WO2022041951A1 - 光伏组件的关断装置、光伏组件的关断方法 - Google Patents

光伏组件的关断装置、光伏组件的关断方法 Download PDF

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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the controller is further configured to monitor and extract the returned power line carrier signal from the cable through the communication unit;
  • the controller operates the communication unit to send a power line carrier signal with preset characteristics to the cable connecting the multi-level photovoltaic modules in series;
  • controller corresponding to the switch, wherein the controller controls the switching on or off of the switch, and the controller is configured with a corresponding communication unit;
  • the controller monitors the signal returned from the cable through the communication unit
  • the communication unit is configured to load the signal generated by the communication unit onto the cable connecting a plurality of voltage converters in series; the communication unit is further configured to extract the returned signal from the cable;
  • FIG. 10 is a topology diagram illustrating the opening of the relay to attenuate the power line carrier signal at the shutdown control module with the relay of FIG. 2 .
  • FIG. 12 is a schematic topology diagram illustrating loading a signal onto a cable that connects multiple voltage converters in series and extracting a return signal from the cable.
  • Figure 1 shows a schematic diagram of connecting photovoltaic modules in series into a battery string, and then forming a photovoltaic module array from the battery series and parallel, and the photovoltaic module array supplies power to the inverter.
  • the photovoltaic module array is a photovoltaic power generation system from light energy to Fundamentals of electrical energy conversion.
  • a battery string is installed in the photovoltaic module array, and the battery string is composed of series-connected photovoltaic modules PV1 to PVN, and N is a positive integer.
  • the total electrical energy provided by the photovoltaic module array is delivered by the DC bus to the energy harvesting device or energy harvesting device.
  • the energy harvesting device includes an inverter INVT that converts direct current to alternating current as shown in Figure 1, or includes a charger for charging batteries.
  • a bypass diode in parallel with the photovoltaic module is connected between the positive and negative poles of each photovoltaic module, so that when the output power of the photovoltaic module drops, the photovoltaic module can be bypassed by the bypass diode matched with the photovoltaic module.
  • the PV modules with reduced output power enter the negative pressure area it will cause extremely high power dissipation at both ends of the PV modules, and even cause combustion.
  • the shutdown module of any level of photovoltaic modules determines whether the photovoltaic module of any level is turned off by monitoring the power line carrier signal generated and returned by the shutdown modules of other photovoltaic modules.
  • the shutdown module RSD2 determines whether the corresponding photovoltaic module PV2 needs to be turned off by monitoring the power line carrier signal PLC generated by other shutdown modules RSD1 and returned through the loop.
  • the power line carrier signal sent by the shutdown module RSD1 carries address number information such as ADS1, allowing the shutdown module RSD2 to extract and monitor only the power line carrier signal that matches the address number ADS1 of other shutdown modules RSD1 .
  • This embodiment is also an optional but optional item, and it is not necessary to set the address number. Any shutdown module can monitor the power line carrier signal generated and returned by itself or monitor the power line carrier signal generated and returned by other shutdown modules.
  • the signal characteristics of the initial power line carrier signal sent by the shutdown module can be obtained first, and the accurate attenuation can be obtained by comparing the returned power line carrier signal with the initial power line carrier signal. result.
  • the circuit impedance can be changed by introducing capacitance, resistance and inductance to the cable at the shutdown control module CTL, and these electronic components that affect the impedance, namely the so-called capacitance, resistance and the like, are removed from the cable.
  • Inductance etc. can change the loop impedance.
  • the controller IC in the multi-level photovoltaic modules PV1-PVN is operated by the controller IC in the first row or referred to as the first-level photovoltaic module PV1 to continuously transmit the power line carrier wave
  • the controller IC of the multi-level photovoltaic modules PV1-PVN can continuously monitor the power line carrier signal returned from the cable through the communication unit.
  • the controller operates the communication unit MODU to continuously send a signal to the cable, and the signal takes the power line carrier signal PLC as an example in the foregoing content to explain the working mechanism of the shutdown module.
