一种可短路保护的功率优化器和光伏发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏并网发电技术领域，特别是涉及一种可短路保护的功率优化器和光伏发电系统。


背景技术：

2.当前并网光伏系统的直流输入端一般是由光伏电池串并联成的500v—1500v系统电压的直流系统，因此当发生绝缘破坏、金属接头松动、元件老化、动物呲咬等情况时都会产生电弧故障。而直流电弧不同于交流电弧，电流没有过零点，因而不能自动熄弧，一旦发生拉弧没有及时处理，往往会造成经济损失或可能存在的人身安全损失。直流拉弧对光伏系统来说是一个重要的安全问题，需要引起重视。
3.直流电弧根据其产生的位置可分为并行直流电弧和串行直流电弧。串行电弧故障主要由光伏电池间接头及直流汇流箱及逆变器的连接端子接触不良、直流电缆断裂等因素产生的连接线电弧故障。并行电弧故障主要是由于绝缘破坏引起的，可分为对地电弧与线线电弧，产生并行电弧的直流回路可认为发生短路。光伏电池的短路电流与辐照温度相关，难以检测确定。即使安装在逆变器或直流汇流箱中的电弧检测装置检测到回路中存在电弧故障，并通过断开光伏直流回路，也仅能消灭串行电弧，而不能消除并行电弧。因为即使直流电路回路被断开后，发生绝缘破坏而造成的对地与线线回路仍然存在。
4.为了消除并行电弧故障，现有技术是通过安装在光伏电池输出端光伏功率优化器或关断器断开光伏电池对外供电。在出现电弧或短路故障时，利用中央控制器持续发送心跳通讯信号，或者利用位于直流总线上的关断控制模块发送周期性激励脉冲源，控制功率优化器或关断器关断光伏电池的输出，使其停止发电；当安全故障消失后，各个光伏电池功率光伏功率优化器或关断器重新开通，使自身所连接的光伏电池实现电能输出。现有技术的两种方案中，不但在光伏逆变系统中需要增加相应的发送模块，并且在光伏电池的关断器或功率光伏功率优化器也需要设置额外的接收模块，从而不但增加了光伏系统的成本与系统自耗电，同时增加了新的信号源发送与接收模块的故障点。


技术实现要素：

5.为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型的主要目的在于提供一种可短路保护的功率优化器和光伏发电系统，一方面可通过光伏功率优化器实现短路时的自动关断保护，并且短路情况解除后自动启动；在另一方面在实现光伏发电系统直流侧的快速电弧故障检测和关断回路灭弧的基础上，减少光伏电池中关断电路的信号源接收模块、光伏逆变系统中的信号源发送模块。在整体上，不仅降低在电弧和短路防护的快速关断方面的成本，同时提升光伏发电系统安全性和可靠性。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
7.本实用新型在一方面提供了一种可短路保护的功率优化器，该优化器包括功率变换模块、控制模块和辅助电源，功率变换模块的输入端可接入到光伏单元的输出端，功率变
换模块的输出端可接入至电力获取系统，辅助电源取电连接于光伏单元的输出端并供电连接于控制模块，控制模块控制连接于功率变换模块，该优化器还配置有短路保护电路；
8.所述短路保护电路包括第一开关件、第二开关件和储能元件，所述控制模块以开关信号控制连接于第一开关件和第二开关件；
9.所述第一开关件和第二开关件连接在光伏单元与电力获取系统的连接回路上，任一所述第一开关件和第二开关件的关断，则光伏单元与电力获取系统的连接断开；所述储能元件连接在第一开关件和第二开关件之间，第一开关件的导通可连通光伏单元与储能元件，第二开关件的导通可连通储能元件与电力获取系统；
10.至少在辅助电源的运行电压低于关闭电压，任一所述第一开关件和第二开关件将关断，并使光伏单元和电力获取系统的连接断开；
