CN220139516U - 一种光伏板关断控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏板关断控制装置，包括隔离装置和关断装置，隔离装置与光伏发电系统的光伏组串连接；光伏组串包括多个串联连接的光伏板，每个光伏并联连接一个关断装置；隔离装置与每个关断装置连接；关断装置包括双线圈磁保持继电器、第一电磁继电器、第二电磁继电器、静态开关、储能装置和第一隔离电源模块。通过隔离装置控制关断装置的各个器件的工作状态，从而使得光伏板实现关断，并在光伏板解除关断后保持关断装置的双线圈磁保持继电器、静态开关、储能装置等处于失电状态，降低关断装置的待机功耗，以解决现有关断装置在光伏板待机状态下仍需正常供电而导致电路功耗大的问题，具有电路简单、控制逻辑简洁、功耗低等特点。

Description

一种光伏板关断控制装置

技术领域

本实用新型涉及光伏板的关断控制，尤其涉及一种光伏板关断控制装置。

背景技术

现有光伏板的关断控制装置需要在系统电源回路完好的情况下才能正常工作。一旦电源回路或控制回路出现故障或断线时，光伏板的关断控制则无法开启，使得光伏板的关断控制失去作用。然而现有光伏板的关断控制装置中，连接各设备的电缆很容易在发生光伏板火灾时被烧断或受外力作用导致电源回路中断，导致光伏板的关断系统无法可靠关断。为了解决以上问题，可在光伏组件两端增加关断装置，将光伏板两端高电压快速降至安全范围内；在光伏组串回路增加隔离装置，防止关断模块在关断和解除关断过程中各组串间电压产生反冲，造成关断模块故障。但是，目前的关断装置在待机状态时，其控制电源及相关器件需要长期处于带电状态，会影响关断装置的寿命以及导致关断装置的功耗过大，存在资源浪费等问题；同时，隔离装置存在IGBT元件，其控制较为复杂，也增加了后续电路的开发成本。同时，由于关断装置采用的集中供电模式，其需要增加直流电缆供电截面，以降低整个线路的压降，保证电路的安全运行，这种方式导致整个电路的开发成本增加。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种光伏板关断控制装置，其能够解决现有光伏板关断控制装置存在电路复杂、成本高、功耗大等问题。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种光伏板关断控制装置，包括隔离装置和关断装置，其中，所述隔离装置与光伏发电系统的一个光伏组串电性连接；所述光伏组串包括多个串联连接的光伏板，每个光伏板并联连接一个所述关断装置；所述隔离装置还与每个关断装置电性连接，用于通过每个光伏板的关断装置控制光伏组串内每个光伏板的关断与解除关断；

所述关断装置包括双线圈磁保持继电器、第一电磁继电器、第二电磁继电器、静态开关、储能装置和第一隔离电源模块；

其中，所述第一隔离电源模块的第一端通过所述第二电磁继电器的第一常闭触点与工作电源正极电性连接、第二端接入工作电源负极、第三端通过所述第一电磁继电器的第一常开触点与所述静态开关的基极电性连接、第四端与所述静态开关的发射极电性连接；

所述静态开关的集电极、发射极分别与对应光伏板的正极、负极电性连接；所述双线圈磁保持继电器的第一常闭触点并联连接于所述光伏板的正负极；

所述第一电磁继电器并联连接于所述第一隔离电源模块；

所述第二电磁继电器的第一端接入工作电源正极、第二端通过所述双线圈磁保持继电器的第二常开触点与工作电源负极电性连接；

所述双线圈磁保持继电器的第一线圈的第一端接入工作电源正极、第二端通过所述第一电磁继电器的第二常开触点接入工作电源负极；所述双线圈磁保持继电器的第二线圈的第一端接入所述第二电磁继电器的第一常闭触点与所述第一隔离电源模块的第一端之间、第二端通过所述第一电磁继电器的第二常开触点接入工作电源负极；

所述储能装置的一端通过所述第二电磁继电器的第二常开触点接入工作电源正极、另一端接入工作电源负极；所述储能装置的一端还通过所述第二电磁继电器的第三常闭触点接入所述第一隔离电源模块的第一端与所述第二电磁继电器的第一常闭触点之间。

进一步地，所储能装置包括多个并联连接的电容组成；其中，多个并联连接的电容包括第一电容、第二电容和第三电容。

进一步地，所述双线圈磁保持继电器的第一线圈的第一端还与第八二极管的负极电性连接、第二端与所述第八二极管的正极电性连接；所述双线圈磁保持继电器的第一线圈的第一端与工作电源正极之间还接入第一二极管；

所述双线圈磁保持继电器的第二线圈的第一端与第九二极管的负极电性连接、第二端与第所述第九二极管的正极电性连接；所述双线圈磁保持继电器的第二线圈的第一端还依次通过第五二极管、第六二极管与所述第一隔离电源模块的第一端电性连接，并且所述第五二极管的负极与所述双线圈磁保持继电器的第二线圈的第一端电性连接，所述第六二极管的正极与所述第五二极管的正极电性连接；

