CN114050811B - 一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统 - Google Patents
一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114050811B CN114050811B CN202210036769.3A CN202210036769A CN114050811B CN 114050811 B CN114050811 B CN 114050811B CN 202210036769 A CN202210036769 A CN 202210036769A CN 114050811 B CN114050811 B CN 114050811B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- input
- photovoltaic unit
- tube
- photovoltaic
- module
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims description 13
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 41
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- 206010014357 Electric shock Diseases 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/002—Switching arrangements with several input- or output terminals
- H03K17/005—Switching arrangements with several input- or output terminals with several inputs only
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多输入关断器,包括:第一输入端,耦接第一光伏单元;至少一个第二输入端,耦接第二光伏单元,第二光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管;第一关断模块至少包括第一开关管和第一旁路管,第一旁路管当第一光伏单元异常时为功率总线电流提供续流通道;至少一个第二关断模块,至少包括第二开关管;控制模块根据监测信号和通信信号分别控制第一开关管和第二开关管的导通与关断,当第二光伏单元异常时,控制模块控制第二开关管导通,第二开关管和第二光伏单元中与电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。该发明复用光伏组件内置的续流二极管,省去关断器内部关断模块的旁路管,降低旁路损耗。
Description
技术领域
本发明涉及分布式光伏发电技术领域,尤其涉及一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统。
背景技术
由于太阳能的可再生性及清洁性,光伏发电技术得以迅猛发展。组串式光伏发电系统由于技术成熟、转换效率高、价格低廉等优势,在光伏发电领域得到了广泛的应用,但组串式光伏发电系统的直流高压会带来拉弧起火及触电危险,在光伏发电系统出现火灾时,给消防员的灭火作业带来极大的安全隐患。现有的解决方案是为每个光伏组件配置组件级快速关断设备,例如关断器,在出现火灾等异常情况时,通过关断器来切断每个光伏组件的输出,降低光伏组件的输出电压,从而降低消防及运维人员的触电风险。
市场上主流的关断器一般配置两个输入端口,接入两个光伏组件,通过复用控制器及结构件来实现单瓦成本的下降。现有的二输入关断器的技术方案如图1所示,关断器包括通信模块、控制模块、旁路二极管D1-D3以及安全开关Q1和Q2,其中旁路二极管D1用于在第一光伏组件异常时旁路第一光伏组件,旁路二极管D2用于在第二光伏组件异常时旁路第二光伏组件,当第一光伏组件和第二光伏组件均异常时,功率总线上的大电流通过旁路二极管D1和D2时,会产生较大的功率损耗,发热量大。进一步的改进方案是在关断器的输出端再并联一个旁路二极管D3,当第一光伏组件和第二光伏组件均异常或控制器异常时,通过旁路二极管D3旁路第一光伏组件和第二光伏组件,从而降低续流损耗及发热量,但该种方式所需二极管数量较多,成本高。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种多输入关断器及其控制方法,通过复用光伏组件内置的续流二极管,省去关断器内部对应关断模块的旁路管,并降低关断器内部的旁路损耗。
为实现上述目的,本发明提供一种多输入关断器,所述关断器包括:
第一输入端,用于耦接第一光伏单元,所述第一光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管;
至少一个第二输入端,用于耦接第二光伏单元,所述第二光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管;
