CN109638795B - 组串式光伏逆变***急停控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种组串式光伏逆变***急停控制方法及装置，组串式光伏逆变***包括直流开关、开关检测单元、逆变单元、交流开关和控制器；直流开关的输入端用于接入直流电源，输出端与直流开关的一端连接；直流开关的另一端与逆变单元的输入端连接，逆变单元的输出端通过交流开关接入交流电网；控制器分别与开关检测单元、逆变单元和交流开关连接；方法应用于控制器：当组串式光伏逆变***需要紧急停机时，接收开关检测单元发送的直流开关的状态信号；检测直流开关的状态信号；若检测到直流开关的状态信号从接入状态切换为断开状态，则向交流开关输出断开信号，以使交流开关断停止向交流电网供电能，能够达到快速断电保护的效果。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电技术领域，尤其涉及一种组串式光伏逆变***急停控制方法及装置。
背景技术
光伏发电是将太阳能直接转换为电能，具有安全可靠、低噪声、无污染、无需消耗燃料、建设周期短等优势。并网光伏发电是将太阳能组件产生的质量电能经过组串式光伏逆变***转化为工频交流电能之后直接接入公共电网。
组串式光伏逆变***在工作过程中存在对人体致命的高压，因此在光伏逆变***发生异常或紧急情况下，光伏逆变***具有急停功能以避免或减小对操作者可能造成的伤害。
现有的应用于组串式光伏逆变***的急停功能，主要是通过关闭直流侧直流开关致使直流侧输入电压降低，当直流侧输入电压低于一定值时，DSP(Digital SignalProcessing,数字信号处理)控制器判断光伏逆变***无法继续正常工作，光伏逆变***进行入待机状态一段时间后，才控制光伏逆变***交流侧脱网，达到急停的效果。但是这样的急停功能，从关闭直流侧直流开关开始，到DSP控制器控制光伏逆变***交流侧脱网结束，中间需要较长的动作相应时间，导致急停响应时间变慢，不能达到快速断电保护的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了组串式光伏逆变***急停控制方法及装置，以解决现有技术中急停控制时，从关闭直流侧直流开关开始，到DSP控制器控制光伏逆变***交流侧脱网结束，中间需要较长的动作相应时间，导致急停响应时间变慢，不能达到快速断电保护的目的的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种组串式光伏逆变***急停控制方法，所述组串式光伏逆变***包括直流开关、开关检测单元、逆变单元、交流开关和控制器；所述直流开关的输入端用于接入直流电源，输出端与所述逆变单元的输入端连接；所述开关检测单元用于检测所述直流开关的开关状态；所述逆变单元的输出端通过所述交流开关接入交流电网；所述控制器分别与所述开关检测单元、所述逆变单元和所述交流开关连接；所述方法应用于所述控制器，包括：
当所述组串式光伏逆变***需要紧急停机时，接收所述开关检测单元发送的所述直流开关的状态信号；
检测所述直流开关的状态信号；
若检测到所述直流开关的状态信号由接入状态切换为断开状态，则向所述交流开关输出断开信号，以使所述交流开关断停止向交流电网供电。
本发明实施例的第二方面提供了一种组串式光伏逆变***急停控制装置，所述组串式光伏逆变***包括直流开关、开关检测单元、逆变单元、交流开关和控制器；所述直流开关的输入端用于接入直流电源，输出端与所述逆变单元的输入端连接；所述开关检测单元用于检测所述直流开关的开关状态；所述逆变单元的输出端通过所述交流开关接入交流电网；所述控制器分别与所述开关检测单元、所述逆变单元和所述交流开关连接；所述装置应用于所述控制器，包括：
状态信号接收单元，用于当所述组串式光伏逆变***需要紧急停机时，接收所述开关检测单元发送的所述直流开关的状态信号；
状态信号检测单元，用于检测所述直流开关的状态信号；
急停控制单元，用于若检测到所述直流开关的状态信号从接入状态切换为断开状态，则向所述交流开关输出断开信号，以使所述交流开关断停止向交流电网供电。
本发明实施例的第三方面提供了一种组串式光伏逆变***，包括：所述组串式光伏逆变***包括直流开关、开关检测单元、逆变单元、交流开关和控制器；所述直流开关的输入端用于接入直流电源，输出端与所述逆变单元的输入端连接；所述开关检测单元用于检测所述直流开关的开关状态；所述逆变单元的输出端通过所述交流开关接入交流电网；所述控制器分别与所述开关检测单元、所述逆变单元和所述交流开关连接；
当所述组串式光伏逆变***需要紧急停机时，所述控制器接收所述开关检测单元发送的所述直流开关的状态信号；
所述控制器检测所述直流开关的状态信号的变化状态；
所述控制器若检测到所述直流开关的状态信号从接入状态切换为断开状态，则向所述交流开关输出断开信号，以使所述交流开关断停止向交流电网供电。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提供的组串式光伏逆变***急停控制方法及装置，所述组串式光伏逆变***包括直流开关、开关检测单元、逆变单元、交流开关和控制器；所述直流开关的输入端用于接入直流电源，输出端与所述直流开关的一端连接；所述直流开关的另一端与所述逆变单元的输入端连接；所述开关检测单元用于检测所述直流开关的开关状态；所述逆变单元的输出端通过所述交流开关接入交流电网；所述控制器分别与所述开关检测单元、所述逆变单元和所述交流开关连接；所述方法应用于所述控制器，当所述组串式光伏逆变***需要紧急停机时，接收所述开关检测单元发送的所述直流开关的状态信号；检测所述直流开关的状态信号；若检测到所述直流开关的状态信号从接入状态切换为断开状态，则向所述交流开关输出断开信号，以使所述交流开关断停止向交流电网供电。通过检测直流侧直流开关的状态，当直流开关由接入状态切换为断开状态，控制交流侧脱网，能够在直流开关断开的瞬间，切断交流侧的电网供电，大大缩短急停的响应时间，达到快速断电保护的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的组串式光伏逆变***的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的组串式光伏逆变***急停控制方法的流程示意图；
