CN115276546A - 一种光伏组件关断器及智能检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏系统技术领域，尤其涉及了一种光伏组件关断器及智能检测方法，通过启动关断控制器，判断关断器是否接受到开关信号，若关断器接受到信号，则关断器控制自身开通，使自身控制的光伏组件开始向逆变器输送光能，通过智能检测模块对关断器自身的参数状态进行检测，若关断器的自身状态参数不在预定值的范围内，则关断器控制自身关断并向警报器发出信号，警报器响起提醒对关断器进行故障排查。该光伏组件关断器及智能检测方法，通过关断器控制自身关断并向警报器发出信号，警报器响起提醒对关断器进行故障排查，防止因为线路老化和电流波动，线路上的电流参数会超过预定范围的数值，导致关断器的开关误通，造成对电网的损坏。

Description

一种光伏组件关断器及智能检测方法

技术领域

本发明涉及光伏系统技术领域，具体为一种光伏组件关断器及智能检测方法。

背景技术

光伏系统是多个光伏组件串联形成组串，然后接入逆变器实现直流转换为交流而并网。由于串联的光伏组件会形成较危险的直流高压，所以光伏系统要求逆变器有防电弧保护，即在检测到电弧时应立即关断逆变器的运行。但是，无论逆变器运行与否，光伏组件串起来以后的直流电缆均会输出较危险的高压电。目前，为了消除高压电带来的安全风险，每个光伏组件的输出均加入组件关断器，各组件关断器的输出串联后连接逆变器，从而可利用组件关断器将每个光伏组件的电压输出关断，使直流电缆上的电压降低至较小值。

光伏组件的关断器的原理为采样电路对信号发射器发射的控制信号进行采样，并将采样得到的控制信号发送至通信模块；然后通信模块在接收到控制信号后生成关断信号至组件关断控制模块，以便于组件关断控制模块在接收到关断信号后控制开关管断开，从而关断光伏组件的电压输出。但现有的光伏组件关断器在使用时间增加后，因为线路老化和电流波动，线路上的电流参数会超过预定范围的数值，从而导致关断器的开关误通，因此需要对光伏组件关断器的自身电力参数进行检测，对关断器起到保护作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏组件关断器及智能检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光伏组件关断器及智能检测方法，包括关断器主体，所述关断器主体的背部固定连接有防尘安装座，所述防尘安装座的正面右侧固定安装有报警器，所述关断器主体的左侧固定安装有进压口，所述关断器主体的右侧固定安装有出压口，所述关断器主体的正面左侧固定安装有连通接口，所述关断器主体的正面右侧开设有观察窗，所述观察窗的内壁左侧通过铰链铰接有维修翻盖。

优选的，所述关断器主体设有多组，多组所述关断器主体的出压口连接有光伏逆变器，所述多组所述关断器主体的进压口连接有光伏组件，所述连通接口与关断控制器电性连接，所述关断控制器的输入端连接有智能检测模块。

优选的，所述智能检测模块包括电压输入模块、电流采样模块、信号放大电路和通信模块，所述信号放大电路包括信号放大模块和信号转换模块，所述通信模块与报警器电性连接。

一种光伏组件关断器智能检测方法，包括以下步骤：

S1：通过启动关断控制器，判断关断器是否接受到开关信号，若关断器接受到信号，则关断器控制自身开通，若关断器未接受到开关信号，则反复启动关断控制器。

S2：关断器接受到信号后，关断器控制自身开通，使自身控制的光伏组件开始向逆变器输送光能。

S3：通过智能检测模块对关断器自身的参数状态进行检测。

S4：若关断器的自身状态参数在预定值的范围内，则关断器继续维持开通状态，若关断器的自身状态参数不在预定值的范围内，则关断器控制自身关断并向警报器发出信号，警报器响起提醒对关断器进行故障排查。

优选的，所述S2中光伏组件向逆变器输送光能后，逆变器将光能转换为电能传递给电网储存。

优选的，所述S3中关断器自身的参数状态的检测具体步骤如下：

S3.1：关断器自身电压输入后，通过电流转换电路将电压信号转换为电流信号；

S3.2：然后将电流信号通过信号放大电路放大后，传递给通信模块，在通信模块中通过A/D转换器转换为数字信号显示，通过数字信号判断关断器的自身状态参数是否在预定值的范围内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该光伏组件关断器及智能检测方法，通过智能检测模块对关断器自身状态进行检测，若关断器的自身状态参数不在预定值的范围内，则关断器控制自身关断并向警报器发出信号，警报器响起提醒对关断器进行故障排查，防止因为线路老化和电流波动，线路上的电流参数会超过预定范围的数值，导致关断器的开关误通，造成对电网的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的关断器主体外观结构图；

图2为本发明的光伏系统结构示意图；

图3为本发明的关断器检测流程示意图；

图4为本发明的智能检测模块结构示意图；

图5为本发明的电流转换电路图；

图6为本发明的电流放大电路图。

图中：1、关断器主体；2、防尘安装座、3、进压口；4、出压口；5、观察窗、6、维修翻盖；7、连通接口；8、报警器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：一种光伏组件关断器，包括关断器主体1，关断器主体1的背部固定连接有防尘安装座2，防尘安装座2便于对关断器主体1进行安装且可以起到防尘的效果，防止灰尘进入到关断器主体1的内部，防尘安装座2的正面右侧固定安装有报警器8，关断器主体1的左侧固定安装有进压口3，关断器主体1的右侧固定安装有出压口4，关断器主体1的正面左侧固定安装有连通接口7，关断器主体1的正面右侧开设有观察窗5，观察窗5的内壁左侧通过铰链铰接有维修翻盖6，在对关断器主体1进行维修时，可以通过转动维修翻盖6，通过观察窗5观察关断器主体1内部的情况，关断器主体1设有多组，多组关断器主体1的出压口4连接有光伏逆变器，多组关断器主体1的进压口3连接有光伏组件，连通接口7与关断控制器电性连接，关断控制器的输入端连接有智能检测模块，智能检测模块包括电压输入模块、电流采样模块、信号放大电路和通信模块，信号放大电路包括信号放大模块和信号转换模块，通信模块与报警器8电性连接。