第一关断模块,与所述第一输入端耦接,所述第一关断模块至少包括第一开关管和第一旁路管,所述第一开关管用于控制第一光伏单元和功率总线之间的通断,所述第一旁路管用于当所述第一光伏单元异常时为功率总线电流提供续流通道;
至少一个第二关断模块,与所述第二输入端耦接,所述第二关断模块至少包括第二开关管;
控制模块,从所述第一输入端取电,用于根据监测信号和通信信号分别控制所述第一开关管和所述第二开关管的导通与关断;
输出端,用于耦接功率总线,所述第一关断模块和第二关断模块的输出串联连接在所述输出端;
其中,当所述第二光伏单元异常时,所述控制模块控制所述第二开关管导通,所述第二开关管和所述第二光伏单元中与电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。
进一步地,所述关断器还包括并联在所述输出端的第二旁路管,当所述控制模块发生故障时,所述第一开关管和第二开关管均断开,所述第一旁路管截止,所述第二旁路管为功率总线电流提供续流通道。
进一步地,当所述第一光伏单元和第二光伏单元均异常时,所述控制模块控制所述第一开关管断开、所述第二开关管导通或处于高频开关状态,所述第二旁路管为功率总线电流提供第一条续流通道,所述第二光伏单元中与电池子串并联的续流二极管、第二开关管和第一旁路管为功率总线电流提供第二条续流通道。
进一步地,当所述第一光伏单元和第二光伏单元均异常时,所述控制模块控制所述第一开关管和所述第二开关管断开,所述第二旁路管为功率总线电流提供续流通道。
进一步地,所述第一旁路管和第二旁路管的类型为二极管或开关管。
进一步地,所述第一开关管连接在所述第一输入端的正端和所述输出端的正端之间,所述第一旁路管并联在所述第一关断模块的输出,所述第二开关管连接在所述第二输入端的正端和所述第一输入端的负端或连接在所述第二输入端的正端和相邻第二输入端的负端之间;
或者,所述第一开关管连接在所述第一输入端的负端和所述第二输入端的正端之间,所述第一旁路管并联在所述第一关断模块的输出,所述第二开关管连接在所述第二输入端的负端和所述输出端的负端或连接在所述第二输入端的负端和相邻第二输入端的正端之间。
进一步地,所述控制模块根据所述监测信号判断所述第一光伏单元和所述第二光伏单元的状态,所述监测信号包括所述第一输入端和第二输入端的输入电压;
当所述第一输入端或第二输入端的输入电压小于一电压阈值时,所述控制模块判定该输入端耦接的光伏单元异常,否则为正常。
进一步地,所述通信信号的类型为电力线载波通信信号或无线通信信号。
进一步地,所述通信信号包括关断器的控制指令,所述控制模块根据所述控制指令调整关断器的运行模式,所述关断器的运行模式包括安全断开模式和正常运行模式;
当所述关断器处于安全断开模式时,所述控制模块控制所述第一开关管和所述第二开关管断开,所述第一光伏单元和第二光伏单元分别与功率总线断开连接;
当关断器处于正常运行模式时,且所述第一光伏单元和所述第二光伏单元均正常时,所述控制模块控制所述第一开关管导通,控制所述第二开关管导通或处于高频开关状态,所述第一旁路管截止,所述第一光伏单元和第二光伏单元均与功率总线连通。
为实现上述目的,本发明提供一种多输入关断器的控制方法,所述方法用于控制具有第一输入端以及至少一个第二输入端的多输入关断器,所述第一输入端耦接第一光伏单元,所述第二输入端耦接第二光伏单元,所述第一光伏单元和第二光伏单元分别包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,所述方法包括:
根据监测信号和通信信号分别控制关断器中的第一开关管和第二开关管的导通与关断;
当所述第二光伏单元异常时,控制所述第二开关管导通,所述第二开关管和所述第二光伏单元中与电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。
为实现上述目的,本发明提供一种光伏发电系统,所述系统包括多个光伏单元、多个多输入关断器、主控器及光伏逆变器,每一个多输入关断器接入多个光伏单元,多个多输入关断器的输出串接在一功率总线上,所述功率总线接入光伏逆变器的直流输入端口,所述多输入关断器包括第一输入端、至少一个第二输入端、第一关断模块、至少一个第二关断模块、控制模块以及输出端,所述第一输入端耦接第一光伏单元,所述第一光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,所述第二输入端耦接第二光伏单元,所述第二光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,所述第一关断模块至少包括第一开关管和第一旁路管,所述第二关断模块至少包括第二开关管,其中,
所述主控器,定期发送通信信号,所述通信信号用于控制所述多输入关断器;
所述关断器,用于根据监测信号和通信信号分别控制第一开关管和第二开关管的导通与关断,并当所述第二光伏单元异常时,控制所述第二开关管导通,所述第二开关管和所述第二光伏单元中电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。
与现有技术相比,本发明提供一种多输入关断器及其控制方法,所带来的有益效果为:通过复用光伏组件内置的续流二极管,省去关断器内部对应关断模块的旁路管,既减少了旁路管的数量,又将旁路损耗转移到光伏组件内置的续流二极管中,降低了关断器内部的旁路损耗和发热量,提高了效率;该方案简化了关断器的电路结构,降低了关断器成本。
附图说明
图1是现有技术的关断器的示意性电路结构图;
