CN109358672A - 一种低温加热系统、汇流箱及光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温加热系统、汇流箱及光伏发电系统，包括：检测模块，用于检测待加热设备的内部温度，当内部温度小于第一预设值，控制待加热设备停止工作，并生成第一控制指令；还用于当内部温度大于第二预设值，控制待加热设备工作，并生成第二控制指令，其中，第二预设值大于第一预设值；加热模块，用于当接收到第一控制指令，为待加热设备加热，当接收到第二控制指令，停止为待加热设备加热；供电模块，用于为加热模块和待加热设备供电。本发明在温度较低时，控制待加热设备停止工作，由加热模块为待加热设备加热，加热完成后，再控制待加热设备重新工作，避免待加热设备中的开关器件在低温情况下通电损坏，提高了光伏发电系统的发电效率。

Description

一种低温加热系统、汇流箱及光伏发电系统

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，特别是涉及一种低温加热系统、汇流箱及光伏发电系统。

背景技术

在太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能光伏电池阵列与光伏逆变器之间的连线，用户可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串列，然后再将若干个光伏串列并联接入汇流箱，在汇流箱内汇流后，输出电能给光伏逆变器，使光伏逆变器正常发电，从而构成完整的光伏发电系统。传统的汇流箱的结构示意图参照图1所示，包括组串防雷模块、直流开关、DCDC升压模块、输出直流空气开关、输出直流防雷模块，其中，DCDC升压模块中的开关器件(如MOS管)在低温条件下通电工作会被损坏，使汇流箱无法正常工作，从而导致光伏逆变器不能正常发电，使得光伏发电系统的发电效率低，造成大量经济损失。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温加热系统、汇流箱及光伏发电系统，避免了待加热设备中的开关器件在低温情况下通电损坏，提高了光伏发电系统的发电效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低温加热系统，包括：

检测模块，用于检测待加热设备的内部温度，当所述内部温度小于第一预设值，控制所述待加热设备停止工作，并生成第一控制指令；还用于当所述内部温度大于第二预设值，控制所述待加热设备工作，并生成第二控制指令，其中，所述第二预设值大于所述第一预设值；

加热模块，用于当接收到所述第一控制指令，为所述待加热设备加热，当接收到所述第二控制指令，停止为所述待加热设备加热；

供电模块，用于为所述加热模块和所述待加热设备供电。

优选的，所述加热模块包括：

加热装置；

第一端与所述供电模块连接、第二端与所述加热装置连接的第一开关，用于在接收到所述第一控制指令后闭合，使所述加热装置为所述待加热设备加热；还用于在接收到所述第二控制指令后断开，使所述加热装置停止为所述待加热设备加热。

优选的，该低温加热系统还包括：

第一端与所述待加热设备的系统电源连接、第二端与所述供电模块连接的第二开关，用于在接收到所述第一控制指令后断开，使所述待加热设备停止工作；还用于在接收到所述第二控制指令后闭合，使所述待加热设备工作。

优选的，所述供电模块包括光伏供电模块和市电供电模块。

优选的，该低温加热系统还包括：

管理模块，用于获取所述光伏供电模块的供电电压，并判断所述供电电压是否为0，若是，控制所述市电供电模块为所述加热模块和所述待加热设备供电，若否，控制所述光伏供电模块为所述加热模块和所述待加热设备供电。

优选的，所述检测模块还用于当所述内部温度不小于所述第一预设值且不大于所述第二预设值，控制所述待加热设备工作，同时控制所述加热模块为所述待加热设备加热。

优选的，所述第一开关和所述第二开关均为绝缘栅双极型晶体管IGBT开关管。

优选的，所述检测待加热设备的内部温度的过程具体为：

按预设周期检测待加热设备的内部温度。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种汇流箱，包括如上文任意一项所述的低温加热系统。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种光伏发电系统，包括如上文所述的汇流箱。

本发明提供了一种低温加热系统，包括：检测模块，用于检测待加热设备的内部温度，当内部温度小于第一预设值，控制待加热设备停止工作，并生成第一控制指令；还用于当内部温度大于第二预设值，控制待加热设备工作，并生成第二控制指令，其中，第二预设值大于第一预设值；加热模块，用于当接收到第一控制指令，为待加热设备加热，当接收到第二控制指令，停止为待加热设备加热；供电模块，用于为加热模块和待加热设备供电。

可见，在实际应用中，采用本发明的方案，当待加热设备的内部温度低于第一预设值时，控制待加热设备停止工作，由加热模块为待加热设备加热，当待加热设备的内部温度加热到第二预设值时，加热模块停止加热，并控制待加热设备工作，从而避免了待加热设备中的开关器件在低温情况下通电而损坏的情况发生，提高了光伏发电系统的发电效率。