所述储能装置的一端还通过第二电磁继电器的第三常闭触点接入第五二极管的正极与第六二极管的正极之间；所述第二电磁继电器的第一常闭触点与所述第一隔离电源模块的第一端之间设有第三二极管，并且第六二极管的负极接入第三二极管与第一隔离电源模块的第一端之间；

所述第二电磁继电器的第二常开触点与工作电源正极之间还依次设有第一电阻和第二二极管，并且所述第一电阻设于所述电磁继电器的第二常开触点与第二二极管之间；

所述第一隔离电源模块的第二端还通过第二电阻接入工作电源负极；

所述第一电磁继电器的第一端与第七二极管的正极电性连接、跌入单与所述第七二极管的负极电性连接；

所述第二电磁继电器与工作电源正极之间设有第四二极管，所述第二电磁继电器的第一端还依次通过第三电组、第四电容与所述第二电磁继电器的第二端电性连接；

所述第一隔离电源模块的第四端还通过第四电阻与所述静态开关的发射极电性连接；

所述第一电磁继电器的第一常开触点与光伏板的负极之间还设有第五电阻，并且第五电阻的一端接入第一电磁继电器的第一常开触点与静态开关的基极之间、另一端与静态开关的发射极电性连接。

进一步地，一个光伏组串的多个关断装置的双线圈磁保持继电器的第一常闭触点依次串联连接，并与隔离装置电性连接；一个光伏组串的多个关断装置的双线圈磁保持继电器的第二常开触点依次串联连接，并与隔离装置电性连接。

进一步地，所述隔离装置包括控制器、第二隔离电源模块、第三电磁继电器和第四电磁继电器；其中，所述第二隔离电源模块的第一端接入电源火线、第二端接入电源零线、第三端与所述第三电磁继电器电性连接、第四端与所述第四电磁继电器电性连接；

所述第三电磁继电器的第一常开触点的第一端与逆变器的正极电性连接、第二端与对应光伏组串中的第一个光伏板的正极电性连接，对应光伏组串中的最后一个光伏板的负极与所述逆变器的负极电性连接；所述第三电磁继电器的第一常开触点的第一端还与第十一二极管的负极电性连接、第二端与所述第十一二极管的正极电性连接；当所述第三电磁继电器得电，第三电磁继电器的第一常开触点闭合，光伏组串内的每个光伏板与逆变器连接，光伏板解除关断；当所述第三电磁继电器失电，第三电磁继电器的第一常开触点闭合，光伏组串内的每个光伏板与逆变器断开连接，发光板关断；

所述第四电磁继电器的第一常开触点的一端与所述第二隔离电源模块的第二端电性连接、另一端与对应光伏组串中每个关断装置的工作电源正极电性连接；当所述第四电磁继电器得电，第四电磁继电器的第一常开触点闭合，对应光伏组串内的每个关断装置得电；当所述第四电磁继电器失电，第四电磁继电器的第一常开触点打开，对应光伏组串内的每个关断装置失电。

进一步地，所述第二隔离电源模块的第三端与所述控制器的第一端之间设有第十二极管，并且所述第四电磁继电器的第一常开触点的第一端接入所述第二隔离电源模块的第三端与第十二极管之间；所述控制器的第一端还通过第五电容与所述控制器的第二端电性连接；所述控制器的第二端还与关断装置的工作电源负极电性连接。

进一步地，一个光伏组串内的每个关断装置的双线圈电磁继电器的第二常开触点均与隔离装置的控制器电性连接。

进一步地，一个光伏组串中的第一个关断装置的双线圈电磁继电器的第一常闭触点的一端通过隔离装置的第三电磁继电器与逆变器的正极电性连接，对应光伏组串内的多个关断装置的双线圈电磁继电器依次串联连接，对应光伏组串中的最后一个关断装置的双线圈电磁继电器的另一端与逆变器的负极电性连接。

进一步地，所述第三电磁继电器与所述第二隔离电源模块的第三端之间设有驱动，所述第四电磁继电器与所述第二隔离电源模块的第四端之间设有驱动。

进一步地，所述隔离装置的第二隔离电源模块通过电力载波接入外部的电源火线、电源零线；所述隔离装置的控制器还通过通信线与电力载波电性连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过对与光伏板连接的关断装置进行改进，使其在关断装置待机的情况下，电磁继电器、双线圈磁保持继电器均处于失电状态、静态开关处于截止状态，不存在耗电的情况，使得关断装置的整体功耗降低，相对于现有技术中关断装置在待机状态下各个器件需要保持得电的状态才能实现来说，具有更小功耗。同时，本实用新型的关断装置以及隔离装置的电路设计更为简单、控制逻辑更简单，后续的电路开发成本更低。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种光伏板关断控制装置、光伏板、逆变器以及外部的控制装置的电路连接示意图；

图2为图1中的关断装置的电路示意图；

图3为图1中的隔离装置的电路示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

本实用新型提供一种光伏板关断控制装置，如图1所示，包括隔离装置、关断装置、光伏组串。

其中，光伏组串包括多个串联连接的光伏板，并且每个光伏板并联连接一个关断装置。隔离装置与光伏组串、关断装置电性连接，用于通过关断装置控制对应光伏板的关断与解除关断、用于关断装置与外部控制装置的通信连接以及用于控制光伏组串内的每个光伏板与逆变器连接等功能。通过在光伏组串的前端设置隔离装置，可实现在光伏组串中的光伏板关断时，以将整个光伏组串从整个光伏发电系统隔离出去。

