CN202977458U - 一种智能光伏汇流箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能光伏汇流箱，包括箱体和设置在箱体内的汇流电路，所述汇流电路用于将多路光伏直流电汇流成一路，汇流电路包括：多路用于输入正极直流电的正极输入接口，多路用于输入负极直流电的负极输入接口，用于对输入的每一路光伏直流电的电流大小和电压大小进行检测的检测模块。本实用新型提供的智能光伏汇流箱设置了检测模块，除能够对汇流总电压、总电流进行检测外还能够对单个电池阵列电压、电池阵列电流进行检测，智能化程度更高。

Description

一种智能光伏汇流箱

技术领域

本申请涉及光伏发电应用技术领域，特别是涉及一种智能光伏汇流箱。

背景技术

目前，能源紧缺问题日益严重，清洁能源是当今低碳环保生活必然的发展方向，太阳能作为未来主要的能源，随着太阳能发电市场规模的壮大，大型光伏电站应运而生，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逆变器之间的连线，简化系统结构，提高发电系统的可靠性和可维护性，可以将一定数量、规格相同的光伏电池方阵的输出电缆串联起来，组成若干个光伏串列，然后再将若干个光伏串列并联接入光伏汇流箱，在光伏汇流箱内汇流后，与光伏逆变器配套使用。

光伏汇流箱的主要作用是对光伏串列及外围辅助元件进行监测，目前，光伏汇流箱主要分为两种：一种是非智能光伏汇流箱，非智能光伏汇流箱只能起到并联阔流的功能，无法对光伏汇流箱内部模块的运行状态进行监控，其安全性、可靠性差，智能化程度低，不能满足生产需要；另一种是智能型光伏汇流箱，其智能化程度较非智能型产品高，安全性、可靠性较强。

但现有的智能型光伏汇流箱只能对并联后的总电流进行监测，无法对单个电池阵列的电流、电压进行监测，保护功能较为单一，智能化程度低。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种智能光伏汇流箱，以实现对单个光伏电池阵列的电流和电压进行监测。

为了实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种智能光伏汇流箱，包括箱体和设置在箱体内的汇流电路，所述汇流电路用于将多路光伏直流电汇流成一路，所述汇流电路包括：