图2是根据本发明的第一实施例的多输入关断器的示意性电路结构图;
图3是根据本发明的第二实施例的多输入关断器的示意性电路结构图;
图4是根据本发明的第三实施例的多输入关断器的示意性电路结构图;
图5是根据本发明的第四实施例的多输入关断器的示意性电路结构图;
图6是根据本发明的光伏发电系统的系统框图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述,但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
当一个部件被称作“连接到”或“结合到”另一部件时,该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件,或者可以存在中间部件。然而,当部件被称作“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时,不存在中间部件。为此,术语“连接”可以指物理连接、电气连接等,并且具有或不具有中间部件。
图2为本发明第一实施例的多输入关断器的示意性电路结构图,该多输入关断器100包括:
第一输入端21,用于耦接第一光伏单元200,第一光伏单元200包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管;
至少一个第二输入端22,用于耦接第二光伏单元300,第二光伏单元300包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管;
第一关断模块23,与第一输入端21耦接,第一关断模块23至少包括第一开关管S1和第一旁路管D4,第一开关管S1用于控制第一光伏单元200和功率总线之间的通断,第一旁路管D4用于当第一光伏单元200异常时为功率总线电流提供续流通道;
至少一个第二关断模块24,与第二输入端22耦接,第二关断模块24至少包括第二开关管S2;
控制模块25,从第一输入端21取电,用于根据监测信号和通信信号分别控制第一开关管S1和第二开关管S2的导通与关断;
输出端26,用于耦接功率总线,第一关断模块23和第二关断模块24的输出串联后连接至输出端26;
其中,当第二输入端22所耦接的第二光伏单元300异常时,控制模块25控制第二开关管S2导通,第二开关管S2和第二光伏单元300中与电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。
作为本发明的一种实现方式,第一光伏单元200包括至少一个光伏组件,每个光伏组件包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,第二光伏单元300包括至少一个光伏组件,每个光伏组件包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管。
以下将以多输入关断器100包括一个第一输入端21、一个第二输入端22、一个第一关断模块23、一个第二关断模块24、以及一个输出端26,第一关断模块23包括第一开关管S1和第一旁路管D4,第二关断模块24包括第二开关管S2,第一光伏单元200包括一个光伏组件,每个光伏组件包括三个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,第二光伏单元300包括一个光伏组件,每个光伏组件包括三个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,以此为例进行说明,但不以此为限。
具体的,第一关断模块23包括第一开关管S1和第一旁路管D4,第一旁路管D4的类型为二极管。第一开关管S1连接在第一输入端21的正端和输出端26的正端之间,其源极和输出端26的正端连接,漏极和第一输入端21的正端连接,第一开关管S1控制第一输入端21所耦接的第一光伏单元200和功率总线之间连接的通断。第一旁路管D4并联在第一关断模块23的输出,其阴极和输出端26的正端连接,阳极和第一输入端21的负端连接。当第一光伏单元200异常时,第一旁路管D4用以给功率总线电流提供续流通道。第二关断模块24包括第二开关管S2,第二开关管S2连接在第一输入端21的负端和第二输入端22的正端之间,其源极和第一输入端21的负端连接,漏极和第二输入端22的正端连接,用于控制第二输入端22所耦接的第二光伏单元300和功率总线之间连接的通断。当第二光伏单元300异常时,第二开关管S2和第二光伏单元300中与电池子串并联的续流二极管一起为功率总线电流提供续流通道。
作为本发明的一种实现方式,第一开关管S1可连接在第一输入端21的负端和第二输入端22的正端之间,其源极和第一输入端21的负端连接,漏极和第二输入端22的正端连接。第二开关管S2连接在第二输入端22的负端和输出端26的负端之间,其源极和第二输入端22的负端连接,漏极和输出端26的负端连接。
作为本发明的一种实现方式,控制模块25根据监测信号判断第一光伏单元200和第二光伏单元300的状态,监测信号包括关断器100的输入输出电气参数,输入输出电气参数包括关断器100的各输入端所耦接光伏单元的输出电压,也即关断器100的第一输入端21和第二输入端22的输入电压。当关断器100的第一输入端21的输入电压或者第二输入端22的输入电压小于一电压阈值时,判定该输入端所耦接的光伏单元异常,否则为正常。光伏单元异常的情况例如为遮挡、故障等。
