CN201601536U - 一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，包括箱体，及设于箱体内的正极接线排、负极接线排、与正极接线排连接的正极集线器和与负极接线排连接的负极集线器，负极集线器、正极集线器与设有的断路器连接，断路器的另一端与设有的汇流输出端连接；正极接线排与正极集线器之间设有测控模块，测控模块包括微控制器、通讯组件和若干个电流检测元件，各个电流检测元件均设有用于检测电流的测量孔。本实用新型采用具有一体化结构的测控模块，将若干个电流检测元件的检测信号，集中传输至微控制器，微控制器再将信号传送至上位机。通过智能测控模块的地址，快速定位，具有系统维护简单快捷，运行更加经济和现场维护方便的特点。

Description

一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱

技术领域

本实用新型涉及一种用于光伏并网发电系统的汇流装置，更具体地说一种具有一体化测控模块的汇流装置。

背景技术

太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。在现有的光伏发电系统中，为减少光伏组件与逆变器(直流电逆变成交流电之后并入电网使用)之间的连接线，方便维护，提高可靠性，在光伏组件与逆变器之间增加的光伏汇流箱装置。用户可以根据逆变器输入的直流电压范围，把一定数量的规格相同的光伏电池组件串联组成1个光伏电池组件串列(又称为“光伏阵列电池组”)，再将若干个串列接入光伏阵列汇流箱进行汇流，通过防雷器与断路器后输出，方便了后级逆变器的接入。

在现有的光伏发电系统中，目前，国外与国内的光伏阵列发电汇流箱，只是简单的实现将多路光伏电池组串汇成一路输出的功能，通常没有对每1路或者每2路的电流进行监控，在电池组件故障时，不能够及时的知晓并修复，造成不必要的损失，在大型光伏并网型发电系统中，从上万电池组件中查找故障电池组件，难度也是非常大，降低了系统的经济性，维护成本也较大。现有技术中采用了监测元件的汇流箱结构，其监测元件也大多为各自独立设于汇流箱内的部件，导致占用空间大，接线复杂，维护成本高而且操作难度大。

基于上述现有技术的缺陷，本发明人设计出一种新的一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，具有结构紧凑、占用空间小的特点，能实现远程监控，同时也便于现场维护。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为克服现有技术的不足而提供一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，具有结构紧凑、占用空间小的特点，能实现远程监控，同时也便于现场维护。通过RS485等通讯方式与上位机(控制中心或控制室的上位计算机)联机，实现智能化控制，通过与测控模块连接的显示器和报警器，在汇流箱现场也能便捷地对光伏阵列进行维护和工作状态的监控。

本实用新型的技术内容为：一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，其特征包括箱体，及设于箱体内的正极接线排、负极接线排、与正极接线排连接的正极集线器和与负极接线排连接的负极集线器，所述的负极集线器、正极集线器与设有的断路器连接，所述断路器的另一端与设有的汇流输出端连接；所述的正极接线排与正极集线器之间设有测控模块，所述的测控模块包括微控制器、与微控制器连接的通讯组件和与微控制器连接的若干个电流检测元件，各个电流检测元件均设有用于穿设连接正极接线排与正极集线器之导线的测量孔。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的测控模块还包括与微控制器、电流检测元件连接的电源组件；所述箱体的内部还设有测控连接端，所述的测控连接端包括通讯输出端和电源输入端；所述的通讯输出端与通讯组件连接，所述的电源输入端与电源组件连接。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的断路器包括四组触点，每二组触点串联成一个触点组，各触点组分别连接正极集线器与汇流输出端的正极、负极集线器与汇流输出端的负极。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的测控模块还连接有用于显示信息的显示器。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的测控模块还连接有用于提示和报警的报警器。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的测控模块还连接有用于选择显示信息的按钮。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的通讯组件为RS485通讯组件。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的正极接线排设有若干个正极接脚，所述的每个正极接脚的一端与光伏阵列电池组的正极电连接，另一端均连接有保护熔断器，所述的若干个保护熔断器经测控模块设有的若干个测量孔与前述的正极集线器电连接；所述的负极接线排设有若干个负极接脚，所述的每个负极接脚的一端与光伏阵列电池组的负极电连接，另一端均连接有保护熔断器，所述的若干个保护熔断器与前述的负极集线器连接。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的一体化测控模块还设有电路板，所述的电路板上设有前述的电流检测元件、通讯组件、电源组件和微控制器。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型将光伏阵列电池组接入汇流箱后，每路或者每两路导线经过接线排再穿过的测控模块设有的测量孔，实现对每路或者每两路电流的监测及报警的功能，测控模块采用具有一体化结构，将若干个电流检测元件的检测信号，集中传输至微控制器，经过通讯组件，将信号传送至上位机。通过RS485通讯模块上传至监控系统(中控室)的上位机，从而在中控室能够从电流的变化中，快速的判断电池组件的工作状态，以及电池组件发生故障时，通过智能测控模块的地址，快速定位，使系统维护简单快捷，运行更加经济。通过在汇流箱增设有的显示器、报警器和按钮，便于汇流箱的现场维护与工作状态监控。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱具体实施例的平面结构分布示意图；

