[发明专利]一种光伏组串关断装置、方法及光伏系统

说明书

本发明公开了一种光伏组串关断装置，包括开关器件、采集装置和关断控制器。关断控制器在判断出采集装置采集的运行信号满足预设关断条件时，触发MPPT单元由当前的最大功率跟踪模式进入组串关断模式，使得各光伏组串由最大功率对应的电压增大至开路电压，当达到开路电压时关断控制器控制发生异常的回路上的目标开关器件断开。当达到开路电压时，光伏组串输出的电流趋近于零，对于开关器件的要求较低，可以可靠断开；另外，当目标开关器件断开后，则逆变单元直流侧的输入电流、电压和功率就非常小，不容易导致过热、漏电等现象，直流关断装置能够可靠关断。此外，本发明还公开一种光伏组串关断方法及光伏系统，效果如上。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种光伏组串关断装置、方法及光伏系统。

背景技术

目前光伏系统应用非常广泛，尤其是分布式光伏系统的推广。虽然光伏系统的发展能够促进可再生能源的更好的利用，但是近些年光伏系统也带来了一些问题，例如，光伏火灾事故已逐渐威胁到住宅建筑、商业设施、公共设施及其光伏系统的安全。光伏系统包括光伏组串、与光伏组串连接的MPPT单元(MPPT，即最大功率点跟踪)、逆变单元、直流侧关断装置等部件。其中，MPPT单元主要用于控制光伏组串工作在最大功率点，MPPT单元主要控制各光伏组串工作在最大功率模式，逆变单元主要用于将光伏组串产生的直流电进行逆变输出，直流侧关断装置用在逆变单元的直流侧，用于切断逆变单元的输入，因此，直流侧关断装置的可靠性和稳定性直接关系到光伏系统的稳定发电和收益，直接影响到光伏系统的安全可靠运行。

现有技术中，逆变单元直流侧所用的直流侧关断装置多是采用交流开关或其改进产品，因此，并不是真正应用在光伏系统中的具有安全灭弧、高功率切断的直流开关装置。这些开关的灭弧能力、额定带载切断功率都远远不够，因此，容易导致过热、漏电和火花，严重时甚至烧毁掉整个光伏电站。同时随着光伏系统直流侧电压等级逐渐提升至1500V，单机功率等级增加，逆变单元对直流侧关断装置的耐压等级和分断能力要求更加严格，并且市场上直流侧关断装置可能存在设计缺陷导致开关无法完全切断，甚至产生拉弧现象，产生的巨大热量成为光伏系统电气火灾的隐患。

综上所述，如何保证直流侧关断装置的可靠关断是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏组串关断装置、方法及光伏系统，用于保证直流侧关断装置的可靠关断。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏组串关断装置，包括设置在各光伏组串回路上的开关器件、用于采集各所述光伏组串回路的运行信号的采集装置、与所述采集装置和MPPT单元连接的关断控制器；所述关断控制器用于在所述运行信号满足预设关断条件时，触发所述MPPT单元由当前的最大功率跟踪模式进入组串关断模式以使所述MPPT单元控制各所述光伏组串回路由最大功率对应的电压增大至开路电压，并在达到所述开路电压时控制目标开关器件断开。

优选地，所述关断控制器具体包括与所述采集装置连接的A/D转换装置、与所述A/D转换装置连接的信号调理装置、与所述信号调理装置连接的MCU。

优选地，所述开关器件具体为继电器，所述继电器的触点设置在所述光伏组串回路上，所述继电器的线圈与所述关断控制器连接。

优选地，还包括设置在各所述光伏组串回路上的二极管，所述二极管的阳极与所述光伏组串连接，所述二极管的阴极与所述MPPT单元连接。

优选地，所述关断控制器还用于在接收到外部关断控制指令时触发所述MPPT单元进入所述组串关断模式。

优选地，所述关断控制器还用于在断开所述目标开关器件后，触发所述MPPT单元进入所述最大功率跟踪模式。

优选地，所述采集装置具体为电流传感器、电压传感器、温度传感器，对应的所述运行信号具体为所述光伏组串回路的电流、所述光伏组串回路的电压、所述光伏组串回路的温度。