优选地，本实用新型还将电力载波技术应用到隔离装置与外部的控制装置通信中，也即隔离装置通过通信线与电力载波电性连接，进而与外部的控制装置电性连接，如图3所示，隔离装置的控制器通过通信线与电力载波电性连接，隔离装置的控制器接入的外部供电电源时，通过电力载波接入外部供电电源。更为具体地，本实施例中的外部供电电源一般采用220V的交流电。同时，隔离装置还将接入的外部供电电源转换为直流24V电源，供关断装置使用。

通过电力载波技术可实现隔离装置与外部的控制装置的通信连接，以实现远程控制，采用电力载波的方式来实现数据的通信，安全性、稳定性更高，也可避免信号干扰。

优选地，如图2所示，关断装置包括双线圈磁保持继电器、第一电磁继电器K1、第二电磁继电器K2、静态开关G、储能装置和第一隔离电源模块U1。

其中，第一隔离电源模块U1的第一端通过第二电磁继电器K2的第一常闭触点K21与工作电源正极(+24V)电性连接，第二端接入工作电源负极(0V)，第三端通过第一电磁继电器K1的第一常开触点K11与静态开关G的基极电性连接，第四端与静态开关G的发射极电性连接。

静态开关G的集电极、发射极分别与对应光伏板的正极、负极电性连接。

双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11并联连接于光伏板的正负极。对于一个光伏组串来说，光伏组串内的多个光伏板依次串联连接，并通过隔离装置与逆变器电性连接，实现光伏板的发电。同时，光伏组串的多个关断装置的双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11依次串联连接，并通过隔离装置与逆变器电性连接。通过隔离装置可实现：在光伏板关断时，将光伏组串的每个光伏板与逆变器断开连接；在光伏板解除关断时，将光伏组串的每个光伏板与逆变器连接，进而通过逆变器接入电网，光伏板开始发电。

第一电磁继电器K1并联连接于第一隔离电源模块U1。其中，第一电磁继电器K1的第一端与第一隔离电源模块U1的第三端电性连接、第二端与第一隔离电源模块U1的第四端电性连接。当第一隔离电源模块U1得电后，第一电磁继电器K1也得电。

第二电磁继电器K2的第一端接入工作电源正极、第二端通过双线圈磁保持继电器的第二常开触点KQ12与工作电源负极电性连接。很明显，第二电磁继电器K2的得电与失电由双线圈磁保持继电器的第二常开触点KQ12控制。

双线圈磁保持继电器的第一线圈KQA的第一端接入工作电源正极、第二端通过第一电磁继电器K1的第二常开触点K12接入工作电源负极。也即，当第一电磁继电器K1得电后，第一电磁继电器K1的第二常开触点K12闭合，此时，若关断装置的工作电源正常时，双线圈磁保持继电器的第一线圈KQA得电；反之，双线圈磁保持继电器的第一线圈KQA失电。

双线圈磁保持继电器的第二线圈KQB的第一端第一隔离电源模块U1的第一端之间、第二端通过第一电磁继电器的K1的第二常开触点K12接入工作电源负极。

储能装置的一端通过第二电磁继电器K2的第二常开触点K22接入工作电源正极、另一端接入工作电源负极。储能装置的一端还通过第二电磁继电器K2的第三常闭触点K23与第一隔离电源模块U1的第一端电性连接。当第二电磁继电器K2得电时，关断装置的工作电源正常，第二电磁继电器K2的第二常开触点K22闭合，储能装置通过第二电磁继电器K2的第二常开触点K22进行充电。

当第二电磁继电器K2失电时，第二电磁继电器K2的第二常开触点K22打开，第二电磁继电器K2的第三常闭触点K23闭合：在关断装置的工作电源正常时，由于第二电磁继电器K2的第一常闭触点K21闭合，储能装置充电；在关断装置的工作电源不正常时，储能装置会开始放电，为第一隔离电源模块U1、双线圈电磁继电器的第二线圈KQB提供供电电源，此时，第一电磁继电器K1得电，双线圈电磁继电器的第二常开触点KQ12闭合，会导致第二电磁继电器K2再次得电，第二电磁继电器K2的第三常闭触点K23打开，第一隔离电源模块U1失电，第一电磁继电器K1失电。第一电磁继电器K1的第二常开触点K12打开，双线圈磁保持磁继电器的第二线圈KQB失电，第二电磁继电器K2失电。

也即通过第二电磁继电器K2的得电与失电来控制储能装置是充电还是放电。

更为优选地，储能装置包括串联连接的多个电容。更为具体地，多个电容包括第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3。本实用新型采用并联连接的电容作为储能装置，成本更低。