11.至少在辅助电源的运行电压高于启动电压，所述控制模块分别单独控制第一开关件和第二开关件的导通，使储能元件从光伏单元取电后接入电力获取系统，获取并根据储能元件的电参量差异情况判断是否满足短路条件，而在确定不满足短路条件后同时导通第一开关件和第二开关件，以经短路测试地尝试恢复光伏单元和电力获取系统的连通。
12.上述的功率优化器，可选的有，所述储能元件为并接在功率变换模块正负回路上的电容元件，所述控制模块获取并根据电容元件的电压参量差异情况判断是否满足短路条件。
13.上述的功率优化器，可选的有，所述功率变换模块(e1)为具有输出电容(c2)的buck型或boost型或boost-buck型直流斩波电路；所述输出电容(c2)作为短路保护电路(e4)的储能元件(c)；
14.在经短路测试过程中，所述控制模块(e2)通过分别采集并记录输出电容(c2)导通至光伏单元而获电，及输出电容(c2)导通至电力获取系统的电压参量，以获取用于判断是否满足短路条件的电压参量差异。
15.上述的功率优化器，可选的有，所述功率变换模块(e1)为具有输出电容(c2)的buck型或boost型或boost-buck型直流斩波电路；所述输出电容(c2)作为短路保护电路(e4)的储能元件(c)；
16.在经短路测试过程中，所述控制模块(e2)通过分别采集并记录输出电容(c2)导通至光伏单元而获电，及输出电容(c2)导通至电力获取系统的电压参量，以获取用于判断是否满足短路条件的电压参量差异。
17.上述的功率优化器，可选的有，所述功率变换模块(e1)为具有开关元件的buck型或boost型或boost-buck型直流斩波电路；所述第一开关件(s1)作为直流斩波电路中串接在正或负回路上的开关元件。
18.上述的功率优化器，可选的有，所述第二开关件(s2)为串接在直流斩波电路输出端和优化器(e)输出端之间正或负回路上的开关元件，至少其一的所述第一开关件(s1)和第二开关件(s2)为常开式开关件。
19.上述的功率优化器，可选的有，所述功率变换模块为降压式buck直流斩波电路，其包括输入电容、作为所述第一开关件的开关元件、电感器、续流二极管、作为所述储能元件的输出电容；所述第一开关件、电感器和第二开关件依次串联于直流斩波电路的正极路，所述续流二极管正负回路并联连接在第一开关件和电感器之间，所述输入电容正负回路并联
连接在功率变换模块的输入端和第一开关件之间，所述输出电容正负极并联地连接在电感器和第二开关件之间；所述第二开关件与功率变换模块的输出端之间正负极并联地连接有旁路二极管。
20.上述的功率优化器，可选的有，所述控制模块包括用于控制所述短路保护电路运行的控制单元、采集单元、运算单元、判断单元、计数单元、驱动单元和通讯单元；
21.所述控制单元用于控制第二开关件保持关断，而后控制第一开关件导通，以使储能元件从光伏单元获取电力，以及控制第一开关件变为关断，而后控制第二开关件导通，以使储能元件接入到电力获取系统；
22.所述采集单元用于采集储能元件在获取电力及计入电力获取系统的电参量信息；
23.所述运算单元用于获取在电力状态下及在接入系统状态下的电参量信息差异；
24.所述判断单元用于对电参量信息参量进行判定，并驱使控制单元执行相应的操作；
25.所述控制单元在判定为不存在短路下，以开关量控制第一开关件和第二开关件的同时导通；在判定为确定短路下，以开关量控制第一开关件和第二开关件的关断，在判定为不确认短路下，延时设定时间后再次由控制单元执行短路检测；
26.所述计数单元对因不确认短路而执行的第一控制单元执行次数进行计量，在超出预设次数下，判定为确定短路；
27.所述驱动单元根据开关量控制命令以驱动电力控制第一开关件和第二开关的关断和导通；
28.所述控制模块还包括通讯单元，所述通讯单元在判定为确认短路后对电力获取系统进行报警。
