1、產品介紹

在光伏發電系統中，一般由光伏組件串聯連接成組串，每串電壓可達到600-1000V的高壓，且逐漸向1500V升級。由于光伏系統中接的頭銹蝕、接觸不良、絕緣損壞等引起拉弧導致的火災事故時有發生。只要有光照，光伏組件就在發電，直流側高電壓就一直存在，一旦光伏系統發生火災，此直流高壓對消防人員的安全構成嚴重威脅，而此時僅斷開逆變器交流側電源是無法保證救援人員人身安全的，消防隊員很難保證自己安全前提下對現場直接進行滅火作業，可能導致異常嚴重的火災損失。

光伏電弧火災是分布式光伏的重大安全隱患，本智能組件監控模塊具有電弧電流監測和快速關斷功能，在光伏組件出現弧光放電、溫度過高等異常情況時，自動快速將故障組件從系統中切除，從而盡可能避免火災事故的發生、減少事故的損失。一旦發生火災事故，由于智能組件監控模塊已將對應的組件從系統中斷開，可確保符合標準NB/T 42143-2018 光伏組件功率優化器技術規范（NEC 2017&2020（690.12））“以距離到光伏矩陣305mm為界限，在快速關斷裝置啟動后30秒內，界限范圍外電壓降低到30V以下，界線范圍內電壓降低到80V以下”的要求，從而保證消防、運維檢修人員的人身安全，避免人身傷害。

為了提升發電效率，應對陰影、異物遮擋，智能組件監控模塊還具備MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率點跟蹤）功能，可實時追蹤到單塊組件的最大功率點，實現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、電流失配所導致的組串發電量損失問題，同時自動預警組件的熱斑效應，降低熱斑危害，提升電站發電效率和延長電站運行壽命。

 智能組件監控模塊能夠實時采集組件數據（電壓、電流、溫度等），通過智能組串監控裝置和無線匯聚網關（集中器）把數據發送至電站運維平臺，結合其他相關信息（如當地天氣、日照情況）進行大數據融合分析，對每塊組件的運行狀況進行精確評估。模塊能夠及時準確定位接觸不良電弧、遮擋熱斑、隱裂、過熱等故障組件，方便運維人員及時處理，降低運維檢修的工作強度，提升運維工作效率，從而實現運維端的降本增效，提升電站全壽命周期經濟價值。

2、結構尺寸

2.1 接口示意圖

備注：接線端子和線纜長度的詳細信息可與我司銷售人員聯系，詳細溝通需求。

2.2 信息標識圖

2.3 產品尺寸圖

3、主要功能

A. 監控

1) 數據監測：實時測量光伏板的電壓、電流、功率、電能量、背板溫度、環境溫度、傾斜姿態、振動、開關狀態、模擬V-I曲線。

2) 組件優化：具備組件級MPPT能力，在光伏板被遮擋情況下，通過優化算法實時調整組件內阻以匹配組串外部阻抗，從而提升光伏單板的發電效率，提升整體系統的發電量和經濟效益。

3) 無線通信：通過維思無線自組網通信協議與智能組串監控裝置/無線匯聚網關（集中器）進行信息交互，確保數據傳輸穩定。

B. 告警

 1) 弧光電流告警：通過識別光伏板的弧光電流，并依據預先整定值，自動上報異常狀態，實現弧光電流告警與保護。及時發現潛在的故障情況，以便迅速響應和處理。

 2) 過壓告警：當光伏板的輸入電壓超過預設的安全閾值時，系統自動觸發過壓告警，提醒運維人員注意電壓異常情況，防止設備損壞或安全事故的發生。

 3) 過熱告警：當光伏板的背板溫度達到或超過預設的過熱閾值時，系統將自動上報過熱告警，以便運維人員及時采取措施進行散熱或檢修，確保光伏板的安全運行。

C. 保護

1) 過熱保護：實時監測模塊工作溫度，并依據預先整定值，將運行狀態從MPPT自動切換為直通狀態，以防止過熱導致的損壞，實現過熱故障保護。

 2) 過壓過載保護：通過監測光伏板的輸入電壓和負載功率，一旦超過預設閾值，自動切斷異常電流，保護電路和設備免受損害。

 3) 故障自限：在故障發生時，確保故障斷開不影響其他光伏板的正常運行，同時監控模塊的多數故障也不會影響被監測光伏板的正常工作，增強了系統的穩定性和容錯能力。

4) 遙控關斷：通過手機→云端→組串監控裝置→組件監控模塊，實現遠程遙控關斷，提高了運維的便捷性和靈活性。

 5) 故障指示：具有工作狀態雙色指示功能，支持現場系統級、組件級故障的快速定位，便于運維人員快速識別和處理故障。

 6) 故障自檢：安裝和運行時具備自檢功能，能夠上報自身缺陷狀態，幫助運維人員及時發現和解決問題。

D. 維護

 1) 時間同步：模塊通過無線自組網實現時鐘同步，確保信息采集的精準時標戳，為故障診斷提供有力支持。

 2) 檢修支持：支持手機現場故障模塊參數檢視，為現場運維檢修提供即時、準確的信息支持，加速檢修進程。

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

4、工作原理

（1）弧光火災監測與控制

 通過分析電流的頻譜及其分布狀態，應用模式識別技術可以精準識別線路中是否存在弧光電流，如果有持續的弧光電流就主動告警并切斷電路，從而避免弧光火災。

（2）效率提升

當外部負載等效阻抗(Z_L)與電源內阻抗(Z_pv)成共軛時，外部負載可以獲得最大輸出功率。

逆變器的組串優化只是針對整組串的阻抗匹配，無法保證每個組件的最優匹配。

在每個組件與負載之間插入阻抗匹配電路，可以實現輸出阻抗的升高或降低。

控制MCU測量計算線路阻抗，始終跟隨光伏陣列的內阻變化，動態調節DC/DC變換器的輸出阻抗以匹配負載阻抗（如下圖所示），從而獲得最大輸出功率，實現組件的最大功率點跟蹤（MPPT）。

5、技術指標

A. 系統工作電壓：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（輸出電壓自適應調整）；

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. 電壓測量精度：±0.15%；

H. 電流測量精度：±0.25%；

I. 電能測量精度：±0.5%；

J. 多路溫度測量精度：±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（任意導線對外殼）；

N. 絕緣電阻：＞10MΩ（任意導線對外殼）；

O. 模塊防護等級：IP67；

P. 模塊可靠性：MTBF＞50000H，MTTR＜0.1H。