CN215990707U - 一种光伏组串电流缓冲汇流排装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种光伏组串电流缓冲汇流排装置，旨在解决光伏电站内常规光伏组串回路内因电流瞬时波动导致的设备及元器件老化和损毁问题，改善光伏电站运行的安全性和稳定性，提升发电效能，降低运维成本。该光伏组串电流缓冲汇流排装置，采用并行排列的多组导流线圈构成并联结构的汇流排阵列，每组导流线圈均设有用于与光伏组串接线和汇流箱接线连接MC4插头和MC4插孔，每组导流线圈与对应的光伏组串和汇流箱连接后形成直流回路，多排并联的导流线圈形成多路直流回路。本实用新型通过流线圈产生自感电动势阻碍电流的变化，延缓电流的变化速率，从而起到防止电流突变的作用，保护光伏电站设备及元器件。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种光伏组串电流缓冲汇流排装置，属于光伏发电技术领域。
背景技术:
汇流箱在光伏发电系统中是保证光伏组件有序连接和汇流功能的接线装置。该装置能够保障光伏系统在维护、检查时易于切断电路，当光伏系统发生故障时减小停电的范围。
汇流箱是指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光伏汇流箱，在光伏汇流箱内汇流后，通过控制器，直流配电柜，光伏逆变器，交流配电柜，配套使用从而构成完整的光伏发电系统，实现与市电并网。
光伏发电是国家新能源体系的关键构成之一。常规光伏电站的基本构成单元为光伏组件，若干光伏组件通过MC4插头串联形成光伏组串；而若干光伏组串构成并联电路，产生的直流电经由汇流箱汇聚后输送至逆变器转变为交流电，再经过箱变调压后并入电网。
光伏发电易受到天气环境变化的影响，在多云天气下，云层对于阳光的遮挡具有突发性和随机性，短时间内日照光强的剧烈变化会造成光伏组串回路内电流发生突变；此外，电站AGC（自动发电控制）系统的突发性调控指令也会造成光伏组串回路内电流的突发性变化。上述情况引发的电流瞬时波动极易造成光伏组件间MC4插头，以及汇流箱内的直流熔断器烧毁，导致该光伏组串支路形成开路，退出发电运行。一方面易引发安全事故，威胁电站的安全生产运行；另一方面也直接影响了电站发电量，并造成运维成本的上升。
发明内容：
基于上述问题，本实用新型提供一种光伏组串电流缓冲汇流排装置，旨在解决光伏电站内常规光伏组串回路内因电流瞬时波动导致的设备及元器件老化和损毁问题，改善光伏电站运行的安全性和稳定性，提升发电效能，降低运维成本。
本实用新型的具体技术方案如下：
一种光伏组串电流缓冲汇流排装置，采用并行排列的多组导流线圈构成并联结构的汇流排阵列，每组导流线圈均设有MC4插头和MC4插孔，用于与光伏组串接线和汇流箱接线连接，连接后每组导流线圈与对应的光伏组串和汇流箱形成直流回路。每个条光伏组串内串联接入一个缓冲装置，多个并联的光伏组串接入汇流箱母排形成直流回路。
进一步地，所述导流线圈主体结构为单根导线绕制的双螺旋状线圈，或为单根导线绕制的单螺旋状线圈；导线的两端设于螺旋状线圈的同侧，并分别设置MC4插头和MC4插孔。
进一步，所述导流线圈的组数与所服务的汇流箱配置的光伏组串接线数量相当。
进一步地，所述导流线圈的轴心位置设有用于增强电感效应的柱状磁芯。
进一步地，该装置还设有外壳和底座，每组导流线圈依次嵌装在底座上，并通过外壳封装，且各组导流线圈之间通过绝缘隔板相互分隔。
进一步地，所述导流线圈两端的MC4插头和MC4插孔均固定在外壳的外侧，用于与外部的连接。
进一步地，所述外壳和底座采用刚性绝缘材料制作而成。
本实用新型的光伏组串电流缓冲汇流排装置，利用导流线圈的电感效应原理。当变化的电流通过导流线圈时，导流线圈产生自感电动势阻碍电流的变化，延缓电流的变化速率，从而起到防止电流突变的作用，保护光伏电站设备和汇流箱内元器件，以及MC4连接头。
本实用新型相比现有技术具有如下有益效果：
1、本实用新型的光伏组串电流缓冲汇流排装置，其主体封装在绝缘外壳内，采用彼此分隔的一定数量的导流线圈并列排布构成。装置外侧设置MC4插头和MC4插孔，并与内部的导流线圈相连接。装置整体结构灵活紧凑，便于安装，能够同时满足多列光伏组串与汇流箱之间的连接和使用。
2、该装置导流线圈采用双螺旋状线圈或单螺旋状线圈，导流线圈的轴心位置设有柱状磁芯。螺旋状线圈和柱状磁芯的设置强化了导流线圈的电感效应，提升了变化电流所产生的感应电动势，保障了装置的防电流突变的效果。
4、经试验验证，在自然光照运行环境中，该装置能够有效防止因光照强度变化导致的光伏组串及汇流箱直流回路中电流的突变，延缓电流的变化速率，从而起到保护电路中的设备及元器件的作用。
附图说明：
图1为光伏组串电流缓冲汇流排装置的结构示意图；
图2为导流线圈内导线的环绕方式示意图；
图3为导流线圈绕线方向示意图；
