本發(fā)明涉及光伏設備，具體涉及一種關斷器及光伏系統(tǒng)。

背景技術：

1、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是將太陽輻射能轉換成電能的發(fā)電系統(tǒng)，因其以取之不盡的太陽能作為能源而得到廣泛應用，并且越來越普及，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)通常由若干光伏組串和逆變器組串，而光伏組串由若干光伏模塊串聯組成，光伏模塊可由一塊光伏組件單獨組成，也可以由兩塊以上光伏組件串聯組成。

2、光伏組串在發(fā)電的過程中，可能產生上千伏的電壓。現有技術中，為了消除光伏組件到逆變器的電路中存在的高壓電，通過在光伏組件的輸出端上設置關斷器，并通過外部控制器向關斷器發(fā)送心跳包的方式控制關斷器的工作，即外部控制器持續(xù)向關斷器發(fā)送心跳包，關斷器在接收到心跳包時保持導通狀態(tài)，在未接收到心跳包時則將光伏組件從電路中斷開。其缺陷在于，必須確保關斷器和外部控制器之間形成穩(wěn)定可靠的通信，否則將會影響光伏系統(tǒng)的正常工作，降低了系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且關斷器和控制器之間的設置距離受其通信距離的限制，成本較高。

技術實現思路

1、本發(fā)明旨在一定程度上解決上述現有技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明提供了一種關斷器及光伏系統(tǒng)，能夠準確、迅速的控制光伏組串以及光伏模塊的連接狀態(tài)，安全性好，成本低。

2、第一方面，為實現上述目的，本發(fā)明提出了一種關斷器，用于光伏組串的關斷控制，所述關斷器包括若干組件關斷模塊和一組串關斷模塊，所述組件關斷模塊的輸入端電連接光伏模塊輸出端，所述光伏模塊包括至少一個光伏組件，若干所述組件關斷模塊的輸出端相互串聯后電連接光伏組串的母線的輸入端，所述組件關斷模塊包括：

3、第一開關，第一開關的輸入端電連接于所述光伏模塊的第一輸出端，用于控制所述光伏模塊與光伏組串的母線之間的通斷狀態(tài)；

4、電流檢測單元，電流檢測單元的一端電連接所述第一開關的輸出端，另一端設為所述組件關斷模塊的輸出端，用于檢測所在線路上流過的電流值并生成表征檢測電流值的電流檢測信號；

5、第二開關，第二開關的一端電連接于所述第一開關的輸出端和電流檢測單元的輸入端之間，另一端電連接所述光伏模塊的第二輸出端；

6、控制單元，電連接所述第一開關和第二開關的控制端以及所述電流檢測單元的電流檢測信號輸出端，用于根據所述電流檢測信號表征的檢測電流值的數值范圍控制第一開關和第二開關的通斷狀態(tài)；

7、所述組串關斷模塊包括電源單元和第三開關，所述電源單元輸出端電連接于光伏組串的母線輸入端上，用于根據所述第三開關的通斷狀態(tài)向光伏組串輸出兩種不同電壓的電信號，所述第三開關電連接于所述母線的輸入端和輸出端之間，用于控制所述光伏組串與外部電路之間的通斷狀態(tài)。

8、優(yōu)選的，所述組串關斷模塊還包括觸發(fā)器，所述觸發(fā)器包括信號輸入端和信號輸出端，所述電源單元包括使能信號輸入端，所述觸發(fā)器的信號輸出端電連接所述電源單元的使能信號輸入端并用于向所述電源單元輸出使能信號；

9、所述觸發(fā)器用于在所述第三開關工作于不同通斷狀態(tài)的情況下，觸發(fā)器的信號輸出端輸出不同電平狀態(tài)的使能信號；

10、所述電源單元根據所述使能信號的電平狀態(tài)輸出兩種不同電壓的電信號。

11、優(yōu)選的，所述組串關斷模塊還包括降壓單元和儲能電池單元，所述降壓單元輸入端電連接于所述光伏組串的母線輸入端上，輸出端電連接儲能電池單元的輸入端，所述儲能電池單元輸出端電連接所述電源單元的輸入端；

12、所述降壓單元用于對光伏組串的輸出電壓進行降壓處理后對儲能電池單元充電；

13、所述儲能電池單元用于為所述電源單元供電。

14、優(yōu)選的，所述組串關斷模塊還包括第四開關，所述第四開關的通斷狀態(tài)與第三開關的通斷狀態(tài)同步，所述第四開關的一端電連接參考地，另一端電連接觸發(fā)器的信號輸入端；

