支持光伏組件快速關斷的關斷裝置及光伏組件的關斷方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及到支持光伏組件快速關斷的關斷裝置及光伏組件的關斷方法。關斷裝置包括配備給光伏組件的切換開關，用于控制光伏組件是否被關斷。關斷裝置包括控制所述切換開關的導通或斷開的控制器。關斷裝置包括通信模塊，用于將產生的電力線載波信號加載到串接起多級光伏組件的線纜上以及從線纜上提取返回的電力線載波信號。控制器操作通信模塊持續性地發送具有預設特征的電力線載波信號。控制器通過通信模塊持續性地監控從線纜上返回的電力線載波信號。控制器監控收取到的電力線載波信號的指定參數是否滿足預設特征，若指定參數不滿足預設特征，或控制器在一個設定的時間段內沒有收到電力線載波信號：則斷開切換開關以關斷光伏組件。光伏組件。光伏組件。

【技術實現步驟摘要】
支持光伏組件快速關斷的關斷裝置及光伏組件的關斷方法


[0001]本專利技術主要是涉及到光伏發電的
，確切的說，是涉及到應用于光伏組件快速關斷功能方面的光伏組件關斷裝置及關斷方法。

技術介紹

[0002]光伏組件作為光伏發電系統的重要核心組成部分，其性能的優良直接影響到發電系統的整體效果，但實際上光伏組件受到的制約因素較多，每塊電池組件自身的特性差異會引起聯接組合效率損失。光伏組件陣列一般為串并聯式，倘若某一塊電池組件受到陰影或灰塵或遮擋或老化等因素而導致功率降低時，所有串接在鏈路中的電池組件都可能因電流強度的下降而受到影響。為了保障光伏陣列工作的安全性和可靠性，充分發揮每一塊光伏電池組件的最大發電效率和保障它處于正常工作狀態顯得尤為重要。
[0003]視為高電壓領域的光伏發電系統在需要符合電氣安全規范。近年來美國以及歐洲等國家出于安全考慮，在相關電氣規范中逐步加入強制性要求。為此各國政府或相關機構分別出臺相應的法規法則。基于電氣強制規范，美國防火協會修改國家電氣規范，規定住宅用的光伏發電系統當中：緊急情況發生時要求光伏發電系統交流并網端斷開后，直流端電壓最大不得超過八十伏。意大利安全規范告誡：消防員在建筑物帶電壓的情況下是絕對不被允許進行滅火操作的。德國也率先執行防火安全標準并且還明文規定：在光伏發電系統中逆變器與組件之間需要增加額外的直流電切斷裝置。光伏組件級的電力電子技術是實現組件級關斷的主要方式，應用產品包括微型逆變器、功率優化器及智控關斷器。微型逆變器的使用可從根本上消除光伏系統存在的直流高壓，而光伏組件功率優化器及智控關斷器則具有組件級關斷功能。在緊急情況下安裝有功率優化器或智控關斷器的光伏系統能及時切斷每塊組件間的連接，消除陣列中存在的直流高壓，實現組件級的快速關斷。
[0004]以美國安全規范NEC2017為例，要求光伏發電系統具有快速關斷功能，在關斷后光伏陣列內部導體之間以及導體與大地之間的電壓最高不得超過約為八十伏特。光伏電站在面臨安全規范應該積極采取如下措施：為了實現快速關斷必須在光伏組件的輸出端處安裝起到關斷作用的關斷裝置，在提供直流電的電池組串上或直流母線上安裝命令發送裝置并且命令發送裝置需要受到人為的控制。譬如面臨火災等緊急狀況，十分有必要主動迅速關斷光伏組件以切斷直流電，命令發送裝置用來指示關斷裝置關斷。關斷光伏組件的應對措施可以制止火災等負面事件的進一步惡化，提高可靠性和安全性。
[0005]諸多國家地區已將光伏設施的組件級快速關斷列為強制要求，作為光伏分布極廣的中國在該領域暫未制定規范，安全標準落后于產品制造和市場推廣。目前僅有安徽省公安消防總隊歸口的地方標準提出規范化要求。盡管浙江及嘉興等地推出了團體標準但并未對組件快速關斷提強制性要求，僅提出了宜具備等概念。國內外發生的不少屋頂戶用光伏電站火災案例使得組件級快速關斷亟待深入研究和應用。當光伏被普及成為一種日常屋頂設施后潛在的安全風險就更有可能暴露出來。一方面從安全意識上對設計規范、施工和驗收提出要求來確保財產和人身安全得到保證，另一方面要積極推動行業盡快建立更普及的
強制性安全標準并研發出適合快速關斷功能的光伏組件關斷裝置。