图中：1-底座；2-导流线圈；21-外圈导流线圈；22-内圈导流线圈；3-柱状磁芯；4-MC4插头；5-MC4插孔。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
实施例一：
本实用新型的光伏组串电流缓冲汇流排装置，采用并行排列的多组导流线圈构成并联结构的汇流排阵列，每组导流线圈均设有MC4插头和MC4插孔，用于与光伏组串接线和汇流箱接线连接，连接后每组导流线圈与对应的光伏组串和汇流箱形成直流回路。多排并联的导流线圈形成多路直流回路。导流线圈的组数根据实际情况确定，一般与所服务的汇流箱配置的光伏组串接线数量一致。
导流线圈主体结构采用单根导线绕制的双螺旋状线圈，或者导流线圈主体结构单根导线绕制的单螺旋状线圈。导线的两端设于螺旋状线圈的同侧，并分别设置MC4插头和MC4插孔。
该装置还设有外壳和底座，每组导流线圈依次嵌装在底座上，并通过外壳封装，且各组导流线圈之间通过绝缘隔板相互分隔。导流线圈两端的MC4插头和MC4插孔均固定在外壳的外侧，用于与外部的连接。
实施例二：
本实例的进一步可选设计在于，导流线圈的轴心位置设置柱状磁芯，以增强电感效应。
实施例三：
本实例的进一步可选设计在于，外壳和底座采用刚性绝缘材料制作而成。柱状磁芯由硅钢片堆叠制成。
实施例四：
如图1所示，本实用新型提供的光伏组串电流缓冲汇流排装置，包含六组独立的导流线圈2，以单一纵列排布构成整体结构。
如图2所示，导流线圈2主体结构采用单根刚性的铜制导线按照固定方向环绕构成的双螺旋状线圈，分别为外圈导流线圈21和内圈导流线圈22。导线的两端在螺旋状线圈结构的同一侧。导流线圈的导线的环绕方式如图3所示。
六组导流线圈中，每个导流线圈的中导线的两端分别设置MC4插头4和MC4插孔5，作为该装置的对外接口，用于与光伏组串接线端的MC4插头（或MC4插孔）以及汇流箱接线端的MC4插孔（或MC4插头）的连接。导流线圈2的轴心位置设有柱状磁芯3用于增强电感效应。
光伏组串电流缓冲汇流排装置的外壳和底座1采用刚性绝缘材料制作，六组导流线圈2嵌入并固定在底座1上，并被外壳封装。导流线圈2彼此之间通过绝缘隔板相互分隔。
导流线圈2中导线两端设置的MC4插头和MC4插孔布置并固定于外壳的外侧，用于与外部的连接。
本实用新型的光伏组串电流缓冲汇流排装置，其结构和工作原理如下：利用并行排列的多组导流线圈构成并联结构的汇流排阵列，每组导流线圈两端分别设置为MC4插头和MC4插孔，用于与光伏组串接线和汇流箱接线的连接。每组导流线圈与对应的光伏组串、汇流箱连接后形成直流回路，导流线圈在其中扮演电感器的角色：当稳定的电流通过导流线圈时，电流不受到影响；当变化的电流通过导流线圈时，导流线圈将产生自感电动势来阻碍电流的变化，延缓电流的变化速率，从而起到防止电流突变，保护电路中的设备及元器件的作用。
应用实例一：
利用本实用新型提供的光伏组串电流缓冲汇流排装置与运行中的光伏组串和汇流箱连接，形成的直流回路作为测试组；以未连接光伏组串电流缓冲汇流排装置，仅是光伏组串和汇流箱连接，形成的直流回路作为参照组。
在相同的自然光照条件下，测试组与参照组同时运行，利用电流检测仪器分别测定两组直流回路中的电流变化特性。当自然光照强度受到云层遮挡由强变弱时，测定测试组与参照组的电流变化情况如表1所示。
表1 自然光照条件下测试组与参照组的电流变化情况
由以上测试结果可知，在相同的自然光照条件下，当光照强度发生改变时，测试组直流回路中电流的变化速率远小于参照组直流回路中电流的变化速率，从而验证了本实用新型的光伏组串电流缓冲汇流排装置能够有效的延缓电流的变化速率，防止电流发生突变。
Claims (7)
1.一种光伏组串电流缓冲汇流排装置，其特征在于：采用并行排列的多组导流线圈构成并联结构的汇流排阵列，每组导流线圈均设有MC4插头和MC4插孔，用于与光伏组串接线和汇流箱接线连接，连接后每组导流线圈与对应的光伏组串和汇流箱形成直流回路。
2.根据权利要求1所述的光伏组串电流缓冲汇流排装置，其特征在于：所述导流线圈主体结构为单根导线绕制的双螺旋状线圈，或为单根导线绕制的单螺旋状线圈；导线的两端设于螺旋状线圈的同侧，并分别设置MC4插头和MC4插孔。
3.根据权利要求2所述的光伏组串电流缓冲汇流排装置，其特征在于：所述导流线圈的轴心位置设有用于增强电感效应的柱状磁芯。
4.根据权利要求3所述的光伏组串电流缓冲汇流排装置，其特征在于：所述导流线圈的组数与所服务的汇流箱配置的光伏组串接线数量相当。
5.根据权利要求1-4之一所述的光伏组串电流缓冲汇流排装置，其特征在于：该装置还设有外壳和底座，每组导流线圈依次嵌装在底座上，并通过外壳封装，且各组导流线圈之间通过绝缘隔板相互分隔。
6.根据权利要求5所述的光伏组串电流缓冲汇流排装置，其特征在于：所述导流线圈两端的MC4插头和MC4插孔均固定在外壳的外侧，用于与外部的连接。
7.根据权利要求6所述的光伏组串电流缓冲汇流排装置，其特征在于：所述外壳和底座采用刚性绝缘材料制作而成。
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