CN207853841U - 一种光伏发电弹性控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了光伏发电控制技术领域内的一种光伏发电弹性控制装置，包括若干光伏发电组串电路，光伏发电组串电路包括多个串联连接的光伏发电组件；电流传感器，电流传感器检测光伏发电组串电路中的反向电流信息并反馈给反向电流控制器；自动保护器，反向电流控制器根据接收到的反向电流信息控制自动保护器对光伏发电组串电路进行阻断并隔离，同时，可消除对光伏发电组串电路的隔离和阻断；其中，每个光伏发电组串电路独立配有一个电流传感器和自动保护器；使用该弹性控制装置对反向电流进行检测和控制；本实用新型可自动检测并消除反向电流的同时，保证光伏***正常工作状态，提高光伏电能的利用率。

Description

一种光伏发电弹性控制装置

技术领域

本实用新型属于光伏发电控制技术领域，特别涉及一种光伏发电弹性控制装置。

背景技术

近年来，光伏微网发展迅速，越来越多的光伏微网发电***接入到电网中，光伏发电***中的直流端所包括的各个子***有：光伏板阵列组串***、汇流箱和直流-直流转换器等，很多并行的光伏发电组串电路通过汇流箱连到同一台集中逆变器的直流输入端，光伏发电组串电路由若干个串接在一起的光伏发电组件组成，但受光伏发电组串电路的匹配和部分遮影的影响，有些光伏板阵列组串不仅不能发电，反而成了吸收功率的“负载”，电流方向逆转从而产生反向电流，反向电流会导致光伏板阵列的“热斑现象”，使得***的发电可靠性受到某一光伏单元组工作状态不良的影响而大大降低，从而无法保证整个光伏***的最佳效率和电产能。

为了消除反向电流对光伏***发电的影响，现有技术中，在光伏发电组串电路上简单的附加一个光伏阵列的接口箱，对每一串的光伏组串进行监控，如其中有一组串工作不正常，***将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串停止工作，或者通过声光报警提醒工作人员注意，但是无法实现自动消除反向电流并重新自动加入这一串的功能。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种光伏发电弹性控制装置，解决了现有技术中无法自动消除反向电流后将其自动加入发电***的技术问题，本实用新型可自动检测并消除反向电流的同时，保证光伏***正常工作状态，提高光伏电能的利用率。

本实用新型的目的是这样实现的：一种光伏发电弹性控制装置，包括

若干光伏发电组串电路，所述光伏发电组串电路包括多个串联连接的光伏发电组件；

电流传感器，所述电流传感器检测光伏发电组串电路中的反向电流信息并反馈给反向电流控制器；

自动保护器，所述反向电流控制器根据接收到的反向电流信息控制自动保护器对光伏发电组串电路进行阻断并隔离，同时，可消除对光伏发电组串电路的隔离和阻断；

其中，每个光伏发电组串电路独立配有一个电流传感器和自动保护器。

为了实现电流的实时检测，所述任一光伏发电组串电路的高压端连接电流传感器的正极，电流传感器的负极连接直流-直流转换器的一端，所述直流-直流转换器的另一端与自动保护器的输入端连接。

为了实现光伏发电***中反向电流的自动消除，所述自动保护器包括保护电路，所述保护电路包括控制开关一，所述控制开关一的负极连接控制开关二的正极，所述控制开关二的负极连接光伏发电组串电路的低压端，控制开关一的控制端一和控制端二均与反向电流控制器连接；所述反向电流控制器驱动控制开关一的控制端一处为高电压时，控制开关一导通；反向电流控制器驱动控制开关一的控制端二处为高电压时，控制开关一截止；所述控制开关二的控制端一和控制端二均与反向电流控制器连接；反向电流控制器驱动控制开关二的控制端一处为高电压时，控制开关二导通；反向电流控制器驱动控制开关二的控制端二处为高电压时，控制开关二截止；所述直流-直流转换器的另一端与控制开关一的正极连接。

为了使消除反向电流后的光伏发电组串电路重新加入光伏发电***中，所述自动保护器还包括自检电路，所述自检电路包括控制开关三，所述控制开关三的正极连接直流-直流转换器的另一端，控制开关三的负极连接自检电阻一端，所述自检电阻的另一端连接光伏发电组串电路的低压端，控制开关三的控制端一和控制端二均与反相电流控制器连接，反相电流控制器驱动控制开关三的控制端一处为高电压时，控制开关三导通；反相电流控制器驱动控制开关三的控制端二处为高电压时，控制开关三截止；此设计中，电流传感器检测到没有反向电流信号，反向电流控制器驱动控制开关三导通，同时反向电流控制器检测到自检电路通时（说明此时该光伏发电组串电路已经重新发电），反相电流控制器驱动控制开关二截止，使该光伏发电组串电路不再被隔离，该光伏发电组串电路加入到光伏发电***中去重新发电。