  • the power line carrier signal PLC can be replaced by other types of periodic signals or aperiodic signals, so the signal can be selected from the power line carrier signal or the periodic signal or the aperiodic signal etc. Signals are not limited to a specific type.
  • the shutdown control module CTL may be referred to as a main control module, and at the shutdown control module CTL, it may be decided whether to shut down the multi-level photovoltaic modules PV1-PVN.
  • An embodiment of the shutdown control module CTL is: an inductive element L1, a capacitive element C1 and a relay S3 are arranged on the cable.
  • the inductive element L1 is connected to the cable so that the inductive element L1 exists in the loop. After the capacitive element C1 and the relay S3 are connected in series, the capacitive element C1 and the relay S3 are connected in parallel with the inductive element L1.
  • the first-stage photovoltaic module PV1 is configured with a voltage converter 200, and the voltage converter 200 converts the electrical energy captured from a photovoltaic module PV1 corresponding to the voltage converter 200 into its own output power and provides the output voltage V O1 -1.
  • the second-level photovoltaic module PV2 is equipped with a voltage converter 200, and the voltage converter 200 converts the electric energy captured from a corresponding photovoltaic module PV2 into its own output power and provides the output voltage V O2 -2.
  • the N-th photovoltaic module PVN is equipped with a voltage converter 200, and the voltage converter 200 converts the electric energy captured from a corresponding photovoltaic module PVN into its own output power and provides the output voltage V ON -N.
  • the output voltage of the voltage converter 200 is higher than the output voltage of the voltage converter 200 when the attenuation degree of the returned signal reaches the preset attenuation value.
  • the voltage is much higher.
  • the output voltage of the voltage converter 200 falls into the first voltage range
  • the output voltage of the voltage converter 200 falls into the second voltage range
  • the first voltage range is much larger than the second voltage range.
  • the second voltage range is set as close to zero as possible.

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Abstract

本申请涉及到一种光伏组件的关断装置、光伏组件的关断方法。光伏组件的关断装置包括关断模块，关断模块包括配备给光伏组件的切换开关，控制器和通信单元。控制器监控收取到的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征，响应于指定参数不满足预设特征，或在设定时间段内没有收到电力线载波信号，断开切换开关。

Description

光伏组件的关断装置、光伏组件的关断方法
本公开要求在2020年08月24日提交中国专利局、申请号为202010859980.6的中国专利申请的优先权，同时要求在2020年08月24日提交中国专利局、申请号为202010859981.0的中国专利申请的优先权，以上申请的全部内容通过引用结合在本公开中。
技术领域
本申请涉及到光伏发电的技术领域，例如涉及一种光伏组件的关断装置、光伏组件的关断方法。
背景技术
光伏组件作为光伏发电系统的重要核心组成部分，光伏组件性能的优良直接影响到发电系统的整体效果，但实际上光伏组件受到的制约因素较多，每块电池组件自身的特性差异会引起联接效率损失。光伏组件阵列一般为串并联式，倘若某一块电池组件受到阴影或灰尘或遮挡或老化等因素而导致功率降低，所有串接在链路中的电池组件都可能因电流强度的下降而受到影响。为了保障光伏阵列工作的安全性和可靠性，充分发挥每一块光伏电池组件的最大发电效率和保障每一块光伏电池组件处于正常工作状态显得尤为重要。
高电压领域的光伏发电系统需要符合电气安全规范。近年来美国以及欧洲等地区出于安全考虑，在相关电气规范中逐步加入强制性要求。为此多国政府或相关机构分别出台相应的法规法则。基于电气强制规范，美国防火协会修改国家电气规范，规定住宅用的光伏发电系统当中：紧急情况发生时要求光伏发电系统交流并网端断开后，直流端电压最大不得超过八十伏。意大利安全规范告诫：消防员在建筑物带电压的情况下是绝对不被允许进行灭火操作的。德国也率先执行防火安全标准并且还明文规定：在光伏发电系统中逆变器与组件之间需要增加额外的直流电切断装置。光伏组件级的电力电子技术是实现组件级关断的主要方式，应用产品包括微型逆变器、功率优化器及智控关断器。微型逆变器的使用可从根本上消除光伏系统存在的直流高压，而光伏组件功率优化器及智控关断器则具有组件级关断功能。在紧急情况下安装有功率优化器或智控关断器的光伏系统能及时切断每块组件间的连接，消除阵列中存在的直流高压，实现组件级的快速关断。
以美国安全规范NEC(National Electrical Code，美国国家电工规范)2017 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最高不得超过约八十伏特。光伏电站在面临安全规范应该积极采取如下措施：为了实现快速关断必须在光伏组件的输出端处安装起到关断作用的关断装置，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并且命令发送装置需要受到人为的控制。譬如面临火灾等紧急状况，十分有必要主动迅速关断光伏组件以切断直流电，命令发送装置用来指示关断装置关断。关断光伏组件的应对措施可以制止火灾等负面事件的进一步恶化，提高可靠性和安全性。
诸多国家地区已将光伏设施的组件级快速关断列为强制要求，作为光伏分布极广的中国在该领域暂未制定规范，安全标准落后于产品制造和市场推广。安徽省公安消防总队归口的地方标准提出规范化要求。尽管浙江及嘉兴等地推出了团体标准但并未对组件快速关断提强制性要求，仅提出了宜具备等概念。国内外发生的不少屋顶户用光伏电站火灾案例使得组件级快速关断亟待深入研究和应用。当光伏被普及成为一种日常屋顶设施后潜在的安全风险就更有可能暴露出来。一方面从安全意识上对设计规范、施工和验收提出要求来确保财产和人身安全得到保证，另一方面要积极推动行业尽快建立更普及的强制性安全标准并研发出适合快速关断功能的光伏组件关断装置。
发明内容
本申请实施例提供了一种光伏组件的关断装置、光伏组件的关断方法。
第一方面，本申请实施例提供了一种光伏组件的关断装置，所述光伏组件的关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，所述关断模块包括：
切换开关，所述切换开关设置为控制是否关断光伏组件；
控制器，所述控制器设置为控制所述切换开关的导通或断开；
通信单元，所述通信单元设置为将所述通信单元产生的电力线载波信号加载到串接起多级光伏组件的线缆上；所述通信单元还设置为从所述线缆上提取返回的电力线载波信号；
所述控制器还设置为，操作所述通信单元发送具有预设特征的电力线载波信号；
所述控制器还设置为，通过所述通信单元监控从所述线缆上提取所述返回的电力线载波信号；
所述控制器还设置为，监控提取的所述返回的电力线载波信号的指定参数 是否满足所述预设特征；所述控制器还设置为，响应于所述指定参数不满足所述预设特征，或在设定时间段内没有接收到电力线载波信号，断开所述切换开关以关断所述光伏组件。
第二方面，本申请实施例提供了一种光伏组件的关断方法，包括：
在多级光伏组件的每级光伏组件的输出端配备一个切换开关，其中，所述切换开关设置为控制所述每级光伏组件是否被关断；
提供与所述切换开关对应的控制器，其中，所述控制器设置为控制所述切换开关的导通或断开，所述控制器配置有对应的通信单元；
所述控制器操作所述通信单元发送具有预设特征的电力线载波信号到串接起多级光伏组件的线缆上；
所述控制器通过所述通信单元监控从所述线缆上返回的电力线载波信号；
所述控制器判断所述返回的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征；所述控制器响应于所述返回的电力线载波信号的指定参数不满足所述预设特征，或在设定时间段内没有接收到电力线载波信号，断开所述切换开关以关断所述光伏组件。
第三方面，本申请实施例提供了一种光伏组件的关断方法，包括：
将多级光伏组件设为串联连接，将所述多级光伏组件的输出电压相互叠加后得到的叠加电压提供给一个逆变器，其中，在所述多级光伏组件和所述逆变器之间构成一个回路；
在所述多级光伏组件的每级光伏组件的输出端处配置一个关断装置，所述关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，其中，所述关断模块包括，控制所述每级光伏组件是否被关断的一个切换开关，和控制所述切换开关的导通或断开的一个控制器，其中，所述控制器配置有通信单元；
所述控制器操作所述通信单元发送具有预设特征的电力线载波信号到串接起所述多级光伏组件的线缆上；
所述控制器通过所述通信单元监控从所述线缆上返回的电力线载波信号；
所述控制器判断收取到的所述返回的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征；
所述控制器响应于所述返回的电力线载波信号的指定参数不满足所述预设特征，或在设定时间段内没有收取到电力线载波信号，断开所述切换开关以关断光伏组件。
第四方面，本申请实施例提供了一种光伏组件的关断装置，所述光伏组件 的关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，所述关断模块包括：