15、所述第四開關斷開時，所述觸發(fā)器的信號輸出端輸出第一觸發(fā)信號，所述電源單元向所述光伏組串電路輸出第一電壓信號；

16、所述第四開關導通時，所述觸發(fā)器的信號輸出端輸出第二觸發(fā)信號，所述電源單元向所述光伏組串電路輸出第二電壓信號。

17、優(yōu)選的，所述電源單元向所述光伏組串電路輸出第一電壓信號的情況下，所述電流檢測單元輸出的電流檢測信號表征的檢測電流值小于等于第一閾值；

18、所述電源單元向所述光伏組串電路輸出第二電壓信號的情況下，所述電流檢測單元輸出的電流檢測信號表征的檢測電流值大于第一閾值且小于等于第二閾值。

19、優(yōu)選的，所述控制單元在所述電流檢測信號表征的檢測電流值小于等于第一閾值的情況下，控制所述第一開關斷開并控制所述第二開關導通；

20、所述控制單元在所述電流檢測信號表征的檢測電流值大于第一閾值且小于等于第二閾值的情況下，控制所述第一開關導通并控制所述第二開關斷開。

21、優(yōu)選的，所述電源單元設為自舉升壓電源，所述觸發(fā)器設為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

22、優(yōu)選的，所述電流檢測單元包括測量電阻以及輸入端電連接所述測量電阻兩端的放大電路，所述放大電路輸出端用于輸出所述電流檢測信號。

23、優(yōu)選的，所述電流檢測單元包括霍爾電流傳感器。

24、優(yōu)選的，所述組件關斷模塊的輸出端之間還電連接有泄放單元，所述泄放單元用于在第一開關和第二開關斷開后快速釋放電路中的剩余電荷，所述泄放單元包括第五開關和泄放電阻。

25、優(yōu)選的，所述第一開關、第二開關和第五開關設為mos管、igbt或繼電器開關中的一種，所述第五開關的控制極電連接所述控制單元，所述控制單元在所述第一開關關斷的同時控制所述第五開關在預設時間內導通后關斷，且所述第五開關導通的情況下，所述第二開關不導通。

26、優(yōu)選的，所述組件關斷模塊的輸出端之間還電連接有續(xù)流二極管。

27、優(yōu)選的，所述組件關斷模塊還包括供電單元，所述供電單元從所述光伏模塊取電并用于給所述控制單元供電，所述供電單元輸入端電連接所述光伏模塊輸出端。

28、第二方面，為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種光伏系統(tǒng)，包括若干光伏組串和逆變器，若干所述光伏組串并聯連接于所述逆變器輸入端，所述逆變器輸出端連接電網，所述光伏組串包括若干光伏模塊和關斷器，所述關斷器設為如上述任一項技術方案中所述的關斷器，若干所述光伏模塊輸出端一一對應的電連接于若干所述組件關斷模塊的輸入端，所述光伏模塊包括至少一個光伏組件。本申請所提供的光伏系統(tǒng)與關斷器的有益效果推理過程相似，在此不再贅述。

29、本發(fā)明的這些特點和優(yōu)點將會在下面的具體實施方式以及附圖中進行詳細的揭露。本發(fā)明最佳的實施方式或手段將結合附圖來詳盡表現，但并非是對本發(fā)明技術方案的限制。另外，在每個下文和附圖中出現的這些特征、要素和組件是具有多個，并且為了表示方便而標記了不同的符號或數字，但均表示相同或相似構造或功能的部件。

技術特征：

1.一種關斷器，用于光伏組串的關斷控制，所述關斷器包括若干組件關斷模塊(10)和一組串關斷模塊(20)，所述組件關斷模塊(10)的輸入端電連接光伏模塊(30)輸出端，所述光伏模塊(30)包括至少一個光伏組件，若干所述組件關斷模塊(10)的輸出端相互串聯后電連接光伏組串的母線的輸入端，其特征在于，所述組件關斷模塊(10)包括：

2.根據權利要求1所述的關斷器，其特征在于，所述組串關斷模塊(20)還包括觸發(fā)器(22)，所述觸發(fā)器(22)包括信號輸入端和信號輸出端，所述電源單元(21)包括使能信號輸入端，所述觸發(fā)器(22)的信號輸出端電連接所述電源單元(21)的使能信號輸入端并用于向所述電源單元(21)輸出使能信號；

