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专利号: 2021113246349
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多种控制的组件级快速关断器,其特征在于,包括关断器主电路以及控制模块,其中:

所述关断器主电路包括输入接口J1、输出接口J2、N型MOS管M1、二极管D1和二极管D2;

所述N型MOS管M1作为开关管,M1的源极连接输入接口J1的负极,M1栅极连接至控制模块中的控制单元MCU,漏极连接二极管D2的正极以及输出接口J2的负极,二极管D2的负极连接输入接口J1的正极以及二极管D1的正极,二极管D1的负极连接输出接口J2的正极;

所述控制模块包括紧急按钮、紧急关断模块、辅助电源、开关K、电压/电流/温度检测模块、控制单元MCU、RS485通讯模块以及PC端;所述辅助电源接在输入接口J1的正极、负极之间,并通过开关K连接控制单元MCU、RS485通讯模块,为控制模块提供电源;电压/电流/温度检测模块包括电压检测单元、电流检测单元以及温度检测单元,其中电压检测电源连接光伏组件,用于检测光伏组件的电压,以判断光伏板内是否出现短路故障;电流检测单元串接在输入接口J1的正极与二极管D1之间,用于检测关断器主电路的电流,从而判断开关管是否正常开关;温度检测单元安装在关断器的电路板上,用于检测关断器的内部温度;电压/电流/温度检测模块的检测信息发送给控制单元MCU;PC端与控制单元MCU通过RS485通讯模块双向通信;紧急按钮通过所述紧急关断模块连接开关K;

快速关断器有手动紧急关断按钮,RS485通讯控制关断,自动关断三种关断控制方式;

所述自动关断的控制方式为:

通过电压检测单元检测光伏组件的电压,以判断光伏板内是否出现短路情况;通过电流检测单元检测关断器主电路的电流以判断开关管M1是否正常开关,可在开关管损坏时及时进行更换;通过温度检测单元检测关断器电路板温度以判断关断器主电路及其控制电路有无故障问题;在控制单元失效之前,利用控制单元控制开关管及时进行关断操作;

所述判断光伏板内是否出现短路情况,具体判断方法为:

当光伏板内存在短路故障时,其最大功率点电压值或开路电压值与电池短路的个数成线性关系;

所述RS485通讯控制关断的控制方式为:

通过RS485通讯模块传输控制信号,让控制单元控制开关管实现关断操作,继而利用电流检测单元,通过控制单元返回PC端关断器主电路电流值,表明是否关断成功;或通过RS485通讯模块进行传输当前的光伏组件电压值、关断器主电路电流检测数据,从而实现异地监控操作。

2.根据权利要求1所述的多种控制的组件级快速关断器,其特征在于,所述多种控制的组件级快速关断器应用在分布式光伏发电系统中时,每个光伏组件对应一个快速关断器;

不同的快速关断器的输出进行串联后,连接逆变器,从而实现组件级别的控制。

3.根据权利要求2所述的多种控制的组件级快速关断器,其特征在于,在所述分布式光伏发电系统中,PC机会对快速关断器进行轮询操作,快速关断器的控制单元会一一响应,但当关断器异常,控制单元无法工作时,将没有反馈信号,表明该快速关断器损坏,需要排查。

4.根据权利要求1所述的多种控制的组件级快速关断器,其特征在于,所述手动紧急关断按钮的控制方式为:所述紧急按钮由家用交流电供电,通过AC转DC操作可使得按钮控制信号为直流;一个紧急按钮接通光伏发电系统中所有的快速关断器,实现一个按钮关断全部的功能。

5.根据权利要求1所述的多种控制的组件级快速关断器,其特征在于,紧急关断模块用继电器实现,通过紧急按钮提供的交流转直流信号让继电器实现开关操作,从而通过控制开关K直接阻断辅助电源给控制模块的供电,在控制模块无供电时,开关管则会自动关断,实现紧急关断。

6.根据权利要求1所述的多种控制的组件级快速关断器,其特征在于,辅助电源中设置DC‑DC隔离转换电路,为RS485进行隔离供电。