安全光伏发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种安全光伏发电系统，涉及到光伏并网发电领域。本发明专利技术可解决组件级别的关断控制问题，其通过在可构成串联线路中的各光伏直流源对应配置关断电路，而关断电路单独受到子控制模块状态调整，并配置有可向子控制模块发送激励通信信号的中央控制模块；而子控制模块可自动根据关断电路的电流情况，而相应地运行在受控于激励通信信号的安全保护模式和无需受控于激励通信信号的正常工作模式。本发明专利技术在发电时可避免中央控制模块与子控制模块之间因通信稳定性而导致的高电流发电区间生的发电损失，同时在外部灾害、系统故障和安装维护时可自动使组串降电压降低到安全范围内，并且提高早晚发电量，综合实现安全、低成本和高发电量。和高发电量。和高发电量。

【技术实现步骤摘要】
安全光伏发电系统


[0001]本专利技术涉及光伏并网发电
，特别是涉及一种光伏直流源(光伏组件)可单独受到控制地串接连接构成的串联线路(光伏组串)中降低光伏组串开路电压的安全光伏发电系统，以及该安全光伏发电系统的运行维护方法和可配置于该安全光伏发电系统的优化器。

技术介绍

[0002]目前的光伏发电系统，仍有存在没有特别的安全保护措施的情况。典型地，各个光伏组件的输出端相互串联构成串联线路，在正常发电状态下，该串联线路的输出电压常常超过200V，而一些大型光伏电站项目甚至超过1000V，这将构成接触危险的电压。特别是，光伏项目建设过程中，以及光伏发电站的检查与维修过程中，具有造成施工和运维人员触电的风险。
[0003]为解决光伏发电系统的安全问题，现有技术中，美国的专利号为US10312857B2的专利，公开了一种用于持续监视来自中央控制器的信号的看门狗单元形式的关断器。同时，为了确保看门狗关断器持续接收到中央控制器的信号的安全与可靠，当前光伏组件关断方案一般是采用基于电力载波通信(PLC)的技术方案。这两种方案中，不但在光伏逆变系统中需要增加相应的发送模块，并且在光伏组件的快速关断器或功率优化器也需要设置额外的接收模块。由于上述系统依赖于电力载波通信(PLC)，因此存在电力载波通信的信号传输的衰减问题，使得每套快速关断装置作用于光伏组件串的数量与串长度有限，且电力载波通信不同通过汇流传送，因此不适合集中式光伏电站汇流箱使用，因而不但电力载波通信增加了光伏系统的成本与系统自耗电，同时增加了更多的信号源发送与接收模块的故障点。
[0004]此外，现有技术中，中国的专利号CN201710114503.5的专利，公开了一种指令发送装置及光伏组件关断系统，系统经过无线通信指令的发送装置控制各光伏组件的关断与开通，而光伏组件对应的关断装置容易存在无线通信掉线的情况，继而因收不到关断指令而影响关断操作的可靠性，或者触发等情况会影响整个光伏发电系统的正常运行。
[0005]综上所述，在面临光伏组件级别的关断的问题是，必然面临成本和可靠性之间的难以平衡的矛盾。因此，这些安全光伏发电系统难以在国内商业化应用，致使我国光伏发电行业至今存在较大的安全生产隐患。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术的主要目的在于提供一种安全光伏发电系统，以及配合地提供了运行维护方法和光伏功率优化器，可实现系统中光伏直流源(光伏组件)单独通断受控地串接构成的串联线路(光伏组串)，能够解决传统光伏发电系统中各分布式的控制方案，难以兼顾安全性、成本和发电效率的问题。
[0007]本专利技术为体现上述安全光伏发电系统的特点，在另一方面还提供一种该安全光伏发电系统的运行维护方法，以及可配置于该安全光伏发电系统的优化器。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0009]在第一方面，本申请实施例提供了一种安全光伏发电系统，其包括电力获取电路和控制电路；
