多组件级快速关断装置及光伏系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多组件级快速关断装置，用在光伏系统中控制与其连接的光伏组件串，所述光伏组件串包括多个串联在一起的光伏组件；所述多组件级快速关断装置包括微控制器、通信单元、驱动电路、辅助电源、开关单元和输出旁路二极管；微控制器与通信单元进行通信并控制驱动电路，通信单元用于传输关断与开通指令，驱动电路接收微控制器指令从而驱动开关单元关断与开通光伏组件串，开通时光伏组件串中的所有光伏组件均为辅助电源供电，从而平衡所有光伏组件对辅助电源的供电，提高发电量。

Multicomponent fast closing device and photovoltaic system

The utility model discloses a multi component level fast closing device, which is used in the photovoltaic system to control the photovoltaic component string which is connected to it. The PV module series includes a plurality of photovoltaic components in series together. The multi component level fast closing device includes a micro controller, a communication single unit, a driving circuit, an auxiliary power supply, and a switch. The unit and output bypass diode; the microcontroller communicates with the communication unit and controls the driving circuit. The communication unit is used to transmit the turn off and the opening instructions. The drive circuit receives the microcontroller instruction to drive the switch unit to turn off the photovoltaic module. All the photovoltaic components in the time volt group are assisted. The power supply can balance the power supply of all PV modules to auxiliary power supply and increase power generation.

