并联连接所述直流母线，另外三个光伏单元直接并联连接所述直流母线。
10.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置通过所述接口连接四个光伏单元，其中，三个光伏单元先并联再与至少一个所述保护开关串联，然后并联连接所述直流母线，另一个光伏单元直接并联连接所述直流母线。
11.根据权利要求3-6、8-9中任意一项所述的装置，其特征在于，当所述光伏单元与一个所述保护开关串联时，所述保护开关串联在所述光伏单元的正输出端或负输出端。
12.根据权利要求3-6、8-9中任意一项所述的装置，其特征在于，当所述光伏单元与两个所述保护开关串联时，两个所述保护开关分别串联在所述光伏单元的正输出端和负输出端。
13.根据权利要求7或10所述的装置，其特征在于，当多个所述光伏单元先并联再与一个所述保护开关串联时，多个光伏单元的正输出端并联后与一个所述保护开关串联，或多个光伏单元的负输出端并联后与另一个所述保护开关串联。
14.根据权利要求7或10所述的装置，其特征在于，当多个所述光伏单元先并联再与两个所述保护开关串联时，多个光伏单元的正输出端并联后与一个所述保护开关串联，且多个光伏单元的负输出端并联后与另一个所述保护开关串联。
15.根据权利要求2-14所述的装置，其特征在于，所述控制器，具体用于当存在支路的电流的绝对值大于所述直流母线的电流的绝对值时，确定存在支路的反向电流大于所述第一电流值。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一电流传感器和第二电流传感器；
所述第一电流传感器用于获取所述直流母线的电流的绝对值并发送至所述控制器；
所述第二电流传感器用于获取预设支路的电流的绝对值并发送至所述控制器。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：功率电路；
所述功率电路为直流-直流DC-DC变换电路或直流-交流DC-AC变换电路。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一电压传感器和直流开关；
所述直流母线通过所述直流开关连接所述功率电路的输入端；
所述第一电压传感器用于获取所述直流母线的电压的绝对值并发送至所述控制器。
19.根据权利要求2-14中任意一项所述的装置，其特征在于，所述控制器，具体用于当存在支路的电流方向与预设电流方向相反时，确定存在支路的反向电流大于所述第一电流值。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第三电流传感器和第四电流传感器；
所述第三电流传感器用于获取第一检测点的电流检测方向并发送至所述控制器，所述第一检测点位于任意一个支路；
所述第四电流传感器用于获取第二检测点的电流检测方向并发送至所述控制器，除第一检测点所在支路外的其它所有支路汇集于所述第二检测点。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述控制器，具体用于当所述第一检测点的电流检测方向和第一检测点的预设电流方向相反，或第二检测点的电流检测方向和第二检测点的预设电流方向相反时，控制所述保护开关断开。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，还包括：功率电路；
所述功率电路为直流-直流DC-DC变换电路或直流-交流DC-AC变换电路。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第五电流传感器、第二电压传感器和直流开关；
所述直流母线通过所述直流开关连接所述功率电路的输入端；
所述第五电流传感器用于获取所述直流母线的电流的绝对值并发送至所述控制器；
所述第二电压传感器用于获取所述直流母线的电压的绝对值并发送至所述控制器。
24.根据权利要求18或23所述的装置，其特征在于，所述控制器，还用于当所述直流母线的电流的绝对值大于第二电流值且所述直流母线的电压的绝对值小于第一电压值时，控制所述直流开关断开。
25.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器，具体用于当所述支路的参数检测值超过第一预设参数值范围，或当所述直流母线的参数检测值超过第二预设参数值范围时，确定所述光伏发电系统发生故障。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述参数检测值为以下中的至少一项：
电压值、电流值、功率值或温度值。
27.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器，具体用于当所述直流母线的漏电流检测值大于第三电流值时，或存在所述支路的漏电流检测值大于第四电流值时，确定所述光伏发电系统发生故障。
28.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器，具体用于当根据所有所述支路的电流检测值确定存在支路出现电弧故障，或根据所述直流母线的电流检测值确定所述直流母线出现电弧故障时，确定所述光伏发电系统出现故障。
29.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器，还用于当确定存在支路出现电弧故障时，控制所述保护开关断开故障支路与所述直流母线的连接，或控制全部保护开关断开。
30.根据权利要求1-29中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制器，还用于根据上位机发送的控制指令控制所述保护开关断开或闭合。
31.根据权利要求1-29中任一项所述的装置，其特征在于，至多三个所述光伏单元直接并联后连接一个所述接口，或至多三个所述光伏单元分别通过对应的所述接口后在所述装置内部并联。