切换开关，所述切换开关设置为控制所述光伏组件是否被关断；
控制器，所述控制器设置为控制所述切换开关的导通或断开；
通信单元，所述通信单元设置为将所述通信单元产生的信号加载到串接起多级光伏组件的线缆上；所述通信单元还设置为从所述线缆上提取返回的信号；
所述控制器还设置为，操作所述通信单元向所述线缆上发送信号；
所述控制器还设置为，通过所述通信单元监控从所述线缆上返回的信号；
所述控制器还设置为，监控所述返回的信号的衰减程度；所述控制器还设置为，响应于所述返回的信号的衰减程度达到预设的衰减值，断开所述切换开关以关断所述光伏组件。
第五方面，本申请实施例提供了一种光伏组件的关断方法，包括：
在光伏组件的输出端配备一个切换开关，其中，所述切换开关设置为控制所述光伏组件的关断状态；
提供与所述切换开关对应的控制器，其中，所述控制器控制所述切换开关的导通或断开，所述控制器配置有对应的通信单元；
所述控制器操作所述通信单元发送信号到串接起多级光伏组件的线缆上；
所述控制器通过所述通信单元监控从所述线缆上返回的信号；
所述控制器判断所述返回的信号的衰减程度是否达到预设的衰减值；
所述控制器响应于所述返回的信号的衰减程度达到所述预设的衰减值，断开所述切换开关以关断所述光伏组件。
第六方面，本申请实施例提供了一种光伏组件的关断方法，包括：
将多级光伏组件设为串联连接，将所述多级光伏组件的的输出电压相互叠加后得到的叠加电压提供给一个逆变器，其中，在所述多级光伏组件和所述逆变器之间构成一个回路；
在所述多级光伏组件每级光伏组件的输出端处配置一个关断装置，所述关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，其中，所述关断模块包括，控制所述每级光伏组件是否被关断的一个切换开关，和控制所述切换开关的导通或断开的一个控制器，其中，所述控制器配置有通信单元；
所述控制器操作所述通信单元持续性地发送信号到串接起所述多级光伏组件的线缆上；
所述控制器通过所述通信单元监控从所述线缆上返回的信号；
所述控制器判断返回的信号的衰减程度是否达到了预设的衰减值；
所述控制器响应于所述返回的信号的衰减程度达到了所述预设的衰减值，断开所述切换开关以关断光伏组件。
第七方面，本申请实施例提供了一种光伏组件的关断装置，所述光伏组件的关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，所述关断模块包括：
配备给光伏组件的电压转换器，所述电压转换器设置为对所述光伏组件输出的初始电压执行电压转换，所述电压转换器还设置为提供输出电压；
控制器，所述控制器设置为操作所述电压转换器执行电压转换；
通信单元，所述通信单元设置为将所述通信单元产生的信号加载到串接起多个电压转换器的线缆上；所述通信单元还设置为从所述线缆上提取返回的信号；
所述控制器还设置为，操作所述通信单元向所述线缆上发送信号；
所述控制器还设置为，通过所述通信单元监控从所述线缆上返回的信号；
所述控制器还设置为，监控所述返回的信号的衰减程度；所述控制器还设置为，响应于所述返回的信号的衰减程度达到预设的衰减值，调低所述电压转换器的输出电压。
附图说明
下面结合附图对具体实施方式进行阐释。
图1是本申请实施例中的由光伏组件串联成电池串然后由电池串并联形成光伏组件阵列以及由光伏组件阵列给逆变器供电的示意图。
图2是示出了图1中光伏组件配置有关断模块且逆变器回路中设置有一个关断控制模块的拓扑示意图。
图3是示出了图2中的关断模块带有控制器和通信单元以及切换开关的拓扑结构示意图。
图4是示出了图2中反映每级光伏组件的关断模块自身所产生的并且返回的电力线载波信号的拓扑示意图。
图5是示出了图2中反映每级光伏组件的关断模块无法收到返回的电力线载波信号的拓扑示意图。
图6是示出了图2中反映每级光伏组件的关断模块监视其他关断模块产生的电力线载波信号的拓扑示意图。
图7是示出了图2中反映每级光伏组件的关断模块无法收到其他关断模块的电力线载波信号的拓扑示意图。
图8是示出了图2中在线缆上以主动注入额外的噪声脉冲的方式来干扰电力线载波信号的拓扑示意图。
图9是示出了图2中利用耦合器件吸收一部分电力线载波信号以削弱电力线载波信号的拓扑示意图。
图10是示出了图2中在带有继电器的关断控制模块处断开继电器以削弱电力线载波信号的拓扑示意图。
图11是示出了图2中在带有衰减器的关断控制模块处调节衰减器使得电力线载波信号衰减的拓扑示意图。
图12是示出了将信号加载到串接起多个电压转换器的线缆上并从线缆上提取返回信号的拓扑示意图。
具体实施方式
下面将结合多个实施例进行阐述。
参见图1，随着环境和传统能源问题的日趋严峻，光伏发电技术已被越来越多的国家和地区所重视并视为优先发展对象，光伏发电又是新能源发电技术中最成熟和最具开发条件的规模发电方式之一。太阳能光伏组件可分为单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池、非晶硅太阳能电池等，硅电池要求的使用年限一般高达二十多年的寿命所以对光伏组件的长期性和持久性管控是必不可少的。众所周知的是很多因素都会导致光伏组件的发电效率降低，例如光伏组件之间的制造差异、安装差异或阴影遮挡或最大功率追踪适配等因素都会引起效率低下。以阴影遮挡为范例，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，部分组件就会由电源变成负载而不再产生电能并消耗其他光伏组件的输出功率。还例如，当出现同一串电池板因为产品一致性问题不好或发生阴影遮挡等情形导致部分电池不能正常发电时，整串的电池组串的效率损失很严重，而且当逆变器例如集中式的逆变器接入的电池板阵列很多时，会导致每个组串的电池板不能够在自己的最大功率点运行，这些都是电能和发电量损失的诱因。由于光伏组件在发生热斑效应严重的地方局部温度可能较高，有的甚至超过150℃，这导致组件局部区域烧毁、形成暗斑、焊点融化、封装材料老化、玻璃炸裂或焊带腐蚀等永久性破坏，会给光伏组件的安全性和可靠性造成极大的隐患。所以，光伏系统亟待解决的问题就是对光伏组件的实时管控以及对光伏组件的管理。实际需求是，能够实时地管控每一块被安装的光伏电池板的工作状态和工作参数，能可靠地对光伏组件的电压异常、电流异常、温度异常等 异常情况进行预警并采取某些应对措施，这对发生异常的电池组件采取类似于组件级主动安全关断或其他的应急断电措施是十分有意义和十分必要的。
参见图1，图1示出了将光伏组件先串联成电池串然后由电池串并联形成光伏组件阵列并由光伏组件阵列给逆变器供电的示意图，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电池组串，电池组串是由串联的光伏组件PV1至PVN串接构成，N为正整数。光伏组件阵列提供的总电能由直流母线输送给能源收集装置或能量收集装置，能源收集装置包括如图1所示的将直流电逆变成交流电的逆变器INVT或包括为蓄电池充电的充电器。通常每个光伏组件的正负极之间连接有与光伏组件并联的旁路二极管，以便在光伏组件的输出功率下降时该光伏组件可以被与该光伏组件配套的旁路二极管予以旁路掉，而不是让输出功率下降的光伏组件进入负压区否则会导致光伏组件两端的极高功率耗散，甚至会引起燃烧。
参见图1、2，光伏组件的关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，光伏组件的关断装置还包括逆变器和关断控制模块等。
参见图2，图2示出了图1中光伏组件配置有组件关断模块RSDN且逆变器回路设置有关断控制模块CTL的拓扑示意图，在电池组串中如第一级光伏组件PV1的关断状态由与第一级光伏组件PV1配套的组件关断模块RSD1进行管理以执行关断功能。第二级光伏组件PV2的关断状态由配套的组件关断模块RSD2进行管理以执行关断功能。依此类推，第N级的光伏组件PVN的关断状态由与第N级光伏组件PVN配套的关断模块RSDN进行管理，N为大于或等于1的正整数。
参见图2，第一级光伏组件PV1的输出电压为V O1，第二级光伏组件PV2的输出电压记载为V O2，依此类推，第N级光伏组件PVN的输出电压为V ON，以至于任意某串光伏电池组串上的总的母线电压通过计算大约为V O1+V O2+…V ON＝V BUS。不同的多组电池组串并联连接在母线之间。多级光伏组件PV1至PVN串联连接，多级光伏组件各自的输出电压相互叠加至母线上，母线电压V BUS的电压较之单个光伏组件要高得多，如图2所示的逆变器INVT从母线上将直流电的母线电压V BUS逆变转换成交流电。
参见图3，关断模块RSDN包括控制器IC。在实现通信方面，控制器IC可以通过控制配套的通信单元MODU来与外部设备进行单向或双向通信。通信单元MODU的通信机制包括有线通信和无线通信两种类型，例如可采用WIFI、ZigBee(紫蜂协议)、433MHZ通信、红外或蓝牙等无线通信技术，例如可采用 电力线载波通信技术。在一实施例中，通信单元MODU包括电力线载波调制解调器，电力线载波调制解调器设置为以电力线载波的方式实现单向或双向通信。图3所示的耦合元件COP将电力线载波调制解调器发出的电力线载波信号耦合到线缆上，典型的耦合元件COP譬如是带有原边副边绕组的变压器或譬如是带有耦合线圈的信号耦合器。耦合变压器的使用方法例如为，将电力线载波输送到原边绕组上而副边绕组连接在电源线缆上作为线缆的一部分，电力线载波通过原边和副边的耦合作用输送到线缆上。带有磁环和耦合线圈的信号耦合器的使用方法例如为，可将母线线缆直接穿过信号耦合器的绕有耦合线圈的磁环，电力线载波被输送到耦合线圈上即可从母线线缆上感应到，即可实施非接触式的信号传递。总而言之，耦合元件COP可采用相关技术中公开的信号耦合技术，注入式电感耦合器技术、电缆卡接式电感耦合器技术和可切换全阻抗匹配的电缆卡接式电感耦合器均可应用于本申请实施例。电力线载波信号除了沿着线缆朝着远离光伏组件的方向传播例如传向逆变器，电力线载波信号同步亦会反向地直接传播到光伏组件的正负极处，毕竟通信单元更靠近光伏组件。
参见图3，通信单元MODU除了带有耦合元件COP之外还允许带有配套的用于从线缆处感应电力线载波信号的载波信号耦合电路SENS，载波信号耦合电路SENS可简记为耦合电路SENS，前者耦合元件COP在光伏组件的关断模块处将电力线载波信号发送和加载到线缆上，而后者载波信号耦合电路SENS则是感应和捕捉从线缆上返回至光伏组件的关断模块处的电力线载波信号。耦合电路SENS例如是带有原边副边绕组的变压器或者是带有耦合线圈的信号耦合器，耦合电路SENS还例如是罗氏空心线圈传感器、高频传感器、编解码器或分流器等中的任意一种，耦合电路SENS设置为检测和监听传输线缆上返回至光伏组件的关断模块处的电力线载波信号。
扩频通信是一种扩展频谱通信技术，基本特征是被传输的信息所占用的信号带宽远远大于信息本身的带宽。另外，扩频通信还具有如下特征：扩频通信是一种数字传输方式，在发送端信号带宽的展宽是通过高码率的伪随机编码对传输信息进行调制来实现的，在接收端则使用相同的伪随机编码对扩频信号进行相关解调来还原被传输的信息等。扩频通信的理论依据是信息论中关于信道容量的著名定理，即香农公式：当信号的传输速率一定时信号带宽和信噪比是可以互换的，即通过增大信号带宽来降低对信噪比的要求。带宽增大到一定程度时，信号功率可以接近噪声功率，甚至在信号被噪声淹没情况下仍能保持通信。扩频通信的益处是以宽带传输技术来换取信噪比，这是扩频通信的基本思 想和理论依据。
扩频通信技术、幅度调制技术、频移键控和正交频分等调节方式适用于电力线载波通信。幅度调制虽难以保证可靠的通信，然而本申请实施例额外附加到线缆上的噪声脉冲能够轻易地干扰幅度调制下的电力线载波信号并使得指定参数无法满足预设特征，因此在线缆上以主动注入额外噪声脉冲的方式来干扰电力线载波信号时，幅度调制是较佳的选择。频移键控适用于电力线窄带通信而正交频分适用于电力线宽带通信，另外扩频通信在电力线窄带通信和电力线宽带通信两方面都有应用。电力线载波通信的调制解调可采用相关技术。