【技术实现步骤摘要】
多组件级快速关断装置及光伏系统
本专利技术涉及光伏发电
，尤其涉及一种带新型供电方式的多组件级快速关断装置及光伏系统。
技术介绍
太阳能作为一种低碳可再生能源，不但资源丰富、对环境无污染，而且是人类能够自由利用的能源，因此太阳能以其独有的优势成为人们重视的焦点。光伏发电作为太阳能最广泛的应用得到在新津社会中得到大力推广，安装量逐年增长。分布式光伏发电系统是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。分布式光伏发电系统通常可以安装在建筑屋顶上，但由于光伏发电系统作为一种带电设备，设备及电路中始终有电流存在。当建筑发生火灾时，由于电流的存在，会影响消防人员及时施救。随着光伏产业的不断扩大，发生事故的概率也在不断增加。与此同时，对光伏发电系统进行智能的监控、控制接入和断开等智能化操作也是目前行业发展的一个方向和趋势。因此为了提高光伏系统的安全，NEC2017(美国电工法案2017)中对光伏系统提出快速关断(RS，RapidShutdown)的要求。现有的快速关断装置是每个光伏组件都要接入一个快速关断装置，成本较高。在正常发电时，多个光伏组件对应的多个快速关断装置的开关会形成串联关系，产生较大的导通损耗，影响发电效率。此外，现有的组件级快速关断装置中的供电方式采用负端第一个组件给辅助电源供电，这样供电组件要比同一组串中的其它组件多一部分电流消耗，从而此组件成了该组串的发电瓶颈，特别是在早上、傍晚、阴天，雨雪和遮挡等弱光情况下，供电的组件会带来了整个组串提前停止发电，进而影响了系统的发电量。有鉴于此，确有必要提出一种适合多组件级快速关断装置的新型供电方式，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种带新型供电方式的多组件级快速关断装置及光伏系统，使得每个光伏组件在发电期间都给辅助电源供电，平衡所有光伏组件对辅助电源的供电，提高发电量。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种多组件级快速关断装置，用在光伏系统中控制与其连接的光伏组件串，所述光伏组件串包括至少两个串联在一起的光伏组件；所述多组件级快速关断装置包括微控制器、通信单元、驱动电路、辅助电源、开关单元和输出旁路二极管；所述微控制器与通信单元进行通信并控制驱动电路，所述通信单元用于传输关断指令，所述驱动电路接收微控制器指令从而驱动开关单元关断光伏组件串，未关断时光伏组件串中的所有光伏组件均为辅助电源供电。作为本专利技术的进一步改进，所述多组件级快速关断装置包括第一供电二极管及第二供电二极管；第一供电二极管一端连接所述光伏组件串的正端，另一端连接辅助电源的输入端；第二供电二极管一端连接所述光伏组件串负端第一个光伏组件的正端，另一端连接辅助电源的输入端。作为本专利技术的进一步改进，所述开关单元包括至少两个开关，所述开关与所述光伏组件串的光伏组件一一对应并且连接在对应光伏组件接入串联电路的线路中，所述开关均在对应光伏组件的负端接入或均在对应光伏组件的正端接入。作为本专利技术的进一步改进，所述多组件级快速关断装置进一步包括与微控制器连接的采样单元，所述采样单元用于采样光伏组件的电压和温度数据并将其发送给微控制器。作为本专利技术的进一步改进，所述输出旁路二极管的首、尾端并接在光伏组件串的正负端；所述开关为MOSFET、IGBT或继电器中的一种；所述辅助电源采用反激电路；所述通信单元为直流PLC或者无线通信方式本专利技术还提供了另一种多组件级快速关断装置，用在光伏系统中控制与其连接的光伏组件串，所述光伏组件串包括至少两个串联在一起的光伏组件；所述多组件级快速关断装置包括控制单元、通信单元、辅助电源、开关单元和输出旁路二极管；所述通信单元用于传输关断指令给控制单元，所述控制单元控制开关单元开通或关断各光伏组件，所述开关单元开通时光伏组件串中的所有光伏组件均为辅助电源供电，开关单元关断时光伏组件串中的一个光伏组件为辅助电源供电。作为本专利技术的进一步改进，所述多组件级快速关断装置包括第一供电二极管及第二供电二极管；所述第一供电二极管一端连接所述光伏组件串的正端，另一端连接辅助电源的输入端；所述第二供电二极管一端连接所述光伏组件串负端第一个光伏组件的正端，另一端连接辅助电源的输入端；开通时所有光伏组件通过第一供电二极管共同为辅助电源供电，关断时所述光伏组件串负端第一个光伏组件通过第二供电二极管为辅助电源供电。作为本专利技术的进一步改进，所述开关单元包括至少两个开关，所述开关与所述光伏组件串的光伏组件一一对应并且连接在对应光伏组件接入串联电路的线路中，所述开关均在对应光伏组件的负端接入或均在对应光伏组件的正端接入。本专利技术还提供了一种光伏系统，所述光伏系统包括前述的多组件级快速关断装置、与多组件级快速关断装置对应的至少一光伏组件串、网关和逆变器，多组件级快速关断装置的输入端与光伏组件串连接，多组件级快速关断装置的输出端与逆变器的输入端相连，网关用于向多组件级快速关断装置发出指令，多组件级快速关断装置根据指令关断对应的光伏组件串。作为本专利技术的进一步改进，所述光伏系统还包括连接在所述逆变器和电网之间的空气开关，所述网关集成在逆变器中。本专利技术的有益效果在于：安装有本专利技术的多组件级快速关断装置的光伏组件串中的每个光伏组件在发电期间都可以向辅助电源供电，使得多组件级快速关断装置的能耗水平达到平均消耗，防止瓶颈现象的发生，同时，这种供电方式对早上、傍晚、阴天，雨雪和遮挡等弱光情况的发电起到了很好的优化改善，进而提高了系统的发电量。附图说明图1为本专利技术提供的带新型供电方式的多组件级关断装置实施例一的示意图。图2为本专利技术提供的带新型供电方式的多组件级关断装置实施例二的示意图。图3为本专利技术提供的带新型供电方式的双组件级关断装置的示意图。图4为本专利技术提供的光伏系统的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。请参阅图1所示，为本专利技术提供的多组件级快速关断装置实施例一的示意图。本实施例提供的多组件级快速关断装置用于光伏发电系统中，控制与其连接的光伏组件串。所述光伏组件串包括多个串联在一起的光伏组件101-光伏组件10n。所述多组件级快速关断装置包括控制单元、通信单元201、辅助电源202、开关单元、采样单元203和输出旁路二极管D1。所述开关单元包括多个开关Q1-Qn。所述多组件级快速关断装置还包括第一供电二极管D2及第二供电二极管D3。所述第一供电二极管D2一端连接光伏组件串的正端，另一端连接辅助电源202的输入端；所述第二供电二极管D3一端连接光伏组件串中的负端的第一个光伏组件101的正端，另一端连接辅助电源202的输入端。所述控制单元包括微控制器(MCU)204和驱动电路205。微控制器204作为中央控制中心，与通信单元201进行通信以及通过驱动电路205控制开关单元的关断与开通。驱动电路205与开关Q1-Qn分别连接，根据微控制器204的指令，将控制信号放大，进而控制开关单元的各开关Q1-Qn开通或关断。所述通信单元201用于接收外部即网关(Gateway)发送的指令，并将指令传递给微控制器204。所述通信单元201可采用PLC通信或无线通信。当采用PL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多组件级快速关断装置，用在光伏系统中控制与其连接的光伏组件串，所述光伏组件串包括至少两个串联在一起的光伏组件；其特征在于：所述多组件级快速关断装置包括微控制器、通信单元、驱动电路、辅助电源、开关单元和输出旁路二极管；所述微控制器与通信单元进行通信并控制驱动电路，所述通信单元用于传输关断与开通指令，所述驱动电路接收微控制器指令从而驱动开关单元关断与开通光伏组件串，开通时光伏组件串中的所有光伏组件均为辅助电源供电。