多路用于输入正极直流电的正极输入接口；

多路用于输入负极直流电的负极输入接口；

与所述正极输入接口或负极输入接口相连接的、用于对输入的每一路光伏直流电的电流大小和/或电压大小进行检测的检测模块。

其中，所述检测模块还包括：

用于测量所述光伏直流电电流大小的电流检测单元；

用于测量所述光伏直流电电压大小的电压检测单元；

与所述电流检测单元和电压检测单元相连接的、用于将电流大小数据和电压大小数据转换成数字信号的模数转换单元；

与所述模数转换单元相连接的、用于根据所述数字信号确定所述光伏直流电的电流大小和电压大小、并将确定结果向外发送的处理单元；

用于显示电流大小数据、电压大小数据和/或所述智能光伏汇流箱中的组件的工作状态的显示单元。

其中，所述检测模块还包括：

用于向所述检测模块输入控制命令的输入单元；

用于当所述光伏直流电超出预设范围时和/或其他组件出现故障时发出报警信息的报警单元；

与所述处理单元相连接、用于控制所述输入单元、报警单元启动或关闭的控制单元。

其中，所述汇流电路还包括用于向所述检测模块供电的供电模块，所述供电模块包括：

用于将电源电压降低的降压变压电路；

用于将降压后的电流整流的单相桥式整流电路；

用于减小电流高次谐波和电压高次谐波的滤波电路；

用于保持输出电压稳定的降压斩波电路。

其中，所述汇流电路还包括：

用于将多路所述正极直流电汇流成一路、通过所述检测模块与多路所述正极输入接口相连接的正极汇流排；

用于将多路所述负极直流电汇流成一路的、与多路所述负极输入接口相连接的负极汇流排；

与所述检测模块、正极汇流排、负极汇流排、供电模块相连接的、用于防止雷击的防雷器；

与所述正极汇流排、负极汇流排、检测模块相连接的、用于短路保护和过载保护的断路器。

优选地，所述汇流电路还包括：分别与每一路所述正极输入接口、所述检测模块相连接的熔断器。

优选地，所述汇流电路还包括：分别与每一路所述负极输入接口、所述负极汇流排相连接的熔断器。

优选地，所述汇流电路还包括：

与所述检测模块相连接的、用于连接所述检测模块和电脑的接口模块。

优选地，所述接口模块具体为：RS485模块。

优选地，所述供电模块外还设置有防护外壳。

由以上技术方案可以看出，与现有技术相比，本申请提供的智能光伏汇流箱设置了检测模块，检测模块与多路正极输入接口或多路负极输入接口相连接，能够对输入到智能光伏汇流箱中的每一路光伏直流电的电压大小和/或电流大小进行检测，智能化程度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种智能光伏汇流箱的示意图；

图2为本申请实施例提供的检测模块的示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种智能光伏汇流箱的示意图；

图4为本申请实施例提供的供电模块的示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种智能光伏汇流箱的示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种智能光伏汇流箱的示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种智能光伏汇流箱的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种智能光伏汇流箱，图1是本申请实施例提供的一种智能光伏汇流箱的示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的智能光伏汇流箱包括：正极输入接口1、负极输入接口2、检测模块3，本申请实施例提供的智能光伏汇流箱用于对多个光伏电池阵列得到的光伏直流电进行汇流，并对单个光伏电池阵列的光伏直流电的电流大小和电压大小进行检测。

多路正极输入接口1中的每一路接口都可以与一个光伏电池阵列的正极相连，多路负极输入接口2中的每一路接口都可以与一个光伏电池阵列的负极相连，将光伏电池阵列产生的光伏直流电输入到智能光伏汇流箱中，检测模块3可以与多路正极输入接口1相连接，同样也可以与多路负极输入接口2相连接，在本申请实施例中不做限定，为叙述方便，在本申请实施例中将检测模块3与多路正极输入接口1相连接，可以除对汇流总电流、总电压进行检测外，还可以对输入到智能光伏汇流箱中的每一路的光伏直流电的电流大小和/或电压大小进行检测。

图2是本申请实施例提供的检测模块的示意图，如图3所示，检测模块3可以包括用于检测电流数据的电流检测单元301、检测电压数据的电压检测单元302、用于将电流数据和电压数据转换成为数字信号的模数转换单元303、对转换得到的数字信号进行处理的处理单元304，电流检测单元301可以对多路电池阵列中每一路的电流进行检测，也可以对通过智能光伏汇流箱汇流得到的总电流进行检测，电压检测单元301可以对多路电池阵列中每一路的电压进行检测，也可以对通过智能光伏汇流箱汇流得到的总电压进行检测，模数转换单元303可以将电流检测单元301检测得到的电流数据和电压检测单元302检测得到的电压数据转换为数字信号，处理单元304对转换得到的数字信号进行处理，还可以在检测模块3中设置显示单元305，将处理结果在显示单元305中显示。

为了可以对智能光伏汇流箱进行更好的控制，在本申请另一实施例中，还可以在检测模块3中设置输入单元306，可以方便用户将控制信息输入到智能光伏汇流箱中，实现对智能光伏汇流箱的控制，输入单元306可以是按键，通过按键可以将控制命令输入到检测模块3中。

为了使智能光伏汇流箱中各组件的工作状态出现异常时能够及时被发现，在本申请另一实施例中，还可以在检测模块3中设置报警单元307，当智能光伏汇流箱中的某个或某些组件出现故障时，或者输入到智能光伏汇流箱中的电流出现异常，如过压或欠压，报警单元307可以将故障信息和异常信息通过显示单元305显示或者通过报警声音发出报警，此外，还可以设置控制单元308对输入单元306和报警单元307的开启或关闭进行控制。