技術實現思路

[0006]在可選范例中，本申請公開了一種關斷裝置，用于光伏組件的快速關斷，包括：配備給光伏組件的切換開關，用于控制光伏組件是否被關斷；控制器，控制所述切換開關的導通或斷開；通信模塊，用于將其產生的電力線載波信號加載到串接起多級光伏組件的線纜上以及從線纜上提取返回的電力線載波信號；所述控制器操作所述通信模塊持續性地發送具有預設特征的電力線載波信號；所述控制器通過所述通信模塊持續性地監控從線纜上返回的電力線載波信號；所述控制器監控收取到的電力線載波信號的指定參數是否滿足預設特征，若指定參數不滿足預設特征，或所述控制器在一個設定的時間段內沒有收到電力線載波信號：則斷開所述切換開關以關斷光伏組件。
[0007]上述的關斷裝置，其中：多級光伏組件串聯連接，每級光伏組件皆配置有一個關斷裝置；任意一級光伏組件的關斷裝置通過監視自身產生的、并返回的電力線載波信號，來決定該任意一級光伏組件是否被關斷。
[0008]上述的關斷裝置，其中：多級光伏組件串聯連接，每級光伏組件皆配置有一個關斷裝置；任意一級光伏組件的關斷裝置通過監視其他光伏組件的關斷裝置產生的、并返回的電力線載波信號，來決定該任意一級光伏組件是否被關斷。
[0009]上述的關斷裝置，其中：所述指定參數包括所述電力線載波信號的幅度大小；所述預設特征包括預設的幅度值；以及在收取到的所述電力線載波信號的幅度大小低于預設的幅度值時關斷光伏組件。
[0010]上述的關斷裝置，其中：所述指定參數包括所述電力線載波信號在頻域下的頻譜分布；所述預設特征包括預設的頻譜分布點；以及在收取到的所述電力線載波信號的實際頻譜分布與預設的頻譜分布點不吻合而存在頻譜分布點缺失時，關斷光伏組件。
[0011]上述的關斷裝置，其中：線纜上設置有一個主控開關，以斷開主控開關的方式，使指定參數無法滿足預設特征或直接斷開電力線載波信號的傳播路徑使所述控制器無法收到返回的電力線載波信號。
[0012]上述的關斷裝置，其中：在線纜上以主動注入額外噪聲脈沖的方式來干擾電力線載波信號，使指定參數無法滿足預設特征。
[0013]上述的關斷裝置，其中：在線纜上利用耦合器件吸收一部分電力線載波信號以削弱電力線載波信號，使指定參數無法滿足預設特征。
[0014]上述的關斷裝置，其中：在線纜上調節回路中的阻抗藉此改變電力線載波信號在回路中的衰減程度，使指定參數無法滿足預設特征。
[0015]上述的關斷裝置，其中：重新啟用被關斷的光伏組件的模式為：向關斷裝置發送攜帶有啟用指令的電力線載波信號，所述控制器通過配套的通信模塊收取啟用指令，控制器響應啟用指令將切換開關導通而使光伏組件恢復成接通狀態。
[0016]上述的關斷裝置，其中：多級光伏組件各自的輸出電壓相互疊加后提供給一個逆變器；在串聯連接的多級光伏組件和所述逆變器之間構成一個回路；每級光伏組件的關斷裝置發送的電力線載波信號傳向所述逆變器后再沿著回路返回至多級光伏組件處。
[0017]在可選范例中，本申請公開了一種光伏組件的關斷方法，包括：在光伏組件的輸出端配備一個切換開關，用于控制光伏組件是否被關斷；利用一個控制器控制所述切換開關的導通或斷開，所述控制器配置有通信模塊；由所述控制器操作所述通信模塊持續性地發送具有預設特征的電力線載波信號到串接起多級光伏組件的線纜上；由所述控制器通過所述通信模塊持續性地監控從線纜上返回的電力線載波信號；由所述控制器判斷收取到的電力線載波信號的指定參數是否滿足預設特征，若指定參數不滿足預設特征，或所述控制器在一個設定的時間段內沒有收到電力線載波信號：則斷開所述切換開關以關斷光伏組件。