作为本发明的一种实现方式,通信信号包括关断器100的控制指令,控制模块25根据该控制指令调整关断器100的运行模式,关断器100的运行模式包括安全断开模式和正常运行模式。
当关断器100处于安全断开模式时,控制模块25控制第一开关管S1和第二开关管S2断开,第一光伏单元200和第二光伏单元300分别与功率总线断开连接,关断器100的输出电压和功率处于安全受控状态。
当关断器100处于正常运行模式时,并且当第一光伏单元200和第二光伏单元300均正常时,控制模块25控制第一开关管S1导通,控制第二开关管S2导通或处于高频开关状态,第一旁路管D4反向截止,第一输入端21接入的第一光伏单元200以及第二输入端22接入的第二光伏单元300均与功率总线连通,关断器100的输出功率等于第一光伏单元200和第二光伏单元300的输出功率之和。当第一光伏单元200异常时,为防止控制模块25掉电,控制模块25控制第一开关管S1断开,第一光伏单元200和功率总线断开连接,第一旁路管D4导通,功率总线电流从第一旁路管D4流过。当第二光伏单元300异常时,控制模块25控制第二开关管S2导通或处于高频开关状态,功率总线电流从第二光伏单元300中与电池子串并联的续流二极管以及第二开关管S2流过,通过第二光伏单元300内置的续流二极管和第二开关管S2为功率总线电流提供续流通道。当第二开关管S2处于高频开关状态时,在第二开关管S2断开的瞬间,由第二关断模块24的输出电容短暂续流。
作为本发明的一种实现方式,关断器100还包括通信模块27,用于与外部通信,获得通信信号并对所述通信信号进行解调和解析得到关断器的控制指令。通信模块27例如为电力线载波通信模块或无线通信模块,相应的,通信信号的类型为电力线载波通信信号或无线通信信号。控制模块25根据关断器的控制指令切换关断器100的运行模式。在本实施方式,通信信号的形式为电力线载波通信信号。
作为本发明的一种实现方式,通信模块27和控制模块25可以集成在一起。
作为本发明的一种实现方式,第一关断模块23还包括与第一输入端21耦接的第一输入电容Cin1以及与输出端26的正端耦接的第一输出电容Cout1,第一输入电容Cin1用于稳定关断器100的第一输入端21的输入电压,第一输出电容Cout1用于稳定关断器100的输出电压。第二关断模块24还包括与第二输入端22耦接的第二输入电容Cin2以及与输出端26的负端耦接的第二输出电容Cout2,第二输入电容Cin2用于稳定关断器100的第二输入端22的输入电压,第二输出电容Cout2用于稳定关断器100的输出电压,第一输出电容Cout1和第二输出电容Cout2串联连接在输出端26。
图3为本发明第二实施例的多输入关断器100的示意性电路结构图,与图2所示的第一实施例相比,本实施例中多输入关断器100还包括并联在输出端26的第二旁路管D5,在控制模块25发生故障时,第二旁路管D5为功率总线电流提供续流通道。并且第一光伏单元200和第二光伏单元300均异常时,在第一实施例的续流通道的基础上,新增一条通过第二旁路管D5的续流通道。
具体的,第二旁路管D5的类型为二极管,当控制模块25发生故障时,第一开关管S1和第二开关管S2均断开,第一旁路管D4截止,通过第二旁路管D5为功率总线电流提供续流通道。当第一光伏单元200和第二光伏单元300均异常时,控制模块25控制第一开关管S1断开、第二开关管S2导通,第二旁路管D5为功率总线电流提供第一条续流通道,第二光伏单元300中与电池子串并联的续流二极管、第二开关管S2和第一旁路管D4为功率总线电流提供第二条续流通道。
作为本发明的一种实现方式,当第一光伏单元200和第二光伏单元300均异常时,控制模块25控制第一开关管S1和第二开关管S2均断开,第一旁路管D4截止,第二旁路管D5为功率总线电流提供续流通道。
第二实施例中与第一实施例中其它相同之处不在赘述。与第一实施例相比,增加一个旁路管,提供了控制模块故障时的旁路路径,适用范围更广,同时在关断器各输入端的光伏单元均异常时,提供了一条新的旁路路径。
图4是本发明第三实施例的多输入关断器100的示意性电路结构图,与图3所示的第二实施例相比,本实施例第一关断模块23中的第一旁路管D4类型为第三开关管S3,用于降低第一光伏单元200异常时功率总线电流续流时的导通损耗,其工作原理同第二实施例,不再赘述。
图5为本发明第四实施例的多输入关断器100的示意性电路结构图,与图3所示的第二实施例相比,本实施例中多输入关断器100还包括与第一关断模块23和第二关断模块24串联连接在输出端26的第二关断模块28,第二关断模块28和第二关断模块24的结构相同,在此不再赘述。工作原理同第二实施例不再赘述。本实施例仅以三个输入端口的关断器为例,但不以此为限,可以是四个、五个等任意个输入端。
作为本发明的一种实现方式,本发明提供一种多输入关断器100的控制方法,该方法用在具有第一输入端21以及至少一个第二输入端22的多输入关断器中,第一输入端21耦接第一光伏单元200,第二输入端22耦接第二光伏单元300,第一光伏单元200包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,第二光伏单元300包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,该方法包括:
根据监测信号和通信信号分别控制多输入关断器100中的第一开关管S1和第二开关管S2的导通与关断;