29.上述的功率优化器，可选的有，所述控制模块还用于控制所述功率变换模块进行功率变换；
30.所述采集单元用于采集光伏单元输出端的电压电流参量；
31.所述运算单元用于由电压电流参量计算出功率参量；
32.所述判断单元用于判断功率参量的变化特征，并驱使控制单元执行相应的操作；
33.所述控制单元用于根据功率参量的变化输出脉冲调制信号；
34.所述驱动单元用于以经脉冲调制的驱动信号控制功率变换模块的开关元件运行，以将光伏单元输出端的电参量设置在最大功率点。
35.本实用新型在另一方面还提供了一种光伏发电系统，包括诸多光伏单元，所述光伏单元的输出端连接有上述的功率优化器，诸多优化器的输出端相串联成光伏串联体，光伏串联体的输出端接入至逆变器的直流输入侧或直流汇流箱的输入端，其特征是，还包括电弧故障检测装置，所述电弧故障检测装置配置于光伏串联体的输出侧，在检测到电弧时，关断光伏串联体对逆变器或直流汇流箱的连接。
36.与现有技术相比，本实用新型有益效果如下：
37.(1)本实用新型通过短路保护电路，在优化器输出端发生短路时，辅助电源将因电压过低而停止供电，开关件将自行断开光伏电池与电力获取系统的连通，实现短路时的关断保护；同时，在优化器的启动过程中，将利用存在短路时储能元件将产生电参量变化的原理，在重新启动优化器前检测是否存在短路情况，通过在光伏电池和电力获取电路的连接
回路上设有至少两个开关件，该开关件单独导通时，可分别使储能元件从光伏电池取电和使储能元件接入电力获取系统，检测过程中光伏电池和电力获取电路维持断开，确保在短路情况解除之前，光伏电池不对外部输出电力；发生短路或并联故障时快速响应，将光伏电池隔离于电力获取系统，仅利用储能元件的少量电力进行测试，测量过程安全可靠，不会对系统造成负担，实现在安全故障发生时能够快速关闭光伏电池输出，而安全故障排除后，各光伏电池能重新运行发电。
38.(2)本实用新型通过将短路保护电路配置在光伏功率优化器当中，一方面光伏功率优化器可使光伏电池运行在最大功率点，提高发电的效率；另一方面，短路保护电路可以在关断和启动时，利用到优化器的控制模块进行采集、运算、判断和控制，也可以利用到优化器的功率变换模块中的开关件和储能元件，相比于buck型拓扑结构的优化器，相当于在功率变换模块的输出端增设第二开关件，使得短路保护电路结构简单，易于实施，成本地的基础上极大地提供了发电的安全性和可靠性。相对于传统关断器和优化器，还减少了专用的接收模块和发送模块，降低了发电系统的制造成本。
39.(3)本实用新型的光伏发电系统，针对并行电弧和串行电弧的不同，在电弧产生的初始阶段，可在第一时间对故障电弧进行灭弧，从而避免造成更严重的伤害。在发生并行直流电弧时，各光伏电池的功率优化器所配置的短路保护电路自动进行灭弧，且在短路故障未解除前保持优化器对外部系统的断开，实现快速消除并行电弧，可不依靠电弧故障检测装置，也无需在每个功率优化器内配置接收载波信号的装置，节省成本；在发生串行直流电弧时，则通过断开直流汇流箱或逆变器的直流回路，实现第一时间消灭串行电弧。
40.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
41.图1为本实用新型实施例的配置于优化器的短路保护电路的结构示意图；
42.图2为本实用新型实施例的具有短路保护电路的优化器电路的结构示意图；
43.图3为本实用新型实施例的控制模块的短路保护控制结构示意图；
44.图4为本实用新型实施例的控制模块的功率变换控制结构示意图；
45.图5为本实用新型实施例的短路保护电路的控制方法流程示意图；
46.图6为本实用新型实施例的光伏发电系统的结构示意图；
47.图7为本实用新型实施例的光伏发电系统的局部结构发生电弧故障的示意图。
具体实施方式