【技术特征摘要】
1.一种多组件级快速关断装置，用在光伏系统中控制与其连接的光伏组件串，所述光伏组件串包括至少两个串联在一起的光伏组件；其特征在于：所述多组件级快速关断装置包括微控制器、通信单元、驱动电路、辅助电源、开关单元和输出旁路二极管；所述微控制器与通信单元进行通信并控制驱动电路，所述通信单元用于传输关断与开通指令，所述驱动电路接收微控制器指令从而驱动开关单元关断与开通光伏组件串，开通时光伏组件串中的所有光伏组件均为辅助电源供电。2.根据权利要求1所述的多组件级快速关断装置，其特征在于：所述多组件级快速关断装置包括第一供电二极管及第二供电二极管；第一供电二极管一端连接所述光伏组件串的正端，另一端连接辅助电源的输入端；第二供电二极管一端连接所述光伏组件串负端第一个光伏组件的正端，另一端连接辅助电源的输入端。3.根据权利要求1所述的多组件级快速关断装置，其特征在于：所述开关单元包括至少两个开关，所述开关与所述光伏组件串的光伏组件一一对应并且连接在对应光伏组件接入串联电路的线路中，所述开关均在对应光伏组件的负端接入或均在对应光伏组件的正端接入。4.根据权利要求1所述的多组件级快速关断装置，其特征在于：所述多组件级快速关断装置包括与微控制器连接的采样单元，所述采样单元用于采样光伏组件的电压和温度数据并将其发送给微控制器。5.根据权利要求1所述的多组件级快速关断装置，其特征在于：所述输出旁路二极管的首、尾端并接在光伏组件串的正负端；所述开关为MOSFET、IGBT或继电器中的一种；所述辅助电源采用反激电路；所述通信单元为直流PLC或者无线通信方式。6.一种多组件级快速关断装置，用在光伏系统中控制与其连接的光伏组件串，所述光伏组件串包括至少两个串联在一起的光伏组件；...

【专利技术属性】
技术研发人员：季新丰，张俊，崔利广，朱锐，
申请(专利权)人：阿特斯阳光电力集团有限公司，常熟阿特斯阳光电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32