CN103001537A - 太阳能汇流箱自供电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能汇流箱自供电装置，其包括：控制电路，其中控制电路包括滤波器、逆变单元和变压调压单元。从各电池板中输出电能经汇总后分出一部分，输入至自供电装置后依次进行滤波、变压调压、稳压的操作，以供给汇流箱内部各设备的使用。此外，太阳能汇流箱自供电装置中还包括电池组，其可以进行自动充放电的操作，在因各种原因而导致电池板的电能输出不能满足使用需求时，电池组可为汇流箱供应电能。本发明为汇流箱自身用电的供应提供了一种方便有效的解决方法，避免了外部接入电源造成的布线成本。

Description

太阳能汇流箱自供电装置
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，特别地涉及一种太阳能汇流箱自供电装置。
背景技术
随着全球范围内对太阳能发电这种可再生清洁能源越来越广泛的利用，太阳能发电技术越来越成熟，各种形式的太阳能发电站、发电厂不断的被建立。目前太阳能电站、电厂的工作流程为太阳能电池板发出直流电，将这些直流电进行逆变转换为交流电，而后经过调压升压以后再输送到电网之上或者直接供给用户使用。
由于每一个太阳能电池板发出的电量有限，只有200W到300W左右。而一个大型的太阳能发电厂的容量能够达到50MW甚至更大。以此计算，需要约20万块电池板，将这20万块电池板所发出的直流电分别进行逆变处理将是一件庞大而高成本的事情，目前采用的典型解决方案如图1所示。
多个太阳能电池板104组成一个光伏方阵100，该方阵内所有的电池板所发出的直流电送到汇流箱101内；汇箱101将所有输入的电流汇总成一路进行输出；多个汇流箱101汇总输出的电流再统一送到一个逆变器102中，转换为交流电，而后通过调压升压站103进行处理以后并网或直接供给用户使用。
其中每一个汇流箱内要完成对输入输出的电流、电压等参数进行采集和发送，以及监视断路器、隔离开关等元器件的工作状态等监控任务。完成这些监控任务要求对汇流箱内部控制电路提供一个稳定可靠的电源。传统的解决方法是从外部电网引入交流电源，进行整流等处理以后供给汇流箱内使用。但是当这种方法应用于大型的太阳能发电站/发电厂时，便会出现新的问题。
因为即使采用图1所示的结构，仍然不可避免的需要使用大量的汇流箱101，甚至可能高达数万个。其分布的面积将达到1平方公里甚至更广。如果采用传统的外使用外部电网的电源给汇流箱内的监控装置供电的话，首先布线任务将会是一个庞大二人高成本的过程，其次，由于距离相对比较远，电源传输过程中的压降直接影响了电源的质量，难以保证汇流箱内部监控装置正常稳定的工作。
综上所述，传统的汇流箱内部控制电路电源的解决方案存在一定的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在太阳能发电厂/发电站中为汇流箱内部控制电路提供电能的情况下，存在布线困难、电压损耗大等问题。
本发明为了解决上述技术问题而提供了一种汇流箱自供电装置，其包括：控制电路，其中控制电路包括滤波器、逆变单元和变压调压单元。
从各电池板中输出电能经汇总后分出一部分，输入至自供电装置，首先输入电能依次通过控制电路中的滤波器、逆变单元和变压调压单元进行滤波、逆变和变压调压的操作，在必要时还可进行整流输出，以供给汇流箱内部各设备的使用。此外，太阳能汇流箱自供电装置中还包括电池组，其可以进行自动充放电的操作，在因各种原因而导致电池板的电能输出不能满足使用需求时，电池组可为汇流箱供应电能。
这样，汇流箱所需要的电能来自于电池板所发出的电能以及太阳能汇流箱自供电装置内置电池组所提供的电能。
此外，控制电路可以根据电池组的电压或输出电流值判断是否需要给电池组充电或使电池组放电，同时还可以改变电池组的中单体电池的组合以达到各种等级的电压、电流输出。具体地说，控制电路可检测内置电池组的电压，当其电压低于一定值时对电池组进行充电，保证电池组的输出电压在一定范围内。
