專利名稱：一種光伏匯流和電流監(jiān)測結構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于新能源中的光伏發(fā)電領域，是實現(xiàn)光伏匯流和電流監(jiān)測的一種新結構。這里的匯流是指多路光伏組串或組件并聯(lián)；電流監(jiān)測指實時的測量各個光伏組串或組件的發(fā)電電流。
背景技術：
光伏匯流監(jiān)測一般位于光伏電站的匯流盒、匯流箱或直流柜中，是光伏發(fā)電中不可缺少的功能。當前，光伏匯流監(jiān)測中的匯流和電流監(jiān)測是由兩個部件分開完成。匯流一般是由金屬做出的匯流板完成。電流監(jiān)測當前使用最多的方案是霍爾電流傳感器(參考圖 1，以四路匯流為例說明基于霍爾電流傳感器的匯流監(jiān)測原理，其中11為匯流后導線、12為光伏組串導線、13為匯流板、14為霍爾傳感器、15為螺絲接點、16為測量點)，光伏電流導線從霍爾傳感器中間穿過去，實現(xiàn)無接點隔離測量。這種方案的缺點是成本高、測量精度不容易做高。另一種相對成本低的方案是采用分流器(參考圖2，以四路匯流為例說明基于分流器的匯流監(jiān)測原理，其中21為匯流后導線、22為光伏組串導線、23為匯流板、M分流器、 25為螺絲接點)，可以實現(xiàn)低成本高精度測量，但缺點是接點多。由于光伏電流較大，電壓較高，所以每一個接點都是一個潛在的風險點，接點如果接觸不良就會發(fā)熱或產(chǎn)生火花，導致故障，甚者燒毀設備。為了減少分流器方案中的螺絲接點數(shù)，匯流板可以用印刷電路板實現(xiàn)，分流器直接焊接在印刷電路板上。這種方法可以減少一些接點數(shù)，但是由于流經(jīng)的電流很大而且是長時間工作，容易導致印刷電路板發(fā)熱老化，壽命達不到要求。總之，當前光伏匯流監(jiān)測中，如果采用霍爾傳感器方案，可靠性高，但成本高精度低；如果選用分流器方案， 成本低精度高，但可靠性低。目前還沒有一種即便宜又高可靠的技術。
發(fā)明內(nèi)容為了解決當前光伏匯流監(jiān)測方案的成本與精度、可靠性的矛盾，本實用新型提出了一種創(chuàng)新的結構，用低成本實現(xiàn)了高可靠高精度的匯流和監(jiān)測。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是本實用新型的核心結構這里稱之為傳感匯流器，它是采用電阻溫度系數(shù)低的金屬(如錳銅)做成的叉狀結構。光伏組串電流導線與傳感匯流器的分叉連接，匯流后導線與傳感匯流器的主干連接，這樣通過傳感匯流器匯流實現(xiàn)匯流功能。傳感匯流器的每個分叉都進行了阻抗控制和標定，每個分叉相當與一個小電阻，而且每個分叉上都有兩個電壓測試點。每路光伏組串電流在傳感匯流器上流過時，就在分叉上形成電壓差，通過測量分叉上的測試點電壓差就能推算流經(jīng)相應分叉的電流值了。傳感匯流器的每個分叉從本質(zhì)上就是一個高精度的分流器。而傳感匯流器從本質(zhì)上就是把傳統(tǒng)的電流傳感器(分流器)和匯流板兩個部件合一。本實用新型的有益效果是本實用新型由傳感匯流器一個部件實現(xiàn)了原來有兩個部件(電流傳感器和匯流板)完成的工作，用分流器方案的低成本實現(xiàn)了霍爾傳感器方案的高可靠性。傳感匯流器把傳統(tǒng)電流傳感器(分流器)和匯流板兩個部件合一，由一個部件傳感匯流器完成匯流和電流傳感兩個功能。這種結構避免了使用成本相對較高的霍爾電流傳感器，從而降低了成本；同時避免了傳統(tǒng)分流器光伏匯流監(jiān)測方案中分流器和匯流之間的連接導線或印刷電路板，從而減少了導線接點或避免了大電流流經(jīng)印刷電路板。光伏電流直接從傳感匯流器上流過，不經(jīng)過印刷電路板，不會有印刷電路板發(fā)熱老化的問題，不禁簡化了系統(tǒng)成本，而且大大提高了可靠性。