为了防止反向电流对光伏发电组件的损害，所述光伏发电组串电路还包括阻断二极管，串接在一起的光伏发电组件的高压端与阻断二极管的正极连接，阻断二极管的负极连接电流传感器的一端。

为了实现各个自动保护器对对应的光伏发电组串电路的独立保护，各个所述光伏发电组串电路的低压端连接在一起，各个控制开关一的负极连接在一起。

本实用新型工作时，直流传感器实时检测光伏发电组串电路的反向电流并将检测到的反向电流信息发送给反向电流控制器；判断是否有反向电流信号，若没有反向电流信号，若没有检测到反向电流，反向电流控制器检测自检电路接通与否，若某自检电路接通，反向电流控制器驱动对应的控制开关一导通、驱动对应的控制开关三截止同时控制对应的控制开关二截止；否则，反向电流控制器和自动保护器不做任何动作，光伏发电组串电路发电；若某一光伏发电组串电路中有反向电流信号，反向电流控制器控制所有控制开关一截止，同时，反向电流控制器驱动对应的控制开关二导通，使该光伏发电组串电路与其它光伏发电组串电路隔离；检测上述有反相电流信号的光伏发电组串电路是否仍然有反向电流信号，若检测到该光伏发电组串电路中没有反向电流信号，反向电流控制器驱动其它无问题的光伏发电组串电路对应的控制开关一导通，反向电流控制器驱动对应的控制开关三导通，若反向电流控制器检测到自检电路通，则反向电流控制器驱动对应的控制开关二截止及对应的控制开关一导通，上述光伏发电组串电路不再被隔离，该光伏发电组串电路自动重新发电；循环执行以上步骤。

与现有技术相比，本实用新型具有的技术效果为：本实用新型中通过电流传感器、直流-直流转换器、自动保护器和反向电流保护器的结合设置，自动检测反向电流并自动消除反向电流，保证光伏发电***的正常工作状态，提高光伏发电***发电的稳定性和可靠性，延长***的有效工作时间，消除反向电流后，可将对应的光伏发电组串电流重新加入光伏发电***，最大限度地保证光伏电能产量。

附图说明

图1为本实用新型中反向电流反馈控制回路总体结构示意图。

图2为本实用新型中光伏发电***的具体电路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示的一种光伏发电弹性控制装置，包括

若干光伏发电组串电路，光伏发电组串电路包括至少一个串联连接的光伏发电组件；

电流传感器，电流传感器检测光伏发电组串电路中的反向电流信息并反馈给反向电流控制器；

自动保护器，反向电流控制器根据接收到的反向电流信息控制自动保护器对光伏发电组串电路进行阻断并隔离，同时，可消除对光伏发电组串电路的隔离和阻断；

其中，每个光伏发电组串电路独立配有一个电流传感器和自动保护器，光伏发电组串电路的个数至少为1个。

为了实现光伏发电***中反向电流的自动消除，自动保护器包括保护电路，保护电路包括控制开关一，控制开关一的负极连接控制开关二的正极，控制开关二的负极连接光伏发电组串电路的低压端，控制开关一的控制端一和控制端二均与反向电流控制器连接；反向电流控制器驱动控制开关一的控制端一处为高电压时，控制开关一导通；反向电流控制器驱动控制开关一的控制端二处为高电压时，控制开关一截止；控制开关二的控制端一和控制端二均与反向电流控制器连接；反向电流控制器驱动控制开关二的控制端一处为高电压时，控制开关二导通；反向电流控制器驱动控制开关二的控制端二处为高电压时，控制开关二截止；为了实现电流的实时检测，任一光伏发电组串电路的高压端连接电流传感器的正极，电流传感器的负极连接直流-直流转换器的一端，直流-直流转换器的另一端与控制开关一的正极连接。

为了使消除反向电流后的光伏发电组串电路重新加入光伏发电***中，自动保护器还包括自检电路，自检电路包括控制开关三，控制开关三的正极连接直流-直流转换器的另一端，控制开关三的负极连接自检电阻一端，自检电阻的另一端连接光伏发电组串电路的低压端，控制开关三的控制端一和控制端二均与反相电流控制器连接，反相电流控制器驱动控制开关三的控制端一处为高电压时，控制开关三导通；反相电流控制器驱动控制开关三的控制端二处为高电压时，控制开关三截止。

为了防止反向电流对光伏发电组件的损害，光伏发电组串电路还包括阻断二极管，串接在一起的光伏发电组件的高压端与阻断二极管的正极连接，阻断二极管的负极连接电流传感器的一端。

