[实用新型]光伏组件快速关断电路

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及到光伏发电技术领域，确切的说是涉及到在含有光伏电池的拓扑结构中提供一种集成载波通信功能及故障关断功能的电路，能够根据实际情况快速关断某些光伏组件，但是同时保障被关断的光伏组件不会切断其他组件发出的载波的通路。

背景技术

能源是人类生产生活不可或缺的资源，伴随着传统化工能源如石油、煤炭、天然气等的不可再生性，而且它们也在日益枯竭，同时导致了类似于雾霾等严重的环境问题，人类普遍认识到化工能源造成的负面环境问题变得日趋严重，寻找一种取之不尽、周而复始的可再生能源来取代资源有限、对环境有污染的传统化工能源，成为了新能源领域迫切需要解决的重要命题。以新技术和新材料为基础的科技发展，使得可再生能源得到现代化的开发和利用，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等，环保和能够持续性发展的新能源得到了越来越广泛的应用。类似于风能及海洋能等这样的资源比较受制于地理位置，而核聚变能源则是投入大而且风险控制要求较高，所以光伏发电这种新能源具备清洁、安全可靠、运行费用少、日常维护简单和任意地点随处可用等优势，使它成为世界各国普遍关注和重点发展的新型产业，光伏发电产业得到了迅速的发展，尤其是在解决能源短缺和偏远地区的用电问题上发挥着不可或缺的作用。

光伏电池的输出特性受到外界温度、光照辐射强度的影响而发生很大的变化，在当前的光伏发电系统中，为了使整个发电系统更安全可靠的运行，最好是能够及时发现各种潜在的威胁，例如阴影遮挡造成的热斑效应就是一种负面的威胁，它可能会让某些电池从电源转换成负载而引起电池板发热至起火烧毁，所以监控光伏电池的电压、电流、功率及温度等工作参数是光伏发电系统中很重要的一个环节。光伏电池的工作参数监控在实际的应用场合更多的是采用了电力线载波作为通讯手段，依靠电力载波很容易就能将光伏电池的参数作为通信数据传递到光伏电池提供光伏电压的电力线上，再从电力线上进行载波信号的解码即可撷取光伏电池的实时参数。电力线不同于普通的数据通信线路，其初衷是为了进行电能而并非是数据的传输，对于数据通信而言，其信道并不理想，是一个非常不稳定的传输信道，这具体表现为噪声显著且信号衰减严重。为克服不稳定的问题，电力线宽带载波技术采用了扩频、正交频分复用等调制技术，而事实证明，多载波正交频分复用是目前为止解决在电力线上传输干扰问题的一种有效方法，电力线宽带通信采用正交频分复用技术能有效的抵抗多径干扰，使受干扰的信号仍能可靠接收。采样类似这样的手段来提高信号的可靠性仅仅是一方面，但在光伏电池和载波同时应用的场合，由于光伏电池自身的电压水准受到周遭环境温度、光辐射强度的影响会发生大幅度的变化，所以在电力线上的载波信号自身传播的畸变再加上电池这种输出特性容易波动的特征混合在一起，导致接收端期望撷取的真实载波信号并不精准、误码率高，而且光伏电池串组叠加的电压也受到载波干扰导致整个串组上的实际电压可能并不在预期的范围内。

本申请的目标之一在于：能够将每一个电池组串上的每一个光伏组件自身的参数数据以载波的方式可靠的发送到解码器，同时考虑到部分组件可能会遭遇故障或者是需要人为检修等情况需要关断，即便是关断的那些组件也不影响其他组件的载波的穿透。

发明内容

本实用新型披露了一种光伏组件快速关断电路，其中每一个电池组串中具有多个光伏组件相互串联连接在一起，其特征在于：每一个光伏组件均设置有分别对应耦合到其正极和负极的第一和第二电压输出端，并在每一个光伏组件的正极与第一电压输出端之间设置有第一开关和/或在每一个光伏组件的负极与第二电压输出端之间设置有第一开关；以及每一个光伏组件的第一和第二电压输出端之间设有串联的第二开关和耦合电容，所述第一开关被关断时所述第二开关被接通或所述第一开关被接通时所述第二开关被关断。

上述的一种光伏组件快速关断电路，每一个光伏组件配置的载波发送模块包括串接在第一和第二电压输出端之间的一个含有第一电阻、旁路电容及开关元件的支路，该支路中还设置有并联在旁路电容两端的第二电阻。

上述的一种光伏组件快速关断电路，每一个光伏组件配置的所述载波发送模块连接在耦合于第一电压输出端N1的一个第一互连节点NX1和耦合于第二电压输出端N2的一个第二互连节点NX2之间；其中

在第一互连节点NX1与光伏组件的正极之间设置有第一电感元件L1和/或在第二互连节点NX2与光伏组件的负极之间设置有第二电感元件L2。