CN218919995U - 光伏组件安全系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏组件安全系统，包括：光伏组件，光伏组件用于接收太阳能；从控设备，从控设备与光伏组件连接；光伏组件安全系统能够与电网连接，并向电网传输电力；光伏组件安全系统还包括主控设备，主控设备与从控设备连接，且主控设备连接至少一个从控设备；在光伏组件异常的情况下，从控设备断开光伏组件与主控设备的连接；在主控设备和从控设备之间的电路异常的情况下，主控设备断开与电网之间的连接电路。通过上述设置，实现光伏组件安全系统的多级保护和多级控制，提升了对光伏组件所在电路的安全控制的精确性。

Description

光伏组件安全系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电领域，尤其是指一种光伏组件安全系统。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

现有技术方案比较零散、片面、不存在一个完整的安全管理系统去管控光伏组件。现有技术对光伏组件的安全控制均以电弧检测、快速关断等独立技术，无法形成设备联动，精确控制、统一管理的效果。而且经常出现误报、漏报等情况，对安全性提高的效果不佳。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可以提升安全性的光伏组件安全系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种光伏组件安全系统，包括光伏组件，光伏组件用于接收太阳能；从控设备，从控设备与光伏组件连接；光伏组件安全系统能够与电网连接，并向电网传输电力；光伏组件安全系统还包括主控设备，主控设备与从控设备连接，且主控设备连接至少一个从控设备；在光伏组件异常的情况下，从控设备断开光伏组件与主控设备的连接；在主控设备和从控设备之间的电路异常的情况下，主控设备断开与电网之间的连接电路。

进一步地，主控设备包括接触器，在主控设备和从控设备之间的电路异常的情况下，接触器断开。

进一步地，主控设备包括第一控制模块，第一控制模块与接触器连接，在第一控制模块接收异常检测信号时，第一控制模块发送控制信号至接触器，接触器响应于控制信号断开；其中异常检测信号至少包括：电压检测信号、电流检测信号、电弧检测信号。

进一步地，主控设备设置有第一传输模块，主控设备能够通过第一传输模块与云端服务器进行信号传输。

进一步地，从控设备包括旁路模块，在光伏组件处于异常状态下，从控设备通过旁路模块断开光伏组件和主控设备之间的连接。

进一步地，从控设备包括调节电路和第二控制模块，调节电路与第二控制模块连接，且调节电路设置在旁路模块和从控设备的输出端之间，第二控制模块能够输出调节信号，调节电路响应于调节信号控制从控设备输出最大功率。

进一步地，从控设备设置有第二传输模块，从控设备能够通过第二传输模块与云端服务器进行信号传输，或从控设备能够通过第二传输模块与主控设备进行信号传输。

进一步地，从控设备和主控设备包括第一连接方式和第二连接方式，第一连接方式设置为从控设备通过实施第二传输模块与主控设备进行信号传输；第二连接方式设置为主控设备与从控设备通过线束连接。

进一步地，主控设备和电网之间设置有检测装置，检测装置包括并网检测设备和第三传输模块，在检测模块检测电网处于异常状态下，检测模块通过第三传输模块发送预警信号至主控设备，主控设备响应于预警信号控制接触器断开。

进一步地，光伏组件安全系统还包括转换模块，转换模块设置在主控设备和并网检测设备之间，转换模块下连接至少两个主控设备。

通过上述设置，采用多级联动的控制和保护机制，提升了对光伏组件安全操控的精确性，避免出现误报、漏报的情况，提升了光伏组件运行的安全性。

附图说明

图1为本申请实施方式中光伏组件安全系统的示意图。

图2为本申请实施方式中从控设备的电路框图。

图3为本申请实施方式中主控设备的电路框图。

图4为本申请实施方式中检测装置的电路框图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1所示，一种光伏组件安全系统100，包括光伏组件11、从控设备12和主控设备13。光伏组件安全系统100能够与电网200连接，并向电网200传输电力。光伏组件11的数量设置为至少一个，且每一个光伏组件11配置有至少一个用于采集光伏组件11数据的从控设备12。主控设备13的数量设置为至少一个，每一个主控设备13配置有至少一个用于控制光伏组件11的从控设备12。具体地，光伏组件11与从控设备12连接，且光伏组件11通过从控设备12与主控设备13连接。通过从控设备12采集光伏组件11的运行数据，且通过与光伏组件11连接的从控设备12实现对光伏组件11的功率优化。通过主控设备13检测其下设的串联电路中的光伏组件11和从控设备12的运行状态，并在串联电路出现异常状态的情况下，主控设备13断开下设的串联电路与电网200之间的连接。