32.根据权利要求1-29中任意一项所述的装置，其特征在于，当所述光伏单元和保护单元串联或者并联后通过所述接口连接所述装置时，所述保护开关，还用于在断开时使所述保护单元不触发保护动作。
33.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，所述保护单元至少包括以下中的一项：
熔断器、优化器和关断盒。
34.根据权利要求1-33中任一项所述的装置，其特征在于，所述保护开关为旋转式直流隔离开关或直流断路器。
35.根据权利要求34所述的装置，其特征在于，所述控制器，还用于当确定故障排除后或经过预设时间后控制所述保护开关闭合。
36.根据权利要求1-35中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括功率变换器，部分或全部所述光伏单元通过所述功率变换器与所述直流母线耦合。
37.根据权利要求1-34中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括直流/直流变换器；
所述直流母线连接所述直流/直流变换器的输入端，所述直流/直流变换器的输出端为所述光伏发电系统的保护装置的输出端；
所述直流/直流变换器，用于将从所述直流母线获取的直流电进行直流变换后输出。
38.根据权利要求1-34中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括直流/交流变换器，
所述直流母线连接所述直流/交流变换器的输入端，所述直流/交流变换器的输出端为所述光伏发电系统的保护装置的输出端；
所述直流/交流变换器，用于将从所述直流母线获取的直流电转换为交流电后输出。
39.一种光伏发电系统的保护方法，其特征在于，应用于光伏发电系统的保护装置，所述保护装置通过接口连接至少两个光伏单元，所述至少两个光伏单元在所述装置内部与直流母线耦合以形成至少两个支路，每个所述支路至少连接一个所述光伏单元；所述保护开关，用于断开全部或部分所述光伏单元与所述直流母线的连接，使至多三个所述光伏单元直接并联，所述方法包括：
根据所述支路或直流母线的参数检测值确定所述光伏发电系统发生故障时，控制所述保护开关断开。
40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述参数检测值为反向电流值，所述根据所述支路或直流母线的参数检测值确定所述光伏发电系统发生故障，具体包括：
当存在支路的反向电流值大于第一电流值时，确定所述光伏发电系统存在故障。
41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述装置还包括功率电路，所述直流母线通过直流开关连接所述功率电路的输入端，所述方法还包括：
当所述直流母线的电流的绝对值大于第二电流值且所述直流母线的电压的绝对值小于第一电压值时，控制所述直流开关断开。
42.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述参数检测值为电压值、电流值、功率值或温度值中的至少一项，所述根据所述支路或直流母线的参数检测值确定所述光伏发电系统发生故障，具体包括：
当所述支路的参数检测值超过第一预设参数值范围，或当所述直流母线的参数检测值超过第二预设参数值范围时，确定所述光伏发电系统发生故障。
43.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述根据所述支路或直流母线的参数检测值确定所述光伏发电系统发生故障，具体包括：
当所述直流母线的漏电流检测值大于第三电流值时，或存在所述支路的漏电流检测值大于第四电流值时，确定所述光伏发电系统发生故障。
44.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述根据所述支路或直流母线的参数检测值确定所述光伏发电系统发生故障，具体包括：
当根据所有所述支路的电流检测值确定存在支路出现电弧故障，或根据所述直流母线的电流检测值确定所述直流母线出现电弧故障时，确定所述光伏发电系统出现故障。
45.一种光伏发电系统，其特征在于，包括至少两个光伏单元和权利要求1-32中任一项所述的保护装置，每个所述光伏单元包括一个或多个光伏组件；
所述光伏组件，用于利用光能产生直流电。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116417977A (zh) * 2023-05-26 2023-07-11 阳光电源股份有限公司 光伏发电系统及其故障保护方法、装置、汇流箱及逆变器
WO2024067317A1 (zh) * 2022-09-28 2024-04-04 华为数字能源技术有限公司 光伏系统和光伏系统的电路保护方法
WO2024108709A1 (zh) * 2022-11-22 2024-05-30 阳光电源股份有限公司 一种接线模块、汇流箱及变流器
CN118449281A (zh) * 2024-07-02 2024-08-06 锦浪科技股份有限公司 一种发电保护系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021207880A1 (zh) * 2020-04-13 2021-10-21 华为技术有限公司 一种短路保护装置、短路保护方法及光伏发电系统
WO2024042608A1 (ja) * 2022-08-23 2024-02-29 東芝三菱電機産業システム株式会社 太陽光発電システムにおける制御装置及び電力変換装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101939660A (zh) * 2008-02-11 2011-01-05 西门子公司 识别光伏模块盗窃和光伏模块旁路二极管失效的方法、相应的光伏副发电机接线盒、光伏逆变器和相应的光伏设备