[0018]上述的方法，其中：多級光伏組件各自的輸出電壓相互疊加后提供給一個逆變器；在串聯連接的多級光伏組件和所述逆變器之間構成一個回路本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種關斷裝置，用于光伏組件的快速關斷，其特征在于，包括：配備給光伏組件的切換開關，用于控制光伏組件是否被關斷；控制器，控制所述切換開關的導通或斷開；通信模塊，用于將其產生的電力線載波信號加載到串接起多級光伏組件的線纜上以及從線纜上提取返回的電力線載波信號；所述控制器操作所述通信模塊持續性地發送具有預設特征的電力線載波信號；所述控制器通過所述通信模塊持續性地監控從線纜上返回的電力線載波信號；所述控制器監控收取到的電力線載波信號的指定參數是否滿足預設特征，若指定參數不滿足預設特征，或所述控制器在一個設定的時間段內沒有收到電力線載波信號：則斷開所述切換開關以關斷光伏組件。2.根據權利要求1所述的關斷裝置，其特征在于：多級光伏組件串聯連接，每級光伏組件皆配置有一個關斷裝置；任意一級光伏組件的關斷裝置通過監視自身產生的、并返回的電力線載波信號，來決定該任意一級光伏組件是否被關斷。3.根據權利要求1所述的關斷裝置，其特征在于：多級光伏組件串聯連接，每級光伏組件皆配置有一個關斷裝置；任意一級光伏組件的關斷裝置通過監視其他光伏組件的關斷裝置產生的、并返回的電力線載波信號，來決定該任意一級光伏組件是否被關斷。4.根據權利要求1所述的關斷裝置，其特征在于：所述指定參數包括所述電力線載波信號的幅度大小；所述預設特征包括預設的幅度值；以及在收取到的所述電力線載波信號的幅度大小低于預設的幅度值時關斷光伏組件。5.根據權利要求1所述的關斷裝置，其特征在于：所述指定參數包括所述電力線載波信號在頻域下的頻譜分布；所述預設特征包括預設的頻譜分布點；以及在收取到的所述電力線載波信號的實際頻譜分布與預設的頻譜分布點不吻合而存在頻譜分布點缺失時，關斷光伏組件。6.根據權利要求1所述的關斷裝置，其特征在于：線纜上設置有一個主控開關，以斷開主控開關的方式，使指定參數無法滿足預設特征或直接斷開電力線載波信號的傳播路徑使所述控制器無法收到返回的電力線載波信號。7.根據權利要求1所述的關斷裝置，其特征在于：在線纜上以主動注入額外噪聲脈沖的方式來干擾電力線載波信號，使指定參數無法滿足預設特征。8.根據權利要求1所述的關斷裝置，其特征在于：在線纜上利用耦合器件吸收部分電力線載波信號以削弱電力線載波信號，使指定參數無法滿足預設特征。9.根據權利要求1所述的關斷裝置，其特征在于：重新啟用被關斷的光伏組件的模式為：向關斷裝置發送攜帶有啟用指令的電力線載波信號，所述控制器通過配套的通信模塊
收取啟用指令，控制器響應啟用指令將切換開關導通而使光伏組件恢復成接通狀態。10.根據權利要求2或3所述的關斷裝置，其特征在于：多級光伏組件各自的輸出電壓相互疊加后提供給一個逆變器；在串聯連接的多級光伏組件和所述逆變器之間構成一個回路；每級光伏組件的關斷裝置發送的電力線載波信號傳向所述逆變器后再沿著回路返回至多級光伏組件處。11.一種光伏組件的關斷方法，其特征在于，包括：在光伏組件的輸出端配備一個切換開關，用于控制光伏組件是否被關斷；利用一個控制器控制所述切換開關的導通或斷開，所述控制器配置有通信模塊；由所述控制器操作所述通信模塊持續性地發送具有預設特征的電力線載波信號到串接起多級光伏組件的線纜上；由所述控制器通過所述通信模塊持續性地監控從線纜上返回的電力線載波信號；由所述控制器判斷收取到的電力線載波信號的指定參數是否滿足預設特征，若指定參數不滿足預設特征，或所述控制器在一個設定的時間段內沒有收到電力線載波信號：則斷開所述切換開關以關斷光伏組件。12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于：多級光伏組件各自的輸出電壓相互疊加后提供給一個逆變器；在串聯連接的多級光伏組件和所述逆變器之間構成一個回路；每級光伏組件的關斷裝置發...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張永，
申請(專利權)人：豐郅上海新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：