光伏关断器保护系统、方法以及光伏设备与流程

本发明涉及光伏领域，特别是涉及一种光伏关断器保护系统、方法以及光伏设备。

背景技术：

1、为了保证系统运行的安全性，目前的光伏系统往往对每个光伏组件适配相应的快速关断器，快速关断器主要是通过控制位于对应的光伏组件的电源通路上mos开关管的通断，从而实现电源通路的导通和断开，进而实现对快速关断器状态的控制。

2、在实际应用中，光伏系统的逆变器往往会连接多个mppt通道，每个mppt通道一般会并联有两串组件，每串组件由多个光伏组件串联。在两串组件内的光伏组件数量不一致时，光伏组件串联数量多的组件将会向光伏组件串联数量少的组件里反灌电流，这将导致该反灌电流通过mos开关管的体二极管向光伏组件流动，在这种情况下，mos开关管将会产生极高的温度，可能会导致快速关断器着火而引发火灾等严重后果；

3、同时，快速关断器制造商一般都遵从sunspec规范。sunspec规范要求快速关断器处于关断状态时仍然能够输出一个有驱动能力的低压，在每个mppt通道并联有多串组件的情况下，若组串中存在一光伏组件被旁路，则该光伏组件(如图1所示)的旁路二极管导通，从而该快速关断器的输出电压vstr+即为该旁路二极管的导通压降(为一负值)，这就会导致快速关断器输出的低压与其输出电压vstr+短路，此时快速关断器的产生功耗较高，可能会导致快速关断器过温失效等严重后果。

4、因此，如何对快速关断器进行保护，提高其可靠性，已成为业界目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种光伏关断器保护系统、方法以及光伏设备，以解决如何对快速关断器进行保护，提高其可靠性的技术问题

2、根据本发明的第一方面，提供了一种光伏关断器保护系统，包括若干个并联的光伏组串，每条光伏组串包括若干串联的光伏模块，每个光伏模块包括光伏组件、旁路二极管以及关断单元；所述关断单元包括第一mos管、控制子单元、电流检测子单元、电压检测子单元、低压电源以及第二开关子单元；

3、所述光伏组件的第一端耦接至所述第一mos管的第一端，所述第一mos管的第二端分别耦接至所述旁路二极管的阴极以及正输出端，所述光伏组件的第二端分别耦接至所述旁路二极管的阳极以及负输出端；

4、所述电流检测子单元的第一端以及第二端分别耦接至所述第一mos管的第一端以及第二端，所述电流检测子单元的第三端耦接至所述控制子单元的第一端，所述低压电源通过所述第二开关子单元耦接至所述正输出端，所述电压检测子单元的第一端耦接至所述正输出端，其第二端耦接至所述控制子单元的第二端，所述控制子单元的第三端耦接至所述第一mos管的控制端，其第四端耦接至所述第二开关子单元的控制端；其中：

5、所述电流检测子单元用于检测流过所述第一mos管的电流，并根据检测到的电流输出第一信号至所述控制子单元；其中，所述第一信号用于表征所述检测到的电流的大小；

6、所述电压检测子单元用于检测所述正输出端的电压，并根据检测到的电压输出第二信号至所述控制子单元；其中，所述第二信号用于表征所述检测到的电压的大小；

7、所述控制子单元被配置为：

8、在所述第一mos管关断时，依据所述第一信号所表征的电流值，判断所述第一mos管是否发生电流反灌；

9、若是，则导通所述第一mos管，关断所述第二开关子单元；

10、若否，则导通所述第二开关子单元，以控制所述低压电源向外输出第一电压，并依据所述第二信号所表征的电压值，仅在所述第二信号所表征的电压值大于或等于0时，控制所述第二开关子单元保持导通，否则，关断所述第二开关子单元。

11、可选的，在所述第一mos管关断时，依据所述第一信号所表征的电流值，判断所述第一mos管是否发生电流反灌，具体为；

12、在所述第一mos管关断时，所述第一信号所表征的电流值等于0，则判断所述第一mos管没有发生电流反灌；否则，判断所述第一mos管发生电流反灌。

13、可选的，所述电流检测子单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第一运算放大器；

14、所述第一电阻的第一端耦接至所述第一mos管的第一端，所述第一电阻的第二端分别耦接至所述第一运算放大器的第一输入端以及所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第一端接收一参考电压；所述第三电阻的第一端耦接至所述第一mos管的第二端，所述第三电阻的第二端分别耦接至所述第一运算放大器的第二输入端以及所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端耦接至所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输出端输出所述第一信号。

15、可选的，所述电压检测子单元包括第二运算放大器；

16、所述第二运算放大器的正相输入端耦接至所述正输出端，其反相输出端耦接至所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端输出所述第二信号。

17、可选的，还包括驱动单元；

18、所述驱动单元的第一端耦接至所述第一mos管的控制端，其第二端耦接至所述第一mos管的第二端，其第三端耦接至所述控制子单元的第三端；

19、所述驱动单元用于控制所述第一mos管的通断。

20、可选的，所述低压电源的输出电流大于10ma，其输出电压大于0.6v。

21、可选的，所述第二开关子单元包括第二mos管；

22、所述第二mos管的源极耦接至所述低压电源，其漏极耦接至所述正输出端，其栅极耦接至所述控制子单元的第四端。

23、可选的，所述控制子单元的第五端还接收一开通控制信号，所述开通控制信号包括开通信号以及关断信号；

24、所述控制子单元还被配置为用于：

25、依据所述开通控制信号，控制所述第一mos管的通断，其中：

26、若所述控制子单元的第五端接收所述开通信号，则控制所述第一mos管导通；

27、若所述控制子单元的第五端接收所述关断信号，或所述控制子单元在一设定时间内未解析出所述开通信号，则控制所述第一mos管关断。

28、根据本发明的第二方面，提供了一种光伏关断器保护方法，用于对本发明第一方面任一项所述的光伏关断器保护系统进行控制，该方法包括：

29、检测流过所述第一mos管的电流，并根据检测到的电流输出第一信号至所述控制子单元；其中，所述第一信号用于表征所述检测到的电流的大小；

30、检测所述正输出端的电压，并根据检测到的电压输出第二信号至所述控制子单元；其中，所述第二信号用于表征所述检测到的电压的大小；

31、在所述第一mos管关断时，依据所述第一信号所表征的电流值，判断所述第一mos管是否发生电流反灌；

32、若是，则导通所述第一mos管，关断所述第二开关子单元；

33、若否，则导通所述第二开关子单元，以控制所述低压电源向外输出第一电压，并依据所述第二信号所表征的电压值，仅在所述第二信号所表征的电压值大于或等于0时，控制所述第二开关子单元保持导通，否则，关断所述第二开关子单元。

34、根据本发明的第三方面，提供了一种光伏设备，包括如本发明第一方面所述的光伏关断器保护系统。

35、本发明提供的一种光伏关断器保护系统、方法以及光伏设备，通过光伏组件的第一端通过第一mos管分别耦接至旁路二极管的阴极以及正输出端，其第二端分别耦接至旁路二极管的阳极以及负输出端；电流检测子单元的第一端以及第二端分别耦接至第一mos管的第一端以及第二端，低压电源通过第二开关子单元耦接至正输出端，电压检测子单元的第一端耦接至正输出端的方式，控制子单元在第一mos管关断发生电流反灌时导通第一mos管，关断第二开关子单元，以保护第一mos管；在未发生电流反灌时导通第二开关子单元，并仅在第二信号所表征的电压值大于或等于0时，控制第二开关子单元保持导通，从而避免低压电源输出短路，实现了对快速关断器进行保护，提高了其可靠性。