48.为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不作为限值本实用新型的范围。
49.如图1所示，是实施例的一种可短路保护的功率优化器。该优化器e由功率变换模块e1、控制模块e2、辅助电源e3和短路保护电路e4组成，功率变换模块e1的输入端通过接口接入到的光伏单元输出，诸多功率变换模块e1的输出端通过接口相互串接而接入至电力获取系统。所述的光伏单元在本实施例是光伏组件a，在其他实施中还可以是含有多个光伏组件a的光伏组串b，或一光伏组件a中部分光伏电池片串联体。功率变换模块e1用于对光伏组
件a输入端的电参量进行变换，而在功率变换模块e1的输出端以另一电参量输出。控制模块e2控制连接于功率变换模块e1，可控制功率变换模块e1的电参量变换过程。辅助电源e3取电连接于光伏组件a，并供电连接于控制模块e2，以为控制模块e2的运行供电。
50.本实施例具体地，参考图1，短路保护电路e4包括第一开关件s1、第二开关件s2和储能元件c。第一开关件s1和第二开关件s2串接在优化器e的正回路上，第一开关件s1和第二开关件s2的关断可断开回路。在本实施例中，储能元件c是并联连接在正负回路位于第一开关件s1和第二开关件s2之间的电容元件。当第一开关件s1导通时，该电容元件与光伏组件a相连通；当第二开关件s2导通时，该电容元件于光伏组串b相连通。辅助电源e3并接在光伏组件a输出端的正负回路上，第一开关件s1和第二开关件s2是常开型开关件。当出现短路等情况而使得正负回路电压低于辅助电源e3的电压，控制模块e2停止运行，第一开关件s1和第二开关件s2变为断开状态，使光伏组件a与电力获取系统的连接回路断开。在第一开关件s1和第二开关件s2的关断后，辅助电源e3将与外部电路的短路情况隔离，而恢复从光伏组件a的取电。控制模块e2分别单独控制第一开关件s1和第二开关件s2的导通，使该电容元件从光伏组件a取电后接入电力获取系统，获取并根据电容元件两端电压参量差异情况判断是否满足短路条件，而仅在确定不满足短路条件后同时导通第一开关件s1和第二开关件s2，恢复光伏单元和电力获取系统的连通。
51.可以理解的是，本实用新型的短路保护电路e4，一方面利用第一开关件s1和第二开关件s2，在电力获取系统发生短路时，自动关断并进行短路保护；另一方面，利用对第一开关件s1和第二开关件s2的启闭控制，并以储能元件c测试外部电路是否短路。相比于现有，本实施例利用了优化器e的控制模块e2，实现光伏组件a在短路时的自动关闭和自动安全启动，简化了在光伏发电系统安全保障结构，也简化了分布式系统通讯的设置难度。在其他实施例中，储能元件c还可以是电感，而通过测量电感的电流或储能情况判断外部电路是否短路。
52.如图2所示，是实施例的具体的可短路保护的功率优化器，配置在buck降压式的光伏功率优化器e当中。优化器e的功率变换模块e1为具有输出电容c2的buck型直流斩波电路结构。可以理解的是，功率变换模块e1还可以是boost型或boost-buck型直流斩波电路。该功率变换模块e1包括，输入电容c1、第一开关管m1、电感器l、续流二极管d1、输出电容c2、第二开关管m2和旁路二极管d2。该第一开关管m1、电感器l和第二开关管m2依次串接在直流斩波电路的正极路pv 上。更具体地有，第一开关管m1和第二开关管m2是n型常开型开关场效应管，在其他实施例中，第一开关管m1和第二开关管m2还可以是其他全控开关管。第一开关管m1和第二开关管m2的源极朝向pv 的输出侧连接，第一开关管m1和第二开关管m2的漏极朝向pv 的输入侧连接，第一开关管m1和第二开关管m2的栅极分别连接于控制模块e2。辅助电容元件和输入电容c1分别并联在直流斩波电路的正极路pv 和负极路pv-之上，位于直流斩波电路的输入端和第二开关管m2之间。续流二极管d1的阳极连接在负极回路pv-上，续流二极管d1的阴极连接在正极回路pv 上，并且位于第一开关管m1和电感之间。输出电容c2并联在直流斩波电路的pv 和pv-之上，位于电感器l和第二开关管m2之间。旁路二极管d2并联在直流斩波电路的pv 和pv-之上，位于第二开关管m2和直流斩波电路的输出端之间。其中，输入电容c1和输出电容c2用于斩波电路的滤波，第一开关管m1控制光伏组件a对电感器l的斩波转换，续流二极管d1用于维持输出电平。