本說明書有三個附圖圖1，基于霍爾電流傳感器的匯流監(jiān)測拓撲；圖2，基于分流器的匯流監(jiān)測拓撲；圖3，基于傳感匯流器的匯流監(jiān)測拓撲，圖中31為匯流后導線、32為光伏組串導線、33為傳感匯流器、36為測量點。
具體實施方式
圖3是使用本實用新型實現(xiàn)四路光伏匯流監(jiān)測一個實施例子。這個例子中的傳感匯流器是由錳銅做成的一個主干四個分叉的叉狀結構。光伏串的電流導線通過螺絲接點連接到每個分叉的終端上，匯流后的較粗導線連接到主干端的螺絲接點上，這樣就實現(xiàn)了光伏電流匯流。每個分叉都等效為一個精密分流器，也就是小電阻，每一個分叉上有兩個測量點，測量點之間的主電流通道電阻值是出廠前標定好的，比如是25πιΩ，這樣測量每個分叉上的兩個測量點之間的電壓差就可以推算出流通這個分叉的電流值，也就是相應光伏串的發(fā)電電流，這樣就實現(xiàn)了光伏電流監(jiān)測。
權利要求1.一種光伏匯流和電流監(jiān)測結構，是對光伏組串發(fā)電電流進行監(jiān)測和匯流的裝置，其特征在于把電流傳感器和匯流板兩個部件合一，由一個一體的、集匯流和電流傳感于一身的金屬部件構成，這個金屬部件稱之為傳感匯流器。
2.如權利要求1所述的光伏匯流和電流監(jiān)測結構，其特征在于所述傳感匯流器的材料是電阻溫度系數(shù)低的金屬。
3.如權利要求1所述的光伏匯流和電流監(jiān)測結構，其特征在于所述傳感匯流器的形狀是有多個分叉支路的叉狀，其每個分叉進行了阻抗控制和標定，并且每個分叉上有兩個電壓測試點，通過測量這兩個電壓測試點電壓差推算得知流經(jīng)此支路的光伏發(fā)電電流值。
4.如權利要求1或權利要求3所述的光伏匯流和電流監(jiān)測結構，其特征在于所述傳感匯流器的所有的分叉的一側與光伏組串或組件相連，分叉支路另一側匯集在一起實現(xiàn)匯流功能。
專利摘要一種光伏匯流和電流監(jiān)測結構屬于新能源中的光伏發(fā)電領域，是實現(xiàn)光伏匯流和電流監(jiān)測的一種新結構。傳統(tǒng)的基于霍爾傳感器的光伏匯流監(jiān)測成本高，又很難做到很高精度；基于分流器的光伏匯流監(jiān)控雖然成本低精度高，但接點多，系統(tǒng)可靠性低。而本結構解決了傳統(tǒng)光伏匯流監(jiān)測中的監(jiān)測精度、成本、和可靠性之間的矛盾。它的核心部件是傳感匯流器，其本質(zhì)特征是把電流傳感器和匯流板兩個部件合一，由一個部件實現(xiàn)，集匯流和電流傳感于一身，從而避免了傳統(tǒng)分流器光伏匯流監(jiān)測方案中分流器和匯流之間的連接導線或印刷電路板，從而減少了導線接點或避免了大電流流經(jīng)印刷電路板，在減低系統(tǒng)成本的同時大大提高了可靠性。
文檔編號G01R19/00GK202332865SQ20112033576
公開日2012年7月11日 申請日期2011年8月27日 優(yōu)先權日2011年8月27日
發(fā)明者張永 申請人:張永