CN205829569U - 一种光伏汇流箱和并网光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种光伏汇流箱和并网光伏发电系统，涉及配电系统，所述光伏汇流箱包括：监控电路板、断路器、熔断保险器、汇流铜排和防反二极管；光伏板并联后的每条支路的正极通过所述熔断保险器后，通过所述监控电路板上的采样电阻输入到汇流铜排，所述监控电路板通过采样电阻采集每个支路的电流值，光伏板并联后的负极支路输入通过熔断保险器后，接入防反二极管并入汇流铜排，正极支路和负极支路经过汇流铜排后通过断路器输出。实现自动将光伏阵列输入电流以及设备运行状态通过通讯口传输给监控室的功能齐全、安全可靠的光伏智能汇流箱。

Description

一种光伏汇流箱和并网光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及配电系统，具体涉及一种光伏汇流箱和并网光伏发电系统。

背景技术

集中式并网光伏发电系统的组成包含了以下部分：太阳能光伏电池阵列、蓄电池阵列、充放电控制器、光伏汇流箱和逆变器。在该类型系统中，光伏电池阵列被分成几个兆瓦级的功能单元。若干条光伏电池组件串联组成上述功能单元。由于光伏电池组件串的线路较多，不易于安装和维护，因此需要通过光伏汇流箱进行汇流从而来简化布线。如图1所示，汇流箱将多条支路的光伏电池串并联为一路母线后输出。接入直流柜或者直接接入逆变器将直流电转换成为交流电。再经过升压系统将交流电升压为公网电压后并入公网。从而完成了整个发电、转换、输电过程。

在大型光伏发电系统中，通过使用传统的光伏汇流箱，可以减少光伏电池阵列的连线，使整个系统易于维护，同时还能增强整个光伏发电系统的稳定性和可靠性。

目前，绝大部分汇流箱采用霍尔元件作为直流电流采样器件。但是霍尔元件有磁滞效应导致精度低、反应速度慢，而且价格高，所以相关技术用贴片合金电阻对电流进行采样的检测方式以降低成本、加快响应时间、提高检测精度。但目前的汇流箱功率较小，没有经过较为全面的系统检测，安全性、可靠性无法保证。

实用新型内容

本实用新型提出了一种光伏汇流箱和并网光伏发电系统，实现自动将光伏阵列输入电流以及设备运行状态通过通讯口传输给监控室的功能齐全、安全可靠的光伏智能汇流箱。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种光伏汇流箱，包括：监控电路板、断路器、熔断保险器、汇流铜排和防反二极管；

光伏板并联后的每条支路的正极通过所述熔断保险器后，通过所述监控电路板上的采样电阻输入到汇流铜排，所述监控电路板通过采样电阻采集每个支路的电流值，光伏板并联后的负极支路输入通过熔断保险器后，接入防反二极管并入汇流铜排，正极支路和负极支路经过汇流铜排后通过断路器输出。

优选地，所述的汇流箱还包括防雷器，正极支路和负极支路经过汇流铜排后分别与防雷器相连。

其中，所述采样电阻为合金电阻。

优选地，所述的汇流箱还包括箱体，所述监控电路板、断路器、熔断保险器、汇流铜排和防反二极管固定在所述箱体内部。

其中，所述箱体的缝隙处采用弹性防水密封圈密封。

优选地，所述的汇流箱还包括散热器，所述散热器一端安装在箱体外部，一端将防反二极管固定在散热器安装位置对应的箱体内部。

其中，在防反二极管和箱体之间、箱体和散热器之间涂上导热硅胶。

其中，所述箱体与输入输出线缆连接处采用防水连接器连接。

本发明实施例还提供一种并网光伏发电系统，包括上述的汇流箱、太阳能光伏电池阵列、直流柜、逆变器和升压系统，所述汇流箱将多条支路的太阳能光伏电池阵列并联为一路母线后输出，接入直流柜或者接入逆变器将直流电转换成为交流电，经过升压系统将交流电升压为公网电压后并入公网。

本实用新型和现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型的技术方案用合金电阻代替传统方法中使用的霍尔传感器来作为测量电流的传感器。降低了汇流箱测量部分的硬件成本，同时提高测量电流的精度和稳定度。选用散热器攻丝后安装在金属箱体外部，同时将防反二极管直接固定在散热器安装位置对应的箱体内部，固定防反二极管的螺丝穿过箱体把防反二极管和散热器紧密地固定在一起，降低机箱温度、提高汇流箱可靠性。

附图说明

图1是相关技术的并网光伏发电系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的光伏汇流箱的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的并网光伏发电系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的光伏汇流箱箱体的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的实用新型目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本实用新型的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。

如图2所示，本实用新型实施例提供一种光伏汇流箱，包括：监控电路板、断路器、熔断保险器、汇流铜排和防反二极管；

光伏板并联后的每条支路的正极通过所述熔断保险器后，通过所述监控电路板上的采样电阻输入到汇流铜排，所述监控电路板通过采样电阻采集每个支路的电流值，光伏板并联后的负极支路输入通过熔断保险器后，接入防反二极管并入汇流铜排，正极支路和负极支路经过汇流铜排后通过断路器输出。

本发明实施例中断路器的断路电流为160A，采样电阻的阻值为5mΩ。采样电阻采集每个支路的电流值用于监控光伏板每条支路的电流，负极支路输入到汇流铜排前接入防反二极管，防止烧坏光伏板。