优选地，双线圈磁保持继电器的第一线圈KQA的第一端还与第八二极管D8的负极电性连接、第二端与第八二极管D8的正极电性连接。双线圈磁保持继电器的第一线圈KQA的第一端与工作电源正极之间还接入第一二极管D1。

优选地，双线圈磁保持继电器的第二线圈KQB的第一端与第九二极管D9的负极电性连接、第二端与第九二极管D9的正极电性连接。双线圈磁保持继电器的第二线圈KQB的第一端还依次通过第五二极管D5、第六二极管D6与第一隔离电源模块U1的第一端电性连接，并且第五二极管D5的负极与双线圈磁保持继电器的第二线圈KQB的第一端电性连接，第六二极管D6的正极与第五二极管D5的正极电性连接；

储能装置的一端还通过第二电磁继电器K2的第三常闭触点K23接入第五二极管D5的正极与第六二极管D6的正极之间。第二电磁继电器K2的第一常闭触点K21与第一隔离电源模块U1的第一端之间设有第三二极管D3，并且第六二极管D6的负极接入第三二极管D3与第一隔离电源模块U1的第一端之间。

第二电磁继电器K2的第二常开触点K22与工作电源正极之间还依次设有第一电阻R1和第二二极管D2，并且第一电阻R1设于第二电磁继电器K2的第二常开触点K22与第二二极管D2之间。

第一隔离电源模块U1的第二端还通过第二电阻R2接入工作电源负极。

第一电磁继电器K1的第一端与第七二极管D7的正极电性连接、第二端与第七二极管D7的负极电性连接。

第二电磁继电器K2与工作电源正极之间设有第四二极管D4，第二电磁继电器K2的第一端还依次通过第三电组R3、第四电容C4与第二电磁继电器K2的第二端电性连接。

第一隔离电源模块U2的第四端还通过第四电阻R4与静态开关G的发射极电性连接。

第一电磁继电器K1的第一常开触点K11与光伏板的负极之间还设有第五电阻R5，并且第五电阻R5的一端接入第一电磁继电器K1的第一常开触点K11与静态开关G的基极之间、另一端与静态开关G的发射极电性连接。

更为优选地，一个光伏组串的多个关断装置的双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11依次串联连接，并与隔离装置电性连接。一个光伏组串的多个关断装置的双线圈磁保持继电器的第二常开触点KQ12依次串联连接，并与隔离装置电性连接。本实用新型通过将一个光伏组串内的每个关断装置的双线圈磁保持继电器的第二常开触点KQ12依次串联连接，并与隔离装置电性连接，以向隔离装置反馈关断装置的工作状态。隔离装置可通过第二常开触点KQ12来接收反馈信号，以判断关断装置的工作是否正常。比如，一个光伏组串的光伏板的关断装置不能每个都正常解除，隔离装置则无法接受到该反馈信号，这样，隔离装置以便将把整个光伏组串以及对应的关断装置从光伏发电系统中隔离出来，将光伏板与逆变器断开连接。

优选地，本实用新型还将第二电磁继电器K2设为瞬时动作、延时返回的继电器，其延时时间约1000ms。这样，通过关断装置和隔离装置的配合，可满足光伏系统低电压穿越的需求。

优选地，如图3所示，隔离装置包括控制器、第二隔离电源模块U2、第三电磁继电器K3和第四电磁继电器K4。其中，第二隔离电源模块U2的第一端接入电源火线L、第二端接入电源零线N、第三端与第三电磁继电器K3电性连接、第四端与第四电磁继电器K4电性连接。

第三电磁继电器K3的第一常开触点K31的第一端与逆变器的正极电性连接、第二端与对应光伏组串中的第一个光伏板的正极电性连接，对应光伏组串中的最后一个光伏板的负极与逆变器的负极电性连接。

第三电磁继电器K3的第一常开触点K31的第一端还与第十一二极管D11的负极电性连接、第二端与第十一二极管D11的正极电性连接。也即，当第三电磁继电器K3得电，第三电磁继电器K3的第一常开触点K31闭合，光伏组串内的每个光伏板与逆变器接通，光伏板解除关断。当第三电磁继电器K3失电，第三电磁继电器K3的第一常开触点K31闭合，光伏组串内的每个光伏板与逆变器断开连接，也即，回路A2-A3断开，光伏板关断。

第四电磁继电器K4的第一常开触点的一端与第二隔离电源模块U2的第二端电性连接、另一端与对应光伏组串中每个关断装置的工作电源正极电性连接。当第四电磁继电器K4得电，第四电磁继电器K4的第一常开触点闭合，对应光伏组串内的每个关断装置得电。当第四电磁继电器K4失电，第四电磁继电器K4的第一常开触点打开，对应光伏组串内的每个关断装置失电。

其中，第二隔离电源模块U2的第一端接入电源火线L、第二端接入电源零线N、第三端与第三电磁继电器K3电性连接、第四端与第四电磁继电器K4电性连接。更为具体地，第三隔离电源模块U2还用于将外部供电电源转换为24V电源，供关断装置使用。

