一种逆变器快速关机装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏发电领域，尤其涉及一种逆变器快速关机装置，可应用于以太阳能电池板或直流电作为输入的具有快速关机要求的系统。
【背景技术】
[0002]光伏并网系统中，逆变器通过直流电缆和直流配电从光伏电池板获得能量，并通过交流电缆和交流配电将发出的交流电馈送到电网中。中间经过长距离的电缆传输和配电
目.ο
[0003]根据最新法规NEC2014的要求，为了应对紧急情况(比如着火)下，救援人员(消防员)能够尽快安全切断逆变器，需要在光伏发电系统中增加快速关机功能，要求在限定的时间内手动或者自动地同时切断交直流电路。同时，当切断直流通路后，要求在太阳能电池板或直流电输出装置后距离5英尺(室内)、10英尺(室外)位置起，1s内将逆变器任意两点间电压降低到安全电压(30V以下)，且带电体能量低于危险能量(240VA)。
[0004]传统的快速关机装置有如下几部分组成:触发装置(紧急开关)，即在紧急情况下的触发开关；检测电路，即检测紧急情况下的快速关机需求；切断装置，即执行切断太阳能电池板和交流的执行装置(某些应用条件下AC触发装置和AC切断装置可以合二为一)以及辅助电源等辅助设备。如图1所示，图1中粗实线表示交直流高压电，细实线表示辅助电源供电(一般为低压直流电)，虚线表示控制信号线。由于通常情况下逆变器安装在屋顶等人员不易直接接触的高处，所以触发装置和切断装置间需要实现控制信号的传递。根据法规的要求，两者间要有自动或者手动的控制。
[0005]通常，触发装置可以选择紧急开关；DC切断装置可选直流接触器或者直流继电器，以及带马达开关等。完成快速关机的功能，需要的模块较多，控制和操作复杂，而且，在实现紧急开关的时候，需要分别操作直流和交流的触发装置(紧急开关)，操作上复杂，另夕卜，在太阳能系统上额外配置直流断路器或直流继电器、自动遥控开关等断路设备成本高，加上各个模块间的强弱电传递，以及需要满足安规要求，代价高。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是提供一种成本低、操作方便、能简单可靠地满足逆变器快速关机要求的装置。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种逆变器快速关机装置，包括DC切断装置和AC切断装置，DC切断装置的两端分别通过直流连接线连接电池板和逆变器，AC切断装置的两端分别通过交流连接线连接逆变器和市电，AC触发装置通过控制信号线连接AC切断装置；辅助电源输入端连接电池板，辅助电源输出端连接DC切断装置、AC切断装置及AC触发装置其特征在于:包括AC检测装置，AC检测装置的两端分别通过控制信号线与DC切断装置和逆变器连接；DC切断装置由交流继电器与开关器件串联构成。
[0008]优选地，所述DC切断装置设于所述电池板的正极和/或负极通路上。
[0009]优选地，所述AC检测装置作为逆变器的一部分，内置在逆变器中；或者作为一个单独的装置独立在逆变器外。
[0010]优选地，所述AC检测装置为AC继电器或AC/DC电源模块。
[0011]优选地，所述开关器件为绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管。
[0012]本实用新型提供的装置使用时，当AC触发装置被按下时，交流将被切断，此时，逆变器将失去交流信号。与逆变器连接的AC检测装置将检测到交流故障，输出控制信号。此控制信号通过控制信号线通知DC切断装置，DC切断装置在规定时间内切断直流，从而实现快速关机功能。
[0013]本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，在实现法规要求的自动遥控开关机基础上，基于实际系统配置出发，充分利用系统固有设备，减少了实现快速关机所需要的模块，减少了系统强弱电线缆及配电，装置成本低，可以简单、可靠的满足快速关机的要求。
【附图说明】
[0014]图1为传统的快速关机装置结构框图；
[0015]图2为本实用新型提供的逆变器快速关机装置结构框图；
[0016]图3为AC检测装置示意图；
[0017]图4为DC切断装置示意图；
[0018]图5为DC切断装置时序控制图。
[0019]图6为DC切断装置示意图2.