一种光伏组件关断器智能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过启动关断控制器，判断关断器是否接受到开关信号，若关断器接受到信号，则关断器控制自身开通，若关断器未接受到开关信号，则反复启动关断控制器。

S2：关断器接受到信号后，关断器控制自身开通，使自身控制的光伏组件开始向逆变器输送光能，光伏组件向逆变器输送光能后，逆变器将光能转换为电能传递给电网储存。

S3：通过智能检测模块对关断器自身的参数状态进行检测。

S3中关断器自身的参数状态的检测具体步骤如下：

S3.1：关断器自身电压输入后，通过电流转换电路将电压信号转换为电流信号。

由于终端负载一定，所以电流采样实际等同于一个峰值检测的过程，此电路实际是一个峰值检测电路，P3为信号的2个输入端，调整R10，R11和R13、R14取值来实现峰值测功能，电路中的阻值并不准确，需要实际中根据信号的幅值来调整R10、R11和R13、R14阻值和比值。电阻的阻值尽可能大，这样既减小了功耗也保证了系统的稳定性。Y3采用模拟比较器LM393，LM393内部为开集电极输出，应用的时候输出端要接一个上拉电阻，电路如图5所示。

S3.2：然后将电流信号通过信号放大电路放大后，传递给通信模块，在通信模块中通过A/D转换器转换为数字信号显示，通过数字信号判断关断器的自身状态参数是否在预定值的范围内。

电流放大电路如图6所示。主要包括2个μA741高增益运算放大器组成的放大部分及三极管ZTX453组成的射极输出部分。第一级μA741AN为负反馈缓冲电路，用以减小输出电阻并使放大频率频宽增大。第二级μA741ANA构成电压正向比例放大电路。放大后的电压信号接入射极输出器ZTX453，放大输出信号的电流。因为电路发热量比较大，需要再扩接散热片进行散热。

A/D转换器是模拟信号转为数字信号的转换器，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。

逐次逼近式A/D是比较常见的一种A/D转换电路，转换的时间为微秒级。逐次逼近法的转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A转换器，经D/A转换后生成的模拟量送入比较器，称为Vo，与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较，若Vo<Vi，该位1被保留，否则被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位为1，将寄存器中新的数字量送D/A转换器，输出的Vo再与Vi比较，若Vo<Vi，该位1被保留，否则被清除。重复此过程，直至逼近寄存器最低位。转换结束后，将逐次逼近寄存器中的数字量送入缓冲寄存器，得到数字量的输出。逐次逼近的操作过程是在一个控制电路的控制下进行的。

S4：若关断器的自身状态参数在预定值的范围内，则关断器继续维持开通状态，若关断器的自身状态参数不在预定值的范围内，则关断器控制自身关断并向警报器发出信号，警报器响起提醒对关断器进行故障排查。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种光伏组件关断器，包括关断器主体(1)，其特征在于：所述关断器主体(1)的背部固定连接有防尘安装座(2)，所述防尘安装座(2)的正面右侧固定安装有报警器(8)，所述关断器主体(1)的左侧固定安装有进压口(3)，所述关断器主体(1)的右侧固定安装有出压口(4)，所述关断器主体(1)的正面左侧固定安装有连通接口(7)，所述关断器主体(1)的正面右侧开设有观察窗(5)，所述观察窗(5)的内壁左侧通过铰链铰接有维修翻盖(6)。

2.根据权利要求1所述的一种光伏组件关断器，其特征在于：所述关断器主体(1)设有多组，多组所述关断器主体(1)的出压口(4)连接有光伏逆变器，所述多组所述关断器主体(1)的进压口(3)连接有光伏组件，所述连通接口(7)与关断控制器电性连接，所述关断控制器的输入端连接有智能检测模块。

3.根据权利要求1所述的一种光伏组件关断器，其特征在于：所述智能检测模块包括电压输入模块、电流采样模块、信号放大电路和通信模块，所述信号放大电路包括信号放大模块和信号转换模块，所述通信模块与报警器(8)电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种光伏组件关断器智能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过启动关断控制器，判断关断器是否接受到开关信号，若关断器接受到信号，则关断器控制自身开通，若关断器未接受到开关信号，则反复启动关断控制器；

S2：关断器接受到信号后，关断器控制自身开通，使自身控制的光伏组件开始向逆变器输送光能；

S3：通过智能检测模块对关断器自身的参数状态进行检测；

S4：若关断器的自身状态参数在预定值的范围内，则关断器继续维持开通状态，若关断器的自身状态参数不在预定值的范围内，则关断器控制自身关断并向警报器发出信号，警报器响起提醒对关断器进行故障排查。

5.根据权利要求4所述的一种光伏组件关断器智能检测方法，其特征在于：所述S2中光伏组件向逆变器输送光能后，逆变器将光能转换为电能传递给电网储存。

6.根据权利要求4所述的一种光伏组件关断器智能检测方法，其特征在于：所述S3中关断器自身的参数状态的检测具体步骤如下：

S3.1：关断器自身电压输入后，通过电流转换电路将电压信号转换为电流信号；

S3.2：然后将电流信号通过信号放大电路放大后，传递给通信模块，在通信模块中通过A/D转换器转换为数字信号显示，通过数字信号判断关断器的自身状态参数是否在预定值的范围内。

Images