进一步地，主控设备13用于实现光伏组件安全系统100的电路中的电弧检测、电压检测、电流检测。并控制光伏组件安全系统100的电路通断。通过上述设置，实现光伏组件安全系统100中的联动保护和联动控制，以使光伏组件安全系统100具备多级保护和多级控制的功能，提升了光伏组件安全系统100的安全性。

作为一种实现方式，从控设备12设置为光伏功率优化器。从控设备12的输入端与光伏组件11连接，以接收光伏组件11输入的电压。从控设备12的输出端与相邻的从控设备12连接，或从控设备12的输出端与主控设备13连接，从而实现主控设备13下至少两个从控设备12的串联。通过上述设置，以使光伏组件安全系统100实现多级联动控制和多级联动保护的机制，提升了对光伏组件11工作状态检测的精确性。

具体地，从控设备12包括第一控制模块121、调节电路122、第一检测模块123和第二检测模块124。第一控制模块121与调节电路122连接，且第一控制模块121内存储有用于计算从控设备12输出功率的MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)算法。并通过第一控制模块121控制调节电路122实施对光伏组件11输入电压的调制。从而提升光伏组件11输出功率的稳定性。

具体地，第一检测模块123和第二检测模块124分别设置在调节电路122的两端，且第一检测模块123与第二检测模块124均与第一控制模块121连接。通过第一检测模块123接收沿光伏组件11向调节电路122输入的电压、电流和功率，通过第二检测模块124接收沿调节电路122向从控设备12以外输出的电压、电流和功率。进一步地，第一控制模块121基于输入的电压或电流，并将上述二者分别与输出的电压或电流进行比对，第一控制模块121基于比对结果，从而实施对调节模块的控制。

作为一种实现方式，从控设备12还包括旁路模块125，旁路模块125与第一控制模块121连接。在光伏组件11处于异常状态下，第一控制模块121输出控制信号至旁路模块125，旁路模块125响应于控制信号，切断调节电路122与从控设备12的输出端之间的连接，从而避免光伏组件11损坏造成的电流或电压异常对相邻光伏组件11、相邻从控设备12、或主控设备13的损坏，提升了光伏组件安全系统100的安全性。

作为一种实现方式，从控设备12还设置有第一传输模块126，第一传输模块126与第一控制模块121连接。从控设备12能够通过第一传输模块126与云端服务器进行信号传输。具体地，第一控制模块121能够将光伏组件11的异常状态信息封装为异常检测信号，并通过第一传输模块126发送至云端服务器。此外，第一控制模块121还能够将光伏组件11的异常状态信息封装为异常检测信号，并通过第一传输模块126发送至主控设备13。

当光伏组件11处于异常状态下，第一控制模块121将异常的数据信息封装为异常检测信号，并将异常检测信号传输至第一传输模块126，第一传输模块126将异常检测信号发送至云端服务器或主控设备13。同时，第一控制模块121响应于异常检测信号控制光伏组件11和从控设备12的输出端断开，即旁路模块125与从控设备12的输出端连接。从而避免损坏的光伏组件11对从控设备12或主控设备13造成影响。进而确保相邻的从控设备12和主控设备13的安全性。

作为一种实现方式，主控设备13包括接触器131，接触器131能够设置为电控的开关元件，通过接触器131可实现主控设备13的输入端和主控设备13的输出端之间的连接或断开。在主控设备13和从控设备12之间的电路异常的情况下，接触器131断开，以使主控设备13的输入端和主控设备13的输出端之间的电路断开。

作为一种实现方式，主控设备13还包括第二控制模块132，第二控制模块132与接触器131连接。在主控设备13下设的串联电路处于异常状态下，第二控制模块132输出控制信号，接触器131响应于控制信号断开。具体地，主控设备13中至少设置有电压检测装置(图未示)、电流检测装置(图未示)、电弧检测装置133。电压检测装置、电流检测装置和电弧检测装置133均与第二控制模块132连接。

当主控设备13下设的串联电路中的电流处于异常状态时，电流检测装置向第二控制模块132输出电流异常信号，第二控制模块132响应于电流异常信号控制接触器131断开。当主控设备13下设的串联电路中的电压处于异常状态时，电压检测装置向第二控制模块132输出电压异常信号，第二控制模块132响应于电压信号控制接触器131断开。当主控设备13下设的串联电路中产生电弧异常时，电弧检测装置133向第二控制模块132输出电弧异常信号，第二控制模块132响应于电弧异常信号控制接触器131断开。通过上述设置，主控设备13中集成多种保护装置，以使光伏系统更加安全可靠。

作为另一种实现方式，在从控设备12或光伏组件11处于异常状态下，从控设备12通过第一传输模块126发送异常检测信号至主控设备13。同时，第一控制模块121控制旁路模块125与从控设备12的输出端连接。若主控设备13下设的串联电路中仍出现电弧异常、过压、过流、短路中的至少一种异常状态，第二控制模块132控制接触器131断开。通过上述设置，以使光伏组件安全系统100实现多级联动控制和多级联动保护的机制，提升了对光伏组件11工作状态检测的精确性。