图2为本实用新型一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱具体实施例的电路方框示意图；

图2为本实用新型汇流箱之测控模块具体实施例的电路方框示意图；

附图标记说明

1     箱体               10     接地端

2A    极接线排           2B     负极接线排

3A    极集线器           3B     负极集线器

4     断路器

5     汇流输出端

6     电路板

7     测控模块            70    测控连接端

701   电源输入端          702   通讯输出端

71    微控制器            711   显示器

712   报警器              713   按钮

72    电源检测元件        720   测量孔

73    电源组件            74    通讯组件

8A    保护熔断器(正极)    8B    保护熔断器(负极)

具体实施方式

为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1至图3所示，本实用新型一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，包括箱体1，及设于箱体1内的正极接线排2A、负极接线排2B、与正极接线排2A连接的正极集线器3A和与负极接线排2B连接的负极集线器3B，负极集线器3A、正极集线器3B与设有的断路器4连接，断路器4的另一端与设有的汇流输出端5连接；正极接线排2A与正极集线器3A之间设有测控模块7，测控模块7包括微控制器71、与微控制器71连接的通讯组件74和与微控制器71连接的若干个电流检测元件72，各个电流检测元件均设有用于穿设连接正极接线排2A与正极集线器3A之导线的测量孔720。在本实施例中的电流检测元件72，主要采用根据电流霍尔效应原理，测量光伏电池组件的电流，变转换成4-20mA电流信号传输至微控制器后，进行模数转换和处理后，向上位机的传输。测控模块7还包括与微控制器71、电流检测元件72连接的电源组件73；箱体1的内部还设有测控连接端70，测控连接端70包括通讯输出端702和电源输入端701；通讯输出端702与通讯组件74连接，电源输入端701与电源组件73连接。断路器4包括四组触点，每二组触点串联成一个触点组，各触点组分别连接正极集线器3A与汇流输出端5的正极、负极集线器3B与汇流输出端5的负极。测控模块7还连接有显示器711(通过图像输出信号)、报警器(通过语音输出信号)和用于选择显示信息的按钮713，比如按钮713能实现显示器711显示不同光伏阵列的电流检测值，若没有设置按钮则需让系统自动轮流显示各光伏阵列的电流检测值，若于维护中，有可能是需要实时检测某一条光伏阵列线路的工作状态，则此时轮流显示的方式无法满足现场维护的要求，故此有必要能输入选择信号的按钮。在本实施例中，通讯组件为RS485通讯组件，于其它实施例中也可以采用如WIFI、CDMA或其它方式的无线连接。为防止某一组的光伏阵列输入过高的电流至集线器，对整个逆变电路造成不稳定，有必要增加保护熔断器；正极接线排2A设有若干个正极接脚，每个正极接脚的一端与光伏阵列电池组的正极电连接，另一端均连接有保护熔断器8A，若干个保护熔断器8A经测控模块7设有的若干个测量孔720与正极集线器3A电连接；负极接线排2B设有若干个负极接脚，每个负极接脚的一端与光伏阵列电池组的负极电连接，另一端均连接有保护熔断器8B，若干个保护熔断器8B与前述的负极集线器3B连接。