本发明还提供了一种汇流箱及光伏发电系统，具有和上述低温加热系统相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术所提供的一种汇流箱的结构示意图；

图2为本发明所提供的一种低温加热系统的结构示意图；

图3为本发明所提供的另一种低温加热系统的结构示意图；

图4为本发明所提供的另一种低温加热系统的结构示意图；

图5为本发明所提供的另一种低温加热系统的结构示意图；

图6为本发明所提供的一种低温加热系统的实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种低温加热系统、汇流箱及光伏发电系统，避免了待加热设备中的开关器件在低温情况下通电损坏，提高了光伏发电系统的发电效率。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图2，图2为本发明所提供的一种低温加热系统的结构示意图，包括：

检测模块1，用于检测待加热设备的内部温度，当内部温度小于第一预设值，控制待加热设备停止工作，并生成第一控制指令；还用于当内部温度大于第二预设值，控制待加热设备工作，并生成第二控制指令，其中，第二预设值大于第一预设值；

加热模块2，用于当接收到第一控制指令，为待加热设备加热，当接收到第二控制指令，停止为待加热设备加热；

供电模块3，用于为加热模块2和待加热设备供电。

具体的，待加热设备指任意一个可能受低温影响而无法正常工作的设备，具体可以指光伏发电系统中的汇流箱。检测模块1检测到待加热设备的内部温度小于第一预设值时，控制待加热设备停止工作，这样做的目的是为了保证待加热设备中，无法在低温环境下工作的器件不受损坏，检测模块1在检测到待加热设备的内部温度小于第一预设值时还会控制加热模块2工作，为待加热设备加热，当内部温度加热到第二预设值时，检测模块1控制加热模块2停止为待加热设备加热，一方面可以节约能源，另一方面还可以减少温度过高对待加热设备内部器件的影响，当待加热设备的内部温度达到第二预设值时，检测模块1控制待加热设备重新开始工作，此时，由于待加热设备的内部温度已经满足其内部器件的工作温度，因此，各个器件可以正常工作，从而保证整个待加热设备的正常工作。其中，检测模块1检测到内部温度小于第一预设值时，对待加热设备和加热模块2的控制可以是同时的，也可以是先控制待加热设备关机，再控制加热模块2启动，但是，为了保证待加热设备可以尽快正常工作，减小经济损失，两者之间的时间差也会设置的相对较小，相应的，当检测模块1检测到内部温度大于第二预设值时，对待加热设备和加热模块2的控制可以是同时的，也可以是不同时的，满足实际需要即可。具体的，第一预设值可以设置为-40℃，第二预设值可以设置为-30℃。

可以理解的是，加热模块2需要从供电模块3取电才可以正常工作，相应的，待加热设备的系统电源也需要从供电模块3取电，才能使待加热设备正常工作。

当然，第一预设值和第二预设值需要根据实际需要设定，本发明在此不做限定。

本发明提供了一种低温加热系统，包括：检测模块，用于检测待加热设备的内部温度，当内部温度小于第一预设值，控制待加热设备停止工作，并生成第一控制指令；还用于当内部温度大于第二预设值，控制待加热设备工作，并生成第二控制指令，其中，第二预设值大于第一预设值；加热模块，用于当接收到第一控制指令，为待加热设备加热，当接收到第二控制指令，停止为待加热设备加热；供电模块，用于为加热模块和待加热设备供电。

可见，在实际应用中，采用本发明的方案，当待加热设备的内部温度低于第一预设值时，控制待加热设备停止工作，由加热模块为待加热设备加热，当待加热设备的内部温度加热到第二预设值时，加热模块停止加热，并控制待加热设备工作，从而避免了待加热设备中的开关器件在低温情况下通电而损坏的情况发生，提高了光伏发电系统的发电效率。

请参照图3，图3为本发明所提供的另一种低温加热系统的结构示意图，该低温加热系统在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，加热模块2包括：

加热装置21；

第一端与供电模块3连接、第二端与加热装置21连接的第一开关K1，用于在接收到第一控制指令后闭合，使加热装置21为待加热设备加热；还用于在接收到第二控制指令后断开，使加热装置21停止为待加热设备加热。

具体的，加热装置21一般可以指市面上常见的加热器，加热器的开关机方式分为两种，一种是指供电模块3会一直给加热器供电，检测模块1通过控制加热装置21的开关机键来控制加热装置21的开关机，另一种是指加热装置21一直处于开机状态，通过控制加热装置21和供电模块3之间的开关(指第一开关K1)的闭合/断开来控制加热装置21的开关机，可以理解的是，当开关断开时，相当于供电模块3不给加热装置21供电，此时加热装置21不工作。