第三电磁继电器K3的第一常开触点K31的第一端接入逆变器的正极、第二端与对应光伏组串中的第一个光伏板的正极电性连接，对应光伏组串中的最后一个光伏板的负极与逆变器的负极电性连接。正常情况下，第三电磁继电器K3得电的，这样第三电磁继电器K3的第一常开触点K31闭合，光伏板与逆变器连接，实现发电。相反，在光伏板出现异常时，将光伏板关断，第三电磁继电器K3失电，第三电磁继电器你K3的第一常开触点K31打开，此时光伏板与逆变器断开连接，光伏板关断，可保证发电网的安全。

第三电磁继电器K3的第一常开触点K31的两端还并联连接第十一二极管D11，并且第十一二极管D11的负极与第三电磁继电器K3的第一常开触点K 31的第一端电性连接、正极与第三电磁继电器K3的第一常开触点K31的第二端电性连接。本次实用新型隔离装置接入光伏板主回路采用的是一组常开触点和一只二极管并接组成，隔离装置电路设计更简单、更可靠。

第四电磁继电器K4的第一常开触点K41的一端与第二隔离电源模块U2的第二端电性连接、另一端与对应光伏组串中每个关断装置的工作电源正极电性连接。当第四电磁继电器K4得电，第四电磁继电器K4的第一常开触点K41闭合，对应光伏组串内的每个关断装置得电。当第四电磁继电器K4失电，第四电磁继电器K4的第一常开触点K41打开，对应光伏组串内的每个关断装置失电。

第二隔离电源模块U2的第三端与控制器的第一端之间设有第十二极管D10，并且第四电磁继电器K4的第一常开触点K41的第一端接入第二隔离电源模块U2的第三端与第十二极管D10之间。

控制器的第一端还通过第五电容C5与控制器的第二端电性连接。控制器的第二端还与关断装置的工作电源负极电性连接。当外部供电电源消失时，隔离装置依靠第五电容C5的储能维持短暂工作时间，也即隔离装置在侦测到电源消失时，第三电磁继电器K3不会立刻失电，这样，第三电磁继电器K3的第一常开触点K31会延时闭合。一般来说，第三电磁继电器K3的第一常开触点K31会延时400ms闭合，以隔离二极管。同时，第四电磁继电器K4会立刻失电，并且第四电磁继电器K4的第一常开触点K41会瞬时闭合。

一个光伏组串内的每个关断装置的双线圈电磁继电器的第二常开触点KQ12均与隔离装置的控制器电性连接，以向隔离装置反馈关断装置的动作状态。

优选地，第三电磁继电器K3与第二隔离电源模块U2的第三端之间设有驱动。第四电磁继电器K4与第二隔离电源模块U2的第四端之间设有驱动。

优选地，隔离装置的第二隔离电源模块U2通过电力载波接入外部供电电源。同时，隔离装置的控制器通过通信线与电力载波连接，以实现与外部的控制装置的通信。

优选地，本实用新型还给出了光伏板关断与解除关断的工作原理：

当光伏板关断时：回路A1-A2失电，可通过隔离装置的控制器控制第四电磁继电器K4失电，第四电磁继电器K4的第一常开触点K41打开，此时，光伏组串的每个关断装置均失电：

对于每个关断装置来说，在初始时，第二电磁继电器K2处于失电状态，第二电磁继电器K2的第一常闭触点K21为闭合的，第一隔离电源模块U1失电；同时，第二电磁继电器K2的第三常闭触点K23为闭合的，储能装置开始放电，为第一隔离电源模块U1放电，使得第一隔离电源模块U1得电。

第一隔离电源模块U1得电后，第一电磁继电器K1得电，第一电磁继电器K1的第一常开触点K11闭合，静态开关G导通；同时，第一电磁继电器K1的第二常开触点K12闭合，则双线圈电磁继电器的第二线圈KQB得电，双线圈电磁继电器的第一常闭触点KQ11打开、第二常开触点KQ12闭合。此时，隔离装置可根据双线圈电磁继电器的第二常开触点KQ12的闭合信号得出对应关断装置关断，因此，隔离装置控制第三电磁继电器K3失电，第三电磁继电器K3的第一常开触点K31打开，控制光伏组串内的光伏板与逆变器断开连接，光伏板关断。

同时，当双线圈磁保持继电器的第二常开触点KQ12闭合时，第二电磁继电器K2得电，第二电磁继电器K2的第三常闭触点K23打开、第二常开触点K22闭合，第一隔离电源模块U1失电、第一电磁继电器K1失电；进而导致第一电磁继电器K1的第一常开触点K12打开，双线圈磁保持继电器的第二线圈KQB失电，双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11闭合、第二常开触点KQ 12打开，第二电磁继电器K2失电，关断装置完成关断。

本实用新型中的双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11，均是在静态开关动作后，双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11才动作，这样可避免产生拉弧现象，保证光伏板以及整个电路的安全性。

在执行关断后，关断装置整个电路的各个电路器件均恢复初始状态，也即第一电磁继电器K1、第二电磁继电器K2、双线圈磁保持继电器均失电、储能装置不放电、不充电，静态开关截止，关断装置完全处于断开电源状态。