为了进一步构成一体化结构，一体化测控模块增设有了电路板6，将前述的电流检测元件72、通讯组件74、电源组件73和微控制器71通过电路板6走线，集中在一个电路板，缩短各个部件之间的空间距离，便于安装与维护、降低生产成本，提高产品质量，并可以增加电磁屏蔽抗干扰设计提高一体化测控模块的稳定性。一体化测控模块由于设有微控制器，能实现电流检测结构的软件化、数字化，通过按钮可以设定每个一体化测控模块的地址、速率和精度系数的设置，从而实现中控室对每个汇流箱的同时远距离或远程控制。

作为本实用新型的进一步创新，可以选用网络适配器为作通讯组件，实现网络化的远距离控制；特别适合于沙漠等边远地区、无人区的太阳能发电系统的汇流控制。

综上所述，本实用新型将光伏阵列电池组接入汇流箱后，每路或者每两路导线经过接线排再穿过的测控模块(具有一体化结构的智能控制方式)设有的测量孔，实现对每路或者每两路电流的监测及报警的功能，通过RS485通讯模块上传至监控系统(中控室)的上位机，从而在中控室能够从电流的变化中，快速的判断电池组件的工作状态，以及电池组件发生故障时，通过智能测控模块的地址，快速定位，使系统维护简单快捷，运行更加经济。通过在汇流箱增设有的显示器、报警器和按钮，便于汇流箱的现场维护与工作状态监控。

以上所述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。

Claims (8)

1.一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，其特征包括箱体，及设于箱体内的正极接线排、负极接线排、与正极接线排连接的正极集线器和与负极接线排连接的负极集线器，所述的负极集线器、正极集线器与设有的断路器连接，所述断路器的另一端与设有的汇流输出端连接；所述的正极接线排与正极集线器之间设有测控模块，所述的测控模块包括微控制器、与微控制器连接的通讯组件和与微控制器连接的若干个电流检测元件，各个电流检测元件均设有用于穿设连接正极接线排与正极集线器之导线的测量孔。

2.根据权利要求1所述的一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，其特征在于所述的测控模块还包括与微控制器、电流检测元件连接的电源组件；所述箱体的内部还设有测控连接端，所述的测控连接端包括通讯输出端和电源输入端；所述的通讯输出端与通讯组件连接，所述的电源输入端与电源组件连接。

3.根据权利要求2所述的一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，其特征在于所述的断路器包括四组触点，每二组触点串联成一个触点组，各触点组分别连接正极集线器与汇流输出端的正极、负极集线器与汇流输出端的负极。

4.根据权利要求2所述的一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，其特征在于所述的一体化测控模块还连接有显示器。

5.根据权利要求2所述的一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，其特征在于所述的一体化测控模块还连接有报警器。

6.根据权利要求4所述的一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，其特征在于所述的一体化测控模块还连接有用于选择显示信息的按钮。7.根据权利要求3～6任一项所述的一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，其特征在于所述的通讯组件为RS485通讯组件。

7.根据权利要求7所述的一体化测控模块智能光伏阵列汇流箱，其特征在于所述的正极接线排设有若干个正极接脚，所述的每个正极接脚的一端与光伏阵列电池组的正极电连接，另一端均连接有保护熔断器，所述的若干个保护熔断器经测控模块设有的若干个测量孔与前述的正极集线器电连接；所述的负极接线排设有若干个负极接脚，所述的每个负极接脚的一端与光伏阵列电池组的负极电连接，另一端均连接有保护熔断器，所述的若干个保护熔断器与前述的负极集线器连接。

8.根据权力要求2所述的带一体化测控模块的智能光伏阵列汇流箱，其特征在于所述的一体化测控模块还设有电路板，所述的电路板上设有前述的电流检测元件、通讯组件、电源组件和微控制器。

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