图3是本申请实施例提供的另一种智能光伏汇流箱的示意图，图4是本申请实施例提供的供电模块的示意图，如图3和图4所示所示，在本申请另一实施例中，还可以设置向检测模块供电的供电模块4，供电模块4可以采用整流斩波电路，整流斩波电路具体包括：用于将高电压降低的降压变压电路401、用于将降压后的电流整流的单相桥式整流电路402、用于减小电流高次谐波和电压高次谐波的滤波电路403和用于保持输出电压稳定的降压斩波电路404，供电模块4可以将汇流得到的总电流进行变换供检测模块使用，使智能光伏汇流箱实现自供电，本领域技术人员可以理解的是，供电模块还可以与外界的供电电路相连接，经变换后供检测模块使用。

供电模块4可以提供检测模块工作所需的电能，并且可以将供电模块4与检测模块3分立设置，可以避免将供电模块4和检测模块3集成设置时出现的供电模块4发热大而影响检测模块的问题，延长检测模块3和供电模块4的使用寿命，采用整流斩波电路的供电模块4可以使供应给检测模块的电能稳定，降低供电模块对检测模块3的电磁干扰，此外，还可以在供电模块4上设置防护外壳，可以提高供电模块4的对水、灰尘、日光的防护能力，可以满足在室外安装使用的防护要求。

此外，智能光伏汇流箱是对多个光伏电池阵列额电流进行汇流，图5为本申请实施例提供的又一种智能光伏汇流箱的示意图，如图5所示，在本申请另一实施例中，还可以设置正极汇流排5，在多路负极输入接口后设置负极汇流排6，正极汇流排5和负极汇流排6可以将多个支路的电流汇集成一路，智能光伏汇流箱汇流得到的总电流较大，为了使智能光伏汇流箱能够满足对较大电流的汇流，不至于由于电流过大而烧毁线路，正极汇流排5和负极汇流排6可以采用铜板汇流排，使汇流排的导电性能更好，并且可以使智能光伏汇流箱对汇流得到的较大的电流的防护性能更好，防止较大电流烧毁电路，使智能光伏汇流箱的使用寿命更长。

智能光伏汇流箱一般安装在室外，为了防止雷击形成的瞬间大电流造成设备损坏，图6为本申请实施例提供的又一种智能光伏汇流箱的示意图，如图6所示，在本申请另一实施例中，还可以设置防雷器7，可以防止雷击产生的瞬间大电流对设备造成影响，防雷器7可以与检测模块3、供电模块4、正极汇流排5、负极汇流排6相连接，并且通过接地连接与地电平相连，在遭到雷击时防止雷击产生的瞬间大电流对设备造成损坏，同时也可以防止光伏电网中其他设备发生故障形成的瞬间大电流损坏设备。

此外，为了使智能光伏汇流箱的对异常电流的防护性能更好，图7为本申请实施例提供的又一种智能光伏汇流箱的示意图，如图7所示，在本申请另一实施例中，还可以在多路正极输入接口1和多路负极输入接口2上设置熔断器8，熔断器直接与多路正极输入接口1和多路负极输入接口2相连接，可以在出现智能光伏汇流箱不能承受的异常电流时，实现对智能光伏汇流箱的熔断保护，还可以在智能光伏汇流箱的输出端设置断路器9，断路器9与所述正极汇流排5、负极汇流排6、检测模块3相连接，在检测模块3上可以显示断路器的开合状态，将汇流得到的总电流经过断路器9后输出，实现对智能光伏汇流箱中的电路进行短路保护和过载保护。

此外，为了实现对智能光伏汇流箱的远程监测和远程控制，还可以在智能光伏汇流箱中设置接口模块10，接口模块10可以是RS485模块，接口模块10与检测模块3相连接，可以将检测模块3与电脑相连接，如通过USB接口与电脑相连接，可以将智能光伏汇流箱中的检测信息，如电压数据、电流数据、各组件的工作状态，发送到电脑中，实现对智能光伏汇流箱的远程监测，并且还可以通过电脑对智能光伏汇流箱发出指令，实现对智能光伏汇流箱的远程控制，同时可以实现对多个智能光伏汇流箱的远程监控，使光伏电站的控制更加实时便捷，进一步方便技术人员了解智能光伏汇流箱的工作状态。