相反，当光伏板解除关断，也即回路A1-A2得电，通过控制器控制第四电磁继电器K4得电，第四电磁继电器K4的第一常开触点K41闭合，则光伏组串内的每个关断装置均正常工作。

由于在关断时，关断装置的第二电磁继电器K2是处于失电状态，也即第二电磁继电器K2的第一常闭触点K21为闭合的，因此，当关断装置恢复正常供电时，第一隔离电源模块U1得电。同时，由于第二电磁继电器K2的第三常闭触点K23为闭合的，储能装置开始充电。

第一隔离电源模块U1得电后，第一电磁继电器K1得电，第一电磁继电器K1的第一常开触点K11闭合，静态开关G导通；同时，第一电磁继电器K1的第二常开触点K12闭合，双线圈电磁继电器的第一线圈KQA得电，双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11打开。双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11是在静态开关G导通后打开的，不会产生拉弧现象。

同时，双线圈磁保持继电器的第二常开触点KQ12闭合，此时，隔离装置的控制器根据双线圈磁保持继电器的第二常开触点KQ12的闭合信号得出关断装置解除关断，因此，隔离装置通过控制第三电磁继电器K3得电，第三电磁继电器K3的第一常开触点K31闭合，光伏组串内的每个光伏板与逆变器连接，光伏板解除关断，光伏板开始发电。

与此同时，由于双线圈磁保持继电器的第二常闭触点KQ12闭合，第二电磁继电器K2得电，第二电磁继电器K2的第三常闭触点K23打开、第二常开触点K22闭合，此时储能装置继续充电；第二电磁继电器K2的第一常闭触点K21打开，第一隔离电源模块U1失电，则第一电磁继电器K1失电，第一电磁继电器K1的第一常开触点K11打开，静态开关G截止；同时，第一电磁继电器K1的第二常开触点K21打开，双线圈磁保持继电器的第一线圈KQA失电，双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11闭合、第二常开触点KQ12打开。

同样地，本实用新型中对于静态开关和双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11来说，均是在静态开关动作后，双线圈磁保持继电器的第一常闭触点KQ11才动作，这样可避免产生拉弧现象，保证光伏板以及整个电路的安全性。

在光伏板解除关断后，本实用新型中的关断装置除了储能装置在充电外，双线圈磁保持继电器、第一电源隔离模块U1、第一电磁继电器K1、第二电磁继电器K2均失电，静态开关G截止，不会浪费额外的资源，相对于现有技术中关断装置在待机状态下各个电路器件一直处于工作状态来说，功耗更小，也可避免关键元器件因长期带电导致寿命缩短。

本实用新型中的隔离装置不仅可以实现光伏组串的隔离，同时为光伏组串的每个关断装置提供供电电源；以及，通过隔离装置的控制器控制第三电磁继电器K3、第四电磁继电器K4的得电与失电，控制光伏组串的每个关断装置的供电电源的断开与接通，实现光与供电电源断开，从而使得光伏板关断。同时通过隔离装置还可避免不同光伏组串在关断时由于关断不同步时产生电压冲击，以保证整个系统的稳定运行。

同时，本实用新型在执行关断时，通过隔离装置控制关断装置的供电断开，以实现光伏板的关断，解决现有技术中当电源回路故障时光伏板无法进行可靠关断的问题，不需依赖保安或备用电源，保证光伏板的关断控制的稳定及可靠；同时，在光伏板解除关断后，处于待机状态的关断装置除了储能装置进行充电外，双线圈电磁继电器、第一电磁继电器K1、第二电磁继电器K2、第一隔离电源模块U1、静态开关G等均处于断开电源的状态，减少关断装置的功耗，节省资源。也即，在关断装置待机状态下，关键元件均处在断电状态，只是在关断和解除关断过程中短时工作，功耗低，具有极强适应性和可靠性，满足光伏生命周期的关断装置极低故障率。

本实用新型的关断装置仅现有简单的储能装置，即可保证关断装置的回路断线的情况下，实现光伏板的可靠关断。本实用新型的关断装置还具有电路简单、控制逻辑简单、稳定性更高等特点，对于后续的电路开发的成本大大降低。本实用新型所采用的隔离装置的电路更为简单，避免采用IGBT功率元件，通过二极管的单向导电性，即可保证各光伏组串之间在关断不同步时不发生电压反冲，同时也可降低隔离装置的功耗。

同时，本实用新型的隔离装置还可根据各个关断装置工作状态的反馈信号，自动判断和监测光伏组串是否能正常发电，如有异常，则切断主回路，及时隔离有故障的光伏板。

本实用新型还采用电力载波和分散电源供电系统，无需敷设通信电缆，解决了电缆压降，减少供电电缆的导线截面，降低了系统造价。

另外，本实用新型中的电路方案既可以应用于单片机中，也可以应用到集成电路中，具体在实际应用可根据需求进行设计。

实施例二

基于本实用新型提供的实施例一，本实用新型还提供另外一实施例，一种光伏板关断控制方法，应用于本实用新型提供的一种光伏板关断控制装置，该方法包括以下步骤：

当一个光伏组串需要关断时：通过该光伏组串的隔离装置控制对应关断装置失电，储能装置开始放电，第一隔离电源模块得电，第一电磁继电器得电，第一电磁继电器的第一常开触点闭合，静态开关导通；同时，第一电磁继电器的第二常开触点闭合，双线圈磁保持继电器的第二线圈得电，双线圈磁保持继电器的第一常闭触点打开、双线圈电磁继电器的第二常开触点闭合。