[0010]所述电力获取电路是将多个关断电路的输出端相互串联构成的串联线路，每个关断电路的输入端分别连接有光伏直流源，以分布式地从各光伏直流源安全地获取电力而输出至串联线路的输出端；
[0011]所述控制电路包括：中央控制模块和子控制模块；
[0012]所述子控制模块用于调整其对应设置关断电路的在连通状态和断开状态之间转换，所述关断电路的断开状态，是指将所属光伏直流源借助对应的关断电路单独地断开与串联线路的连通，所述关断电路的连通状态，是指将所属光伏直流源产生的太阳能电流通过对应的关断电路导出到串联线路；
[0013]所述中央控制模块用于向子控制模块发送激励通信信号，以及用于停止发送所述的激励通信信号；
[0014]所述关断电路的所述子控制模块用于获取其对应设置的关断电路的电流参数电信号；当关断电路的电流参数变化至的范围，所述子控制模块用于运行在相应的工作模式；
[0015]所述工作模式包括正常工作模式和安全保护模式；所述安全保护模式，是指子控制模块接收来自中央控制模块的激励通信信号，并且按照在一定时间段内是否检测到所述激励通信信号指示调整关断电路的状态，若是，则子控制模块用于将关断电路调整为连通状态或维持连通状态，若否，则子控制模块用于将关断电路调整为断开状态或维持断开状态；所述正常工作模式，是指除所述安全保护模式之外的工作模式。
[0016]上述安全光伏发电系统，可选的有，所述的当关断电路的电流参数变化至的范围，所述子控制模块用于运行在相应的工作模式包括：
[0017]当电流参数信号变化至低于预设电流阈值，所述子控制模块的工作模式由正常工作模式调整为安全保护模式；对应地，当电流参数信号变化至不低于预设电流阈值，所述子控制模块的工作模式由安全保护模式调整为正常工作模式。
[0018]上述安全光伏发电系统，可选的有，所述的当电流参数信号变化至低于预设电流阈值至少包括：电流参数信号的连续变化趋近于预设电流阈值，或电流参数信号保持低于预设电流阈值。
[0019]上述安全光伏发电系统，可选的有，所述中央控制模块用于通过无线信号发送所述激励通信信号，所述子控制模块用于接收所述无线信号。
[0020]上述安全光伏发电系统，可选的有，所述安全保护模式包括：
[0021]在对应设置的关断电路的连通状态下，子控制模块用于在一定时间段内检测到所述激励通信信号而将关断电路维持连通状态，并用于在一定时间段内未检测到所述激励通信信号而将关断电路调整为断开状态；
[0022]在对应设置的关断电路的断开状态下，子控制模块用于在一定时间段内检测到所述激励通信信号而将关断电路调整为连通状态，并用于在一定时间段内未检测到所述激励通信信号而将关断电路维持断开状态。
[0023]上述安全光伏发电系统，可选的有，所述正常工作模式包括：对应设置的关断电路处在连通状态，子控制模块用于独立地调整其对应设置的关断电路的状态转换，而不响应
来自中央控制模块的激励通信信号。
[0024]上述安全光伏发电系统，可选的有，该系统还包括逆变器，一个的所述串联线路的输出端连接于逆变器，或者至少两个相互并联的串联线路所构成的串并联电路的输出端连接于逆变器；所述中央控制模块获取运行电源自逆变器的输出端，伴随于中央控制模块取电处两侧同时开路，以使中央控制模块将失去供电而停止发送激励通讯信号。
[0025]具体地，中央控制模块获取运行电源自逆变器的输出端，可从电网侧或逆变器侧获取电力，并在电网侧的短路下，中央控制模块因失去供电而停止发送激励通讯信号。
[0026]上述安全光伏发电系统，可选的有，所述逆变器配置有控制接口，所述控制接口连接并指令接收于系统故障检测装置，和/或用户命令输入装置，和/或远程控制网关；所述控制接口用于接收并响应对逆变器的关机指令，响应于所述关机指令中央控制模块(40)停止发送激励通讯信号。