图3是本发明一实施例提供的组串式光伏逆变***急停控制的结构框图；
图4是本发明一实施例提供的控制器的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参考图1，图1为本发明一实施例提供的组串式光伏逆变***的结构示意图。组串式光伏逆变***包括直流开关10、开关检测单元50、逆变单元20、交流开关30和控制器40；直流开关10的输入端用于接入直流电源，输出端与逆变单元20的输入端连接；开关检测单元50用于检测所述直流开关10的开关状态；逆变单元20的输出端通过交流开关30接入交流电网；控制器40分别与开关检测单元50、逆变单元20和交流开关30连接。其中，直流开关10的输入端接入的直流电源为光伏发电板的直流电。逆变单元20可以是一个或多个逆变器并联组成。交流开关30可以是输出继电器。控制器40为DSP控制器，控制器40分别与直流开关10、逆变单元20和交流开关30连接，其中控制器40通过输出PWM信号控制逆变单元20将直流电源提供的直流电转换为交流电，供给交流电网。
在本实施例中，开关检测单元50可以与直流开关10的联动可是机械方式。具体地，所述开关检测单元50可以是与所述直流开关10机械联动的同样规格的直流开关。
可选地，开关检测单元50可以与直流开关10电连接。具体地，本实施例的直流开关10上可以是设置一个单极端，且组串式光伏逆变***中的控制器40通过开关检测单元50与直流开关的单极端连接。直流开关10的开关量变化时，单极端相应发生变化，开关检测单元50也相应发生变化，进而检测直流开关10的开关状态。
参考图2，图2为本发明一实施例提供的组串式光伏逆变***急停控制方法的流程示意图，该方法应用于图1所示的组串式光伏逆变***的控制器40.，包括如下步骤：
S201：当组串式光伏逆变***需要紧急停机时，接收所述开关检测单元发送的所述直流开关的状态信号。
在本实施例中，组串式光伏逆变***需要紧急停机的情况指的是组串式光伏逆变***发生故障，为保障设备运行以及人员安全，需要将组串式光伏逆变***紧急关停。
S202：检测直流开关的状态信号。
在本实施例中，直流开关的状态信号包括处于断开状态、处于接入状态、处于由接入状态切换为断开状态或者处于由断开状态切换为接入状态四种状态。
S203：若检测到直流开关的状态信号由接入状态切换为断开状态，则向交流开关输出断开信号，以使交流开关断停止向交流电网供电。
在本实施例中，检测到直流开关的状态信号由接入状态切换为断开状态，表明需要对组串式光伏逆变***紧急关停，则向交流开关输出断开信号，交流开关断开切断逆变单元与交流电网的供电。
从上述描述可知，通过检测直流侧直流开关的状态，当直流开关由接入状态切换为断开状态，控制交流侧脱网，能够在直流开关断开的瞬间，切断交流侧的电网供电，大大缩短急停的响应时间，达到快速断电保护的效果。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S203还包括：在向所述交流开关输出断开信号的同时，停止向所述逆变单元输出PWM信号，以使所述逆变单元停止工作。
在本实施例中，停止向所述逆变单元输出PWM信号，即停止了逆变单元的工作，也即停止了将直流电源提供的直流电转换为交流电。
从上述描述可知，通过同时停止逆变单元和切断交流开关，实现对组串式光伏逆变***整体停机，达到全面停机的效果。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例的组串式光伏逆变***急停控制方法，图3为本申请一实施例提供的组串式光伏逆变***急停控制的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。所述组串式光伏逆变***包括直流开关、开关检测单元、逆变单元、交流开关和控制器；所述直流开关的输入端用于接入直流电源，输出端与所述逆变单元的输入端连接；所述开关检测单元用于检测所述直流开关的开关状态；所述逆变单元的输出端通过所述交流开关接入交流电网；所述控制器分别与所述开关检测单元、所述逆变单元和所述交流开关连接；参考图3，所述装置应用于所述控制器，包括：
状态信号接收单元301，用于当所述组串式光伏逆变***需要紧急停机时，接收所述开关检测单元发送的所述直流开关的状态信号；
状态信号检测单元302，用于检测所述直流开关的状态信号；
急停控制单元303，用于若检测到所述直流开关的状态信号从接入状态切换为断开状态，则向所述交流开关输出断开信号，以使所述交流开关断停止向交流电网供电。
在本发明的一个实施例中，所述急停控制单元303，还用于在向所述交流开关输出断开信号的同时，停止向所述逆变单元输出PWM信号，以使所述逆变单元停止工作。