参见图3，在支持光伏组件快速关断管理的关断模块中，以如图3所示的可控制光伏组件是否被关断的组件关断模块RSDN为例。采用关断模块RSDN的电路期望实现的智能管理目标是，判断光伏组件是否有必要及时关断，以满足NEC690.12条款。NEC690.12条款：安装或内置于建筑物的光伏系统须包含快速关断功能，减少对应急处理人员的电击危险。在本实施例中管理模块以实现关断功能的关断模块为例，事实上关断模块在功能上可多于数据监测功能或组件关断功能。譬如多级光伏组件PV1-PVN中的每一个光伏组件均配置有一个电压转换器，同时多级光伏组件PV1-PVN所对应的多个电压转换器的输出电压可以相互叠加到直流母线上并以叠加后的电压作为母线电压，此时多个电压转换器是相互串联连接的关系。每一个电压转换器均将，从与每一个电压转换器对应的一个光伏组件处撷取电能，并将电能转换成自身的输出功率。每一个电压转换器还将，对与每一个电压转换器对应的一个光伏组件的输出电压执行升压、降压或升降压等处理后，再予以输出。在一实施例中，每一个电压转换器还用于将与每一个电压转换器对应的一个光伏组件的输出电流和输出电压设置在最大功率点处，实现了光伏组件的功率优化。管理模块中的控制器IC可用于操作电压转换器执行升压、降压或升降压等电压转换，所以关断模块还可具备电压调节功能和功率管理功能。
参见图3，在一实施例中，支持光伏组件PV1快速关断的关断模块RSD1设置为，操作光伏组件PV1对应配置的切换开关S2的断开或导通，控制光伏组件PV1是否关断。与此同时，将另一实施例作为对比，在另一实施例中，支持光伏组件PV2快速关断的关断模块RSD2设置为，操作光伏组件PV2配置的切换开关S2的断开或导通，控制光伏组件PV2是否关断。依此类推，在其他实施例中，支持光伏组件PVN快速关断的关断模块RSDN用于操作该光伏组件PVN配置的切换开关S2的断开或导通，控制光伏组件PVN是否关断。
参见图3，在一实施例中，光伏组件PV1通过切换开关S2连接到线缆即电源线缆上，并且切换开关S2受控制器IC的控制：若切换开关S2被关断则光伏组件PV1从串联的多级光伏组件PV1-PVN即电池组串中被移除，切换开关S2被接通则光伏组件PV1恢复接入到该光伏组件PV1-PVN即电池组串中。光伏组件PV2通过切换开关S2连接到电源线缆上并且切换开关S2受控制器IC的控制：若切换开关S2被关断则光伏组件PV2从串联的多级光伏组件PV1-PVN即电池组串中被移除，切换开关S2被接通则光伏组件PV2恢复接入到该光伏组件PV1-PVN即电池组串中。光伏组件PVN通过切换开关S2连接到电源线缆上并且切换开关S2受控制器IC的控制：若切换开关S2被关断则光伏组件PVN从串联的多级光伏组件PV1-PVN即电池组串中被移除，切换开关S2接通则光伏组件PVN恢复接入到该光伏组件PV1-PVN即电池组串中。因此，在关断模块控制光伏组件是否被关断的情形中，每个光伏组件均配置有一个对应的切换开关S2，光伏组件PV1-PVN串联连接并且串联形成上述的电池组串。每个切换开关S2用于，将与每个切换开关S2对应的一个光伏组件予以关断而从电池组串中予以移除掉；每个切换开关S2还用于，将与每个切换开关S2对应的一个光伏组件从关断状态恢复接入到电池组串中。为每个光伏组件配置的切换开关S2受为每个光伏组件配置的关断模块中的控制器IC的控制。
在一实施例中，可设有与光伏组件并联的旁路二极管BD，以便在光伏组件从电池组串中移除掉时该光伏组件可以被配套的旁路二极管BD旁路掉，而不至于电池组串在被移除掉的光伏组件处形成了断路点。故而，假设光伏组件PVN从电池组串中被移除掉，则光伏组件PVN被配套的旁路二极管BD旁路。
参见图3，在一实施例中，若光伏组件PV1-PVN均被关断，电池组串上的总的母线电压即V O1+V O2+…V ON＝V BUS可从数百伏特迅速跌落到零值附近，可使得光伏系统实现快速关断功能，减少对应急处理人员的电击危险，满足NEC690.12条款。
参见图3，在一实施例中，用于光伏组件的快速关断的关断模块RSDN包括配备给光伏组件PVN的切换开关S2，切换开关S2设置为控制光伏组件PVN是否被关断。关断模块RSDN还包括控制切换开关S2的导通或断开的控制器IC。关断模块RSDN包括通信单元MODU，通信单元MODU设置为将通信单元MODU产生的电力线载波信号加载到串接起多级光伏组件PV1-PVN的线缆上以及从线缆上提取返回至关断模块RSDN本地的电力线载波信号。控制器IC操作通信单元MODU持续性地发送具有预设特征的电力线载波信号到线缆上，控 制器IC由通信单元MODU持续性地监控从线缆上返回至关断模块RSDN本地的电力线载波信号。预设特征可为信号特征。耦合元件COP可将电力线载波调制解调器发出的电力线载波信号耦合到线缆上，控制器IC可将待发送出去的数据信息传递给通信单元MODU，然后通信单元MODU再将数据信息调制后通过电力线载波信号耦合到线缆上，以实现数据信息的发送功能。此外，耦合电路SENS可感应和捕获从线缆上返回至光伏组件的关断模块RSDN处的电力线载波信号，将感应提取到的电力线载波信号传递给该通信单元MODU，通信单元MODU从携带有数据信息的电力线载波中解码出数据信息并发送给控制器IC，以实现数据信息的接收功能。本申请实施例为了便于阐释将耦合电路SENS和耦合元件COP分成两个部分，实质上它们两者有时候允许被直接集成在一起作为一个整体，耦合电路SENS和耦合元件COP统称为信号耦合器，耦合电路SENS和耦合元件COP是将载波通信单元与电力线即线缆进行耦合连接的关键单元。
参见图3，在一实施例中，通信单元MODU将信号(signal)加载到串接起多级光伏组件的线缆上及从线缆上提取返回信号，控制器IC操作通信单元MODU持续性地向线缆上发送信号，控制器IC通过通信单元MODU持续性地监控从线缆上返回的信号并且控制器IC还监控返回的信号的衰减程度，将衰减程度作为是否关断光伏组件的触发条件：若返回的信号的衰减程度达到预设的衰减值(attenuation value)，则断开切换开关S2以关断光伏组件例如关断光伏组件PVN。其中，衰减值的单位通常是分贝。
参见图4，在一实施例中，假设光伏组件PV2的关断模块RSD2将通信单元发出的电力线载波信号PLC耦合加载到正母线LA上，电力线载波信号PLC沿着母线传递到逆变器INVT后再沿着负母线LB返回到多级光伏组件PV1-PVN处，其中，构成母线的实物载体就是导电的线缆。多级光伏组件PV1-PVN各自的输出电压相互叠加后提供给该逆变器INVT，串联连接的多级光伏组件PV1-PVN和逆变器INVT之间构成一个回路，且每级光伏组件的关断模块发送的电力线载波信号传向逆变器INVT后再沿着回路返回至多级光伏组件处。例如，关断模块RSD2发送的电力线载波信号PLC传向逆变器INVT后再沿着回路返回至多级光伏组件件PV1-PVN处。该电力线载波信号PLC的典型途径为通过正母线LA传向逆变器后再沿负母线LB返回，该电力线载波信号PLC也可以为通过负母线LB传向逆变器后再沿正母线LA返回。因此，定义的返回的电力线载波信号是指传播到回路中然后返回或折回的电力线载波信号，未传播 到回路中但被关断模块感应到的电力线载波信号不能称为返回的电力线载波信号。如关断模块RSD2中的通信单元发出的电力线载波信号PLC不仅会向远离光伏组件PV1-PVN的方向远程传播即朝着逆变器的方向远程传播，电力线载波信号PLC同步亦会反向地分散到光伏组件的正极和负极处，毕竟关断模块RSD2中的通信单元更靠近光伏组件。朝逆变器的方向远程传播然后折回的电力线载波信号PLC才是返回的电力线载波信号，分散在光伏组件本地但未进入回路的电力线载波信号PLC不是返回的电力线载波信号。只在组件本地传播但并未进入回路的电力线载波信号PLC对判断是否关断光伏组件而言是一种消极影响。
参见图4，关断模块RSD2中的控制器IC通过配套的通信单元MODU从线缆上提取返回的电力线载波信号PLC，且控制器IC监控返回的电力线载波信号PLC的指定参数是否满足预设特征，若指定参数不满足预设特征，或控制器IC在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号PLC，则控制器IC断开切换开关S2以关断光伏组件PV2。
参见图4，关断模块RSD2中的控制器IC监控的载波对象：经由回路返回的电力线载波信号PLC是关断模块RSD2中的控制器IC操作配套的通信单元MODU产生的。因此，在一实施例中，关断模块RSD2中的控制器IC操作通信单元MODU持续性地发送具有预设特征的电力线载波信号PLC到线缆上，关断模块RSD2中的控制器IC通过通信单元MODU持续性地监控从线缆上返回的电力线载波信号PLC，所返回的电力线载波信号PLC是关断模块RSD2自身所产生的。
参见图4，在一实施例中，前述关于电力线载波信号PLC的指定参数包括所述的电力线载波信号PLC的幅度大小，预设特征包括预设的幅度值，在收取到的返回的电力线载波信号PLC的实际幅度大小低于预设的幅度值时关断光伏组件PV2。
参见图4，在一实施例中，前述关于电力线载波信号PLC的指定参数包括所述的电力线载波信号PLC在频域下的频谱分布，预设特征包括预设的频谱分布点，在返回的电力线载波信号PLC的实际频谱分布与预设的频谱分布点不吻合而存在频谱分布点缺失时关断光伏组件PV2。藉此可见预设特征的参数类别并不是唯一的。
参见图4，在一实施例中，关断模块RSD2中的通信单元MODU将信号加载到串接光伏组件的线缆上及从线缆上提取返回信号，控制器IC操作通信单元MODU持续性地向线缆上发送信号，控制器IC通过通信单元MODU持续性地 监控从线缆上返回的信号并且控制器IC还监控返回的信号的衰减程度，衰减程度可作为是否关断光伏组件的触发条件：若返回的信号的衰减程度达到预设的衰减值，关断模块RSD2断开切换开关S2以关断所谓的光伏组件例如关断光伏组件PV2。本实施例可实现关断模块的自发自收。
参见图5，在一实施例中，回路中设有关断控制模块CTL且关断控制模块CTL带有连接在线缆上的主控开关S1，主控开关S1可设在正母线或负母线上。关断控制模块CTL的位置可以在光伏组件PV1-PVN与逆变器INVT之间的线缆上，关断控制模块CTL的位置可以远离光伏组件PV1-PVN以保障安全性。在紧急情况下，安装有电压转换器或智控关断模块的光伏系统能切断每块组件间的连接，消除阵列中存在的直流高压，实现组件级的快速关断以满足财产和人身安全方面的保障。急救人员切断关断控制模块CTL中的主控开关S1或者快速拨动主控开关S1例如执行切断又接通再切断这样的拨动操作，可使得返回的电力线载波信号PLC的指定参数无法满足预设特征，例如可以使得返回的电力线载波信号的实际幅度大小低于预设的幅度值，例如还可以使得返回的电力线载波信号的实际频谱分布与预设的频谱分布点不吻合。倘若急救人员切断关断控制模块CTL中的主控开关S1使电力线载波信号PLC在线缆上的传播路径被直接断开，那么控制器IC将无法收到返回的电力线载波信号PLC，因为回路中的载波传播路径被直接切断。控制器IC在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号PLC，此设定的时间段内很可能是急救人员切断了主控开关，所以此时判断出可断开切换开关S1以关断光伏组件PV2。图5中的虚线表示返回的电力线载波信号的指定参数经过人为干涉后发生了变化。
参见图6，关断模块RSD2中的控制器IC通过配套的通信单元MODU从线缆上提取返回的电力线载波信号PLC，且控制器IC监控返回的电力线载波信号PLC的指定参数是否满足预设特征，若指定参数不满足预设特征，或控制器IC在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号PLC，则控制器IC断开切换开关S2以关断光伏组件PV2。
参见图6，关断模块RSD2中的控制器IC监控的载波对象：经由回路返回的电力线载波信号PLC是关断模块RSD1中的控制器IC操作配套的通信单元MODU产生的。因此，在一实施例中，关断模块RSD1中的控制器IC操作通信单元MODU持续性地发送具有预设特征的电力线载波信号PLC到线缆上，关断模块RSD2中的控制器IC通过配套的通信单元MODU持续性地监控从线缆上返回的电力线载波信号PLC，所返回的电力线载波信号PLC是其他的关断模块 RSD1产生的。
参见图5，每个关断模块都具有提前烧录的地址编号信息：光伏组件PV1所匹配的关断模块RSD1烧录在配套的控制器IC内的地址编号信息为ADS1，光伏组件PV2所匹配的关断模块RSD2烧录在配套的控制器IC内的地址编号信息为ADS2，光伏组件PV3所匹配的关断模块RSD3烧录在配套的控制器IC内的地址编号信息为ADS3。而组件PVN所匹配的关断模块RSDN烧录在配套的控制器IC内的地址编号信息为ADSN。
