1、產(chǎn)品介紹

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，一般由光伏組件串聯(lián)連接成組串，每串電壓可達(dá)到600-1000V的高壓，且逐漸向1500V升級(jí)。由于光伏系統(tǒng)中接的頭銹蝕、接觸不良、絕緣損壞等引起拉弧導(dǎo)致的火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生。只要有光照，光伏組件就在發(fā)電，直流側(cè)高電壓就一直存在，一旦光伏系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)，此直流高壓對(duì)消防人員的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，而此時(shí)僅斷開逆變器交流側(cè)電源是無法保證救援人員人身安全的，消防隊(duì)員很難保證自己安全前提下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行滅火作業(yè)，可能導(dǎo)致異常嚴(yán)重的火災(zāi)損失。

光伏電弧火災(zāi)是分布式光伏的重大安全隱患，本智能組件監(jiān)控模塊具有電弧電流監(jiān)測(cè)和快速關(guān)斷功能，在光伏組件出現(xiàn)弧光放電、溫度過高等異常情況時(shí)，自動(dòng)快速將故障組件從系統(tǒng)中切除，從而盡可能避免火災(zāi)事故的發(fā)生、減少事故的損失。一旦發(fā)生火災(zāi)事故，由于智能組件監(jiān)控模塊已將對(duì)應(yīng)的組件從系統(tǒng)中斷開，可確保符合標(biāo)準(zhǔn)NB/T 42143-2018 光伏組件功率優(yōu)化器技術(shù)規(guī)范（NEC 2017&2020（690.12））“以距離到光伏矩陣305mm為界限，在快速關(guān)斷裝置啟動(dòng)后30秒內(nèi)，界限范圍外電壓降低到30V以下，界線范圍內(nèi)電壓降低到80V以下”的要求，從而保證消防、運(yùn)維檢修人員的人身安全，避免人身傷害。

為了提升發(fā)電效率，應(yīng)對(duì)陰影、異物遮擋，智能組件監(jiān)控模塊還具備MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率點(diǎn)跟蹤）功能，可實(shí)時(shí)追蹤到單塊組件的最大功率點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)單塊組件的最大功率輸出，能夠在有陰影、異物遮擋的情況下提高組串的發(fā)電功率，有效解決因組件朝向差異、異物遮擋、陰影或組件衰減不一致所造成的各組件間功率、電流失配所導(dǎo)致的組串發(fā)電量損失問題，同時(shí)自動(dòng)預(yù)警組件的熱斑效應(yīng)，降低熱斑危害，提升電站發(fā)電效率和延長電站運(yùn)行壽命。

智能組件監(jiān)控模塊能夠?qū)崟r(shí)采集組件數(shù)據(jù)（電壓、電流、溫度等），通過智能組串監(jiān)控裝置和無線匯聚網(wǎng)關(guān)（集中器）把數(shù)據(jù)發(fā)送至電站運(yùn)維平臺(tái)，結(jié)合其他相關(guān)信息（如當(dāng)?shù)靥鞖?、日照情況）進(jìn)行大數(shù)據(jù)融合分析，對(duì)每塊組件的運(yùn)行狀況進(jìn)行精確評(píng)估。模塊能夠及時(shí)準(zhǔn)確定位接觸不良電弧、遮擋熱斑、隱裂、過熱等故障組件，方便運(yùn)維人員及時(shí)處理，降低運(yùn)維檢修的工作強(qiáng)度，提升運(yùn)維工作效率，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)維端的降本增效，提升電站全壽命周期經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2、結(jié)構(gòu)尺寸

2.1 接口示意圖

備注：接線端子和線纜長度的詳細(xì)信息可與我司銷售人員聯(lián)系，詳細(xì)溝通需求。

2.2 信息標(biāo)識(shí)圖

2.3 產(chǎn)品尺寸圖

3、主要功能

A. 監(jiān)控

1) 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)測(cè)量光伏板的電壓、電流、功率、電能量、背板溫度、環(huán)境溫度、傾斜姿態(tài)、振動(dòng)、開關(guān)狀態(tài)、模擬V-I曲線。

2) 組件優(yōu)化：具備組件級(jí)MPPT能力，在光伏板被遮擋情況下，通過優(yōu)化算法實(shí)時(shí)調(diào)整組件內(nèi)阻以匹配組串外部阻抗，從而提升光伏單板的發(fā)電效率，提升整體系統(tǒng)的發(fā)電量和經(jīng)濟(jì)效益。

3) 無線通信：通過維思無線自組網(wǎng)通信協(xié)議與智能組串監(jiān)控裝置/無線匯聚網(wǎng)關(guān)（集中器）進(jìn)行信息交互，確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。

B. 告警

1) 弧光電流告警：通過識(shí)別光伏板的弧光電流，并依據(jù)預(yù)先整定值，自動(dòng)上報(bào)異常狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)弧光電流告警與保護(hù)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障情況，以便迅速響應(yīng)和處理。