请参照图4，图4为本发明所提供的另一种低温加热系统的结构示意图，该低温加热系统在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，该低温加热系统还包括：

第一端与待加热设备的系统电源连接、第二端与供电模块3连接的第二开关K2，用于在接收到第一控制指令后断开，使待加热设备停止工作；还用于在接收到第二控制指令后闭合，使待加热设备工作。

作为一种优选的实施例，第一开关K1和第二开关K2均为绝缘栅双极型晶体管IGBT开关管。

具体的，供电模块3为待加热设备的系统电源供电，使待加热设备可以正常工作，检测模块1通过控制设置于系统电源和供电模块3之间的第二开关K2的闭合/断开来控制待加热设备的工作状态(即正常工作状态和关机状态)，当第二开关K2断开时，相当于待加热设备不通电，此时待加热设备处于关机状态，当第二开关K2闭合时，相当于待加热设备通电，此时待加热设备可以正常工作。

具体的，第一开关K1和第二开关K2均可以选用IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)开关管，IGBT开关管具有小巧、易于集成、成本低等优点，同时IGBT开关管导通速度快，可以进一步提高控制的精准性，使本发明所提供地低温加热系统更可靠。

当然，第一开关K1和第二开关K2除了可以选用IGBT开关管，还可以选用其他功率开关管或能实现相同功能的开关器件，本发明在此不做限定。

请参照图5，图5为本发明所提供的另一种低温加热系统的结构示意图，该低温加热系统在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，供电模块3包括光伏供电模块31和市电供电模块32。

作为一种优选的实施例，该低温加热系统还包括：

管理模块，用于获取光伏供电模块31的供电电压，并判断供电电压是否为0，若是，控制市电供电模块32为加热模块2和待加热设备供电，若否，控制光伏供电模块31为加热模块2和待加热设备供电。

具体的，本发明中的供电模块3包括光伏供电模块31和市电供电模块32，光伏供电模块31就是从光伏取电，市电供电模块32就是从市电取电，一般的，在光伏有电的情况下，优先选用光伏供电模块31供电，在光伏没电时，再通过市电供电模块32供电，这样可以进一步节约电能资源，具体的，当待加热设备的内部温度小于第一预设值，且管理模块获取到的光伏供电模块31的供电电压不为0时，控制光伏供电模块31为加热模块2供电，使加热模块2为待加热设备加热，当光伏加热模块2的供电电压为0时，控制市电供电模块32为加热模块2供电，使加热模块2为待加热设备加热，当内部温度加热到第二预设值时，检测模块1控制加热模块2不再为待加热设备加热，若管理模块获取到的光伏供电模块31的供电电压不为0，那么通过光伏供电模块31为待加热设备的系统电源供电，使待加热设备正常工作，若管理模块获取到的光伏供电模块31的供电电压为0，那么通过市电供电模块32为待加热设备的系统电源供电，使待加热设备待机，可以理解的是，本发明是应用于光伏发电领域的，主要是依靠太阳能发电，因此，光伏供电模块31的供电电压为0，即晚上，这个时候不需要发电，所以待加热设备待机即可，当光伏供电模块31有电时，待加热设备可以立即工作。

作为一种优选的实施例，检测模块1还用于当内部温度不小于第一预设值且不大于第二预设值，控制待加热设备工作，同时控制加热模块2为待加热设备加热。

具体的，在检测模块1检测到当前内部温度不小于第一预设值且不大于第二预设值时，可以控制待加热设备正常工作，并在其工作过程中为其加热，本发明中的第一预设值可以参考待加热设备中的器件可正常工作的最低温度值设置，也就是说，当当前内部温度满足第一预设值时，待加热设备中的器件可以正常工作，在待加热设备的工作过程中为其加热，直至其内部温度达到第二预设值，可以进一步提高待加热设备的工作效率。