[0027]具体地，当所述逆变器因关机指令而关机时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安全光伏发电系统，其特征在于，包括电力获取电路和控制电路；所述电力获取电路是将多个关断电路(20)的输出端相互串联构成的串联线路(30)，每个关断电路(20)的输入端分别连接有光伏直流源(10)，以分布式地从各光伏直流源(10)安全地获取电力而输出至串联线路(30)的输出端；所述控制电路包括：中央控制模块(40)和子控制模块(21)；所述子控制模块(21)用于调整其对应设置关断电路(20)的在连通状态和断开状态之间转换，所述关断电路(20)的断开状态，是指将所属光伏直流源(10)借助对应的关断电路(20)单独地断开与串联线路(30)的连通，所述关断电路(20)的连通状态，是指将所属光伏直流源(10)产生的太阳能电流通过对应的关断电路(20)导出到串联线路(30)；所述中央控制模块(40)用于向子控制模块(21)发送激励通信信号，以及用于停止发送所述的激励通信信号；所述关断电路(20)的所述子控制模块(21)用于获取其对应设置的关断电路(20)的电流参数电信号；当关断电路(20)的电流参数变化至的范围，所述子控制模块(21)用于运行在相应的工作模式；所述工作模式包括正常工作模式和安全保护模式；所述安全保护模式，是指子控制模块(21)接收来自中央控制模块(40)的激励通信信号，并且按照在一定时间段内是否检测到所述激励通信信号指示调整关断电路(20)的状态，若是，则子控制模块(21)用于将关断电路(20)调整为连通状态或维持连通状态，若否，则子控制模块(21)用于将关断电路(20)调整为断开状态或维持断开状态；所述正常工作模式，是指除所述安全保护模式之外的工作模式。2.根据权利要求1所述的安全光伏发电系统，其特征在于，所述的当关断电路(20)的电流参数变化至的范围，所述子控制模块(21)用于运行在相应的工作模式包括：当电流参数信号变化至低于预设电流阈值，所述子控制模块(21)的工作模式由正常工作模式调整为安全保护模式；对应地，当电流参数信号变化至不低于预设电流阈值，所述子控制模块(21)的工作模式由安全保护模式调整为正常工作模式。3.根据权利要求2所述的安全光伏发电系统，其特征在于，所述的当电流参数信号变化至低于预设电流阈值至少包括：电流参数信号的连续变化趋近于预设电流阈值，或电流参数信号保持低于预设电流阈值。4.根据权利要求1所述的安全光伏发电系统，其特征在于，所述中央控制模块(40)用于通过无线信号发送所述激励通信信号，所述子控制模块(21)用于接收所述无线信号。5.根据权利要求1所述的安全光伏发电系统，其特征在于，所述安全保护模式包括：在对应设置的关断电路(20)的连通状态下，子控制模块(21)用于在一定时间段内检测到所述激励通信信号而将关断电路(20)维持连通状态，并用于在一定时间段内未检测到所述激励通信信号而将关断电路(20)调整为断开状态；在对应设置的关断电路(20)的断开状态下，子控制模块(21)用于在一定时间段内检测到所述激励通信信号而将关断电路(20)调整为连通状态，并用于在一定时间段内未检测到所述激励通信信号而将关断电路(20)维持断开状态。6.根据权利要求1所述的安全光伏发电系统，其特征在于，所述正常工作模式包括：对应设置的关断电路(20)处在连通状态，子控制模块(21)用于独立地调整其对应设置的关断
电路(20)的状态转换，而不响应来自中央控制模块(40)的激励通信信号。7.根据权利要求1所述的安全光伏发电系统，其特征在于，还包括逆变器(50)，一个的所述串联线路(30)的输出端连接于逆变器(50)，或者至少两个相互并联的串联线路(30)所构成的串并联电路的输出端连接于逆变器(50)；所述中央控制模块(40)获...

【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：