为了实现各个自动保护器对对应的光伏发电组串电路的独立保护，各个光伏发电组串电路的低压端连接在一起，各个控制开关一的负极连接在一起。

其中，本实用新型中的光伏发电***的具体结构为，控制开关一的负极连接直流端汇流箱电容的一端和逆变器的一端，光伏发电组串电路的低压端连接直流端汇流箱电容的另一端和逆变器的另一端，逆变器将电能馈送到交流端处，以给交流电网供电；另外，反向电流控制器可选用单片机。

下面举出一个具体的实施例以说明本实用新型的工作过程，如图2所示，光伏发电***中有n个光伏发电组串电路，第一个光伏发电组串电路中出现反向电流，其它光伏发电组串电路没有出现反向电流，反向电流控制器驱动控制开关一截止，使所有发电组串电路均被暂时中止，反向电流控制器驱动与第一光伏发电组串电路对应的控制开关二导通，使第一光伏发电组串电路与其它组串电路隔离，当电流传感器显示反向电流消失后，反向电流控制器导通其它发电组串电路对应的控制开关一来对直流端汇流箱电容继续发电充电，以维持光伏发电***正常工作，同时，驱动第一光伏发电组串电路对应的控制开关三导通，以导通受反向电流影响的自检电路，此光伏发电组串电路处于隔离状态，如果是其间损害，可以等待维修，或者如果是遮挡消除，光伏电路自动重新发电，与光伏发电组串电路一连接的电流传感器继续实时监测该电路电流信号，以上为反向电流弹性控制器的一个执行周期；另外，在每个执行周期的开始，如果没有检测到反向电流，反向电流弹性控制器检测是否有某光伏组串的自检电路接通与否，如果某自检电路接通，说明之前周期中出现过反向电流，该组串现仍处于隔离状态，现在故障消除，已经能够正常发电，所以通过自检电路能检测到正向发电电流信号，在此情况下，反向电流弹性控制器导通自动保护器控制开关一来导通该组串使其并入发电电路并同时断开保护器控制开关三来断开自检电路。

本实用新型中通过电流传感器、直流-直流转换器、自动保护器和反向电流保护器的结合设置，自动检测反向电流并自动消除反向电流，保证光伏发电***的正常工作状态，提高光伏发电***发电的稳定性和可靠性，延长***的有效工作时间，消除反向电流后，可将对应的光伏发电组串电流重新加入光伏发电***，最大限度地保证光伏电能产量。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种光伏发电弹性控制装置，包括若干光伏发电组串电路，所述光伏发电组串电路包括多个串联连接的光伏发电组件，其特征在于，

包括电流传感器，所述电流传感器检测光伏发电组串电路中的反向电流信息并反馈给反向电流控制器；

自动保护器，所述反向电流控制器根据接收到的反向电流信息控制自动保护器对光伏发电组串电路进行阻断并隔离，同时，可消除对光伏发电组串电路的隔离和阻断；

其中，每个光伏发电组串电路独立配有一个电流传感器和自动保护器。

2.根据权利要求1所述的一种光伏发电弹性控制装置，其特征在于，任一所述光伏发电组串电路的高压端连接电流传感器的正极，电流传感器的负极连接直流-直流转换器的一端，所述直流-直流转换器的另一端与自动保护器的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种光伏发电弹性控制装置，其特征在于，所述自动保护器包括保护电路，所述保护电路包括控制开关一，所述控制开关一的负极连接控制开关二的正极，所述控制开关二的负极连接光伏发电组串电路的低压端，控制开关一的控制端一和控制端二均与反向电流控制器连接；所述反向电流控制器驱动控制开关一的控制端一处为高电压时，控制开关一导通；反向电流控制器驱动控制开关一的控制端二处为高电压时，控制开关一截止；所述控制开关二的控制端一和控制端二均与反向电流控制器连接；反向电流控制器驱动控制开关二的控制端一处为高电压时，控制开关二导通；反向电流控制器驱动控制开关二的控制端二处为高电压时，控制开关二截止；所述直流-直流转换器的另一端与控制开关一的正极连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种光伏发电弹性控制装置，其特征在于，所述自动保护器还包括自检电路，所述自检电路包括控制开关三，所述控制开关三的正极连接直流-直流转换器的另一端，控制开关三的负极连接自检电阻一端，所述自检电阻的另一端连接光伏发电组串电路的低压端，控制开关三的控制端一和控制端二均与反相电流控制器连接，反相电流控制器驱动控制开关三的控制端一处为高电压时，控制开关三导通；反相电流控制器驱动控制开关三的控制端二处为高电压时，控制开关三截止。

5.根据权利要求4所述的一种光伏发电弹性控制装置，其特征在于，所述光伏发电组串电路还包括阻断二极管，串接在一起的光伏发电组件的高压端与阻断二极管的正极连接，阻断二极管的负极连接电流传感器的一端。

6.根据权利要求4所述的一种光伏发电弹性控制装置，其特征在于，各个所述光伏发电组串电路的低压端连接在一起，各个控制开关一的负极连接在一起。