CN204928744U - 一种集成式光伏电站汇流箱控制模块 - Google Patents

一种集成式光伏电站汇流箱控制模块 Download PDF

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Abstract

本实用新型提出一种集成式光伏电站汇流箱控制模块，其包括电压转换模块，CPU控制电路模块，防雷模块，电流采集主板以及显示模块；其中，所述的电压转换模块的输入端与汇流箱的断路器连接，其输出端与CPU控制电路模块连接；所述的防雷模块、电流采集主板以及显示模块均与所述的CPU控制电路连接，所述的电流采集主板与显示模块连接。所述的汇流箱控制模块，可对系统的每路光伏组串进行监控测量，实时监测各个光伏组串的工作状态，通过现场总线将数据传送到监控中心实现系统的实时监测，提高系统观测性和运行的可靠性；整个控制模块为集成式设计，并可通过拨码开关方便用户设置通信地址和波特率，使其适用于各种规模的光伏发电系统，适用性广。

Description

一种集成式光伏电站汇流箱控制模块
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏技术领域，特别涉及一种集成式光伏电站汇流箱控制模块。
背景技术
随着全球气候变化以及环境污染问题的日益严峻，绿色可再生能源产业最近十年来得到了快速发展。太阳能是一种可再生资源，利用光生伏特效应进行发电的太阳电池技术备受世人关注。太阳电池是由能产生光伏效应的材料，如硅、砷化镓、铟硒铜等材料制成，可以将光能转化成电能。在实际应用中，一般都是由太阳电池组件阵列构成不同发电规模的并网或独立的光伏电站来进行发电供用户使用。
在太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能电池组件阵列与逆变器之间的连线，方便维护，提高可靠性，一般是将一定数量、规格相同的光伏电池组件串联起来组成一个个光伏组件串列，然后再将若干个光伏组件串列并联接入汇流箱，在汇流箱中汇流后，再输出与光伏逆变器配套使用从而构成完整的光伏发电系统。为了提高系统的可靠性和实用性，目前在光伏汇流箱中一般都配置有光伏专用直流防雷模块、电流保护模块等，并可以监测光伏阵列的实时电流、电压、防雷器状态等，方便用户及时准确的掌握光伏电池的工作情况，保证太阳能光伏发电系统发挥最大功效。但是，目前的汇流箱中的功能模块一般都是独立设置与安装的，而且，每个用户对汇流箱中的功能模块的选择也不尽全面，会留下一些光伏电站控制的空白区域，造成安全隐患；另外，这样的设置也会造成汇流箱的体积比较大，不利于成本控制。
实用新型内容
针对上述现有技术中的问题，本实用新型的目的是提出一种集成式光伏电站汇流箱控制模块，其集成了光伏电站必备的功能模块，实时监测光伏电站的运行状态，方便用户安装与使用。
为达到本实用新型的目的，本实用新型的一种集成式光伏电站汇流箱控制模块包括电压转换模块，CPU控制电路模块，防雷模块，电流采集主板以及显示模块；其中，所述的电压转换模块的输入端与汇流箱的断路器连接，其输出端与CPU控制电路模块连接；所述的防雷模块、电流采集主板以及显示模块均与所述的CPU控制电路连接，所述的电流采集主板与显示模块连接，所述的电压转换模块上设有实际发电电压监测端与CPU控制模块相连。
优选的，所述的CPU控制电路模块与显示模块设置在电流采集主板上，并通过板到板(boardtoboard)连接器与电流采集主板连接。
再优选的，所述的电流采集板上设置有多个电流传感器，分别对应光伏电站中相应的多个光伏电池组串。
再优选的，所述的CPU控制电路模块上设有防雷状态指示灯以及光伏发电系统运行状态指示灯。
再优选的，所述的显示模块滚动显示光伏电站的每个光伏组串的即时电压值、即时电流值以及汇流箱的当前温度。
再优选的，所述的CPU控制电路模块通过通信接口与上位机连接。
再优选的，所述的通信接口为RS-485通信接口，所述的上位机包括监控微机或智能移动终端。
再优选的，所述的CPU控制模块上设有设置通信地址和波特率的拨码开关。
本实用新型的有益效果是，所述的集成式光伏电站汇流箱控制模块，可以对系统的每路光伏组串进行监控测量，实时监测汇流箱内各个光伏组串的工作状态，通过现场总线将数据传送到电站监控中心实现系统的实时监测，提高系统观测性和运行的可靠性；整个控制模块为集成式设计，并可通过拨码开关方便用户设置通信地址和波特率，使其适用于各种规模的光伏发电系统，适用性广。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本实用新型前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：
图1所示为本实用新型的一实施例的集成式光伏电站汇流箱控制模块的组成模块电路原理图；
图2所示为图1的集成式光伏电站汇流箱控制模块的CPU控制电路模块，电流采集主板以及显示模块的组装结构示意图；
图3所示为本实用新型的集成式光伏电站汇流箱控制模块的一实施例的CPU控制电路模块的结构示意图。
具体实施方式
结合附图将本实用新型的特征及优点详述如下。
参照图1所示的本实用新型的一实施例的集成式光伏电站汇流箱控制模块的组成模块电路原理图，所述的集成式光伏电站汇流箱控制模块包括电压转换模块，CPU控制电路模块，防雷模块，电流采集主板以及显示模块；其中，所述的电压转换模块的输入端与汇流箱的断路器连接，其输出端与CPU控制电路模块连接；所述的防雷模块、电流采集主板以及显示模块均与所述的CPU控制电路连接，所述的电流采集主板与显示模块连接；所述的电压转换模块上设有实际发电电压监测端与CPU控制模块相连。