参见图5，任意一级光伏组件的关断模块通过监视自身产生的、并返回的电力线载波信号来决定该级光伏组件是否被关断。光伏组件RSD2的关断模块RSD2如通过监视关断模块RSD2自身产生的、并经过回路而返回的电力线载波信号PLC来决定出相应的光伏组件PV2是否需要关断。
在另一实施例中，该关断模块RSD2发出的电力线载波信号中携带有地址编号信息例如ADS2，关断模块RSD2被限制只提取、监控与自身的地址编号ADS2相符的电力线载波信号。此限制方式也可不采用。
参见图6，任意一级光伏组件的关断模块通过监视其他光伏组件的关断模块产生的并返回的电力线载波信号，来决定该任意一级光伏组件是否关断。例如，关断模块RSD2如通过监视其他关断模块RSD1产生的、并经过回路而返回的电力线载波信号PLC来决定出相应的光伏组件PV2是否需要关断。在另一实施例中，该关断模块RSD1发出的电力线载波信号携带有地址编号信息例如ADS1，允许关断模块RSD2只提取、监控与其他的关断模块RSD1的地址编号ADS1相符的电力线载波信号。本实施例同样也属于可选项但非必须项，设定地址编号不是必须的。任一关断模块监控自身产生的并返回的电力线载波信号或监控其他关断模块产生的并返回的电力线载波信号均可以。
参见图6，在一实施例中，关断模块RSD1中的通信单元MODU将信号加载到串接光伏组件的线缆上及从线缆上提取返回信号，控制器IC操作通信单元MODU持续性地向线缆上发送信号。关断模块RSD2中的控制器IC由通信单元MODU持续性地监控从线缆上返回的信号并且控制器IC还监控返回的信号的衰减程度：若返回的信号的衰减程度达到预设的衰减值，关断模块RSD2断开切换开关S2以关断光伏组件，实现快速关断例如关断光伏组件PV2。本实施例实现了监控其他关断模块发出的信号。
参见图7，在一实施例中，光伏组件PV2所配对的关断模块RSD2例如通过监视其他关断模块RSD1产生的、并经过回路而返回的电力线载波信号PLC 来决定判断出相应的光伏组件PV2是否需要关断。同样急救人员切断关断控制模块CTL中的主控开关或者快速拨动主控开关S1例如执行切断又接通再切断这样的拨动操作，可使得返回的所述电力线载波信号PLC的指定参数无法满足预设特征。例如可以使得返回的电力线载波信号的实际幅度大小低于预设的幅度值，例如还可以使得返回的电力线载波信号的实际频谱分布与预设的频谱分布点不吻合。譬如还可以使得返回的信号例如返回的电力线载波信号的衰减程度达到了预设的衰减值。倘若急救人员切断关断控制模块CTL中的主控开关，使电力线载波信号PLC在线缆上的传播路径被直接断开，关断模块RSD2无法收到返回的电力线载波信号PLC，因为回路中的载波传播路径被直接切断。控制器IC在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号PLC，此设定的时间段内很可能是急救人员切断了主控开关所以此时判断可断开切换开关S1以关断光伏组件PV2。图7中的虚线表示返回的电力线载波信号的指定参数经过人为干涉后发生了变化。
参见图8，在一实施例中，关断控制模块CTL含可制造噪声脉冲NOI的噪声源且噪声源的噪声脉冲NOI的频率最好落在电力线载波信号PLC的频率范围内。在线缆上以主动注入噪声脉冲NOI的方式来干扰该电力线载波信号PLC。噪声产生源未绘制在图中，噪声源产生的噪声脉冲NOI可使指定参数无法满足预设特征。噪声脉冲NOI被注入到线缆上例如通过人工控制在关断控制模块CTL处在线缆上引入噪声。譬如可以使得返回的电力线载波信号的实际幅度大小低于预设的幅度值，譬如还可以使得返回的电力线载波信号的实际频谱分布与预设的频谱分布点不吻合。譬如还可以使得返回的信号例如返回的电力线载波信号的衰减程度达到了预设的衰减值。与约为50HZ-60HZ的电网电压频率同步的噪声通常是由工作在工频的开关器件产生的，例如可控硅(SCR，Silicon Controlled Rectifier)开关器件所产生的噪声，该噪声的每个次谐波的频率成分大约是50HZ左右。再例如，电动机所产生的干扰噪声是由负载和电网不同步而产生的具有平滑功率谱的干扰，属于白噪声。有些脉冲噪声由电器突然开关造成，或是从高压输电变压器感应过来的噪音，这些脉冲噪声的特点是频谱宽而时间短。
参见图9，在一实施例中，关断控制模块CTL包含可以吸收部分电力线载波信号以削弱电力线载波信号PLC的耦合器件CPE，耦合器件CPE例如是电容或变压器或套在线缆上的绕有线圈的磁环等。若不干涉电力线载波信号PLC，则耦合器件CPE被禁用以防止该电力线载波信号PLC被消弱。若试图干涉电力 线载波信号PLC并将电力线载波信号PLC予以消弱，则将耦合器件CPE引入到线缆处，从线缆处吸收至少部分电力线载波信号PLC。被吸收的那部分电力线载波信号例如通过图9所示的载波分流路径PLC-BYS可以引入大地或者利用电阻等类似负载直接予以消耗掉。总而言之，在线缆上用耦合器件CPE吸收部分电力线载波信号以削弱电力线载波信号，使指定参数无法满足预设特征。譬如可以使得返回的电力线载波信号的实际幅度大小低于预设的幅度值，譬如还可以使得返回的电力线载波信号的实际频谱分布与预设的频谱分布点不吻，譬如还可以使得返回的信号例如返回的电力线载波信号的衰减程度达到了预设的衰减值。甚至电力线载波信号PLC可以全部都被吸收掉，导致关断模块RSD2无法收到返回的电力线载波信号PLC，关断模块RSD2此时等同于是在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号就关断光伏组件PV2。
参见图4，在一实施例中，结合图5-9，当光伏组件成功关断后在某些场景下如警情消失则需要重新启用光伏组件。假设关断控制模块CTL也设置有关断模块那样的控制器及通信单元，关断控制模块CTL可以向关断模块RSD1-RSDN主动地发送电力线载波信号。重新启用被关断的光伏组件PV1-PVN的模式为：向每个关断模块发送携带有启用指令的电力线载波信号，关断模块RSD1-RSDN各自的控制器IC通过配套的通信单元MODU收取启用指令，而关断模块RSD1-RSDN各自的控制器IC响应启用指令将它们的切换开关S2导通而使光伏组件PV1-PVN恢复成接通状态。
参见图4，在一实施例中，结合图5-9，关断模块RSD2的控制器IC监控的载波对象是：经由回路返回的电力线载波信号PLC是，关断模块RSD2的控制器IC操作配套的通信单元MODU所产生的。当控制器IC通过通信单元MODU持续性地监控从线缆上返回的电力线载波信号PLC时，可规定从线缆上返回的电力线载波信号PLC的衰减只有超过事先定义的预设衰减值，控制器IC才继续判断所述的收取到的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征，或，控制器IC才继续判断是否在一个设定的时间段内没有收到返回的电力线载波信号PLC。倘若从线缆上返回的电力线载波信号PLC的衰减小于或等于事先定义的预设衰减值，则控制器IC不判断收取到的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征，或者，控制器IC不判断是否在一个设定的时间段内没有收到返回的电力线载波信号PLC，自然也不关断光伏组件PV2。在本实施例中，允许所返回的电力线载波信号PLC是关断模块RSD2自身产生的：因此，在一实施例中可要求从线缆上返回的电力线载波信号PLC的衰减在超过预设衰减值的前提 下，控制器IC监控收取到的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征，或，控制器IC判断在一个设定的时间段内是否收到了电力线载波信号；若指定参数不满足预设特征，或，控制器在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号，则关断光伏组件。通过如此设置，可防止误关断或误接通。此外，就电力线载波信号的衰减判断而言，可先获取关断模块发出的初始电力线载波信号的信号特征，并通过将返回的电力线载波信号和初始电力线载波信号进行比对，得出准确的衰减结果。
参见图6，在一实施例中，结合图5-9，关断模块RSD2的控制器IC监控的载波对象为：经由回路返回的电力线载波信号PLC是，关断模块RSD1的控制器IC操作配套的通信单元MODU所产生的。当控制器IC通过通信单元MODU持续性地监控从线缆上返回的电力线载波信号PLC时，可规定从线缆上返回的电力线载波信号PLC的衰减只有超过事先定义的预设衰减值，控制器IC才继续判断所谓的收取到的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征，或，控制器IC才继续判断是否在一个设定的时间段内没有收到返回的电力线载波信号PLC。倘若从线缆上返回的电力线载波信号PLC的衰减小于或等于事先定义的预设衰减值，控制器IC不判断收取到的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征，或者，控制器IC不判断是否在一个设定的时间段内没有收到返回的电力线载波信号PLC，自然也不关断光伏组件PV2。在本实施例中，允许所返回的电力线载波信号PLC是其他关断模块RSD1产生的：因此，在一实施例中可要求从线缆上返回的电力线载波信号PLC的衰减当超过预设衰减值的前提下，控制器IC监控收取到的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征，或，控制器IC判断在一个设定的时间段内是否收到了电力线载波信号。若指定参数不满足预设特征，或，控制器在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号，则关断光伏组件。通过如此设置，可防止误关断或误接通。此外，就电力线载波信号的衰减判断而言，可先获取关断模块发出的初始电力线载波信号的信号特征，并通过将返回的电力线载波信号和初始电力线载波信号进行比对，得出准确的衰减结果。另外，光伏组件所输出的电压和电流受到光照辐射强度、环境温度、是否遮挡、遮挡程度及光伏组件自身的老化状态等综合因素的影响，而这些综合因素时时刻刻又是动态变化的，电力线载波信号或周期信号或非周期信号的传输信道的电压和电流的不稳定性、信道混入的天然噪声会导致关断模块很难甄别天然噪声和外来信号，自然很难计算信号的衰减。关断模块监控自身产生并返回的信号或监控其他关断模块产生并返回的信号是一类较佳的处 理方式，通过该处理方式可将信号衰减的误差率降低到最低水准，即相当于降低光伏组件的误关断率或误接通率。
参见图6，在一实施例中，结合图4-9，回路中设有关断控制模块CTL并且在所述关断控制模块CTL处关断光伏组件PV1-PVN的对应处理方式为：调节回路中的阻抗藉此改变电力线载波信号PLC在回路中的衰减程度，使指定参数无法满足预设特征。例如，允许将回路中的阻抗值调节到较大程度，使电力线载波信号PLC具有较大衰减。在另一实施例中，在关断控制模块CTL处的线缆上引入电容、电阻及电感等可改变回路阻抗，从线缆中移除掉这些影响阻抗的电子元器件即所谓电容、电阻及电感等可改变回路阻抗。下文将介绍的图10-11就将调节回路中的阻抗。
参见图6，在一实施例中，可规定多级光伏组件PV1-PVN中由排在首位的第一个或称为第一级光伏组件PV1的控制器IC操作通信单元持续性地发送电力线载波信号，同时还可规定多级光伏组件PV1-PVN的控制器IC通过通信单元持续性地监控从线缆上返回的电力线载波信号。若光伏组件PV1-PVN的控制器监控到返回电力线载波信号的指定参数不满足预设特征，或，光伏组件PV1-PVN的控制器在一设定的时间段内没有收到电力线载波信号，则光伏组件PV1-PVN断开各自的切换开关S2以关断组件PV1-PVN。第一级光伏组件PV1的控制器IC操作通信单元发出的电力线载波信号可通过正母线传播到逆变器再通过负母线传回到多级光伏组件PV1-PVN，即通过回路传回。此外，可要求排在首位的第一级光伏组件PV1的关断模块RSD1发送的电力线载波信号传向逆变器后再沿着回路返回至多级光伏组件PV1-PVN处。通过如此设置，可以防止电池组串内部多个光伏组件之间的载波信号串扰，鉴于光伏组件之间的载波信号串扰易导致误关断或误接通。