3.根據權利要求2所述的關斷器，其特征在于，所述組串關斷模塊(20)還包括降壓單元(23)和儲能電池單元(24)，所述降壓單元(23)輸入端電連接于所述光伏組串的母線輸入端上，輸出端電連接儲能電池單元(24)的輸入端，所述儲能電池單元(24)輸出端電連接所述電源單元(21)的輸入端；

4.根據權利要求2所述的關斷器，其特征在于，所述組串關斷模塊(20)還包括第四開關(k4)，所述第四開關(k4)的通斷狀態(tài)與第三開關(k3)的通斷狀態(tài)同步，所述第四開關(k4)的一端電連接參考地，另一端電連接觸發(fā)器(22)的信號輸入端；

5.根據權利要求4所述的關斷器，其特征在于，所述電源單元(21)向所述光伏組串電路輸出第一電壓信號的情況下，所述電流檢測單元(12)輸出的電流檢測信號表征的檢測電流值小于等于第一閾值；

6.根據權利要求1至5中任一項所述的關斷器，其特征在于，所述控制單元(11)在所述電流檢測信號表征的檢測電流值小于等于第一閾值的情況下，控制所述第一開關(k1)斷開并控制所述第二開關(k2)導通；

7.根據權利要求2至5中任一項所述的關斷器，其特征在于，所述電源單元(21)設為自舉升壓電源，所述觸發(fā)器(22)設為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(22)。

8.根據權利要求1至5中任一項所述的關斷器，其特征在于，所述電流檢測單元(12)包括測量電阻以及輸入端電連接所述測量電阻兩端的放大電路，所述放大電路輸出端用于輸出所述電流檢測信號。

9.根據權利要求1至5中任一項所述的關斷器，其特征在于，所述電流檢測單元(12)包括霍爾電流傳感器。

10.根據權利要求1至5中任一項所述的關斷器，其特征在于，所述組件關斷模塊(10)的輸出端之間還電連接有泄放單元(13)，所述泄放單元(13)用于在第一開關(k1)和第二開關(k2)斷開后快速釋放電路中的剩余電荷，所述泄放單元(13)包括第五開關(k5)和泄放電阻。

11.根據權利要求10所述的關斷器，其特征在于，所述第一開關(k1)、第二開關(k2)和第五開關(k5)設為mos管、igbt或繼電器開關中的一種，所述第五開關(k5)的控制極電連接所述控制單元(11)，所述控制單元(11)在所述第一開關(k1)關斷的同時控制所述第五開關(k5)在預設時間內導通后關斷，且所述第五開關(k5)導通的情況下，所述第二開關(k2)不導通。

12.根據權利要求1至5中任一項所述的關斷器，其特征在于，所述組件關斷模塊(10)的輸出端之間還電連接有續(xù)流二極管(d1)。

13.根據權利要求1至5中任一項所述的關斷器，其特征在于，所述組件關斷模塊(10)還包括供電單元(14)，所述供電單元(14)從所述光伏模塊(30)取電并用于給所述控制單元(11)供電，所述供電單元(14)輸入端電連接所述光伏模塊(30)輸出端。

14.一種光伏系統(tǒng)，包括若干光伏組串和逆變器(40)，若干所述光伏組串并聯連接于所述逆變器(40)輸入端，所述逆變器(40)輸出端連接電網，其特征在于，所述光伏組串包括若干光伏模塊(30)和關斷器，所述關斷器設為如權利要求1-13中任一項所述的關斷器，若干所述光伏模塊(30)輸出端一一對應的電連接于若干所述組件關斷模塊(10)的輸入端，所述光伏模塊(30)包括至少一個光伏組件。

技術總結
本發(fā)明公開了一種關斷器和光伏系統(tǒng)，用于光伏組串的關斷控制，關斷器包括若干組件關斷模塊和一組串關斷模塊，組件關斷模塊的輸入端電連接光伏模塊輸出端，若干組件關斷模塊的輸出端相互串聯后電連接光伏組串的母線的輸入端，組件關斷模塊包括：第一開關、電流檢測單元、第二開關和控制單元；組串關斷模塊包括電源單元和第三開關，電源單元電連接于光伏組串的母線輸入端上，用于向光伏組串輸出電信號，第三開關電連接于母線的輸入端和輸出端之間，用于控制光伏組串與外部電路之間的通斷狀態(tài)。本發(fā)明的關斷器通過組件關斷模塊可實現組件級關斷，并通過使第一開關跟隨第三開關同步導通和關斷，提高光伏組串電路的安全性。

技術研發(fā)人員：艾鵬,張穎華
受保護的技術使用者：賽博聯物（蘇州）科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30