当第二光伏单元200异常时,控制第二开关管S2导通,第二开关管S2和第二光伏单元200中与电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。
根据监测信号判断第一光伏单元200和第二光伏单元300的状态,监测信号包括关断器100的输入输出电气参数,输入输出电气参数包括关断器100的各输入端所耦接光伏单元的输出电压,也即关断器100的各输入端的输入电压,当关断器100的一输入端的输入电压小于一电压阈值时,判定该输入端耦接的光伏单元异常,否则为正常。光伏单元异常的情况例如为遮挡、故障等。
通信信号包括关断器100的控制指令,根据该控制指令切换关断器的运行模式。关断器100的运行模式包括安全断开模式和正常运行模式。
当关断器100处于安全断开模式时,控制第一开关管S1和第二开关管S2断开,第一光伏单元200和第二光伏单元300分别与功率总线断开连接,关断器100的输出电压和功率处于安全受控状态。
当关断器100处于正常运行模式时,当第一光伏单元200和第二光伏单元300均正常时,控制第一开关管S1导通,控制第二开关管S2导通或处于高频开关状态,关断器100中的第一旁路管D4反向截止,第一输入端21接入的第一光伏单元200以及第二输入端22接入的第二光伏单元300均与功率总线连通,关断器100的输出功率等于第一光伏单元200和第二光伏单元300的输出功率之和。当第一光伏单元200异常时,控制第一开关管S1断开,第一光伏单元200和功率总线断开连接,第一旁路管D4导通,功率总线电流从第一旁路管D4流过。当第二光伏单元300异常时,控制第二开关管S2导通或处于高频开关状态,功率总线电流从第二光伏单元300中与电池子串并联的续流二极管以及第二开关管S2流过,通过第二光伏单元300内置的续流二极管和第二开关管S2为功率总线电流提供续流通道,当第二开关管S2处于高频开关状态时,在第二开关管S2断开的瞬间,由第二输出电容Cout2短暂续流。
图6是为本发明实施例的光伏发电系统的示意性系统框图,所述系统包括多个光伏单元60、多个如上所述任一实施例的多输入关断器61、主控器62及光伏逆变器63,每一个多输入关断器61接入多个光伏单元60,多个多输入关断器61串接在一功率总线上,功率总线接入光伏逆变器63的直流输入端口,多输入关断器包括第一输入端21、至少一个第二输入端22、第一关断模块23、至少一个第二关断模块24、控制模块25以及输出端26,第一输入端21耦接第一光伏单元200,第一光伏单元200包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,第二输入端22耦接第二光伏单元300,第二光伏单元300包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,第一关断模块23至少包括第一开关管S1和第一旁路管D4,第二关断模块24至少包括第二开关管S2,其中,
主控器62,定期发送通信信号,所述通信信号用于控制多输入关断器61,
具体的,所述通信信号可以为电力线载波通信信号或无线通信信号,所述电力线载波通信信号通过功率总线耦合至所述多输入关断器61,所述无线通信信号通过空间耦合至多输入关断器61;
多输入关断器61,用于根据监测信号和通信信号分别控制第一开关管S1和第二开关管S2的导通与关断,并当第二光伏单元300异常时,控制第二开关管S2导通,第二开关管S2和第二光伏单元300中与电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。
主控器62可以集成在光伏逆变器63的内部,也可以独立设置,但不限于此。
尽管为示例目的,已经公开了本发明的优选实施方式,但是本领域的普通技术人员将意识到,在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下,各种改进、增加以及取代是可能的。
Claims (11)
1.一种多输入关断器,其特征在于,所述关断器包括:
第一输入端,用于耦接第一光伏单元,所述第一光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管;
至少一个第二输入端,用于耦接第二光伏单元,所述第二光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管;
第一关断模块,与所述第一输入端耦接,所述第一关断模块至少包括第一开关管和第一旁路管,所述第一开关管用于控制第一光伏单元和功率总线之间的通断,所述第一旁路管用于当所述第一光伏单元异常时为功率总线电流提供续流通道;
至少一个第二关断模块,与所述第二输入端耦接,所述第二关断模块至少包括第二开关管;
控制模块,从所述第一输入端取电,用于根据监测信号和通信信号分别控制所述第一开关管和所述第二开关管的导通与关断;
输出端,用于耦接功率总线,所述第一关断模块和第二关断模块的输出串联连接在所述输出端;
其中,当所述第二光伏单元异常时,所述控制模块控制所述第二开关管导通,所述第二开关管和所述第二光伏单元中与电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。
2.如权利要求1所述的多输入关断器,其特征在于,所述关断器还包括并联在所述输出端的第二旁路管,当所述控制模块发生故障时,所述第一开关管和第二开关管均断开,所述第一旁路管截止,所述第二旁路管为功率总线电流提供续流通道。