参见图6，在一实施例中，多级光伏组件PV1-PVN中由排在末尾的最后一个或称第N级光伏组件PVN的控制器IC操作通信单元持续性发送电力线载波信号，同时还规定多级光伏组件PV1-PVN的控制器IC通过通信单元持续性地监控从线缆上返回的电力线载波信号。若光伏组件PV1-PVN的控制器监控到返回电力线载波信号的指定参数不满足预设特征，或，光伏组件PV1-PVN的控制器在一设定的时间段内没有收到电力线载波信号，则光伏组件PV1-PVN断开各自的切换开关S2以关断组件PV1-PVN。此外，第N级光伏组件PVN的控制器IC操作通信单元发出的电力线载波信号通过负母线传播到逆变器再通过正母线传回到多级光伏组件PV1-PVN，即通过回路传回。本实施例中可要求排在末尾 的最后一级即第N级光伏组件PVN的关断模块RSDN发送的电力线载波信号传向逆变器后再沿着回路返回至多级光伏组件PV1-PVN处。通过如此设置，可防止电池组串内部多个光伏组件之间的载波信号串扰。正母线和负母线本质上也是线缆。
参见图6，在一实施例中，结合图4-12，控制器操作通信单元MODU持续性地向线缆上发送信号(signal)，所述信号在前文内容中是以电力线载波信号PLC为例来阐释关断模块的工作机制。在替代性的实施例中，电力线载波信号PLC可被其他类型的周期性信号或非周期性信号予以替代，所以，信号(signal)可选自于电力线载波信号或周期性信号或非周期性信号等，信号并不限制于特定的类型。
参见图9，在一实施例中，关断模块RSD的控制器IC也还用于控制为光伏组件配备的切换开关S2的断开或导通：控制器IC通过通信单元MODU收取启用指令，如通过匹配的通信单元MODU的电力线载波解调器接收电力线载波信号，启用指令通过电力线载波信号从线缆上传给控制器IC。耦合元件COP从线缆上感应关断控制模块CTL发出的携带有启用指令的载波信号，耦合元件COP还可将感应和提取到的电力线载波信号传递给上述的通信单元MODU。通信单元MODU从携带有启用指令的电力线载波中解码出启用指令并发送给控制器IC。通信单元MODU除了可以使用电力线载波等有线通信之外也还可以使用无线通信等传统通信方式来收取外部指令。在另一实施例中，通信单元可以直接内置到控制器IC，即控制器IC直接集成有通信单元。
参见图9，发给控制器IC的启用指令可要求将光伏组件予以重启，控制器IC响应于启用指令将切换开关S2导通(ON)而使光伏组件重启。关断模块RSD1-RSDN用于实现光伏组件的快速关断功能。关断(shutdown)和恢复接通(re-connection)是光伏组件可以满足业界关于NEC690.12条款的两个重要状态。在很多场合中，将光伏组件关断后无需再恢复成接通状态，如光伏电站遭遇火灾时通常只需快速地将组件予以关断但组件可能无需再恢复成接通状态，所以光伏组件恢复成接通状态并不是必要条件。本申请的以上多个实施例可较好地应对光伏电站发生的紧急状况，譬如面临火灾等状况时能主动迅速地关断光伏组件以切断直流电。判断关断模块是否切断光伏组件所依赖的电力线载波信号源自多级光伏组件的关断模块自身处，而非源自其他电力线载波信号发射装置，无论是从成本方面考虑还是从关断的可靠性方面进行考虑，这种设计都具备极大的优势。利用其他电力线载波信号发射装置操控关断模块的弊端在于， 成本显著增加，而且，其他电力线载波信号发射装置所发出的电力线载波信号的多项参数信息对关断模块而言是隐匿的，那么关断模块在判断是否关断光伏组件的阶段很有可能做出误判断。因为回路中不仅仅存在着其他电力线载波信号发射装置所发出的电力线载波信号、也存在着多类天然噪声，关断模块既然能响应其他电力线载波信号发射装置所发出的电力线载波信号，关断模块自然也可能对回路中天然存在的多类噪声做出响应而误关断或误接通光伏组件。任意一个关断模块自身发出的信号对于每个关断模块而言信号的多项参数是已知的而非隐匿的。注意，直流母线的能量是供应给逆变器来执行直流到交流的逆变转换操作，而逆变器对直流母线的噪声谐波污染几乎是与生俱来的和无法避免的，本申请实施例能够较好地规避这些容易导致误操作的负面弊端。
参见图10，关断控制模块CTL可称为主控模块，在关断控制模块CTL处可以决定是否关断多级光伏组件PV1-PVN。关断控制模块CTL的一实施例为：在线缆上设置有电感元件L1和电容元件C1与继电器S3。电感元件L1连接在线缆上，以在回路中存在电感元件L1。电容元件C1与继电器S3串联后，电容元件C1与继电器S3再与电感元件L1并联，通过断开继电器的方式例如断开继电器S3可使返回的信号的衰减程度达到预设的衰减值。继电器可为耐高压的直流继电器，但较佳的是，可采用较为节省成本的小信号继电器。
参见图11，关断控制模块CTL的一实施例为：在线缆上设置有衰减器ATT，并通过衰减器ATT来调整回路中返回信号的衰减程度。衰减器(attenuator)是一类可提供信号衰减功能的电子元器件，衰减器可调整回路中信号的大小、可用来读取被测回路的衰减值和调节整个回路的阻抗匹配。可通过调节衰减器ATT对信号衰减大小的方式调整信号的衰减程度，可使返回的信号的衰减程度达到预设的衰减值。
参见图12，支持光伏组件快速关断的一实施例为：多级光伏组件PV1-PVN中的每一个光伏组件均配置有一个电压转换器，同时还可设置为多级光伏组件PV1-PVN所对应的多个电压转换器的输出电压相互叠加到直流母线上并以叠加电压作为母线电压，此时多个电压转换器是相互串联连接的关系。例如，第一级光伏组件PV1配置有电压转换器200，并且电压转换器200将从与电压转换器200对应的一个光伏组件PV1撷取到的电能转换成自身的输出功率以及提供输出电压V O1-1。例如，第二级光伏组件PV2配置有电压转换器200，并且电压转换器200将从对应的一个光伏组件PV2撷取到的电能转换成自身的输出功率以及提供输出电压V O2-2。例如，第N级光伏组件PVN配置有电压转换器200， 并且电压转换器200将从对应的一个光伏组件PVN撷取到的电能转换成自身的输出功率以及提供输出电压V ON-N。母线电压即将全部的电压转换器200的输出电压相加，串联连接的多个电压转换器的输出电压叠加后提供给一个逆变器INVT，在串联连接的多个电压转换器和逆变器之间构成一回路。每级光伏组件的关断模块发送的信号传向逆变器后再沿着回路返回至多个电压转换器处，或，信号返回至多个关断模块RSD1-RSDN处。注意上文记载的针对图2-11的实施例同样还适用于图12的实施例。
参见图12，每个电压转换器将对与每个电压转换器对应的一个光伏组件的输出电压执行降压或升压或升降压等处理后，再予以输出。例如，第一级光伏组件PV1配置的电压转换器200用于将第一级光伏组件PV1所输出的初始电压执行电压转换，电压转换包括降压的电压转换或升压的电压转换或升降压的电压转换。所以，关断模块RSD1中的控制器IC可用于操作电压转换器200以执行降压或升压或升降压等电压转换，而电压转换器200作为开关电源可以是降压转换器或升压转换器或者升降压转换器等。在另一实施例中，每个电压转换器还用于将与每个电压转换器对应的一个光伏组件输出的电流和电压设置在最大功率点处，实现了光伏组件的功率优化和最大功率追踪的。例如，关断模块RSD1的电压转换器200用于将对应的第一级光伏组件PV1输出的电流和电压设置在最大功率点处。
参见图12，在一实施例中，第N级光伏组件PVN的电压转换器200用于对第N级光伏组件PVN所输出的初始电压执行电压转换，电压转换包括降压的电压转换或升压的电压转换或升降压的电压转换。所以，关断模块RSDN的控制器IC可用于操作电压转换器200执行降压或升压或升降压等电压转换，而电压转换器200作为开关电源可以是降压转换器或升压转换器或者升降压转换器等。在另一实施例中，每个电压转换器还用于将与每个电压转换器对应的一个光伏组件输出的电流和电压设置在最大功率点处，对光伏组件实现了功率优化和最大功率追踪。例如，关断模块RSDN的电压转换器200用于将与关断模块RSDN对应的第N级光伏组件PVN输出的电流和电压设置在最大功率点处。
参见图12，在一实施例中，光伏组件PV1所配对的关断模块RSD1通过监视其他关断模块RSDN产生的、并经过回路而返回的电力线载波信号PLC来决定判断出相应的光伏组件PV1是否需要关断。同样，急救人员切断关断控制模块CTL中的主控开关S1或者快速拨动主控开关S1例如执行切断又接通再切断这样的拨动操作，可使得返回的所述电力线载波信号PLC的指定参数无法满足 预设特征。例如可以使得返回的电力线载波信号的实际幅度大小低于预设的幅度值。例如还可以使得返回的电力线载波信号的实际频谱分布与预设的频谱分布点不吻合。譬如还可以使得返回的信号例如返回的电力线载波信号的衰减程度达到了预设的衰减值。倘若急救人员切断关断控制模块CTL中的主控开关使电力线载波信号PLC在线缆上的传播路径被直接断开，关断模块RSD2无法收到返回的电力线载波信号PLC，这是因为回路中的载波传播路径被直接切断。控制器IC在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号PLC，此设定的时间段内可能是急救人员切断了主控开关，所以此时判断可断开关断模块RSD1以关断光伏组件PV1。
参见图12，在一实施例中，光伏组件PV1所配对的关断模块RSD1通过监视关断模块RSD1自身所产生的、并经过回路而返回的电力线载波信号PLC来决定判断出相应的光伏组件PV1是否需要关断。例如，通过关断控制模块CTL的操作使得返回的电力线载波信号PLC的指定参数无法满足预设特征。例如可以使得返回的电力线载波信号的实际幅度大小低于预设的幅度值，例如还可以使得返回的电力线载波信号的实际频谱分布与预设的频谱分布点不吻合。譬如，还可以使得返回的信号例如返回的电力线载波信号的衰减程度达到了预设的衰减值。倘若急救人员切断关断控制模块CTL中的主控开关使电力线载波信号PLC在线缆上的传播路径被直接断开，关断模块RSD2无法收到返回的电力线载波信号PLC，这是因为回路中的载波传播路径被直接切断。控制器IC在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号PLC，此设定的时间段内很可能是急救人员切断了主控开关，所以此时判断，需要断开关断模块RSD1以关断光伏组件PV1。
参见图12，在一实施例中，关断模块RSD1的控制器IC还用于监控返回的信号的衰减程度，若衰减程度达到预设的衰减值，则控制器IC可调低电压转换器200的输出电压或者是调低电压转换器200的输出功率。关断模块RSDN的控制器IC还用于监控返回的信号的衰减程度，若衰减程度达到预设的衰减值，则控制器IC可调低电压转换器200的输出电压或者是调低电压转换器200的输出功率。关断模块RSD1-RSDN的电压转换器200若均调低自身的输出电压并输出低电压水准，多个关断模块对应的多个电压转换器200的输出电压相加得到的母线电压可从数百伏特迅速跌落到零值附近，通常允许母线电压跌落到几伏特到几十伏特的安全电压区间。控制器IC调低电压转换器200的输出电压，实质上等效于实现了光伏组件的快速关断。返回信号的衰减程度在没有达到预 设的衰减值的情况下所述电压转换器200的输出电压，比返回的信号的衰减程度达到预设的衰减值的情况下所述电压转换器200的输出电压要大得多。例如返回信号的衰减程度在没有达到预设衰减值的情况下电压转换器200的输出电压落入第一电压范围，返回信号的衰减程度达到预设衰减值的情况下电压转换器200的输出电压落入第二电压范围，第一电压范围要比第二电压范围大得多。第二电压范围尽量设置在零值附近。本申请实施例可使得光伏系统实现快速关断功能，减少对应急处理人员的电击危险，满足NEC690.12条款。
参见图11，在一实施例中，结合图2-12，通信单元MODU用于将通信单元MODU产生的电力线载波信号加载到串接起多级光伏组件PV1-PVN的线缆上以及从线缆上提取返回的电力线载波信号。控制器IC操作所述的通信单元MODU持续性地发送具有预设特征的电力线载波信号。控制器IC通过所述的通信单元MODU持续性地监控从线缆上返回的电力线载波信号。控制器IC监控收取到的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征，而且若指定参数不满足预设特征，或控制器IC在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号，则断开切换开关S2以关断光伏组件。在可选实施例中，控制器IC还监控返回的信号例如返回的电力线载波信号的衰减程度，若返回电力线载波信号的衰减程度达到预设衰减值，则断开切换开关S2以关断光伏组件。