所述的汇流箱，还包括防雷器，正极支路和负极支路经过汇流铜排后分别与防雷器相连。

所述采样电阻为合金电阻。

本发明实施例采用合金电阻替代霍尔传感器作为电流传感器，对支路电流进行采集检测，提高检测精度和稳定度。

所述的汇流箱，还包括箱体，所述监控电路板、断路器、熔断保险器、汇流铜排和防反二极管固定在所述箱体内部。

所述箱体的缝隙处采用弹性防水密封圈密封。

所述的汇流箱，还包括散热器，所述散热器一端安装在箱体外部，一端将防反二极管固定在散热器安装位置对应的箱体内部。

箱体外接散热器，提高防反二极管性能，提高稳定度。

在防反二极管和箱体之间、箱体和散热器之间涂上导热硅胶。

所述箱体与输入输出线缆连接处采用防水连接器连接。

如图3所示，本发明实施例还提供一种并网光伏发电系统，包括上述的汇流箱、太阳能光伏电池阵列、直流柜、逆变器和升压系统，所述汇流箱将多条支路的太阳能光伏电池阵列并联为一路母线后输出，接入直流柜或者接入逆变器将直流电转换成为交流电，经过升压系统将交流电升压为公网电压后并入公网。

实施例1

本实施例一16路熔断保险器和16路防反二极管为例，说明防反二极管的散热问题，因为防反二极管串联在汇流回路中会产生1V左右的压降，每一条支路的满负荷电流为10A，会有10W功率的电能以热量形式散发出来。每个汇流箱有16条支路，总共产生160W的热量。而箱体为了符合IP56的防护等级，没有开散热孔，也不能使用风扇冷却方式。如果没有充分考虑其散热方式，势必会造成箱体温度达到100℃以上，如果在这样的条件下运行，整个箱体内的安全可靠性难以保证。因此，本实施例充分考虑了电路整体的热设计。具体实施方法有如下几种：a.采用压降较低的大功率整流二极管，尽可能降低二极管的功耗。b.选用较大面积的散热器攻丝后安装在金属箱体外部，同时将防反二极管直接固定在散热器安装位置对应的箱体内部，固定防反二极管的螺丝穿过箱体把防反二极管和散热器紧密地固定在一起。c.在防反二极管和箱体之间、箱体和散热器之间涂上导热硅胶，减少他们相互之间的热阻，最终形成由防反二极管到箱体，箱体到散热器的散热途径。d.在固定螺孔的位置涂上防水胶，使箱体仍然能够具有IP56的防护性能。

实施例2

本实施例说明箱体在机械结构方面的设计，运用了比较合理的设计布局，把能满足满负荷160KW功率的汇流监控单元集成到一个600mm*450mm*150mm的箱体内。采用将断路器、防雷器、熔断器、智能监控电路板安装板固定在箱体内的方式，既方便批量生产时的安装，也保证了防反二极管的散热性能。箱体门缝处采用弹性防水密封圈，同时在输入输出线与箱体的连接处使用防水连接器，确保汇流箱整体的防水防尘性能达到IP65的标准。

汇流箱内部由监控电路板、断路器、防雷器、熔断保险、汇流铜排和防反二极管等部件组成，为了使箱体满足防尘防水的要求，同时确保满负荷工作时防反二极管压降导致的100多瓦的热量能够散发出去，就需要各种部件合理可靠地安装在箱体内。

汇流箱箱体机械设计如图4所示。汇流箱箱体将主要部件用螺丝固定在1.5mm厚的钣金件安装板上，然后将安装板整体固定到箱体内部。其中仰视图上面的12mm、25mm开孔用于固定防水连接器，输入输出线缆从防水连接器中间穿过后，拧紧防水连接器，就能达到箱体输入输出线缆处防水防尘的目的。安装板左侧矩形处挖空，使得防反二极管直接固定在汇流箱箱体上，在箱体背面对应的位置安装上散热器，使防反二极管上散发的热量能够通过箱壁和散热器传导出来，同时在箱体上固定散热器和防反二极管的位置涂上导热防水硅胶，增加导热性能和防水能力。

实施例3

本实施例说明光伏汇流箱的各项参数指标，如下表所示。

虽然本实用新型所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本实用新型的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本实用新型所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种光伏汇流箱，其特征在于，包括：监控电路板、断路器、熔断保险器、汇流铜排和防反二极管；

光伏板并联后的每条支路的正极通过所述熔断保险器后，通过所述监控电路板上的采样电阻输入到汇流铜排，所述监控电路板通过采样电阻采集每个支路的电流值，光伏板并联后的负极支路输入通过熔断保险器后，接入防反二极管并入汇流铜排，正极支路和负极支路经过汇流铜排后通过断路器输出。

2.如权利要求1所述的汇流箱，其特征在于：还包括防雷器，正极支路和负极支路经过汇流铜排后分别与防雷器相连。

3.如权利要求1所述的汇流箱，其特征在于：所述采样电阻为合金电阻。

4.如权利要求1或2所述的汇流箱，其特征在于：还包括箱体，所述监控电路板、断路器、熔断保险器、汇流铜排和防反二极管固定在所述箱体内部。

5.如权利要求4所述的汇流箱，其特征在于：所述箱体的缝隙处采用弹性防水密封圈密封。

6.如权利要求4所述的汇流箱，其特征在于，还包括散热器，所述散热器一端安装在箱体外部，一端将防反二极管固定在散热器安装位置对应的箱体内部。

7.如权利要求6所述的汇流箱，其特征在于，在防反二极管和箱体之间、箱体和散热器之间涂上导热硅胶。

8.如权利要求4所述的汇流箱，其特征在于：所述箱体与输入输出线缆连接处采用防水连接器连接。

9.一种并网光伏发电系统，其特征在于：包括如权利要求1至8任一所述的汇流箱、太阳能光伏电池阵列、直流柜、逆变器和升压系统，所述汇流箱将多条支路的太阳能光伏电池阵列并联为一路母线后输出，接入直流柜或者接入逆变器将直流电转换成为交流电，经过升压系统将交流电升压为公网电压后并入公网。