3.如权利要求2所述的多输入关断器,其特征在于,当所述第一光伏单元和第二光伏单元均异常时,所述控制模块控制所述第一开关管断开、所述第二开关管导通或处于高频开关状态,所述第二旁路管为功率总线电流提供第一条续流通道,所述第二光伏单元中与电池子串并联的续流二极管、第二开关管和第一旁路管为功率总线电流提供第二条续流通道。
4.如权利要求2所述的多输入关断器,其特征在于,当所述第一光伏单元和第二光伏单元均异常时,所述控制模块控制所述第一开关管和所述第二开关管断开,所述第二旁路管为功率总线电流提供续流通道。
5.如权利要求2所述的多输入关断器,其特征在于,所述第一旁路管和第二旁路管的类型为二极管或开关管。
6.如权利要求1-5任意一项所述的多输入关断器,其特征在于,
所述第一开关管连接在所述第一输入端的正端和所述输出端的正端之间,所述第一旁路管并联在所述第一关断模块的输出,所述第二开关管连接在所述第二输入端的正端和所述第一输入端的负端或连接在所述第二输入端的正端和相邻第二输入端的负端之间;
或者,所述第一开关管连接在所述第一输入端的负端和所述第二输入端的正端之间,所述第一旁路管并联在所述第一关断模块的输出,所述第二开关管连接在所述第二输入端的负端和所述输出端的负端或连接在所述第二输入端的负端和相邻第二输入端的正端之间。
7.如权利要求6所述的多输入关断器,其特征在于,所述控制模块根据所述监测信号判断所述第一光伏单元和所述第二光伏单元的状态,所述监测信号包括所述第一输入端和第二输入端的输入电压;
当所述第一输入端或第二输入端的输入电压小于一电压阈值时,所述控制模块判定该输入端耦接的光伏单元异常,否则为正常。
8.如权利要求7所述的多输入关断器,其特征在于,所述通信信号的类型为电力线载波通信信号或无线通信信号。
9.如权利要求7所述的多输入关断器,其特征在于,所述通信信号包括关断器的控制指令,所述控制模块根据所述控制指令调整关断器的运行模式,所述关断器的运行模式包括安全断开模式和正常运行模式;
当所述关断器处于安全断开模式时,所述控制模块控制所述第一开关管和所述第二开关管断开,所述第一光伏单元和第二光伏单元分别与功率总线断开连接;
当关断器处于正常运行模式时,且所述第一光伏单元和所述第二光伏单元均正常时,所述控制模块控制所述第一开关管导通,控制所述第二开关管导通或处于高频开关状态,所述第一旁路管截止,所述第一光伏单元和第二光伏单元均与功率总线连通。
10.一种多输入关断器的控制方法,其特征在于,所述方法用于控制如权利要求1-9任一项所述的多输入关断器,所述方法包括:
根据监测信号和通信信号分别控制关断器中的第一开关管和第二开关管的导通与关断;
当所述第二光伏单元异常时,控制所述第二开关管导通,所述第二开关管和所述第二光伏单元中与电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。
11.一种光伏发电系统,其特征在于,所述系统包括多个光伏单元、多个多输入关断器、主控器及光伏逆变器,每一个多输入关断器接入多个光伏单元,多个多输入关断器的输出串接在一功率总线上,所述功率总线接入光伏逆变器的直流输入端口,所述多输入关断器包括第一输入端、至少一个第二输入端、第一关断模块、至少一个第二关断模块、控制模块以及输出端,所述第一输入端耦接第一光伏单元,所述第一光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,所述第二输入端耦接第二光伏单元,所述第二光伏单元包括至少一个电池子串以及与电池子串并联的续流二极管,所述第一关断模块至少包括第一开关管和第一旁路管,所述第二关断模块至少包括第二开关管,其中,
所述主控器,定期发送通信信号,所述通信信号用于控制所述多输入关断器;
所述多输入关断器,用于根据监测信号和通信信号分别控制第一开关管和第二开关管的导通与关断,并当所述第二光伏单元异常时,控制所述第二开关管导通,所述第二开关管和所述第二光伏单元中电池子串并联的续流二极管为功率总线电流提供续流通道。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210036769.3A CN114050811B (zh) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统 |
PCT/CN2022/084356 WO2023134027A1 (zh) | 2022-01-13 | 2022-03-31 | 一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210036769.3A CN114050811B (zh) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114050811A CN114050811A (zh) | 2022-02-15 |
CN114050811B true CN114050811B (zh) | 2022-05-17 |
Family
ID=80196562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210036769.3A Active CN114050811B (zh) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114050811B (zh) |