参见图12，在一实施例中，结合图2-11，通信单元MODU用于将通信单元MODU产生的电力线载波信号加载注入到串接起多个电压转换器200的线缆上以及从线缆上提取返回的电力线载波信号。控制器IC操作所述的通信单元MODU持续性地发送具有预设特征的电力线载波信号。控制器IC通过所述的通信单元MODU持续性地监控从线缆上返回的电力线载波信号。控制器IC监控收取到的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征，而且若指定参数不满足预设特征，或控制器IC在一个设定的时间段内没有收到电力线载波信号，则调低电压转换器200的输出电压，以等效于关断光伏组件。控制器IC监控返回信号如返回的电力线载波信号的衰减程度，若返回的电力线载波信号的衰减程度达到预设衰减值，则调低电压转换器200的输出电压，以等效于关断光伏组件。本申请实施例中信号的衰减值的计算方式可根据相关技术中的衰减计算方法。关断模块发出的信号未经回路而直接在本地被多个关断模块捕获并产生关断判断结果是误判的主要源头之一。
以上通过说明性文字和附图的内容，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例。

Claims (50)

  1. 一种光伏组件的关断装置，所述光伏组件的关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，所述关断模块包括：
    切换开关，所述切换开关设置为控制是否关断光伏组件；
    控制器，所述控制器设置为控制所述切换开关的导通或断开；
    通信单元，所述通信单元设置为将所述通信单元产生的电力线载波信号加载到串接起多级光伏组件的线缆上；所述通信单元还设置为从所述线缆上提取返回的电力线载波信号；
    所述控制器还设置为，操作所述通信单元持续性地发送具有预设特征的电力线载波信号；
    所述控制器还设置为，通过所述通信单元持续性地监控从所述线缆上提取所述返回的电力线载波信号；
    所述控制器还设置为，监控提取的所述返回的电力线载波信号的指定参数是否满足所述预设特征；所述控制器还设置为，响应于所述指定参数不满足所述预设特征，或在设定时间段内没有接收到电力线载波信号，断开所述切换开关以关断所述光伏组件。
  2. 根据权利要求1所述的光伏组件的关断装置，在多级光伏组件串联连接的情况下，每级光伏组件配置有一个对应的关断模块，其中，
    任意一级光伏组件对应的关断模块设置为，通过监视任意一级关断模块自身产生的、并返回的电力线载波信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  3. 根据权利要求1所述的光伏组件的关断装置，在多级光伏组件串联连接的情况下，每级光伏组件配置有一个对应的关断模块，其中，
    任意一级光伏组件对应的关断模块设置为，通过监视除所述任意一级光伏组件之外的其他光伏组件对应的关断模块产生的、并返回的电力线载波信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  4. 根据权利要求1所述的光伏组件的关断装置，其中，所述指定参数包括所述电力线载波信号的幅度值，所述预设特征包括预设的幅度值；
    所述控制器还设置为，响应于确定所述返回的电力线载波信号的幅度值小于所述预设的幅度值，断开所述切换开关以关断光伏组件。
  5. 根据权利要求1所述的光伏组件的关断装置，其中，所述指定参数包括所述电力线载波信号在频域下的频谱分布，所述预设特征包括预设的频谱分布点；
    所述控制器还设置为，响应于接收到的所述返回的电力线载波信号的频谱 分布与所述预设的频谱分布点不吻合且接收到的所述返回的电力线载波信号的频谱分布存在频谱分布点缺失，断开所述切换开关以关断光伏组件。
  6. 根据权利要求1所述的光伏组件的关断装置，其中，所述光伏组件的关断装置还包括设置在所述线缆上的主控开关；
    所述主控开关设置为，在所述主控开关被关断时使得所述指定参数不满足所述预设特征，或，在所述主控开关被关断时使得电力线载波信号的传播路径被断开以使所述控制器收不到所述返回的电力线载波信号。
  7. 根据权利要求1所述的光伏组件的关断装置，其中，所述光伏组件的关断装置还包括在所述线缆上用于产生噪声脉冲的噪声源；
    所述噪声源设置为，在所述线缆上主动注入额外噪声脉冲来干扰电力线载波信号，使所述指定参数不满足所述预设特征。
  8. 根据权利要求1所述的光伏组件的关断装置，其中，所述光伏组件的关断装置还包括设置在所述线缆上的耦合器件；
    所述耦合器件设置为，吸收部分电力线载波信号以削弱电力线载波信号，使所述指定参数不满足所述预设特征。
  9. 根据权利要求1所述的光伏组件的关断装置，其中，所述关断模块设置为，接收携带有启用指令的电力线载波信号；
    所述控制器还设置为，通过配套的通信单元收取所述启用指令；
    所述控制器还设置为，响应于所述启用指令，将所述切换开关导通，使所述光伏组件恢复成接通状态。
  10. 根据权利要求2或3所述的光伏组件的关断装置，其中，所述光伏组件的关断装置设置为，将所述多级光伏组件各自的输出电压相互叠加后的叠加电压提供给一个逆变器；其中，在串联连接的所述多级光伏组件和所述逆变器之间构成一个回路；
    所述每级光伏组件对应的关断模块设置为，向所述逆变器发送电力线载波信号，其中，所述电力线载波信号沿着所述回路返回至所述多级光伏组件处。
  11. 一种光伏组件的关断方法，包括：
    在多级光伏组件的每级光伏组件的输出端配备一个切换开关，其中，所述切换开关设置为控制所述每级光伏组件是否被关断；
    提供与所述切换开关对应的控制器，其中，所述控制器设置为控制所述切换开关的导通或断开，所述控制器配置有对应的通信单元；
    所述控制器操作所述通信单元持续性地发送具有预设特征的电力线载波信 号到串接起多级光伏组件的线缆上；
    所述控制器通过所述通信单元持续性地监控从所述线缆上返回的电力线载波信号；
    所述控制器判断所述返回的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征；所述控制器响应于所述返回的电力线载波信号的指定参数不满足所述预设特征，或在设定时间段内没有接收到电力线载波信号，断开所述切换开关以关断所述光伏组件。
  12. 根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法还包括：
    操作所述多级光伏组件中的多个控制器，将所述多级光伏组件各自的输出电压相互叠加后得到的叠加电压提供给逆变器，其中，在串联连接的所述多级光伏组件和所述逆变器之间构成回路，所述每级光伏组件配置有对应的关断模块，所述关断模块包括所述控制器和所述切换开关；
    所述关断模块向所述逆变器发送电力线载波信号，其中，发送的电力线载波信号沿着所述回路返回至所述多级光伏组件处。
  13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述回路中设置有一个连接在所述线缆上的主控开关，其中，所述方法还包括：
    断开所述主控开关，使得所述指定参数无法满足所述预设特征，或，使得电力线载波信号的传播路径断开以使得所述控制器无法收到所述返回的电力线载波信号。
  14. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法还包括：
    在所述线缆上设置用于产生噪声脉冲的噪声源，将所述噪声源产生的额外的噪声脉冲主动注入到所述线缆中，以干扰电力线载波信号，使所述指定参数无法满足所述预设特征；
    或者，
    通过在所述回路上设置耦合器件，利用所述耦合器件吸收一部分电力线载波信号以削弱电力线载波信号，使所述指定参数无法满足所述预设特征。
  15. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述多级光伏组件串联连接，所述每级光伏组件配置有一个关断模块，所述关断模块包括所述控制器和所述切换开关，其中，所述方法还包括：
    任意一级光伏组件的关断模块通过监视所述关断模块自身产生的、并返回的电力线载波信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  16. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述多级光伏组件串联连接，所 述每级光伏组件配置有一个关断模块，所述关断模块包括所述控制器和所述切换开关，其中，所述方法还包括：
    任意一级光伏组件的关断模块通过监视除所述任意一级光伏组件之外的其他光伏组件的关断模块产生的、并返回的电力线载波信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  17. 根据权利要求11所述的方法，其中，所述指定参数包括所述电力线载波信号的幅度值，所述预设特征包括预设的幅度值；所述方法还包括：
    所述控制器响应于所述返回的电力线载波信号的幅度值小于所述预设的幅度值，关断所述光伏组件。
  18. 根据权利要求11所述的方法，其中，所述指定参数包括所述电力线载波信号在频域下的频谱分布，所述预设特征包括预设的频谱分布点；所述方法还包括：
    所述控制器响应于所述返回的电力线载波信号的频谱分布与所述预设的频谱分布点不吻合且所述返回的电力线载波信号存在频谱分布点缺失，关断所述光伏组件。
  19. 一种光伏组件的关断方法，包括：
    将多级光伏组件设为串联连接，将所述多级光伏组件的输出电压相互叠加后得到的叠加电压提供给一个逆变器，其中，在所述多级光伏组件和所述逆变器之间构成一个回路；
    在所述多级光伏组件的每级光伏组件的输出端处配置一个关断装置，所述关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，其中，所述关断模块包括，控制所述每级光伏组件是否被关断的一个切换开关，和控制所述切换开关的导通或断开的一个控制器，其中，所述控制器配置有通信单元；
    所述控制器操作所述通信单元持续性地发送具有预设特征的电力线载波信号到串接起所述多级光伏组件的线缆上；
    所述控制器通过所述通信单元持续性地监控从所述线缆上返回的电力线载波信号；
    所述控制器判断收取到的所述返回的电力线载波信号的指定参数是否满足预设特征；
    所述控制器响应于所述返回的电力线载波信号的指定参数不满足所述预设特征，或在设定时间段内没有收取到电力线载波信号，断开所述切换开关以关断光伏组件。
  20. 根据权利要求19所述的方法，其中，所述方法还包括：
    任意一级光伏组件的关断模块通过监视所述关断模块自身产生的、并通过所述回路返回的电力线载波信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断；
    或者，
    所述任意一级光伏组件的关断模块通过监视除所述任意一级光伏组件之外的其他光伏组件的关断模块产生的、并通过所述回路返回的电力线载波信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  21. 根据权利要求19所述的方法，其中，所述回路中设置有一个关断控制模块，所述关断控制模块包括连接在所述线缆上的主控开关，其中，所述方法还包括：
    断开所述主控开关，使得所述指定参数无法满足所述预设特征，或，使得电力线载波信号的传播路径断开以使得所述控制器无法收到所述返回的电力线载波信号。
  22. 根据权利要求19所述的方法，其中，所述回路中设置一个关断控制模块，其中，所述方法还包括：
    所述关断控制模块将额外的噪声脉冲主动注入到所述线缆中，以干扰电力线载波信号，使所述指定参数无法满足所述预设特征；或者，
    所述关断控制模块通过耦合器件吸收一部分电力线载波信号以削弱电力线载波信号，使所述指定参数无法满足所述预设特征；或者，
    调节所述回路中的阻抗，以改变电力线载波信号在所述回路中的衰减程度，使所述指定参数无法满足所述预设特征。