双线圈磁保持继电器的第一常闭触点的打开是在静态开关导通以后的，避免产生拉弧现象。

通过隔离装置接收每个关断装置的双线圈电磁继电器的第二常开触点的闭合信号，控制光伏组串中的每个光伏板与逆变器断开连接，光伏板关断。也即，通过隔离装置接收反馈信号，以得出关断装置的工作状态，以及将光伏板与逆变器断开连接，实现隔离。

与此同时，第二电磁继电器得电，第二电磁继电器的第三常闭触点打开，储能装置放电结束，双线圈电磁继电器的第二线圈、第一电磁继电器失电，静态开关截止；同时，双线圈磁保持继电器的第二常开触点打开，第二电磁继电器失电，双线圈磁保持继电器的第一常闭触点闭合。

当一个光伏组串解除关断时：通过隔离装置向该光伏组串的每个关断装置提供供电电源，第一电磁继电器得电，第一电磁继电器的第一常开触点闭合，静态开关导通；同时第一电磁继电器的第二常开触点闭合，双线圈磁保持继电器的第一线圈得电，双线圈磁保持继电器的第一常闭触点打开。

双线圈磁保持继电器的第二常开触点闭合，隔离装置根据每个关断装置的双线圈磁保持继电器的第二常开触点的反馈信号控制光伏板与逆变器接通，光伏板实现发电；同时，第二电磁继电器得电，第二电磁继电器的第二常开触点闭合，储能装置充电；第二电磁继电器的第三常闭触点打开，储能装置与第一隔离电源装置、双线圈磁保持继电器的第二线圈断开连接。

第二电磁继电器的第一常闭触点打开，第一隔离电源模块失电，第一电磁继电器失电、双线圈磁保持继电器失电、静态开关截止、双线圈磁保持继电器的第一常闭触点闭合；双线圈磁保持继电器的第二常开触点打开，第二电磁继电器失电，第二电磁继电器的第二常开触点打开，第二电磁继电器的第一常闭触点闭合、第二电磁继电器的第三常闭触点闭合，储能装置继续充电。很明显，在关断装置处于解除关断后，关断装置的第一电磁继电器、第二电磁继电器、双线圈磁保持继电器、第一隔离电源模块、静态开关等关键元件均处于失电状态，节省了整个电路的功耗。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种光伏板关断控制装置，包括隔离装置和关断装置，其中，所述隔离装置与光伏发电系统的一个光伏组串电性连接；所述光伏组串包括多个串联连接的光伏板，每个光伏板并联连接一个所述关断装置；所述隔离装置还与每个关断装置电性连接，用于通过每个光伏板的关断装置控制光伏组串内每个光伏板的关断与解除关断；其特征在于，

所述关断装置包括双线圈磁保持继电器、第一电磁继电器、第二电磁继电器、静态开关、储能装置和第一隔离电源模块；

其中，所述第一隔离电源模块的第一端通过所述第二电磁继电器的第一常闭触点与工作电源正极电性连接、第二端接入工作电源负极、第三端通过所述第一电磁继电器的第一常开触点与所述静态开关的基极电性连接、第四端与所述静态开关的发射极电性连接；

所述静态开关的集电极、发射极分别与对应光伏板的正极、负极电性连接；所述双线圈磁保持继电器的第一常闭触点并联连接于所述光伏板的正负极；

所述第一电磁继电器并联连接于所述第一隔离电源模块；

所述第二电磁继电器的第一端接入工作电源正极、第二端通过所述双线圈磁保持继电器的第二常开触点与工作电源负极电性连接；

所述双线圈磁保持继电器的第一线圈的第一端接入工作电源正极、第二端通过所述第一电磁继电器的第二常开触点接入工作电源负极；所述双线圈磁保持继电器的第二线圈的第一端接入所述第二电磁继电器的第一常闭触点与所述第一隔离电源模块的第一端之间、第二端通过所述第一电磁继电器的第二常开触点接入工作电源负极；

所述储能装置的一端通过所述第二电磁继电器的第二常开触点接入工作电源正极、另一端接入工作电源负极；所述储能装置的一端还通过所述第二电磁继电器的第三常闭触点接入所述第一隔离电源模块的第一端与所述第二电磁继电器的第一常闭触点之间。

2.根据权利要求1所述的光伏板关断控制装置，其特征在于，所储能装置包括多个并联连接的电容组成；其中，多个并联连接的电容包括第一电容、第二电容和第三电容。

3.根据权利要求1所述的光伏板关断控制装置，其特征在于，所述双线圈磁保持继电器的第一线圈的第一端还与第八二极管的负极电性连接、第二端与所述第八二极管的正极电性连接；所述双线圈磁保持继电器的第一线圈的第一端与工作电源正极之间还接入第一二极管；