WO (1) | WO2023134027A1 (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114050811B (zh) * | 2022-01-13 | 2022-05-17 | 杭州禾迈电力电子股份有限公司 | 一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统 |
CN114336622A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-04-12 | 浙江英达威芯电子有限公司 | 一种关断器控制方法、系统、装置及关断控制器 |
CN115632389B (zh) * | 2022-12-22 | 2023-03-14 | 杭州禾迈电力电子股份有限公司 | 关断器及其控制方法、光伏发电系统 |
CN115764817B (zh) * | 2023-01-06 | 2023-06-23 | 上海劭能新能源科技有限公司 | 一种支持两路光伏组件输入具有监测功能的快速关断器 |
CN116169997B (zh) * | 2023-02-22 | 2023-08-22 | 上海劭能新能源科技有限公司 | 一种支持两路光伏组件不同控制方式的快速关断器及系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101867297A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-10-20 | 杭州浙大太阳电气有限公司 | 用于分布式光伏发电的单相软开关高增益升压型变换器 |
CN110299727A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-01 | 海宁昱能电子有限公司 | 一种组件关断器及光伏发电系统安全保护系统 |
CN111293678A (zh) * | 2018-12-07 | 2020-06-16 | 浙江英达威芯电子有限公司 | 一种光伏组件及一种光伏组件的控制方法 |
CN111585307A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-25 | 阳光电源股份有限公司 | 一种光伏快速关断系统的启动方法、应用装置和系统 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103904891A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-02 | 燕山大学 | 一种双输入buck直流变换器及其控制系统 |
CN104038056B (zh) * | 2014-04-04 | 2016-08-24 | 燕山大学 | 一种双输入buck直流变换器及其控制系统 |
US9843193B2 (en) * | 2014-07-30 | 2017-12-12 | Robert Getsla | Safety shutdown system for photovoltaic power generators |
CN105119513A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-12-02 | 无锡伊佩克科技有限公司 | 一种光耦隔离车载电源光伏逆变器的控制方法 |
CN107846189B (zh) * | 2017-11-27 | 2023-11-17 | 浙江省能源与核技术应用研究院 | 一种基于最大电流检测的光伏水泵系统及其控制方法 |
CN107947543A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-04-20 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 多输入组件级快速关断装置及其驱动电路和光伏系统 |
CN108666977A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-16 | 江苏集能易新能源技术有限公司 | 一种光伏关断器串联驱动电路 |
CN108666978B (zh) * | 2018-06-29 | 2024-02-02 | 江苏集能易新能源技术有限公司 | 一种光伏关断器分压电路 |
CN110854919A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-02-28 | 浙江佳明天和缘光伏科技有限公司 | 一种直流电流型plc光伏快速关断装置 |
CN111313825A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-06-19 | 海宁昱能电子有限公司 | 一种光伏组件关断器 |
CN111555710A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-08-18 | 江苏集能易新能源技术有限公司 | 一种光伏关断器plc驱动电路及其控制方法 |
CN215498289U (zh) * | 2021-02-04 | 2022-01-11 | 广州中旭新能源有限公司 | 一种光伏并网发电的快速关断系统 |