  23. 一种光伏组件的关断装置，所述光伏组件的关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，所述关断模块包括：
    切换开关，所述切换开关设置为控制所述光伏组件是否被关断；
    控制器，所述控制器设置为控制所述切换开关的导通或断开；
    通信单元，所述通信单元设置为将所述通信单元产生的信号加载到串接起多级光伏组件的线缆上；所述通信单元还设置为从所述线缆上提取返回的信号；
    所述控制器还设置为，操作所述通信单元持续性地向所述线缆上发送信号；
    所述控制器还设置为，通过所述通信单元持续性地监控从所述线缆上返回的信号；
    所述控制器还设置为，监控所述返回的信号的衰减程度；所述控制器还设置为，响应于所述返回的信号的衰减程度达到预设的衰减值，断开所述切换开 关以关断所述光伏组件。
  24. 根据权利要求23所述的光伏组件的关断装置，其中，所述信号是电力线载波信号、周期性信号和非周期性信号中的一类。
  25. 根据权利要求23所述的光伏组件的关断装置，在多级光伏组件串联连接的情况下，每级光伏组件配置有一个对应的关断模块，其中，
    任意一级光伏组件的关断模块设置为，通过监视所述任意一级光伏组件的关断模块自身产生的、并返回的信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  26. 根据权利要求23所述的光伏组件的关断装置，在多级光伏组件串联连接的情况下，每级光伏组件配置有一个对应的关断模块，其中，
    任意一级光伏组件的关断模块设置为，通过监视除所述任意一级光伏组件之外的其他光伏组件的关断模块所产生的、并返回的信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  27. 根据权利要求23所述的光伏组件的关断装置，其中，所述信号的衰减程度达到预设的衰减值的情形包括信号衰减至零分贝的情形，所述信号衰减至零分贝的情形对应于所述控制器没有收到返回的信号的情形。
  28. 根据权利要求23所述的光伏组件的关断装置，其中，所述线缆上设置有一个衰减器；
    所述衰减器设置为，调整所述信号的衰减程度，使返回的信号的衰减程度达到所述预设的衰减值。
  29. 根据权利要求23所述的光伏组件的关断装置，其中，所述线缆上设置有一主控开关；
    所述主控开关设置为，在所述主控开关被关断时使得所述信号的传播路径被断开以使所述控制器无法收到返回的信号。
  30. 根据权利要求23所述的光伏组件的关断装置，其中，所述光伏组件的关断装置还包括在所述线缆上用于产生噪声脉冲的噪声源；
    所述噪声源设置为，在所述线缆上主动注入额外噪声脉冲来干扰所述信号，使返回的信号的衰减程度达到所述预设的衰减值。
  31. 根据权利要求23所述的光伏组件的关断装置，其中，所述光伏组件的关断装置还包括设置在所述线缆上的耦合器件；
    所述耦合器件设置为，吸收部分信号以削弱信号，使返回的信号的衰减程度达到所述预设的衰减值。
  32. 根据权利要求23所述的光伏组件的关断装置，其中，所述光伏组件的 关断装置还包括设置在所述线缆上的电感元件、电容元件与继电器，所述电容元件与所述继电器串联，所述电容元件与所述继电器形成的串联电路与所述电感元件并联；
    所述继电器设置为，在所述继电器被断开时使返回的信号的衰减程度达到所述预设的衰减值。
  33. 根据权利要求23所述的光伏组件的关断装置，其中，所述关断模块设置为，接收携带有启用指令的另一套信号；所述控制器还设置为通过配套的通信单元收取所述另一套信号中的启用指令，响应于所述启用指令将所述切换开关导通，使所述光伏组件恢复成接通状态。
  34. 根据权利要求25或26所述的光伏组件的关断装置，其中，所述光伏组件的关断装置设置为，将所述多级光伏组件各自的输出电压相互叠加后的叠加电压提供给一个逆变器；其中，在串联连接的所述多级光伏组件和所述逆变器之间构成一个回路；
    每级光伏组件的关断模块设置为，向所述逆变器发送信号，其中，所述信号沿着所述回路返回至所述多级光伏组件处。
  35. 一种光伏组件的关断方法，包括：
    在光伏组件的输出端配备一个切换开关，其中，所述切换开关设置为控制所述光伏组件的关断状态；
    提供与所述切换开关对应的控制器，其中，所述控制器控制所述切换开关的导通或断开，所述控制器配置有对应的通信单元；
    所述控制器操作所述通信单元持续性地发送信号到串接起多级光伏组件的线缆上；
    所述控制器通过所述通信单元持续性地监控从所述线缆上返回的信号；
    所述控制器判断所述返回的信号的衰减程度是否达到预设的衰减值；
    所述控制器响应于所述返回的信号的衰减程度达到所述预设的衰减值，断开所述切换开关以关断所述光伏组件。
  36. 根据权利要求35所述的方法，其中，所述方法还包括：
    操作所述多级光伏组件中的多个控制器，将所述多级光伏组件各自的输出电压相互叠加后得到的叠加电压提供给逆变器，其中，在串联连接的所述多级光伏组件和所述逆变器之间构成一个回路，所述多级光伏组件中的每级光伏组件配置有对应的关断模块，所述关断模块包括所述控制器和所述切换开关；
    所述关断模块向所述逆变器发送信号，其中，发送的信号沿着所述回路返 回至所述多级光伏组件处。
  37. 根据权利要求36所述的方法，其中，所述回路中设置一个连接在所述线缆上的主控开关，其中，所述方法还包括：断开所述主控开关，以断开信号的传播路径，使得所述控制器无法接收到返回的信号。
  38. 根据权利要求36所述的方法，其中，所述方法还包括：
    在所述线缆上设置用于产生噪声脉冲的噪声源，将所述噪声源产生的额外噪声脉冲主动注入到所述线缆中，以干扰信号；
    或，
    通过在所述回路上设置耦合器件，利用所述耦合器件吸收部分信号以削弱信号，使返回的信号的衰减程度达到所述预设的衰减值。
  39. 根据权利要求36所述的方法，其中，所述回路中设置一个连接在所述线缆上的衰减器，其中，所述方法还包括：所述衰减器调整所述信号的衰减程度，使返回的信号的衰减程度达到所述预设的衰减值。
  40. 根据权利要求35所述的方法，其中，所述多级光伏组件串联连接，每级光伏组件配置有一个对应的关断模块，所述关断模块包括所述控制器和所述切换开关，其中，所述方法还包括：
    任意一级光伏组件的关断模块通过监视所述任意一级光伏组件的关断模块自身产生的、并返回的信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  41. 根据权利要求35所述的方法，其中，所述多级光伏组件串联连接，每级光伏组件配置有一个对应的关断模块，所述关断模块包括所述控制器和所述切换开关，其中，所述方法还包括：
    任意一级光伏组件的关断模块通过监视除所述任意一级光伏组件之外的其他光伏组件的关断模块所产生的、并返回的信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  42. 一种光伏组件的关断方法，包括：
    将多级光伏组件设为串联连接，将所述多级光伏组件的输出电压相互叠加后得到的叠加电压提供给一个逆变器，其中，在所述多级光伏组件和所述逆变器之间构成一个回路；
    在所述多级光伏组件中的每级光伏组件的输出端处配置一个关断装置，所述关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，其中，所述关断模块包括，控制所述每级光伏组件是否被关断的一个切换开关，和控制所述切换开关的导通或断开的一个控制器，其中，所述控制器配置有通信单元；
    所述控制器操作所述通信单元持续性地发送信号到串接起所述多级光伏组件的线缆上；
    所述控制器通过所述通信单元持续性地监控从所述线缆上返回的信号；
    所述控制器判断返回的信号的衰减程度是否达到了预设的衰减值；
    所述控制器响应于所述返回的信号的衰减程度达到了所述预设的衰减值，断开所述切换开关以关断光伏组件。
  43. 根据权利要求42所述的方法，其中，所述方法还包括：
    任意一级光伏组件的关断模块通过监视所述任意一级光伏组件自身产生的、并通过所述回路返回的信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断；
    或者，
    所述任意一级光伏组件的关断模块通过监视除所述任意一级光伏组件之外的其他光伏组件的关断模块所产生的、并通过回路返回的信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  44. 根据权利要求42所述的方法，其中，所述回路中设置有一个关断控制模块，所述关断控制模块包括连接在所述线缆上的主控开关，其中，所述方法还包括：断开所述主控开关，使得断开所述信号的传播路径，以使得所述控制器无法收到返回的信号。
  45. 根据权利要求42所述的方法，其中，所述回路中设置一个关断控制模块，其中，所述方法还包括：
    所述关断控制模块将噪声源产生的额外噪声脉冲主动注入到所述线缆中，以干扰信号；或者，
    所述关断控制模块通过所述关断控制模块的耦合器件从所述线缆处吸收一部分信号以削弱信号；或者，
    调节所述回路中的阻抗，使返回的信号的衰减程度达到所述预设的衰减值。
  46. 一种光伏组件的关断装置，所述光伏组件的关断装置包括配备给光伏组件的关断模块，所述关断模块包括：
    配备给光伏组件的电压转换器，所述电压转换器设置为对所述光伏组件输出的初始电压执行电压转换，所述电压转换器还设置为提供输出电压；
    控制器，所述控制器设置为操作所述电压转换器执行电压转换；
    通信单元，所述通信单元设置为将所述通信单元产生的信号加载到串接起多个电压转换器的线缆上；所述通信单元还设置为从所述线缆上提取返回的信号；
    所述控制器还设置为，操作所述通信单元持续性地向所述线缆上发送信号；
    所述控制器还设置为，通过所述通信单元持续性地监控从所述线缆上返回的信号；
    所述控制器还设置为，监控所述返回的信号的衰减程度；所述控制器还设置为，响应于所述返回的信号的衰减程度达到预设的衰减值，调低所述电压转换器的输出电压。
  47. 根据权利要求46所述的光伏组件的关断装置，在多级光伏组件对应的多个电压转换器串联连接的情况下，每级光伏组件配置有一个对应的关断模块，其中，所述多个电压转换器的输出电压叠加后得到的叠加电压提供给一个逆变器，在串联的所述多个电压转换器和所述逆变器之间构成一个回路；
    所述每级光伏组件的关断模块设置为，向所述逆变器发送信号，其中，发送的信号沿着所述回路返回至所述多个电压转换器处。
  48. 根据权利要求46所述的光伏组件的关断装置，其中，任意一级所述光伏组件的关断模块设置为，通过监视所述任意一级光伏组件自身产生的、并通过所述回路返回的信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断；或者，
    所述任意一级光伏组件的关断模块设置为，通过监视除所述任意一级光伏组件之外的其他光伏组件的关断模块所产生的、并通过所述回路返回的信号，决定所述任意一级光伏组件是否被关断。
  49. 根据权利要求46所述的光伏组件的关断装置，其中，所述光伏组件的关断装置还包括设置在所述线缆上的一个关断控制模块，所述关断控制模块包括连接在所述线缆上的主控开关；
    所述主控开关设置为，在所述主控开关被断开时，断开信号的传播路径，使得所述控制器无法收到返回的信号。
  50. 根据权利要求46所述的光伏组件的关断装置，其中，所述光伏组件的关断装置还包括设置在所述线缆上的一个关断控制模块，所述关断控制模块设置为将噪声源产生的额外噪声脉冲主动注入到所述线缆中，以干扰信号；或者，
    所述光伏组件的关断装置还包括设置在所述线缆上的一个关断控制模块，所述关断控制模块包括耦合器件，所述耦合器件设置为从所述线缆处吸收一部分信号以削弱信号；或者，
    所述光伏组件的关断装置还设置为，调节回路中的阻抗，使返回的信号的衰减程度达到所述预设的衰减值。
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