作为一种优选的实施例，检测待加热设备的内部温度的过程具体为：

按预设周期检测待加热设备的内部温度。

具体的，考虑到待加热设备内部温度的变化频率可能不会太大，因此检测模块1可以按预设周期来检测待加热设备的内部温度，以减少检测模块1的启动次数。

当然，预设周期需要根据实际工程需要确定，本发明在此不做限定。

具体的，参照图6所示，以待加热设备为汇流箱、第一预设值为-40℃、第二预设值为-30℃为例来说明本发明的控制逻辑，当检测模块1检测到汇流箱的箱内温度低于-40℃时，控制第二开关K2断开、第一开关K1闭合，加热模块2的取电逻辑优先由光伏供电模块31取电，当光伏供电模块31没电时，由市电供电模块32取电，使加热模块2为待加热设备加热；当检测模块1检测到箱内温度为-40℃至-30℃之间时，控制第二开关K2闭合、第一开关K1闭合，当光伏供电模块31有电时，加热模块2和汇流箱的系统电源的取电逻辑优先由光伏供电模块31取电，使加热模块2为汇流箱加热，同时使汇流箱工作，输出电能给光伏逆变器，当光伏供电模块31没电时，加热模块2和汇流箱的系统电源由市电供电模块32取电，加热模块2工作，系统电源给汇流箱供电，使汇流箱待机；当检测模块1检测到箱内温度大于-30℃时，控制第一开关K1断开、第二开关K2闭合，使加热模块2停止工作，当光伏供电模块31有电时，系统电源的取电逻辑优先由光伏供电模块31取电，系统电源给汇流箱供电，汇流箱工作，输出电能给逆变器；当光伏供电模块31没电，系统电源由市电供电模块32取电，为汇流箱供电，使汇流箱待机。考虑到在光伏供电模块31没电时，若汇流箱没有保持在待机状态，等到光伏供电模块31有电时，需要先给汇流箱加热，此时加热时间较长，在此期间虽然光伏供电模块31有电，但是汇流箱未工作，逆变器无法输出给电网，会造成大量的能源浪费，因此，本发明在光伏供电模块31没电的情况下，持续给内部温度不满足第二预设值的汇流箱加热，汇流箱保持待机状态，这样，一旦光伏供电模块31有电(有光时)，汇流箱就可以立即工作，为逆变器供电，逆变器可以立即逆变输出给电网，进一步提高光伏发电系统的发电效率。

相应的，本发明还提供了一种汇流箱，包括如上文任意一项的低温加热系统。

相应的，本发明还提供了一种光伏发电系统，包括如上文的汇流箱。

本发明所提供的一种汇流箱及光伏发电系统，具有和上述低温加热系统相同的有益效果。

对于本发明所提供的一种汇流箱及光伏发电系统的介绍请参照上述实施例，本发明在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种低温加热系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测待加热设备的内部温度，当所述内部温度小于第一预设值，控制所述待加热设备停止工作，并生成第一控制指令；还用于当所述内部温度大于第二预设值，控制所述待加热设备工作，并生成第二控制指令，其中，所述第二预设值大于所述第一预设值；

加热模块，用于当接收到所述第一控制指令，为所述待加热设备加热，当接收到所述第二控制指令，停止为所述待加热设备加热；

供电模块，用于为所述加热模块和所述待加热设备供电。

2.根据权利要求1所述的低温加热系统，其特征在于，所述加热模块包括：

加热装置；

第一端与所述供电模块连接、第二端与所述加热装置连接的第一开关，用于在接收到所述第一控制指令后闭合，使所述加热装置为所述待加热设备加热；还用于在接收到所述第二控制指令后断开，使所述加热装置停止为所述待加热设备加热。

3.根据权利要求2所述的低温加热系统，其特征在于，该低温加热系统还包括：

第一端与所述待加热设备的系统电源连接、第二端与所述供电模块连接的第二开关，用于在接收到所述第一控制指令后断开，使所述待加热设备停止工作；还用于在接收到所述第二控制指令后闭合，使所述待加热设备工作。

4.根据权利要求1所述的低温加热系统，其特征在于，所述供电模块包括光伏供电模块和市电供电模块。

5.根据权利要求4所述的低温加热系统，其特征在于，该低温加热系统还包括：

管理模块，用于获取所述光伏供电模块的供电电压，并判断所述供电电压是否为0，若是，控制所述市电供电模块为所述加热模块和所述待加热设备供电，若否，控制所述光伏供电模块为所述加热模块和所述待加热设备供电。

6.根据权利要求1所述的低温加热系统，其特征在于，所述检测模块还用于当所述内部温度不小于所述第一预设值且不大于所述第二预设值，控制所述待加热设备工作，同时控制所述加热模块为所述待加热设备加热。

7.根据权利要求3所述的低温加热系统，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为绝缘栅双极型晶体管IGBT开关管。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的低温加热系统，其特征在于，所述检测待加热设备的内部温度的过程具体为：

按预设周期检测待加热设备的内部温度。

9.一种汇流箱，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的低温加热系统。

10.一种光伏发电系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的汇流箱。