2) 過壓告警：當(dāng)光伏板的輸入電壓超過預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)過壓告警，提醒運(yùn)維人員注意電壓異常情況，防止設(shè)備損壞或安全事故的發(fā)生。

3) 過熱告警：當(dāng)光伏板的背板溫度達(dá)到或超過預(yù)設(shè)的過熱閾值時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)上報(bào)過熱告警，以便運(yùn)維人員及時(shí)采取措施進(jìn)行散熱或檢修，確保光伏板的安全運(yùn)行。

C. 保護(hù)

1) 過熱保護(hù)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊工作溫度，并依據(jù)預(yù)先整定值，將運(yùn)行狀態(tài)從MPPT自動(dòng)切換為直通狀態(tài)，以防止過熱導(dǎo)致的損壞，實(shí)現(xiàn)過熱故障保護(hù)。

2) 過壓過載保護(hù)：通過監(jiān)測(cè)光伏板的輸入電壓和負(fù)載功率，一旦超過預(yù)設(shè)閾值，自動(dòng)切斷異常電流，保護(hù)電路和設(shè)備免受損害。

3) 故障自限：在故障發(fā)生時(shí)，確保故障斷開不影響其他光伏板的正常運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控模塊的多數(shù)故障也不會(huì)影響被監(jiān)測(cè)光伏板的正常工作，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯(cuò)能力。

4) 遙控關(guān)斷：通過手機(jī)→云端→組串監(jiān)控裝置→組件監(jiān)控模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控關(guān)斷，提高了運(yùn)維的便捷性和靈活性。

5) 故障指示：具有工作狀態(tài)雙色指示功能，支持現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)級(jí)、組件級(jí)故障的快速定位，便于運(yùn)維人員快速識(shí)別和處理故障。

6) 故障自檢：安裝和運(yùn)行時(shí)具備自檢功能，能夠上報(bào)自身缺陷狀態(tài)，幫助運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。

D. 維護(hù)

1) 時(shí)間同步：模塊通過無線自組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步，確保信息采集的精準(zhǔn)時(shí)標(biāo)戳，為故障診斷提供有力支持。

2) 檢修支持：支持手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)故障模塊參數(shù)檢視，為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維檢修提供即時(shí)、準(zhǔn)確的信息支持，加速檢修進(jìn)程。

3) 固件升級(jí)：支持出廠恢復(fù)、程序防篡改自檢和遠(yuǎn)程OTA升級(jí)，確保系統(tǒng)始終保持最新狀態(tài)，提升系統(tǒng)性能和安全性。

4、工作原理

（1）弧光火災(zāi)監(jiān)測(cè)與控制

通過分析電流的頻譜及其分布狀態(tài)，應(yīng)用模式識(shí)別技術(shù)可以精準(zhǔn)識(shí)別線路中是否存在弧光電流，如果有持續(xù)的弧光電流就主動(dòng)告警并切斷電路，從而避免弧光火災(zāi)。

（2）效率提升

當(dāng)外部負(fù)載等效阻抗(Z_L)與電源內(nèi)阻抗(Z_pv)成共軛時(shí)，外部負(fù)載可以獲得最大輸出功率。

逆變器的組串優(yōu)化只是針對(duì)整組串的阻抗匹配，無法保證每個(gè)組件的最優(yōu)匹配。

在每個(gè)組件與負(fù)載之間插入阻抗匹配電路，可以實(shí)現(xiàn)輸出阻抗的升高或降低。

控制MCU測(cè)量計(jì)算線路阻抗，始終跟隨光伏陣列的內(nèi)阻變化，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)DC/DC變換器的輸出阻抗以匹配負(fù)載阻抗（如下圖所示），從而獲得最大輸出功率，實(shí)現(xiàn)組件的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）。

5、技術(shù)指標(biāo)

A. 系統(tǒng)工作電壓：1500V；

B. 直通工作電壓范圍：15～50V；

C. MPPT電壓范圍：輸入15～50V/輸出15～50V（輸出電壓自適應(yīng)調(diào)整）；

D. 工作電流范圍：0～30A；

E. 工作功率范圍：0～700W；

F. 滿載功率：700W；

G. 電壓測(cè)量精度：±0.15%；

H. 電流測(cè)量精度：±0.25%；

I. 電能測(cè)量精度：±0.5%；

J. 多路溫度測(cè)量精度：±1℃（-0℃～+85℃），±2℃（-40℃～+125℃）；

K. 模塊工作溫度：-40℃～+85℃；

L. 無線通信距離：≥100m（可視距離）；

M. 絕緣耐壓：＞3500V（任意導(dǎo)線對(duì)外殼）；

N. 絕緣電阻：＞10MΩ（任意導(dǎo)線對(duì)外殼）；

O. 模塊防護(hù)等級(jí)：IP67；

P. 模塊可靠性：MTBF＞50000H，MTTR＜0.1H。