53.需要说明的是，第一开关管m1组成buck型直流斩波电路的元件，可用于以脉冲调制信号(脉冲宽度调制pwm或脉冲频率调制pfm)控制实现直流斩波电路的功率转换，同时作为短路保护电路e4的第一开关件s1；输出电容c2作为短路保护电路e4的储能元件c；第二开关管m2增设在直流斩波电路输出侧，作为短路保护电路e4的第二开关件s2。其中，短路保护电路e4和直流斩波电路有共用的元器件，实现简化光伏功率优化器e的电路。其中，旁路二极管d2作为优化器e关断状态下，光伏组串b的电流可经旁路二极管d2导通。
54.需要说明的是，在储能元件c在开关件的两种控制状态下电参量差异方面有。一方面地，在两种控制状态下，分别采集并记录输出电容c2在接入光伏组件a时的电压参量，与输出电容c2在接入到光伏组串b时的电压参量进行比较，以获取在短路测试过程的输出电容c2的电压差异。在另一方面，直流斩波电路的输入端设置有滤波的输入电容c1，以防止功率转换的波动电流反向影响到光伏组件a，可在输出电容c2在接入光伏组串b时，采集并比较输入电容c1和输出电容c2的电压参量，以获取在短路测试过程的输出电容c2的电压差异。在后者的方案当中，可减少输出储存的过程，同时降低前后测量的误差。
55.如图3和4所示，是实施例的可短路保护的功率优化器的控制模块结构。该控制模块e2包括控制单元21、采集单元22、运算单元23、判断单元24、计数单元25、驱动单元26和通讯单元27。其中，采集单元22可采集功率转换模块输入端的电流参量ipv和电压参量vpv，以及输出电容c2，也即功率转换模块输出端的电压参量vout，采集是通过设于采集位置的传感器，经放大器放大并经处理器处理为可运算的电信号而实现。运算单元23可设置在处理器中，对所采集电参量进行运算。判断单元24可设置在处理器，根据运算的结果判断短路的情况或当前功率的情况。控制单元21可设置在处理器，包括在触发运行条件下，如获电后初始启动，进行相应的短路检测控制；也包括根据判断的结构进行相应的控制操作。计数单元25可设置在处理器中，对判断单元24的某结果进行计量，或对控制单元21的某操作进行计量，在达到设定的计数限度下输出结果，或在设定条件下清零。通讯单元27可为zibee或wifi或蓝牙无线通信，而在逆变系统j或直流汇流箱中配置有集中控制模块he2，集中控制模块he2配置有与优化器e相匹配的通讯装置，在短路故障出现时控制模块e2可经通讯单元27向集中控制模块he2报警。
56.具体参照图3，在经短路测试地重启优化器e的控制过程中，具体的，控制单元21用于控制第二开关管m2保持关断，而后控制第一开关管m1导通，以使输出电容c2从光伏单元获取电力，以及控制第一开关管m1变为关断，而后控制第二开关管m2导通，以使输出电容c2接入到电力获取系统；采集单元22用于采集输出电容c2在获取电力及计入电力获取系统的电压参量信息；运算单元23用于获取在电力状态下及在接入系统状态下的电压参量信息差异；判断单元24用于对电压参量信息参量进行判定，并驱使控制单元21执行相应的操作；控制单元21在判定为不存在短路下，以开关量控制第一开关管m1和第二开关管m2的同时导通；在判定为确定短路下，以开关量控制第一开关管m1和第二开关管m2的关断，在判定为不确认短路下，延时设定时间后再次由控制单元21执行短路检测；计数单元25对因不确认短路而执行的第一控制单元21执行次数进行计量，在超出预设次数下，判定为确定短路；驱动单元26根据开关量控制命令以驱动电力控制第一开关管m1和第二开关的关断和导通；通讯单元27在判定为确认短路后对集中控制模块he2进行报警。