CN113270893B (zh) * | 2021-06-22 | 2024-04-12 | 阳光电源股份有限公司 | 一种光伏关断系统控制方法及其应用系统 |
CN113659929B (zh) * | 2021-08-12 | 2024-04-02 | 阳光新能源开发股份有限公司 | 一种光伏发电系统、光伏组件的状态检测装置以及异常定位方法 |
CN114050811B (zh) * | 2022-01-13 | 2022-05-17 | 杭州禾迈电力电子股份有限公司 | 一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统 |
-
2022
- 2022-01-13 CN CN202210036769.3A patent/CN114050811B/zh active Active
- 2022-03-31 WO PCT/CN2022/084356 patent/WO2023134027A1/zh unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101867297A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-10-20 | 杭州浙大太阳电气有限公司 | 用于分布式光伏发电的单相软开关高增益升压型变换器 |
CN111293678A (zh) * | 2018-12-07 | 2020-06-16 | 浙江英达威芯电子有限公司 | 一种光伏组件及一种光伏组件的控制方法 |
CN110299727A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-01 | 海宁昱能电子有限公司 | 一种组件关断器及光伏发电系统安全保护系统 |
CN111585307A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-25 | 阳光电源股份有限公司 | 一种光伏快速关断系统的启动方法、应用装置和系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023134027A1 (zh) | 2023-07-20 |
CN114050811A (zh) | 2022-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114050811B (zh) | 一种多输入关断器及控制方法、光伏发电系统 | |
JP7250842B2 (ja) | 光起電力快速遮断システムの起動方法、応用装置及びシステム | |
CN106602504B (zh) | 一种光伏快速关断装置及光伏系统 | |
WO2011120311A1 (zh) | 太阳能光发电系统、控制装置及控制方法 | |
CN108512245A (zh) | 可自动实现组件级关断的光伏系统及其控制方法 | |
EP3905465B1 (en) | Converter, method and system applied to photovoltaic power generation system | |
US20220263321A1 (en) | Photovoltaic control apparatus and method, and system | |
CN113725847A (zh) | 一种光伏系统、直流汇流箱及故障隔离方法 | |
CN110649645B (zh) | 快速关断装置及其所适用的光伏发电系统 | |
CN104660038A (zh) | 一种智能太阳能光伏组件电路及其控制/保护方法 | |
CN103457503A (zh) | 冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构 | |
CN113364413B (zh) | 一种智能光伏拓扑变换功率优化系统及其控制方法 | |
KR20170124945A (ko) | 고장 안전 차단 정션 박스 및 태양광 발전 시스템 | |
CN115398765A (zh) | 一种电源系统 | |
CN216720889U (zh) | 一种用于光伏组件的关断装置及应用其的光伏系统 | |
CN108767932A (zh) | 一种储能串联阵列及其控制方法 | |
CN114301390A (zh) | 一种用于光伏系统的关断电路及其控制方法 | |
CN113972817A (zh) | 固态变压器故障处理系统 | |
CN111224424A (zh) | 一种光伏组件关断器 | |
CN217063668U (zh) | 一种用于光伏系统的关断电路 | |
CN115967346B (zh) | 一种太阳能电池组件可脱离接线盒及其电路 | |
CN116014798B (zh) | 控制电路、并联控制电路及其储能逆变器系统 | |
CN218005869U (zh) | 快速关断光伏系统 | |
CN216981854U (zh) | 光伏发电系统 | |
CN220673450U (zh) | 5g基站应急照明柜 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |