CN207559941U - 防止光伏组件关断延误的关断系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要涉及到一种防止光伏组件关断延误的关断系统。每一个光伏组件均配置有一个关断模块，关断模块用于将与之对应的光伏组件予以关断而从电池组串中移除或用于将与之对应的光伏组件从关断状态恢复到接入电池组串的串联接入状态。关断控制单元在向指定的关断模块发出指令时，指令还发送到多个关断模块中除了指定的关断模块之外的至少一个其他关断模块，指定的关断模块除了直接接收关断控制单元发出的指令之外还间接接收由其他关断模块转发的指令。最大限度的防止需要被关断的光伏组件在关断过程中发生关断不彻底的情形，为光伏发电系统的安全运营提供依据。

Description

防止光伏组件关断延误的关断系统

技术领域

本实用新型主要涉及到太阳能技术领域，确切的说是，在涉及到含有光伏电池的能源架构中提供能够关断光伏电池组件的关断系统，最大限度的防止需要被关断的光伏组件在关断过程中发生关断不彻底的情形，为光伏发电系统的安全运营提供依据。

背景技术

太阳能发电系统在电力电子系统中属于高压领域。基于安全考虑，在欧洲意大利的安全规范告诫消防员在建筑物带电压的情况下是不运行进行灭火操作的，德国强行执行的防火安全标准还明文规定在光伏发电系统中光伏逆变器与组件之间需要增加额外的直流电切断装置。在光伏发电产业发展较为广泛的地区，尤其是欧洲的多国政府和北美地区出于安全的考虑，普遍认为即使是光伏组件发生了火灾，消防工作也只有在所有的光伏组件被烧毁的前提下也即无法产生危机人身安全的高压后，才允许进行施救工作。美国防火协会修改国家电气规范，直接要求住宅用的光伏发电系统中：在发生紧急情况时限制光伏发电系统交流并网端口断开后，直流支路的电压最大值不得超过八十伏。

以北美的安全规范NEC2017为例，要求光伏发电系统具有快速关断功能，在关断后光伏阵列内部导体之间以及导体与大地之间的电压不能超过80伏。很多电站在应对安全规范的积极措施是：为了实现快速关断，每一个光伏组件的输出端处都安装起到关断作用的关断模块，在提供直流电的电池组串上或直流母线上安装命令发送装置，命令发送装置则主要是由交流电网来供电。当有必要关断光伏组件时，譬如光伏组件发生热斑或光伏接线盒连接不好时，接线盒内部升温，关断光伏组件的应对方案可以制止这种集热现象恶化从而使组件可靠性和安全性提高。自动执行光伏组件级别的关断功能，不需要消防专业人员手动关断交流电或关断汇流箱中断路器，显而易见，组件零电压的开路方案是保证光伏发电系统最安全的解决方案，光伏组件开路后，组件输出电压/功率为零。因此即使发生火灾时在光伏阵列中也没有任何危及人身安全的危险。

实用新型内容

在本实用新型的一个可选但非必须的实施例中，披露了一种防止光伏组件关断延误的关断系统，其中主要包括：

至少一个关断控制单元；

多个关断模块和多个光伏组件，每一个光伏组件均配置有一个关断模块；

多个光伏组件串联连接成电池组串并将各自的输出电压叠加；

每一个关断模块用于将与之对应的光伏组件予以关断而从电池组串中移除、或用于将与之对应的光伏组件从关断状态恢复到接入电池组串的串联接入状态；

关断控制单元在向指定的关断模块发出指令时，指令还发送到多个关断模块中除了该指定的关断模块之外的至少一个其他关断模块，指定的关断模块除了直接接收关断控制单元发出的指令之外还间接接收由其他关断模块转发的指令。

关断控制单元发出的指令在直接地传递给指定的关断模块的通信阶段，如果指令信号有所延时或者有所丢失，毫无疑虑该指定的关断模块要么因为指令信号的延时而延迟的执行关断进程，或者该指定的关断模块要么因为指令信号的丢失而不执行关断进程，这些延迟或耽搁关断模块执行关断的现象是亟待解决的问题。指定的关断模块通过直接接收关断控制单元发出的指令信号则能够快速做出关断响应，间接的接收由其他关断模块转发的指令则可以避免指令信号的丢失所引起的负面不响应现象。

上述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其中：指定的关断模块包括需要被断开的关断模块，因此关断控制单元向需要被断开的关断模块发出的指令包括关断的指令：需要被断开的关断模块在收到关断的指令后将与它对应的光伏组件予以关断。

上述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其中：指定的关断模块包括已经被断开的关断模块，关断控制单元向已经被断开的关断模块发出的指令包括重新启动的指令：已经被断开的关断模块在收到重新启动的指令后将与它对应的光伏组件从关断状态恢复到串联接入状态。

上述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其中：每一个关断模块均包括分别连接到光伏组件正负极的一组输入端和包括与其他关断模块串联连接的一组输出端，每一个关断模块的一组输出端之间设有旁路二极管。

上述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其中：在光伏组件因为关断模块的输入端和输出端之间的第一开关被关断时，藉由旁路二极管提供被断开的光伏组件所对应的关断模块的一组输出端之间的导通通路。

上述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其中：每一个关断模块均包括分别连接到光伏组件正负极的一组输入端和包括与其他关断模块串联连接的一组输出端，每一个关断模块的一组输出端之间设有第二开关。

上述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其中：在光伏组件因为关断模块的输入端和输出端之间的第一开关被关断时，藉由同步被接通的第二开关提供被断开的光伏组件所对应的关断模块的一组输出端之间的导通通路。

上述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其中：关断控制单元在向任意一个指定的关断模块发出指令时，指令还发送到多个关断模块中和该指定的关断模块相邻的一个或多个其他关断模块，指定的关断模块除了直接接收关断控制单元发出的指令之外还间接接收由与其相邻的其他关断模块转发的指令。

上述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其中：关断控制单元在向任意一个指定的关断模块发出指令时，指令还至少发送到串联连接的多个关断模块当中排在首位的第一个其他关断模块，指定的关断模块除了直接接收关断控制单元发出的指令之外还间接接收由其他关断模块转发的指令。

上述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其中：关断控制单元在向任意一个指定的关断模块发出指令时，指令还至少发送到串联连接的多个关断模块当中排在末尾最后一位的其他关断模块，指定的关断模块除了直接接收关断控制单元发出的指令之外还间接接收由其他关断模块转发的指令。

根据前文阐释所述防止光伏组件关断延误的关断系统的启用机理是：必须充分的考虑各级关断模块和关断控制单元Rapid Shut-Down之间的通信是否留有裕度，关断控制单元的指令如果采用载波通信则载波信号无疑会受到各种类型的干扰，也即会导致载波信号部分程度的衰减，所谓的干扰除了来源于线路上的寄生阻抗之外还取决于串联各级关断模块的电力线或串接线路上的各个接触触头是否安装良好。需要被关断的组件在接收指令信号的过程中如果通信不畅或许会因为信号丢失或延迟而延误原本期望的关断进程。

假设关断控制单元利用无线通信来取代载波通信而发出指令信号，关断模块的布局位置或者说应用场合是和光伏组件结合使用，光伏组件阵列会引起组件之间相互屏蔽对方的无线信号，而且安装光伏组件的建筑物附属墙体也会造成对无线信号的屏蔽。关断模块和关断控制单元之间避免通信不畅的弹性补偿空间一方面是通过直接接收关断控制单元发出的指令、另外一方面还可以通过间接的接收由其他关断模块转发的指令来实现的。

附图说明

为使上述目的和特征及优点能够更加明显易懂，下面结合附图对具体实施方式做详细的阐释，阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本申请的特征和优势将显而易见。

图1是在关断控制单元直接向各级关断模块下达关断或启动的指令的范例。

图2是在关断控制单元直接和间接的向关断模块下达指令的第一个实施例。

图3是在关断控制单元直接和间接的向关断模块下达指令的第二个实施例。

图4是在关断控制单元直接和间接的向关断模块下达指令的第三个实施例。

具体实施方式

下面将结合各实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚完整的阐述，但所描述的实施例仅是本实用新型用作叙述说明所用的实施例而非全部的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的方案都属于本实用新型的保护范围。

在光伏发电领域，光伏组件或光伏电池是发电的核心部件。太阳能电池板在主流技术的方向分为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳能电池等，硅电池被要求的使用年限高达二十多年的寿命，对电池的输出特性进行持久性的监测是必不可少的。很多内部和外部因素都会导致光伏组件的发电效率低下：光伏组件自身之间的制造差异或安装差异或阴影遮挡或最大功率追踪适配度等因素都会引起转换效率降低。以遮挡为例，如果部分光伏组件被云朵或建筑物或树影或污垢等类似情况遮挡后，这部分组件就会由电源变成负载而不再产生电能，光伏组件在发生热斑效应严重的局部位置的温度较高，有的甚至会超过几百摄氏度，引起烧毁或暗斑、焊点融化、封装材料老化、玻璃炸裂、腐蚀等永久性的破坏，给光伏组件的长期安全性和可靠性造成极大地的隐患。光伏发电系统亟待解决的问题就在于：能够实时地或间歇性的观察每一块被安装的光伏电池板的工作状态，能对电池的过温、过压、过流和端子短路及各类故障等异常情况进行预警，这对发生异常的电池采取类似于主动安全关断或其他的应急措施显得尤为重要。美国国家电工规范规定所有的光伏发电系统的电压需要在10秒钟之内下降到30伏以下，基于实现快速关断的功能必须考虑为光伏组件的输出端都配置起到关断作用的关断模块。

参见图1，光伏组件阵列是光伏发电系统从光能到电能转换的基础。光伏组件阵列中安装有众多的电池组串。关于电池组串：每一个电池组串架构由多个相互串联连接的光伏组件串接构成，光伏组件还可以替换成燃料电池或化学电池等直流电源。多个不同的电池组串它们之间是并联连接的关系：虽然每一个电池组串由多个光伏组件构成而且内部的多个光伏组件是串联的关系，但是多个不同的电池组串的彼此之间是相互并联的连接关系并共同向逆变器150之类的能源收集装置提供电能。在电池组串中本申请以串联型的多级光伏组件101-1至101-N为例，它们各自的输出电压V_O1-V_ON相互叠加后将总的具有较高电势的串级电压即母线电压V_BUS提供给逆变器150，逆变器汇总串联的多级光伏组件各自的输出功率后进行直流电到交流电的逆变，N是大于1的自然数。

参见图1，光伏组件的安全基础依赖于关断模块：第一级关断模块142-1和第二级关断模块142-2直至类推到所谓第N级的关断模块142-N等均通过电力线串联，在多级的所述关断模块142-1至142-N串联连接的链路中连接关系为：任意前一级的关断模块的第二输出端耦合到相邻后一级关断模块的第一输出端，则链路提供的总的串级电压等于它当中多级关断模块各自的输出电压的叠加值。链路/支路的具体连接关系为：第一级的关断模块142-1的第二输出端O2被耦合到相邻的后一级也即第二级关断模块142-2的所谓第一输出端O1，以及还有第二级关断模块142-2的第二输出端O2耦合到相邻后一级也即第三级关断模块142-3的第一输出端O1，依此类推，直至最终有第N-1级的关断模块的第二输出端O2耦合到它相邻的后一级关断模块142-N的第一输出端O1。在整个串联链路或支路中基本可以认为：传输串接线上由多级关断模块142-1至142-N各自输出的电压所叠加得到的串级电压被输送给类似于汇流箱或者逆变器或充电器等电力设备进行汇流再逆变等，串级电压即母线电压V_BUS由一组母线LN1-LN2输送。

参见图1，光伏组件101-N利用关断模块142-N执行接入到由多级关断模块串联构成的链路中的切换：关断模块142-N将光伏组件101-N接入到链路中的操作；或执行从链路中断开的切换：关断模块142-N将光伏组件101-N从链路中移除的操作。在链路架构中设定关断模块142-N的第一输入端IN1连到光伏组件101-N负极，和在链路架构中设定关断模块142-N的第二输入端IN2连到光伏组件101-N正极。在可选的但非限制性的实施例中，关断模块142-N的第一输出端O1和第二输出端O2可以输出对应的所述的光伏组件101-N产生的功率/电压，即利用关断模块执行接入操作和移除操作。在可选的关断模块142-N的拓扑中：定义的接入开关可以耦合在第二输入端IN2与关断模块的该第二输出端O2之间，或接入开关耦合在第一输入端IN1与第一输出端O1之间。总之定义的接入开关要么被耦合在组件的正极和第二输出端O2之间或者被耦合在组件的负极和第一输出端O1之间。关断模块拓扑中定义的旁路开关则耦合在第一输出端O1与相应的第二输出端O2之间。关断模块142-N的工作机制：其配置的处理器112驱动接入开关接通则该光伏组件101-N就被接入到多级关断模块串联连接的链路中并向串级电压来贡献自己的电压和功率部分，此时处理器112还驱动旁路开关被关断，即关断模块将光伏组件接入到链路中的操作。反之关断模块142-N配置的处理器112驱动定义的旁路开关接通则光伏组件101-N就被从多级关断模块串联连接的链路中屏蔽/旁路掉，从而所述光伏组件101-N无法再向链路的串级电压来贡献自己的电压和功率部分，处理器此时还驱动定义的接入开关被关断，即关断模块将光伏组件从链路中移除的操作。关断模块的功能体现在：用于将与其对应的光伏组件旁路掉而禁止向链路中提供电能，或用于将与其对应的光伏组件从屏蔽/旁路状态切换到接入状态转而向链路中提供电能。如果定义的接入开关被耦合在第二输入端IN2与第二输出端O2之间则第一输入端与关断模块的第一输出端可以直接耦合在一起。如果接入开关被耦合在第一输入端IN1与第一输出端O1之间则第二输入端与第二输出端可以直接耦合在一起。关断模块142-1至142-N串联连接成链路且关断模块用于将它的输入端从相应的光伏组件所吸取的电能传递到它的用于提供输出功率的输出端，譬如关断模块142-N将输入端IN1-IN2从相应光伏组件101-N所吸取的电能传递到它的用于提供输出功率的输出端O1-O2。

参见图1，在本申请中每块光伏电池或称光伏组件均配置有执行监控及旁路的装置也即简称为关断模块。在某个电池组串中：第一级光伏组件101-1产生的电能由第一级关断模块142-1来决定是否叠加到整个电池组串中，第二级光伏组件101-2产生的电能由第二级关断模块142-2来决定是否叠加到电池组串中，第N级的光伏组件101-N产生的电能由第N级的关断模块142-N来决定是否叠加到整个电池组串中。关断模块的主要作用解释如下譬如：第一级关断模块142-1至第N级的关断模块142-N需要和另外提供的关断控制单元151(Rapid Shut-Down)之间建立通信，这种通信机制兼容于当前的各种通信方案例如电力线载波通信或各类无线通信等，关断控制单元151至少需要配备人机交互功能，也即能够接收来自人为发出的命令。假设电站因为各种原因发生火灾，消防员必须先关断整个发电系统方可救火，否则高电压可能危及人身安全。人为的主动去操作关断控制单元151作为范例：关断控制单元151在收到关断命令时，如按下它配备的紧急关断开关即可表征下达了一种关断命令，此时关断控制单元151基于通信立即向多个串联的关断模块142-1至142-N中的一者或多者发出第一指令也即关断的指令，可以用带有逻辑电平信号的数据表示指令信号，用于通知关断模块142-1至142-N中的一者或多者将对应的光伏组件101-1至101-N予以关断，连接在直流母线LN1-LN2之间的电池组串输出的电压按照期望的那样可以立即下降到近乎等于零。

参见图1，在可选但非必须的实施例中，假定某个电池组串的内部串接有第一级的所述光伏组件101-1、第二级光伏组件101-2，类推至第N级的光伏组件101-N。则可以获悉单独的某个电池组串上能够提供的串级电压等于：第一级光伏组件101-1能够输出的电压值V_O1加上第二级的光伏组件101-2所输出的电压V_O2，然后还需要再加上第三级的光伏组件101-3所输出的电压V_O3…，依此类推累加到第N级的光伏组件101-N输出的电压值V_ON，总的串级电压的结果等于V_O1+V_O2+…V_ON。母线LN1-LN2上由多级光伏组件输出的电压所叠加得到的串级电压作为母线电压。光伏组件101-1至101-N和串联的关断模块142-1至142-N以一对一的方式对应起来。第一级关断模块142-1和第二级关断模块142-2、…依此类推，至第N级的关断模块142-N等均串联连接。在前述对应关系中该关断模块用于将与之对应的光伏组件予以关断而从电池组串中移除，或关断模块用于将与之对应的光伏组件从关断状态恢复到接入电池组串的串联接入状态。

参见图1，多级关断模块142-1至142-N串联连接的链路中观察：任意前一级关断模块的第二输出端耦合到相邻后一级关断模块的第一输出端，从而满足：某个电池组串中最大能够提供的总的串级电压等于它当中多级关断模块142-1-142-N各自的输出电压的最终叠加值。具体关系：第一级关断模块142-1的第二输出端O2耦合到相邻后一级也即第二级关断模块142-2的第一输出端O1，第二级关断模块142-2的第二输出端O2耦合到相邻后一级也即第三级关断模块142-3的第一输出端O1，第N-1级的关断模块的所述第二输出端NO2则耦合到它的后一级关断模块142-N的第一输出端O1。多级关断模块各自输出的电压叠加得到的串级电压被输送给能源收集装置。我们还可以观察到第一级关断模块142-1的第一输出端O1耦合到母线LN2上，而且还发现末尾的最后的第N级的关断模块142-N的第二输出端O2耦合到母线LN1上。

参见图1，关断模块用于将与之对应的光伏组件予以关断而从电池组串中移除或用于将与之对应的光伏组件从关断状态恢复到接入电池组串的串联接入状态。任何一个关断模块的第一输入端耦合到对应光伏组件的负极以及关断模块的第二输入端则耦合到对应光伏组件的正极。譬如：关断模块142-1的第一输入端N1耦合到光伏组件101-1的负极以及关断模块142-1的第二输入端N2则耦合到光伏组件101-1的正极。在另一个更具有代表性的范例中：关断模块142-N的第一输入端N1耦合到相应的光伏组件101-N的负极以及关断模块142-N的第二输入端N2则耦合到光伏组件101-N的正极。在本领域本申请主张在任意一个关断模块中包括设置在第一输入端N1与第一输出端O1之间的开关元件或者还可以包括有设置在第二输入端N2与第二输出端O2之间的开关元件。如果关断模块需要将与之对应的光伏组件予以关断而从电池组串中移除，则只要控制它的开关元件关闭即可，反之如果关断模块需要将与之对应的光伏组件从关断状态恢复到接入电池组串的串联接入状态，只要控制它的开关元件接通即可。当然在光伏发电领域，针对所谓的光伏组件的关断模块还有多种可选的其他变形形式，然而基本的功能就是将光伏组件执行关断或接通。关断模块如果配备有旁路开关二极管则旁路开关二极管被耦合在关断模块的所述的第一输出端NO1与第二输出端NO2之间，而还必须设置旁路二极管阴极连到关断模块第二输出端NO2，旁路二极管阳极连到第一输出端NO1，从而在光伏组件被所对应的关断模块控制恢复到串联接入状态时旁路二极管被反向的截止，或者，光伏组件被所对应的关断模块切换到被关断状态时旁路二极管可以正向的导通。在工作机制上：关断模块如果将对应的光伏组件接通，则光伏组件就被接入到电池组串中并向串级电压来贡献自己的电压部分，旁路二极管此时被反向的截止；相对应的，关断模块如果将对应的光伏组件予以关断，则光伏组件就无法向串级电压来贡献自己的电压部分，也即光伏组件从电池组串中移除则旁路二极管此时被正向的导通，此即关断的意义。

参见图1，关断控制单元151在向指定的关断模块发出指令时，发出的指令作为载波可以被耦合到直流母线上，而关断模块再从直流母线上捕获载波信号和解码携带有指令的载波信号即可实现通信，当然无线通信实现指令的收发比较简单但是成本略高。某个实施例中关断控制单元151在向指定的关断模块例如142-1至142-N发出指令时，指令信号被直接的发给各个关断模块例如142-1至142-N，各个关断模块和关断控制单元之间的单向或双向通信较为顺畅的情况下，关断模块在收到关断的指令时能够迅速的做出响应而将对应的组件予以关断，关断模块在收到重新启动的指令时能够迅速的做出响应而将与它对应的光伏组件从关断状态恢复到串联接入状态。

参见图2，实际的光伏电站无法保障各个关断模块和关断控制单元之间的单向或双向通信持续顺畅。假设关断控制单元151在向指定的关断模块例如142-2发出指令时由于指令信号的衰减，关断模块例如142-2因为遗漏了指令而无法做出响应。解决的方案是该指令信号还发送到多个关断模块142-1至142-N中除了指定的关断模块142-2之外的至少一个其他关断模块例如142-1，因此在该实施例中该指定的关断模块142-2除了直接接收关断控制单元151发出的指令信号外还会间接接收由其他关断模块例如142-1转发的指令信号。优势是：当关断模块142-2和关断控制单元151之间的直接通信不那么顺畅的条件下，譬如电力线上针对电力线载波信号的阻抗较大导致载波衰减严重，由于该指定的关断模块142-2间接的接收由其他关断模块例如142-1转发的指令，即使该指定的关断模块142-2和关断控制单元151之间的通信不畅也可以实现指令的下达，只不过这种指令信号的下达是间接性的而不是直接性质的。假设该指定的关断模块142-2是需要被断开/关断的关断模块，关断控制单元151向需要被断开的关断模块142-2发出的指令包括了关断的指令：该需要被断开的关断模块142-2在收到直接性或间接性的关断的指令后将与它对应的所述光伏组件101-2予以关断。假设该指定的关断模块142-2是先前已经被断开/关断的关断模块，关断控制单元151向已经被断开的关断模块142-2发出的指令包括重新启动/导通的指令：被断开的关断模块142-2在收到直接性或间接性的重新启动或导通的指令后将光伏组件101-2从关断状态恢复到串联接入状态。

参见图2，实际的光伏电站中关断控制单元和一部分关断模块之间的通信是顺畅的但和余下另一部分关断模块的通信不是持续顺畅的。解决方案是：关断控制单元151在向指定的关断模块如142-2发出指令时，假设关断模块如142-2通信不畅和假设相邻的其他关断模块如142-1通信顺畅，指令信号还发送到多个关断模块142-1至142-N中和该指定的关断模块142-2相邻的一个或多个其他关断模块例如142-1，因此结果是该指定的关断模块142-2除了直接接收关断控制单元151发出的指令之外还间接接收由与其相邻的其他关断模块例如142-1转发的指令。通信不畅的关断模块如142-2借助通信顺畅的相邻的其他关断模块如142-1来实现指令信号的接收。

参见图2，实际的光伏电站中关断控制单元和串联链路中位置靠首尾的部分关断模块间的通信是顺畅的但和位置靠中的另一部分关断模块的通信不是持续顺畅的。本实施例中关断控制单元151在向任意一个指定的关断模块如142-2发出指令时，指令还至少发送到串联连接的多个关断模块142-1至142-N当中排在首位的第一个关断模块例如所谓的关断模块142-1，指定的关断模块如142-2除了直接接收关断控制单元151发出的指令之外还间接接收由其他关断模块例如首个关断模块142-1转发的指令。参见图4的实施例中关断控制单元151在向任意一个指定的关断模块如142-2发出指令时，指令还至少发送到串联连接的多个关断模块142-1至142-N当中排在末尾最后一位的其他关断模块例如所谓的142-N，指定的关断模块如142-2除了直接接收关断控制单元151发出的指令之外还间接接收由其他关断模块例如末尾的142-N转发的指令。指定的关断模块接收相邻的关断模块转发的指令能够解决信号衰减的问题，指定的关断模块间接的接收排在首位的第一个关断模块142-1或间接的接收排在末尾最后一位的关断模块142-N所转发的指令是因为：排在首位和末尾的关断模块接收指令信号的位置最佳，信号扩散到排在首位和末尾的关断模块时衰减程度最低，因此由首位和末尾的关断模块锁定指令信号后再转发给指定的关断模块的方式可以较高程度的降低指令丢失率。

参见图3，前文提及到关断控制单元151向多个关断模块142-1至142-N发出所谓的第一指令也即关断的指令，可以通知多个关断模块142-1-142-N中的一者或多者将各自对应的光伏组件101-1至101-N予以关断来保障系统安全。关断控制单元151随时要准备接收启动命令。实际的情况是，启动命令在任何时刻都有可能产生，譬如发生火灾预警而试图切断整个电池组串，当火灾预警被解除之后，需要重启系统让光伏发电系统再次进入工作状态而向母线提供电压。系统被关断的重新启动的模式主要在于：所述关断控制单元151在收到启动命令时，向多个关断模块142-1-142-N发出第二指令即重新启动的指令以通知多个关断模块中的一者或多者将各自对应的光伏组件101-1至101-N从关断状态恢复到串联接入状态。前文告知关断控制单元151配备人机交互功能，启动命令可以是人为发出的命令，譬如按下设备上所谓关断控制单元151配备的启动开关即可表征下达了一种启动命令，关断控制单元151基于通信向关断模块142-1-142-N发出第二指令也即启动指令。光伏组件101-1至101-N中的一者或多者即可从关断状态恢复到串联接入状态，恢复到串联接入状态的组件向母线贡献自己的电压。

参见图4，在关断模块142-N的可选拓扑结构中：定义的接入开关S1可以耦合在它的第二输入端IN2与关断模块的第二输出端O2之间，此时可设置第一输入端IN1与关断模块的第一输出端O1直接耦合在一起。或定义的接入开关S1耦合在关断模块的第一输入端IN1与第一输出端O1之间，此时则还可设置第二输入端IN2与第二输出端O2直接耦合在一起。某些实施例中关断模块142-N拓扑中的旁路二极管Bypass-Diode耦合在关断模块的第一输出端O1与相应的第二输出端O2之间。例如旁路二极管DP的阴极连到关断模块的第一输出端O1而阳极连到第二输出端O2。如果关断模块142-N的处理器驱动接入开关S1接通则该光伏组件101-N就被接入到多级关断模块串联连接的链路中并向串级电压来贡献自己的电压和功率部分，旁路二极管DP会反向的截止，即关断模块将光伏组件接入到链路中的操作。关断模块142-N配置的处理器112驱动接入开关S1被关断则该光伏组件101-N就被从多级关断模块串联连接的链路中屏蔽/旁路掉，以至使得该光伏组件101-N无法再向该链路的串级电压来贡献自己的电压和功率部分，旁路二极管会正向的导通，即关断模块将光伏组件从链路中移除的操作。关断模块的功能是：用于将与其对应的光伏组件旁路掉而禁止向链路中提供电能，或用于将与其对应的光伏组件从屏蔽/旁路状态切换到接入状态转而向链路中提供电能。综上所述，在某个光伏组件因为关断模块的输入端IN1-IN2和输出端O1-O2之间的接入开关S1被关断时，旁路二极管提供被断开的光伏组件所对应的关断模块的一组输出端O1-O2之间的导通通路。

参见图4，在关断模块142-1的可选拓扑结构中：定义的接入开关S1可以耦合在它的第二输入端IN2与关断模块的第二输出端O2之间，此时可设置第一输入端IN1与关断模块的第一输出端O1直接耦合在一起。或定义的接入开关S1耦合在关断模块的所述的第一输入端IN1与第一输出端O1之间，可设置第二输入端IN2与第二输出端O2直接耦合在一起。在可选的实施例中，关断模块142-1拓扑中定义的旁路开关S2则耦合在关断模块的第一输出端O1与相应的第二输出端O2之间。旁路开关S2连接到该关断模块的第一输出端O1和第二输出端O2之间并起到和旁路二极管相同的作用。我们假设所述关断模块142-1的处理器112驱动接入开关S1接通则光伏组件101-1就被接入到多级关断模块串联的链路中并向串级电压来贡献自己的电压和功率部分，旁路开关S2被处理器控制处于截止状态，即关断模块将光伏组件接入到链路中的操作。关断模块142-1配置的处理器112驱动接入开关S1被关断则所述的光伏组件101-1就被从多级关断模块串联连接的链路中屏蔽/旁路掉，以至使得所谓的光伏组件101-1无法再向该链路的串级电压来贡献自己的电压和功率部分，此时旁路开关S2被处理器控制处于导通状态，即关断模块将光伏组件从链路中移除或旁路掉的操作。可见关断模块的功能体现为：用于将与其对应的光伏组件旁路掉而禁止向链路中提供电能，或用于将与其对应的光伏组件从屏蔽/旁路状态切换到接入状态转而向链路中提供电能。综上所述，在某个光伏组件因为关断模块的输入端IN1-IN2和输出端O1-O2之间的接入开关S1被关断时，接通的第二开关S2提供被断开的光伏组件所对应的关断模块的一组输出端O1-O2之间的导通通路。

以上通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，上述实用新型提出了现有的较佳实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在本申请权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。

Claims (10)

1.一种防止光伏组件关断延误的关断系统，其特征在于，包括：

至少一个关断控制单元；

多个关断模块和多个光伏组件，每一个光伏组件均配置有一个关断模块；

多个光伏组件串联连接成电池组串并将各自的输出电压叠加；

每一个关断模块用于将与之对应的光伏组件予以关断而从电池组串中移除、或用于将与之对应的光伏组件从关断状态恢复到接入电池组串的串联接入状态；

关断控制单元在向指定的关断模块发出指令时，指令还发送到多个关断模块中除了该指定的关断模块之外的至少一个其他关断模块，指定的关断模块除了直接接收关断控制单元发出的指令之外还间接接收由其他关断模块转发的指令。

2.根据权利要求1所述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其特征在于：

指定的关断模块包括需要被断开的关断模块，则关断控制单元向需要被断开的关断模块发出的指令包括关断的指令：

需要被断开的关断模块在收到关断的指令后将与它对应的光伏组件予以关断。

3.根据权利要求1所述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其特征在于：

指定的关断模块包括已经被断开的关断模块，则关断控制单元向已经被断开的关断模块发出的指令包括重新启动的指令：

已经被断开的关断模块在收到重新启动的指令后将与它对应的光伏组件从关断状态恢复到串联接入状态。

4.根据权利要求1所述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其特征在于：

每一个关断模块均包括分别连接到光伏组件正负极的一组输入端和包括与其他关断模块串联连接的一组输出端，每一个关断模块的一组输出端之间设有旁路二极管。

5.根据权利要求4所述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其特征在于：

在光伏组件因为关断模块的输入端和输出端之间的第一开关被关断时，藉由旁路二极管提供被断开的光伏组件所对应的关断模块的一组输出端之间的导通通路。

6.根据权利要求1所述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其特征在于：

每一个关断模块均包括分别连接到光伏组件正负极的一组输入端和包括与其他关断模块串联连接的一组输出端，每一个关断模块的一组输出端之间设有第二开关。

7.根据权利要求6所述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其特征在于：

在光伏组件因为关断模块的输入端和输出端之间的第一开关被关断时，藉由同步被接通的第二开关提供被断开的光伏组件所对应的关断模块的一组输出端之间的导通通路。

8.根据权利要求1所述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其特征在于：

关断控制单元在向任意一个指定的关断模块发出指令时：

指令还发送到串联的多个关断模块当中的和该指定的关断模块相邻的一个或多个其他关断模块，指定的关断模块除了直接接收关断控制单元发出的指令之外还间接接收由与其相邻的关断模块转发的指令。

9.根据权利要求1所述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其特征在于：

关断控制单元在向任意一个指定的关断模块发出指令时：

指令还至少发送到串联的多个关断模块当中排在首位的首个关断模块，指定的关断模块除了直接接收关断控制单元发出的指令之外还间接接收由首个关断模块转发的指令。

10.根据权利要求1所述的防止光伏组件关断延误的关断系统，其特征在于：

关断控制单元在向任意一个指定的关断模块发出指令时：

指令还至少发送到串联连接的多个关断模块当中排在最后一位的末尾关断模块，指定的关断模块除了直接接收关断控制单元发出的指令之外还间接的接收由末尾的关断模块转发的指令。