CN103140765A (zh) * 2010-10-07 2013-06-05 东芝三菱电机产业系统株式会社 故障检测装置
CN103151757A (zh) * 2013-03-26 2013-06-12 江苏辉能电气有限公司 一种光伏直流顺、逆流双向保护系统
US20130222951A1 (en) * 2012-02-28 2013-08-29 General Electric Company Fault protection circuit for photovoltaic power system
CN204652310U (zh) * 2015-06-05 2015-09-16 武汉市圣德利科技有限公司 一种具备光伏直流侧短路保护和监控的光伏汇流箱
CN104953535A (zh) * 2015-06-30 2015-09-30 无锡上能新能源有限公司 一种分断电路及应用该电路的主动式分断保护装置
CN105827179A (zh) * 2015-01-04 2016-08-03 华为技术有限公司 一种光伏系统

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008008505A1 (de) * 2008-02-11 2009-08-13 Siemens Aktiengesellschaft PV-Teilgenerator-Anschlusskasten für eine PV-Anlage sowie PV-Anlage mit einer Vielzahl derartiger PV-Teilgenerator-Anschlusskästen
ATE555531T1 (de) * 2009-08-06 2012-05-15 Sma Solar Technology Ag Rückstromsensor für parallel geschaltete solarmodule
EP2282388A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-09 SMA Solar Technology AG Vorrichtung zur Einspeisung elektrischer Energie von einer Vielzahl von Strings von Photovoltaikmodulen in ein Stromnetz
DE102010026778B4 (de) * 2010-07-09 2015-02-26 Refu Elektronik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bereitstellung einer Eingangsgleichspannung für einen Photovoltaikwechselrichter und Photovoltaikanlage mit dieser Vorrichtung
DE102010060398A1 (de) * 2010-11-08 2012-05-10 Adensis Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Photovoltaikanlage zur Einspeisung von elektrischer Leistung in ein Mittelspannungsnetz
JP5642030B2 (ja) * 2011-08-01 2014-12-17 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 地絡検出装置、地絡検出方法、太陽光発電システム、及び地絡検出プログラム
DE102012109012B4 (de) * 2011-10-07 2016-09-15 Sma Solar Technology Ag Schaltungsanordnung für ein Solarkraftwerk mit einer Gleichspannungsquelle für eine Offsetspannung
DE102011117178A1 (de) * 2011-10-28 2013-05-02 Sma Solar Technology Ag Wechselrichter mit überbrückbarer Rückstromschutzvorrichtung
WO2013075291A1 (en) * 2011-11-23 2013-05-30 General Electric Company Systems and methods for use in controlling a converter in response to grid fault events
CN103827681B (zh) 2011-12-26 2016-05-04 东芝三菱电机产业系统株式会社 故障检测装置及其检测方法
DE102012112184A1 (de) * 2012-12-12 2014-06-12 Sma Solar Technology Ag Verfahren und Vorrichtung zum Schutz mehrerer Strings eines Photovoltaikgenerators vor Rückströmen
EP2775531A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-10 ABB Oy Method and arrangement for operating photovoltaic system and photovoltaic system
