1、产品介绍

在光伏发电系统中，一般由光伏组件串联连接成组串，每串电压可达到600-1000V的高压，且逐渐向1500V升级。由于光伏系统中接的头锈蚀、接触不良、绝缘损坏等引起拉弧导致的火灾事故时有发生。只要有光照，光伏组件就在发电，直流侧高电压就一直存在，一旦光伏系统发生火灾，此直流高压对消防人员的安全构成严重威胁，而此时仅断开逆变器交流侧电源是无法保证救援人员人身安全的，消防队员很难保证自己安全前提下对现场直接进行灭火作业，可能导致异常严重的火灾损失。

光伏电弧火灾是分布式光伏的重大安全隐患，本智能组件监控模块具有电弧电流监测和快速关断功能，在光伏组件出现弧光放电、温度过高等异常情况时，自动快速将故障组件从系统中切除，从而尽可能避免火灾事故的发生、减少事故的损失。一旦发生火灾事故，由于智能组件监控模块已将对应的组件从系统中断开，可确保符合标准NB/T 42143-2018 光伏组件功率优化器技术规范（NEC 2017&2020（690.12））“以距离到光伏矩阵305mm为界限，在快速关断装置启动后30秒内，界限范围外电压降低到30V以下，界线范围内电压降低到80V以下”的要求，从而保证消防、运维检修人员的人身安全，避免人身伤害。

为了提升发电效率，应对阴影、异物遮挡，智能组件监控模块还具备MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪）功能，可实时追踪到单块组件的最大功率点，实现单块组件的最大功率输出，能够在有阴影、异物遮挡的情况下提高组串的发电功率，有效解决因组件朝向差异、异物遮挡、阴影或组件衰减不一致所造成的各组件间功率、电流失配所导致的组串发电量损失问题，同时自动预警组件的热斑效应，降低热斑危害，提升电站发电效率和延长电站运行寿命。

智能组件监控模块能够实时采集组件数据（电压、电流、温度等），通过智能组串监控装置和无线汇聚网关（集中器）把数据发送至电站运维平台，结合其他相关信息（如当地天气、日照情况）进行大数据融合分析，对每块组件的运行状况进行精确评估。模块能够及时准确定位接触不良电弧、遮挡热斑、隐裂、过热等故障组件，方便运维人员及时处理，降低运维检修的工作强度，提升运维工作效率，从而实现运维端的降本增效，提升电站全寿命周期经济价值。

2、结构尺寸

2.1 接口示意图

备注：接线端子和线缆长度的详细信息可与我司销售人员联系，详细沟通需求。

2.2 信息标识图

2.3 产品尺寸图

3、主要功能

A. 监控

1) 数据监测：实时测量光伏板的电压、电流、功率、电能量、背板温度、环境温度、倾斜姿态、振动、开关状态、模拟V-I曲线。

2) 组件优化：具备组件级MPPT能力，在光伏板被遮挡情况下，通过优化算法实时调整组件内阻以匹配组串外部阻抗，从而提升光伏单板的发电效率，提升整体系统的发电量和经济效益。

3) 无线通信：通过维思无线自组网通信协议与智能组串监控装置/无线汇聚网关（集中器）进行信息交互，确保数据传输稳定。

B. 告警

1) 弧光电流告警：通过识别光伏板的弧光电流，并依据预先整定值，自动上报异常状态，实现弧光电流告警与保护。及时发现潜在的故障情况，以便迅速响应和处理。

2) 过压告警：当光伏板的输入电压超过预设的安全阈值时，系统自动触发过压告警，提醒运维人员注意电压异常情况，防止设备损坏或安全事故的发生。

3) 过热告警：当光伏板的背板温度达到或超过预设的过热阈值时，系统将自动上报过热告警，以便运维人员及时采取措施进行散热或检修，确保光伏板的安全运行。

C. 保护

1) 过热保护：实时监测模块工作温度，并依据预先整定值，将运行状态从MPPT自动切换为直通状态，以防止过热导致的损坏，实现过热故障保护。

2) 过压过载保护：通过监测光伏板的输入电压和负载功率，一旦超过预设阈值，自动切断异常电流，保护电路和设备免受损害。

3) 故障自限：在故障发生时，确保故障断开不影响其他光伏板的正常运行，同时监控模块的多数故障也不会影响被监测光伏板的正常工作，增强了系统的稳定性和容错能力。

4) 遥控关断：通过手机→云端→组串监控装置→组件监控模块，实现远程遥控关断，提高了运维的便捷性和灵活性。

5) 故障指示：具有工作状态双色指示功能，支持现场系统级、组件级故障的快速定位，便于运维人员快速识别和处理故障。

6) 故障自检：安装和运行时具备自检功能，能够上报自身缺陷状态，帮助运维人员及时发现和解决问题。

D. 维护

1) 时间同步：模块通过无线自组网实现时钟同步，确保信息采集的精准时标戳，为故障诊断提供有力支持。

2) 检修支持：支持手机现场故障模块参数检视，为现场运维检修提供即时、准确的信息支持，加速检修进程。

3) 固件升级：支持出厂恢复、程序防篡改自检和远程OTA升级，确保系统始终保持最新状态，提升系统性能和安全性。

4、工作原理

（1）弧光火灾监测与控制

通过分析电流的频谱及其分布状态，应用模式识别技术可以精准识别线路中是否存在弧光电流，如果有持续的弧光电流就主动告警并切断电路，从而避免弧光火灾。

（2）效率提升

当外部负载等效阻抗(Z_L)与电源内阻抗(Z_pv)成共轭时，外部负载可以获得最大输出功率。

逆变器的组串优化只是针对整组串的阻抗匹配，无法保证每个组件的最优匹配。

在每个组件与负载之间插入阻抗匹配电路，可以实现输出阻抗的升高或降低。

控制MCU测量计算线路阻抗，始终跟随光伏阵列的内阻变化，动态调节DC/DC变换器的输出阻抗以匹配负载阻抗（如下图所示），从而获得最大输出功率，实现组件的最大功率点跟踪（MPPT）。

5、技术指标

A. 系统工作电压：1500V；

B. 直通工作电压范围：15～50V；

C. MPPT电压范围：输入15～50V/输出15～50V（输出电压自适应调整）；

D. 工作电流范围：0～30A；

E. 工作功率范围：0～700W；

F. 满载功率：700W；

G. 电压测量精度：±0.15%；

H. 电流测量精度：±0.25%；

I. 电能测量精度：±0.5%；

J. 多路温度测量精度：±1℃（-0℃～+85℃），±2℃（-40℃～+125℃）；

K. 模块工作温度：-40℃～+85℃；

L. 无线通信距离：≥100m（可视距离）；

M. 绝缘耐压：＞3500V（任意导线对外壳）；

N. 绝缘电阻：＞10MΩ（任意导线对外壳）；

O. 模块防护等级：IP67；

P. 模块可靠性：MTBF＞50000H，MTTR＜0.1H。