所述双线圈磁保持继电器的第二线圈的第一端与第九二极管的负极电性连接、第二端与第所述第九二极管的正极电性连接；所述双线圈磁保持继电器的第二线圈的第一端还依次通过第五二极管、第六二极管与所述第一隔离电源模块的第一端电性连接，并且所述第五二极管的负极与所述双线圈磁保持继电器的第二线圈的第一端电性连接，所述第六二极管的正极与所述第五二极管的正极电性连接；

所述储能装置的一端还通过第二电磁继电器的第三常闭触点接入第五二极管的正极与第六二极管的正极之间；所述第二电磁继电器的第一常闭触点与所述第一隔离电源模块的第一端之间设有第三二极管，并且第六二极管的负极接入第三二极管与第一隔离电源模块的第一端之间；

所述第二电磁继电器的第二常开触点与工作电源正极之间还依次设有第一电阻和第二二极管，并且所述第一电阻设于所述电磁继电器的第二常开触点与第二二极管之间；

所述第一隔离电源模块的第二端还通过第二电阻接入工作电源负极；

所述第一电磁继电器的第一端与第七二极管的正极电性连接、跌入单与所述第七二极管的负极电性连接；

所述第二电磁继电器与工作电源正极之间设有第四二极管，所述第二电磁继电器的第一端还依次通过第三电组、第四电容与所述第二电磁继电器的第二端电性连接；

所述第一隔离电源模块的第四端还通过第四电阻与所述静态开关的发射极电性连接；

所述第一电磁继电器的第一常开触点与光伏板的负极之间还设有第五电阻，并且第五电阻的一端接入第一电磁继电器的第一常开触点与静态开关的基极之间、另一端与静态开关的发射极电性连接。

4.根据权利要求1所述的光伏板关断控制装置，其特征在于，一个光伏组串的多个关断装置的双线圈磁保持继电器的第一常闭触点依次串联连接，并与隔离装置电性连接；一个光伏组串的多个关断装置的双线圈磁保持继电器的第二常开触点依次串联连接，并与隔离装置电性连接。

5.根据权利要求1所述的光伏板关断控制装置，其特征在于，所述隔离装置包括控制器、第二隔离电源模块、第三电磁继电器和第四电磁继电器；其中，所述第二隔离电源模块的第一端接入电源火线、第二端接入电源零线、第三端与所述第三电磁继电器电性连接、第四端与所述第四电磁继电器电性连接；

所述第三电磁继电器的第一常开触点的第一端与逆变器的正极电性连接、第二端与对应光伏组串中的第一个光伏板的正极电性连接，对应光伏组串中的最后一个光伏板的负极与所述逆变器的负极电性连接；所述第三电磁继电器的第一常开触点的第一端还与第十一二极管的负极电性连接、第二端与所述第十一二极管的正极电性连接；当所述第三电磁继电器得电，第三电磁继电器的第一常开触点闭合，光伏组串内的每个光伏板与逆变器连接，光伏板解除关断；当所述第三电磁继电器失电，第三电磁继电器的第一常开触点闭合，光伏组串内的每个光伏板与逆变器断开连接，发光板关断；

所述第四电磁继电器的第一常开触点的一端与所述第二隔离电源模块的第二端电性连接、另一端与对应光伏组串中每个关断装置的工作电源正极电性连接；当所述第四电磁继电器得电，第四电磁继电器的第一常开触点闭合，对应光伏组串内的每个关断装置得电；当所述第四电磁继电器失电，第四电磁继电器的第一常开触点打开，对应光伏组串内的每个关断装置失电。

6.根据权利要求5所述的光伏板关断控制装置，其特征在于，所述第二隔离电源模块的第三端与所述控制器的第一端之间设有第十二极管，并且所述第四电磁继电器的第一常开触点的第一端接入所述第二隔离电源模块的第三端与第十二极管之间；所述控制器的第一端还通过第五电容与所述控制器的第二端电性连接；所述控制器的第二端还与关断装置的工作电源负极电性连接。

7.根据权利要求5所述的光伏板关断控制装置，其特征在于，一个光伏组串内的每个关断装置的双线圈电磁继电器的第二常开触点均与隔离装置的控制器电性连接。

8.根据权利要求5所述的光伏板关断控制装置，其特征在于，一个光伏组串中的第一个关断装置的双线圈电磁继电器的第一常闭触点的一端通过隔离装置的第三电磁继电器与逆变器的正极电性连接，对应光伏组串内的多个关断装置的双线圈电磁继电器依次串联连接，对应光伏组串中的最后一个关断装置的双线圈电磁继电器的另一端与逆变器的负极电性连接。

9.根据权利要求5所述的光伏板关断控制装置，其特征在于，所述第三电磁继电器与所述第二隔离电源模块的第三端之间设有驱动，所述第四电磁继电器与所述第二隔离电源模块的第四端之间设有驱动。

10.根据权利要求5所述的光伏板关断控制装置，其特征在于，所述隔离装置的第二隔离电源模块通过电力载波接入外部的电源火线、电源零线；所述隔离装置的控制器还通过通信线与电力载波电性连接。