参照图2所示的按照图1的电路原理图而实现的本实用新型的一实施例的集成式光伏电站汇流箱控制模块的部分结构示意图，所述的CPU控制电路模块20与显示模块30设置在电流采集主板10上，并通过板到板(boardtoboard)连接器与电流采集主板连接。在所述的电流采集板上设置有多个电流传感器12，每个电流传感器对应一个光伏电站中由多个光伏电池组件连接而成的组串。电流传感器的设置个数由光伏电站中的组串数量而定，本实用新型不作具体限制。
防雷模块与CPU控制电路模块连接，在CPU控制电路模块上设有防雷状态指示灯以显示防雷模块的工作状态，比如绿色代表正常，红色代表异常；另外，可以在CPU控制电路模块上设置光伏发电系统运行状态指示灯，比如，所述指示灯包括运行指示灯(RUN指示灯)和警报指示灯(ALARM指示灯)，当系统上电后，所述运行指示灯呈绿色，且该指示灯会以固定频率比如以间隔1秒的速度闪烁；当系统发生故障时，所述的警报指示灯呈红色，系统恢复正常运行时为常灭状态。
所述的显示模块包括多个数码管，比如6个数码管，当系统上电后，该数码管以固定的频率，比如以间隔3秒的速度滚动显示温度值、电压值以及多个通道的电流值。显示温度值的时候，前面显示字幕“T”，显示电压值的时候，前面显示字幕“U”，显示电流值的时候，前面显示“I01”、“I02”……,分别对应相应的电流传感器连接的那个光伏组串的电流。在另一优选的实施方式中，在所述显示模块上可以设置3个按钮，对应3种模式(MODE)，比如，按压MODE1，显示电压值，按压MODE2，显示电流值，按压MODE3，显示温度值。
为了方便用户实时监控光伏发电系统的运行状态，本实用新型的集成式光伏电站汇流箱控制模块可以通过MODBUS通信协议与上位机比如监控微机或智能移动终端进行通信连接，比如，所述的汇流箱控制模块的CPU控制电路模块上设有RS485接口，其可以通过USB转换接口最终与监控微机或智能移动终端连接。
为了便于本实用新型的集成式光伏电站汇流箱控制模块适用与不同规模的发电系统的监控使用需求，如图3所示的本实用新型的集成式光伏电站汇流箱控制模块的一实施例的CPU控制电路模块的结构示意图，其与防雷模块40连接，所述的汇流箱控制模块的CPU控制电路模块20上设置有拨码开关SW1和SW2来设置MODBUS的波特率和地址。当设置Modbus的波特率时，SW1拨码开关可以表示1200，2400，4800，9600四种波特率，当SW1的1和2位都拨到“OFF”位置，ModBus波特率为1200；当SW1的1位拨到“ON”，2位拨到“OFF”，ModBus波特率为2400；当SW1的1位拨到“OFF”，2位拨到“ON”，ModBus波特率为4800；当SW1的1和2位都拨到“ON”位置，ModBus波特率为9600。当设置Modbus的地址时，SW2拨码开关可以分别表示ModBus的地址0x00-0xff，拨码开关1-8位分别表示地址的最低位-最高位。当1-8位都为“OFF”时，地址为0；当1-8位都为“ON”时，地址为255。
本实用新型的集成式光伏电站汇流箱控制模块，应用于光伏电站汇流箱，对输入汇流的每路光伏组串进行监控测量，实时监测汇流箱内各个光伏组串的发电电流、电压、汇流箱温度、防雷器状态等，通过现场总线将数据传送到电站监控中心，实时监测光伏组串的工作状况以及及时发现发电率的异常，提高整个光伏电站的系统观测性和运行的可靠性，为整个系统效率的提高提供基础数据。整个控制模块为集成式设计，并可通过拨码开关方便用户设置通信地址和波特率，使其适用于各种规模的光伏发电系统，适用性广。
本实用新型并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本实用新型的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种集成式光伏电站汇流箱控制模块，其特征在于，所述汇流箱控制模块包括电压转换模块，CPU控制电路模块，防雷模块，电流采集主板以及显示模块；其中，所述的电压转换模块的输入端与汇流箱的断路器连接，其输出端与CPU控制电路模块连接；所述的防雷模块、电流采集主板以及显示模块均与所述的CPU控制电路连接，所述的电流采集主板与显示模块连接，所述的电压转换模块上设有实际发电电压监测端与CPU控制模块相连。
2.如权利要求1所述的一种集成式光伏电站汇流箱控制模块，其特征在于，所述的CPU控制电路模块与显示模块设置在电流采集主板上，并通过板到板连接器与电流采集主板连接。
3.如权利要求1所述的一种集成式光伏电站汇流箱控制模块，其特征在于，所述的电流采集板上设置有多个电流传感器，分别对应光伏电站中相应的多个光伏电池组串。
4.如权利要求1所述的一种集成式光伏电站汇流箱控制模块，其特征在于，所述的CPU控制电路模块上设有防雷状态指示灯以及光伏发电系统运行状态指示灯。
5.如权利要求1所述的一种集成式光伏电站汇流箱控制模块，其特征在于，所述的显示模块滚动显示光伏电站的每个光伏组串的即时电压值、即时电流值以及汇流箱的当前温度。
6.如权利要求1所述的一种集成式光伏电站汇流箱控制模块，其特征在于，所述的CPU控制电路模块通过通信接口与上位机连接。
7.如权利要求6所述的一种集成式光伏电站汇流箱控制模块，其特征在于，所述的通信接口为RS-485通信接口，所述的上位机包括监控微机或智能移动终端。
8.如权利要求1所述的一种集成式光伏电站汇流箱控制模块，其特征在于，所述的CPU控制模块上设有设置通信地址和波特率的拨码开关。
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