一种快速关断系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种快速关断系统及其控制方法，涉及光伏并网发电技术领域。本发明专利技术主要包括配置在光伏组件输出侧的短路关断电路和配置在光伏组串输出侧的直流旁路电路，通过主要包括第一开关件、第二开关件、储能元件、第一控制模块和第一辅助电源的短路关断电路，在短路时自动关断光伏组件与光伏组串的连通，并在关断后须通过短路检测才能重新连通，而通过包括第三开关件和电阻元件的直流旁路电路，对各组件的短路关断电路进行短路或降压，以实现快速关断，可满足光伏系统关于快速关断的安规要求，且成本低，可靠性和安全性高。可靠性和安全性高。可靠性和安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种快速关断系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及光伏并网发电
，特别是涉及一种光伏并网发电系统中对光伏组件的快速关断系统，以及快速关断的控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，光伏发电在全世界包括中国都获得了前所未有的快速发展，被广泛的安装在居民住宅、工商业建筑的屋顶上。光伏组件在有光照的情况下组串内存在直流高压，在建筑发生火灾时消防员无法喷水灭火，只能等组件全部烧完后才能救灾，造成财产损失或威胁人身安全。
[0003]基于安全的考虑，意大利安全告诫，消防员在建筑物带电压的情况下是绝对不允许进行灭火操作；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，此外，德国保险公司也有明确的规定，对于消防员在灭火过程中由于光伏电站带电造成的人身伤害不予赔付；美国防火协会已经修改国家电气规范，要求住宅用的光伏发电系统中：在发生紧急情况时限制光伏发电系统交流并网端口断开后，直流端的电压最大不得超过80V。
[0004]欧美国家配套安全用电的法规法已经延伸到光伏发电领域，以美本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速关断系统，配置于光伏电力获取系统，该光伏电力获取系统包括由诸多光伏单元串联的光伏串联体，其特征是，该快速关断系统包括配置于光伏单元输出侧的短路关断电路(E4)，以及配置于光伏串联体输出侧的直流旁路电路(P)，诸多所述短路关断电路(E4)的输出端相串联作为光伏串联体输出端；所述短路关断电路(E4)包括第一开关件(S1)、第二开关件(S2)、储能元件(C)、第一控制模块(E2)和第一辅助电源(E3)；所述第一开关件(S1)和第二开关件(S2)连接在光伏单元与光伏串联体的连接回路上，任一所述第一开关件(S1)和第二开关件(S2)的关断，则光伏单元与光伏串联体的连接断开；所述储能元件(C)连接在第一开关件(S1)和第二开关件(S2)之间，第一开关件(S1)的导通可连通光伏单元与储能元件(C)，第二开关件(S2)的导通可连通储能元件(C)与光伏串联体；所述第一辅助电源(E3)取电连接于光伏单元的输出端并供电连接于第一控制模块(E2)，所述第一控制模块(E2)以开关信号控制连接于第一开关件(S1)和第二开关件(S2)；所述直流旁路电路(P)包括相串联连接的第三开关件(S3)和电阻元件，其并联连接在光伏串联体输出侧；在第三开关件(S3)导通后，各第一辅助电源(E3)至少因电压低于运行要求而关闭，以使任一所述第一开关件(S1)和第二开关件(S2)关断，并断开光伏单元和光伏串联体的连通；至少在因直流旁路电路(P)而导致的第一辅助电源(E3)的重启时，所述第一控制模块(E2)分别单独控制第一开关件(S1)和第二开关件(S2)的导通，使储能元件(C)从光伏单元取电后接入光伏串联体，获取并根据储能元件(C)的电参量变化情况判断是否满足短路条件，在确认短路解除前，各短路关断电路(E4)保持光伏单元和光伏串联体的断开。2.如权利要求1所述的快速关断系统，其特征是，所述第三开关件(S3)为常闭型开关件，所述直流旁路电路(P)还包括第二控制模块(H)和第二辅助电源(Q)，所述第二辅助电源(Q)取电连接于逆变系统(J)或直流汇流箱的输出侧，所述第二辅助电源(Q)供电连接于第二控制模块(H)，所述第二控制模块(H)控制连接于第三开关件(S3)。3.如权利要求1所述的快速关断系统，其特征是，所述直流旁路电路(P)还包括手动开关件(K)，所述手动开关件(K)可控制第三开关件(S3)的导通。4.如权利要求1所述的快速关断系统，其特征是，所述短路关断电路(E4)配置于光伏功率优化器(E)，该优化器(E)包括功率变换模块(E1)、控制模块和辅助电源，所述第一控制模块(E2)作为所述优化器(E)的控制模块，所述第一辅助电源(E3)作为所述优化器(E)的辅助电源，所述第一开关件(S1)、第二开关件(S2)和储能元件(C)配置于功率变换模块(E1)的正负回路上；在优化器(E)正常运行时，所述第一控制模块(E2)将光伏单元输出端的电参量设置在最大功率点，在优化器(E)启动时，所述第一控制模块(E2)控制第一开关件、第二开关件(S2)和储能元件(C)进行短路检测。5.如权利要求4所述的快速关断系统，其特征是，所述功率变换模块(E1)为具有输出电容(C2)的Buck型或Boost型或Boost
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Buck型直流斩波电路；所述输出电容(C2)作为短路关断电路(E4)的储能元件(C)；在经短路测试过程中，所述第一控制模块(E2)通过分别采集并记录输出电容(C2)导通
至光伏单元而获电，及输出电容(C2)导通至电力获取系统的电压参量，以获取用于判断是否满足短路条件的电压参量差异；或者，直流斩波电路还具有输入电容(C1)，所述第一控制模块(E2)通过在集输出电容(C2)导通至电力获取系统时分别采输入电容(C1)和输出电容(C2)的电压参量差异，以获取用于判断是否满足短路条件的电压参量差异；所述第一开关件(S1)作为直流斩波电路中串接在正或负回路上的开关元件，所述第二开关件(S2)为串接在直流斩波电路输出端和优化器(E)输出端之间正或负回路上的开关元件，至少其一的所述第一开关件(S1)和第二开关件(S2)为常开开关件。6.如权利要求4所述的快速关断系统，其特征是，所述功率变换模块(E1)为降压式Buck直流斩波电路，其包括输入电容(C1)、作为所述第一开关件(S1)的开关元件、电感器(L)、作为所述储能元件(C)的输出电容(C2)；所述第一开关件(S1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋悦，陈泽熙，
申请(专利权)人：广州中旭新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：