此外，在输入至汇流箱电能的电压或电流值发生波动时，控制电路可以对太阳能汇流箱自供电装置的电压、电流输出进行自动控制和调整，从而可以提供可自由调整的各种电压等级的交、直流电源。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
A、实现了汇流箱内部控制电路的自供电，省去了使用外部电网电源所产生的布线工程。
B、保证了汇流箱内部控制电源的稳定性和可靠性。
C、汇流箱自供电装置输出电压等级及电压类型可调，能满足各种不同的汇流箱的需求。
D、由于使用的是太阳能电池板自身发出的电，更加清洁环保。
附图说明
图1是太阳能电站或电厂的发电工作流程的示意图。
图2是本发明的太阳能汇流箱自供电装置的示意图。
具体实施方式
参照图2，本发明提供了一种太阳能汇流箱自供电装置，其包括：控制电路2，其中控制电路2包括滤波器3、逆变单元4和变压调压单元5。
从各电池板中输出电能经汇总后分出一部分，输入至自供电装置，首先输入电能依次通过控制电路2中的滤波器3、逆变单元4和变压调压单元5进行滤波、逆变和变压调压的操作，在必要时还可进行整流输出，以供给汇流箱内部各设备的使用。此外，太阳能汇流箱自供电装置中还包括电池组1，其可以进行自动充放电的操作，在因各种原因而导致电池板的电能输出不能满足使用需求时，电池组1可为汇流箱供应电能。
这样，汇流箱所需要的电能来自于电池板所发出的电能以及太阳能汇流箱自供电装置内置电池组1所提供的电能。
此外，控制电路2可以根据电池组1的电压或输出电流值判断是否需要给电池组1充电或使电池组放电，同时还可以改变电池组2的中单体电池的组合以达到各种等级的电压、电流输出。具体地说，控制电路2可检测内置电池组1的电压，当其电压低于一定值时对电池组进行充电，保证电池组的输出电压在一定范围内。
此外，在输入至汇流箱电能的电压或电流值发生波动时，控制电路2可以对太阳能汇流箱自供电装置的电压、电流输出进行自动控制和调整，从而可以提供可自由调整的各种电压等级的交、直流电源。
本发明的自供电装置的工作过程如下：
A、白天光照充足时，太阳能电池板输出的电流较大。汇流箱自供电装置从电池板输入的电能中分出一部分，并通过控制电路2进行滤波、逆变和变压调压的操作，必要时可进行整流输出，以供给汇流箱内部使用。此外，当电池组1的电压低于一定值时，电池板输入的电能可用于向电池组1进行充电。
B、当夜间或阴天光照不足，导致太阳能电池板发电量降低不足，并难以维持汇流箱内部控制电路2的工作时，汇流箱自供电装置可将电源供应模式切换到电池组1，以保证汇流箱内部各设备能够正常工作。
C、汇流箱自供电装置可根据用户的需求调整输出电压的大小和类型，满足各种电压等级的交直流供电。

Claims (4)

1.一种太阳能汇流箱自供电装置，其包括：控制电路(2)，其特征在于：所述控制电路(2)包括滤波器(3)、逆变单元(4)和变压调压单元(5)，其中控制电路(2)配置为当从各电池板中输出电能经汇总后分出一部分，输入至自供电装置时，首先输入电能依次通过滤波器(3)、逆变单元(4)和变压调压单元(5)进行滤波、逆变和变压调压的操作，以供给汇流箱内部各设备的使用。
2.根据权利要求1所述的太阳能汇流箱自供电装置，其特征在于还包括电池组(1)，其配置为能够进行自动充放电的操作。
3.根据权利要求2所述的太阳能汇流箱自供电装置，其特征在于控制电路(2)配置为能够根据电池组(1)的电压或输出电流值判断是否需要给电池组(1)充电或使电池组放电，同时还能够改变电池组(2)的中单体电池的组合以达到各种等级的电压、电流输出。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的太阳能汇流箱自供电装置，其特征在于当输入至汇流箱电能的电压或电流值发生波动时，控制电路(2)配置为能够对自供电装置的电压、电流输出进行自动控制和调整，从而提供可自由调整的各种电压等级的交、直流电源。
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