【具体实施方式】
[0020]为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0021]图2为本实用新型提供的逆变器快速关机装置示意图，图2中粗实线表示交直流高压电，细实线表示辅助电源供电(一般为低压直流电)，虚线表示控制信号线。所述的逆变器快速关机装置包括DC切断装置和AC切断装置，DC切断装置的两端分别通过直流连接线连接电池板和逆变器，AC切断装置的两端分别通过交流连接线连接逆变器和市电，AC触发装置(紧急开关)通过控制信号线连接AC切断装置；辅助电源一端连接电池板，另一端连接DC切断装置、AC切断装置及AC紧急开关；DC切断装置还通过控制信号线与AC检测装置连接，AC检测装置通过控制信号线连接逆变器。DC切断装置置于电池板或直流电输出装置距离5英尺(室内)、10英尺(室外)内。以逆变器提供AC检测的信号，以交流联动的方式给DC切断装置控制信号，节省触发装置。
[0022]当AC触发装置(紧急开关)被按下时，交流将被切断，此时，逆变器将失去交流信号。与逆变器连接的AC检测装置将检测到交流故障，输出控制信号。此控制信号通过控制信号线通知DC切断装置，DC切断装置在规定时间内切断直流，从而实现快速关机功能。
[0023]AC检测装置可以作为逆变器的一部分，内置在逆变器中；也可以作为一个单独的装置独立在逆变器外，但都完成交流检测功能，当AC检测装置检测到交流故障时，输出控制信号通知DC切断装置动作，完成切断直流的作用。
[0024]图3简要画出了 AC检测装置的示意图，可通过AC继电器或者AC/DC电源模块作为AC检测装置，以实现强电到弱电的转换。
[0025]在DC切断装置中，通过交流relay (继电器)串联IGBT (绝缘栅双极型晶体管)或者MOSFET (金属-氧化物半导体场效应晶体管)等开关器件的方法，并加上一定时序控制实现对DC的切断，如图4所示，图4中:黑色粗线表示直流强电，黑色细线表示控制信号线，虚线表示驱动信号。
[0026]为使交流relay工作在直流场合，需要在IGBT等开关管和交流relay的开通和关断上加入适当的时序控制，以保证交流relay在开通和关断过程中没有电流。因此，在需要DC导通时，首先闭合交流relay，延时一段时间，然后再开通IGBT或者开关器件；在需要DC切断时，首先关闭IGBT或者开关器件，延时一定时间后，再断开交流relay ；relay和IGBT或者开关器件的动作需要一定时间的间隔。因此，在控制上需要加入信号分配与时序控制电路，以保证产生上述时序的驱动波形。同时，该信号分配与时序控制电路还要检测直流过压和短路等情况，适时切断直流通路。其IGBT等开关器件和relay的通断时序如图5所示:当开通时，在t0时刻首先闭合relay，延时一段时间后在tl时刻导通IGBT，从而使电路导通；当切断时，在t0时刻首先断开IGBT，延时一段时间后，在tl时刻关断交流relay，从而使电路断开。通过时序控制，保证了交流relay在开通关断时刻没有电流。
[0027]DC切断装置可以放置在电池板的正极和负极通路上，也可以仅放置在电池板的正极或者负极通路上，如图4和图6所示。
[0028]本实用新型提供的逆变器快速关机装置，利用检测交流断电来产生控制DC切断装置的切断控制信号，采用交流信号以及弱电控制信号来传输切断装置控制命令，采用IGBT或者MOSFET等开关器件和继电器组合以一定时序控制来实现快速关机通断，在实现法规要求的自动遥控开关机基础上，基于实际系统配置出发，充分利用了系统固有设备，减少了实现快速关机所需要的模块，减少了系统强弱电线缆及配电，装置成本低，可以简单、可靠的满足快速关机的要求。
[0029]本实用新型利用交流电产生信号来控制直流通断的方案，可用于直流向交流供电具有快速或者遥控关机需求的场合，可在类似光伏应用系统中进行广范应用。
【主权项】
1.一种逆变器快速关机装置，包括DC切断装置和AC切断装置，DC切断装置的两端分别通过直流连接线连接电池板和逆变器，AC切断装置的两端分别通过交流连接线连接逆变器和市电，AC触发装置通过控制信号线连接AC切断装置；辅助电源输入端连接电池板，辅助电源输出端连接DC切断装置、AC切断装置及AC触发装置；其特征在于:包括AC检测装置，AC检测装置的两端分别通过控制信号线与DC切断装置和逆变器连接；DC切断装置由交流继电器与开关器件串联构成。2.如权利要求1所述的一种逆变器快速关机装置，其特征在于:所述DC切断装置设于所述电池板的正极和/或负极通路上。3.如权利要求1所述的一种逆变器快速关机装置，其特征在于:所述AC检测装置作为逆变器的一部分，内置在逆变器中；或者作为一个单独的装置独立在逆变器外。4.如权利要求1或3的一种逆变器快速关机装置，其特征在于:所述AC检测装置为AC继电器或AC/DC电源模块。5.如权利要求4所述的一种逆变器快速关机装置，其特征在于:所述开关器件为绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管。
【专利摘要】本实用新型提供了一种逆变器快速关机装置，包括交直流切断装置，DC切断装置的两端分别连接电池板和逆变器，AC切断装置的两端分别连接逆变器和市电，AC触发装置连接AC切断装置；辅助电源一端连接电池板，另一端连接交直流切断装置及AC触发装置；AC检测装置的两端分别与DC切断装置和逆变器连接，DC切断装置由交流继电器与开关器件串联构成。当AC检测装置检测到交流故障时，输出控制信号通知DC切断装置动作，完成切断直流的作用。本实用新型在实现自动遥控开关机基础上，基于实际系统配置出发，充分利用系统固有设备，减少了实现快速关机所需模块和系统强弱电线缆及配电，装置成本低，可以简单、可靠的满足快速关机的要求。
【IPC分类】H02J3/38
【公开号】CN204651939
【申请号】CN201520286265
【发明人】杜华刚, 莱姆·吴, 张玉林, 张俊
【申请人】上海正泰电源系统有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月4日