具体地，主控设备13还包括第二传输模块134，主控设备13能够通过第二传输模块134与云端服务器连接。当主控模块接收到电流异常信号、电压异常信号、或电弧异常信号时，第二控制模块132控制接触器131断开。同时，主控设备13将电流异常信号、电压异常信号、或电弧异常信号传输至云端服务器。从而实现多级联动控制和多级联动保护的机制，提升了对光伏组件11工作状态检测的精确性。

作为一种实现方式，主控设备13和电网200之间设置有并网检测设备14，其中并网检测设备14包括第三检测模块141和第三传输模块142。具体地，第三检测模块141用于检测电网200侧的电压，在电网200侧的电压处于异常状态下，第三传输模块142将电网200侧的异常状态封装为检测信号传输至主控设备13，第二控制模块132响应于检测信号控制接触器131断开。从而避免电网200侧的电压异常造成光伏组件安全系统100的损坏。进一步地，第三传输模块142上设置有天线，从而提升第三传输模块142的传输效率。此外，第一传输模块126、第二传输模块134上均可设置用于提升通讯效果的天线。通过上述设置，实现光伏组件安全系统100的多级联动控制和多级联动保护的机制。

具体地，光伏组件安全系统100还包括转换模块15，其中转换模块15设置为逆变器，主控模块通过转换模块15将获取的电流处理后并入电网200侧。进一步地，转换模块15连接至少一个主控设备13。转换模块15设置在主控设备13和并网检测设备14之间。

应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光伏组件安全系统，包括：

光伏组件，所述光伏组件用于接收太阳能；

从控设备，所述从控设备与所述光伏组件连接；

其特征在于，

所述光伏组件安全系统能够与电网连接，并向所述电网传输电力；所述光伏组件安全系统还包括主控设备，所述主控设备与所述从控设备连接，且所述主控设备连接至少一个从控设备；在所述光伏组件异常的情况下，所述从控设备断开所述光伏组件与所述主控设备的连接；在所述主控设备和所述从控设备之间的电路异常的情况下，所述主控设备断开与所述电网之间的连接电路。

2.根据权利要求1所述的光伏组件安全系统，其特征在于，

所述主控设备包括接触器，在所述主控设备和所述从控设备之间的电路异常的情况下，所述接触器断开。

3.根据权利要求2所述的光伏组件安全系统，其特征在于，

所述主控设备包括第一控制模块，所述第一控制模块与所述接触器连接，在所述第一控制模块接收异常检测信号时，所述第一控制模块发送控制信号至所述接触器，所述接触器响应于所述控制信号断开；其中所述异常检测信号至少包括：电压检测信号、电流检测信号、电弧检测信号。

4.根据权利要求1所述的光伏组件安全系统，其特征在于，

所述主控设备设置有第一传输模块，所述主控设备能够通过所述第一传输模块与云端服务器进行信号传输。

5.根据权利要求1所述的光伏组件安全系统，其特征在于，

所述从控设备包括旁路模块，在所述光伏组件处于异常状态下，所述从控设备通过所述旁路模块断开所述光伏组件和所述主控设备之间的连接。

6.根据权利要求5所述的光伏组件安全系统，其特征在于，

所述从控设备包括调节电路和第二控制模块，所述调节电路与所述第二控制模块连接，且所述调节电路设置在所述旁路模块和所述从控设备的输出端之间，所述第二控制模块能够输出调节信号，所述调节电路响应于所述调节信号控制所述从控设备输出最大功率。

7.根据权利要求4所述的光伏组件安全系统，其特征在于，

所述从控设备设置有第二传输模块，所述从控设备能够通过所述第二传输模块与所述云端服务器进行信号传输，或所述从控设备能够通过所述第二传输模块与主控设备进行信号传输。

8.根据权利要求1所述的光伏组件安全系统，其特征在于，

所述主控设备与所述从控设备通过线束连接。

9.根据权利要求2所述的光伏组件安全系统，其特征在于，

所述主控设备和所述电网之间设置有并网检测设备，所述并网检测设备包括检测模块和第三传输模块，在所述检测模块检测所述电网处于异常状态下，所述检测模块通过所述第三传输模块发送预警信号至所述主控设备，所述主控设备响应于所述预警信号控制所述接触器断开。

10.根据权利要求9所述的光伏组件安全系统，其特征在于，

所述光伏组件安全系统还包括转换模块，所述转换模块设置在所述主控设备和所述并网检测设备之间，所述转换模块下连接至少两个主控设备。

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