图4是本发明一实施例提供的控制器的结构示意图。如图4所示，该实施例的控制器40包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62，例如组串式光伏逆变***急停控制程序。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各个组串式光伏逆变***急停控制方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤201至203。
示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在所述控制器40中的执行过程。例如，所述计算机程序62可以被分割成状态信号接收单元301、状态信号检测单元302和急停控制单元303。
所述控制器40可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述控制器可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是控制器40的示例，并不构成对控制器40的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述控制器还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器61可以是所述控制器40的内部存储单元，例如控制器40的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述控制器40的外部存储设备，例如所述控制器40上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述控制器40的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述控制器所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种组串式光伏逆变***急停控制方法，其特征在于，所述组串式光伏逆变***包括直流开关、开关检测单元、逆变单元、交流开关和控制器；所述直流开关的输入端用于接入直流电源，输出端与所述逆变单元的输入端连接；所述开关检测单元用于检测所述直流开关的开关状态，所述开关检测单元与所述直流开关的联动为机械方式；所述逆变单元的输出端通过所述交流开关接入交流电网；所述控制器分别与所述开关检测单元、所述逆变单元和所述交流开关连接；所述方法应用于所述控制器，包括：
当所述组串式光伏逆变***需要紧急停机时，接收所述开关检测单元发送的所述直流开关的状态信号；
检测所述直流开关的状态信号；
若检测到所述直流开关的状态信号由接入状态切换为断开状态，则向所述交流开关输出断开信号，以使所述交流开关断停止向交流电网供电。
2.如权利要求1所述的组串式光伏逆变***急停控制方法，其特征在于，在向所述交流开关输出断开信号的同时，所述方法还包括：
停止向所述逆变单元输出PWM脉冲宽度调制信号，以使所述逆变单元停止工作。
3.如权利要求1所述的组串式光伏逆变***急停控制方法，其特征在于，所述控制器为数字信号处理DSP控制器。
4.一种组串式光伏逆变***急停控制装置，其特征在于，所述组串式光伏逆变***包括直流开关、开关检测单元、逆变单元、交流开关和控制器；所述直流开关的输入端用于接入直流电源，输出端与所述逆变单元的输入端连接；所述开关检测单元用于检测所述直流开关的开关状态，所述开关检测单元与所述直流开关的联动为机械方式；所述逆变单元的输出端通过所述交流开关接入交流电网；所述控制器分别与所述开关检测单元、所述逆变单元和所述交流开关连接；所述装置应用于所述控制器，包括：
状态信号接收单元，用于当所述组串式光伏逆变***需要紧急停机时，接收所述开关检测单元发送的所述直流开关的状态信号；
状态信号检测单元，用于检测所述直流开关的状态信号；
急停控制单元，用于若检测到所述直流开关的状态信号从接入状态切换为断开状态，则向所述交流开关输出断开信号，以使所述交流开关断停止向交流电网供电。
5.如权利要求4所述的组串式光伏逆变***急停控制装置，其特征在于，所述急停控制单元，还用于在向所述交流开关输出断开信号的同时，停止向所述逆变单元输出PWM信号，以使所述逆变单元停止工作。
6.如权利要求4所述的组串式光伏逆变***急停控制装置，其特征在于，所述控制器为数字信号处理DSP控制器。
7.一种组串式光伏逆变***，其特征在于，包括：所述组串式光伏逆变***包括直流开关、开关检测单元、逆变单元、交流开关和控制器；所述直流开关的输入端用于接入直流电源，输出端与所述逆变单元的输入端连接；所述开关检测单元用于检测所述直流开关的开关状态，所述开关检测单元与所述直流开关的联动为机械方式；所述逆变单元的输出端通过所述交流开关接入交流电网；所述控制器分别与所述开关检测单元、所述逆变单元和所述交流开关连接；
当所述组串式光伏逆变***需要紧急停机时，所述控制器接收所述开关检测单元发送的所述直流开关的状态信号；
所述控制器检测所述直流开关的状态信号的变化状态；
所述控制器若检测到所述直流开关的状态信号从接入状态切换为断开状态，则向所述交流开关输出断开信号，以使所述交流开关断停止向交流电网供电。
8.如权利要求7所述的串式光伏逆变***，其特征在于，在向所述交流开关输出断开信号的同时，所述控制器停止向所述逆变单元输出PWM信号，以使所述逆变单元停止工作。
9.如权利要求7所述的串式光伏逆变***，其特征在于，所述控制器为数字信号处理DSP控制器。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。
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