JP6246062B2 (ja) 2014-04-30 2017-12-13 三菱電機株式会社 直流発電システムおよび直流発電システムの保護方法
CN104158154B (zh) 2014-09-01 2017-10-27 阳光电源股份有限公司 光伏逆变器及其保护装置
DE102014115601B3 (de) * 2014-10-27 2016-01-07 Sma Solar Technology Ag Combinerbox mit motorischer Überstromsicherung
CN104465253B (zh) 2014-11-07 2018-01-16 浙江正泰电器股份有限公司 一种小型化的重合闸断路器
CN104409294B (zh) 2014-12-25 2016-11-16 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 断路器的电动操作机构
CN104934927B (zh) 2015-06-05 2018-05-18 武汉市圣德利科技有限公司 一种光伏直流侧短路保护装置及其控制方法
CN205160094U (zh) * 2015-11-06 2016-04-13 浙江汇盈电子有限公司 一种用于分布式光伏电站方向过流保护的接入结构
US10666043B2 (en) * 2016-01-18 2020-05-26 Sma Solar Technology Ag Disconnection apparatus for a photovoltaic string, solar installation and operating method for a solar installation with a photovoltaic string
GB2551753A (en) * 2016-06-29 2018-01-03 Liu Xiongwei Apparatus for use in a solar photovoltaic power system and methods of operating the same
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
CN110224381B (zh) * 2019-05-14 2022-04-12 华为数字能源技术有限公司 一种光伏逆变器及其光伏发电系统
CN210053200U (zh) * 2019-08-12 2020-02-11 江苏固德威电源科技股份有限公司 光伏组串过流及短路保护装置
CN110729714B (zh) 2019-10-30 2023-07-14 上能电气股份有限公司 一种光伏发电系统输入反接保护电路
WO2021207880A1 (zh) * 2020-04-13 2021-10-21 华为技术有限公司 一种短路保护装置、短路保护方法及光伏发电系统
AU2020483594A1 (en) * 2020-12-31 2022-09-01 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Photovoltaic power generation system, photovoltaic inverter and direct-current combiner box

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101939660A (zh) * 2008-02-11 2011-01-05 西门子公司 识别光伏模块盗窃和光伏模块旁路二极管失效的方法、相应的光伏副发电机接线盒、光伏逆变器和相应的光伏设备
CN103140765A (zh) * 2010-10-07 2013-06-05 东芝三菱电机产业系统株式会社 故障检测装置
US20130222951A1 (en) * 2012-02-28 2013-08-29 General Electric Company Fault protection circuit for photovoltaic power system
CN103151757A (zh) * 2013-03-26 2013-06-12 江苏辉能电气有限公司 一种光伏直流顺、逆流双向保护系统
CN105827179A (zh) * 2015-01-04 2016-08-03 华为技术有限公司 一种光伏系统
CN204652310U (zh) * 2015-06-05 2015-09-16 武汉市圣德利科技有限公司 一种具备光伏直流侧短路保护和监控的光伏汇流箱
CN104953535A (zh) * 2015-06-30 2015-09-30 无锡上能新能源有限公司 一种分断电路及应用该电路的主动式分断保护装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024067317A1 (zh) * 2022-09-28 2024-04-04 华为数字能源技术有限公司 光伏系统和光伏系统的电路保护方法
WO2024108709A1 (zh) * 2022-11-22 2024-05-30 阳光电源股份有限公司 一种接线模块、汇流箱及变流器
CN116417977A (zh) * 2023-05-26 2023-07-11 阳光电源股份有限公司 光伏发电系统及其故障保护方法、装置、汇流箱及逆变器
CN116417977B (zh) * 2023-05-26 2023-09-29 阳光电源股份有限公司 光伏发电系统及其故障保护方法、装置、汇流箱及逆变器
CN118449281A (zh) * 2024-07-02 2024-08-06 锦浪科技股份有限公司 一种发电保护系统

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