在上述实施例中，一个光伏汇流箱可以将多个电池阵列的电流进行汇流，例如可以为12路、14路或16路，在本申请实施例中不作限定。

由以上技术方案可以看出，与现有技术相比，本申请提供的智能光伏汇流箱设置了检测模块，检测模块与多路正极输入接口或多路负极输入接口相连接，能够对输入到智能光伏汇流箱中的每一路光伏直流电的电压大小和/或电流大小进行检测，智能化程度更高。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，以上所述仅仅是本申请技术方案的一部分优选具体实施方式，使本领域技术人员能够充分理解或实现本申请，而不是全部的实施例，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，基于以上实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理，不做出创造性劳动前提下，还可以做出多种显而易见的修改和润饰，通过这些修改和润饰所获得的所有其他实施例，都可以应用于本申请技术方案，这些都不影响本申请的实现，都应当属于本申请的保护范围。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上对本申请进行了详细介绍，本文中应用可具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种智能光伏汇流箱，其特征在于，包括箱体和设置在箱体内的汇流电路，所述汇流电路用于将多路光伏直流电汇流成一路，所述汇流电路包括：

多路用于输入正极直流电的正极输入接口；

多路用于输入负极直流电的负极输入接口；

与所述正极输入接口或负极输入接口相连接的、用于对输入的每一路光伏直流电的电流大小和/或电压大小进行检测的检测模块。

2.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱，其特征在于，所述检测模块还包括：

用于测量所述光伏直流电电流大小的电流检测单元；

用于测量所述光伏直流电电压大小的电压检测单元；

与所述电流检测单元和电压检测单元相连接的、用于将电流大小数据和电压大小数据转换成数字信号的模数转换单元；

与所述模数转换单元相连接的、用于根据所述数字信号确定所述光伏直流电的电流大小和电压大小、并将确定结果向外发送的处理单元；

用于显示电流大小数据、电压大小数据和/或所述智能光伏汇流箱中的组件的工作状态的显示单元。

3.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱，其特征在于，所述检测模块还包括：

用于向所述检测模块输入控制命令的输入单元；

用于当所述光伏直流电超出预设范围时和/或其他组件出现故障时发出报警信息的报警单元；

与所述处理单元相连接、用于控制所述输入单元、报警单元启动或关闭的控制单元。

4.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱，其特征在于，所述汇流电路还包括用于向所述检测模块供电的供电模块，所述供电模块包括：

用于将电源电压降低的降压变压电路；

用于将降压后的电流整流的单相桥式整流电路；

用于减小电流高次谐波和电压高次谐波的滤波电路；

用于保持输出电压稳定的降压斩波电路。

5.根据权利要求4所述的智能光伏汇流箱，其特征在于，所述汇流电路还包括：

用于将多路所述正极直流电汇流成一路、通过所述检测模块与多路所述正极输入接口相连接的正极汇流排；

用于将多路所述负极直流电汇流成一路的、与多路所述负极输入接口相连接的负极汇流排；

与所述检测模块、正极汇流排、负极汇流排、供电模块相连接的、用于防止雷击的防雷器；

与所述正极汇流排、负极汇流排、检测模块相连接的、用于短路保护和过载保护的断路器。

6.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱，其特征在于，所述汇流电路还包括：分别与每一路所述正极输入接口、所述检测模块相连接的熔断器。

7.根据权利要求5所述的智能光伏汇流箱，其特征在于，所述汇流电路还包括：分别与每一路所述负极输入接口、所述负极汇流排相连接的熔断器。

8.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱，其特征在于，所述汇流电路还包括：

与所述检测模块相连接的、用于连接所述检测模块和电脑的接口模块。

9.根据权利要求8所述的智能光伏汇流箱，其特征在于，所述接口模块具体为：RS485模块。

10.根据权利要求4所述的智能光伏汇流箱，其特征在于，所述供电模块外还设置有防护外壳。

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