[发明专利]一种用于光伏发电模块的智能安全监控保护系统及方法

说明书

本发明公开了光伏发电领域内的一种用于光伏发电模块的智能安全监控保护系统，包括若干对应连接在光伏组件上的监控单元，监控单元包括：电流/电压传感器、安全控制器、安全驱动器电路、无线通讯模块以及安全系统电源，电流/电压传感器、安全驱动器电路均电连接在光伏组件上，电流/电压传感器、安全驱动器电路均与安全控制器电连接，无线通信模块与安全控制器电连接，本发明提高整个光伏发电系统的运行稳定性和可靠性，同时杜绝由于光伏电路产生高压而对特定在场人员带来的触电的安全隐患，可用于太阳能发电中。

技术领域

本发明涉及一种光伏发电模块保护系统，特别涉及一种光伏发电模块保护系统及方法。

背景技术

近年来，太阳能光伏微网发展迅速，光伏微网系统中通常需要并网逆变器将光伏发电系统获得的支流电力转换成可并网的交流电力，一系列光伏组件串并联成光伏阵列来统一提供直流端供电。

在实际运行过程中，由于阴影遮挡，污垢，电池板老化等因素，每个光伏组件的故障损坏会给整个发电系统的安全性带来大幅影响。为了解决整个问题，一般利用分布式微逆变器直接增加开关光伏组件电路功能来实现。分布式微逆变器直接工作于各个光伏组件并主要进行电力输出的优化，比如进行最大功率点跟踪,从而使每个直流光伏组件产生最大的能量。但是这样的成本很高，而其各个光伏组件电路之间无通讯及信息交流，无法可靠的实现中央控制器的开关信号到各个光伏组件的完全传递。同时，光伏电路会产生较高电压，给系统的安装，维修，以及某些特定在场人员如救火人员带来触电的安全威胁。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于光伏发电模块的智能安全监控保护系统及方法，解决现有技术中各个光伏组件之间通信不方便以及故障不容易发现解决的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种用于光伏发电模块的智能安全监控保护系统及方法，所述系统包括若干对应连接在光伏组件上的监控单元，所述监控单元包括：

电流/电压传感器，负责实时收集光伏组件的电流和电压状况并将信息输入给安全控制器；

安全控制器，根据电流或电压异常与否来做进一步安全控制，如果检测到异常电流或电压， 安全控制器会驱动安全驱动器来使本光伏组件进入安全模式状态，隔离异常电流或电压；

安全驱动器电路，根据安全控制器的不同驱动指令，用以关闭本光伏组件电路、开启本光伏组件电路或使其进入安全隔离状态；

无线通讯模块，用以实现邻近监控单元的信息交流与传递；

安全系统电源，利用本光伏组件的发电和可充电电池来实现独立无中断电源，提供给监控单元工作所需；

所述电流/电压传感器、安全驱动器电路均电连接在光伏组件上，电流/电压传感器、安全驱动器电路均与安全控制器电连接，所述无线通信模块与安全控制器电连接；

所述方法包括以下步骤：

步骤1）每个执行周期中，安全控制器监测电流/电压传感器传递的信号以及收到的中央控制器的控制信号；

步骤2）如果没有发现电流或电压异常，而且没有受到中央控制器的关闭信号，则返回上一步骤开始新的执行周期；

步骤3）如果发现电流或电压异常或者收到中央控制器的关闭信号，安全控制器驱动安全驱动器隔离与其对应的光伏组件电路，使其进入安全模式，并利用相应的断路和短路保护确保本光伏电路不会产生对人员有威胁的电压或电流；

步骤4）然后安全控制器利用无线通讯器来发出警示信息提示所述光伏电路处于安全模式和关闭状态；

步骤5）如果是发生异常而关闭，则维修需要等待，利用无线通讯模块可以提示故障定位，安全关闭模式保证维修人员不受触电的危险；