57.具体参照图4，在优化器e正常运行时对功率转换的控制过程中，具体的，采集单元
22用于采集光伏单元输出端的电压电流参量；运算单元23用于由电压电流参量计算出功率参量；判断单元24用于判断功率参量的变化特征，并驱使控制单元21执行相应的操作；控制单元21用于根据功率参量的变化输出脉冲调制信号；驱动单元26用于以经脉冲调制的驱动信号控制功率变换模块e1的开关元件运行，以将光伏单元输出端的电参量设置在最大功率点。
58.如图5所示，是实施例的可短路保护的功率优化器的控制方法的流程。该方法包括：在辅助电源e3关闭后首次获取电力，并使控制模块e2运行时，执行经短路情况测试的启动优化器e。具体是，光伏功率优化器e工作中断电开机或天黑停机后翌日重新开机时，在优化器e进入工作状态前，进行电路防短路检测规避短路风险。
59.第一步，控制第二开关管m2保持关断，而后控制第一开关管m1导通，以使输入电容c1和输入电容c1从光伏组件a获取电力，检测并确认两者电压值接近一致。第二步，控制第一开关管m1变为关断，而后控制第二开关管m2导通，以使输出电容c2接入到光伏组串b当中，而输入电容c1与光伏组串b相阻断，采集此时输入电容c1的电压值v1，采集此时输出电容c2的电压值v2；通过|v1-v2|/v2比较在获取输出电容c2在接入光伏组串b后的电压信息差异。第四部，判断|v1-v2|/v2与第一预设差异限值10％，以及与第二预设差异限值50％的关系：
60.若|v1-v2|/v2≤10％，则确认所接入系统不存在短路情况，而同时导通第一开关管m1和第二开关管m2，而恢复优化器e运行；若10％＜|v1-v2|/v2＜50％，则所接入系统为不确定短路的情况，而在延时3分钟后，再次执行经短路情况测试地启动优化器e。对该情况进行第一计数，若满足在连续的短路测试过程当中不确定的情况达到3次，则确认所接入系统存在短路情况，而维持第一开关管m1和第二开关的关闭，停止功率优化器e运行；若|v1-v2|/v2≥50％，则确认所接入系统存在短路情况，而维持第一开关管m1和第二开关的关闭，停止功率优化器e运行。在判断确认所接入系统存在短路情况后，对集中控制模块he2进行报警和/或报修。
61.需要说明的是，在短路检测的过程当中，存在不确定的范围，可再次尝试短路检测，如优化器e的输出端电压由逆变器的输入电容c1确认，在输入电容c1未储能完毕前，存在电压变化的可能。综合地，对不确定范围的确认，可减少因短路检测误差所导致的优化器e关闭。同时，对不确定范围的确认，也可减少在短路时，输入电容c1接入到光伏发电系统当中造成的冲击和损害。
62.如图6所示，是实施例的一种光伏发电系统，由光伏组件a、功率优化器e、光伏逆变系统j组成。各光伏组件a的输出端连接有功率优化器e。光伏组件a数量有多个，及图中的a-1、a-2、
…
、a-n；功率优化器e的数量相对应，及图中的e-1、e-2、
…
、e-n。功率优化器e的输出端相串联形成光伏组串b，即图中的b-1、b-2、
…
、b-m。光伏组串b的输出端可接入至逆变系统j的直流侧，或经接入到直流汇流箱的输入端后再由直流汇流箱的输出端接入到逆变系统j的输出侧。在本实施例中，光伏组串b接入到逆变系统j当中。各优化器e配置有上述短路保护电路e4，而逆变系统j中配置有电弧故障检测装置f和集中控制模块he2。电弧故障检测装置f为电弧故障探测器(afci)和/或剩余电流检测装置(rcd)，是现有技术检测电弧等故障的常用装置，通过检测所接入回路的电参量在时域和/或频域特征性，并判断是否有故障电弧产生。在电弧故障检测装置f检测到电弧时，可经集中控制模块he2控制逆变电路关闭。
集中控制模块he2可与各个优化器e建立无线通讯连接，以获取各优化器e的报警信息，或在维修后发送启动指令至各优化器e的控制模块e2，主动控制优化器e启动。
63.可以理解的是，快速消除光伏发电系统中的电弧故障过程中，在电弧故障检测装置f检测到串行电弧时，逆变器或直流汇流箱将断开光伏组串b的输出回路，以消灭串行电弧。该方案可以在电弧发生的第一时间，向光伏组串b所连接的光伏逆变系统j或直流汇流箱发出警示信息，从而驱动光伏逆变系统j或直流回流箱断开产生串行电弧的回路，从而第一时间进行灭弧，而避免造成更为严重的后果。
64.在发生并行电弧时，并行电弧发生位置的所述优化器e，将在辅助电源e3低于运行电压下而关闭，在确认短路状态解除前优化器e将断开于光伏组串b，以消灭并行电弧。该方案可以在并行电弧发生的第一时间，由配有上述短路保护电路e4的优化器e，以及使用上述短路保护电路e4的控制方法，自行检测到短路的情况，即并行电弧的发生，并在辅助电源e3因电压过低而停运之后，保持第一开关管m1和第二开关管m2的关断，从而第一时间进行并行电弧的灭弧，并且在测试短路情况未排除之前，将不启动优化器e。另一方面，对于因为其他原因而导致的优化器e停机后重新启动，则配有上述短路保护电路e4的优化器e，以及使用上述短路保护电路e4的控制方法，可在完成短路测试之后，自动启动运行，无需复杂的通讯结构。
65.如图7所示，是实施例的光伏发电系统的局部。图中，具有a到f的位置发生了电弧故障。其中，位置a是光伏组串b和直流母线的连接线或接头之间产生的串行电弧；位置b是光伏组件a和光伏组件a的连接线断开处产生的串行电弧；位置c是直流母线连接处，或者单线直流母线与逆变系统j的连接接头断开吃处所产生的串行电弧。位置a至c的电弧是串行电弧故障，在本实用新型的光伏发电系统的运行过程，将被电弧故障检测装置f所检测到，并经由逆变器关断其交流侧开关件，实现电力获取系统回路的断开，而完成第一时间的串行电弧灭弧。其中，位置d是两根直流母线之间的破损导致的并行电弧，位置e是正负直流母线与逆变系统j连接处所产生的并行电弧，位置f是一根直流母线与地端产生电弧连接所产生的并行电弧。位置d至f的电弧是并行电弧故障，即使由电弧故障检测装置f所检测到，并且关断整个光伏发电系统的供电回，但局部的并行电弧仍然可连接成回路，并从回路的光伏组件a中获得电力，并行电弧仍然存在。在本实用新型的光伏发电系统的运行过程，并行电弧将导致各优化器e中的辅助电源e3短路，而在电压等于或接近零的条件下，辅助电源e3关闭，并使常开型的第一开关管m1和第二开关管m2在失去驱动电力而保持断开；同时，断开后即使辅助电源e3重新达到启动电压，而控制模块e2启动后，将第一时间保持开关管的断开，并在全程保持光伏组件a与外部电路断开的情况下进行短路测试。优化器e的断开后，光伏组件a和并行电弧位置处的直流回路将断开，实现第一时间消灭并行电弧。并且，在短路情况未曾解除之前，优化器e将保持停机，直至维修人员进行维修后，主动地启动优化器e。
66.同时，其他因素作用下，控制模块e2的重新启动，如天黑所导致的优化器e停机而后第二天早上的优化器e重启，或者其他诸如过流因素而导致的优化器e停机而后的重启，各个光伏组件a将顺利通过短路测试，而自动重新开机。
67.以上实施例主要描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限值，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种
变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。