專利名稱：一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的匯流裝置，更具體地說一種具有一 體化測控模塊的匯流裝置。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電在21世紀(jì)會占據(jù)世界能源消費(fèi)的重要席位，不但要替代部分常 規(guī)能源，而且將成為世界能源供應(yīng)的主體。預(yù)計(jì)到2030年，可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將 占到30%以上，而太陽能光伏發(fā)電在世界總電力供應(yīng)中的占比也將達(dá)到10%以上；到2040 年，可再生能源將占總能耗的50%以上，太陽能光伏發(fā)電將占總電力的20%以上；到21世 紀(jì)末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80%以上，太陽能發(fā)電將占到60%以上。這些數(shù)字 足以顯示出太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略地位。在現(xiàn)有的光伏發(fā) 電系統(tǒng)中，為減少光伏組件與逆變器(直流電逆變成交流電之后并入電網(wǎng)使用)之間的連 接線，方便維護(hù)，提高可靠性，在光伏組件與逆變器之間增加的光伏匯流箱裝置。用戶可以 根據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍，把一定數(shù)量的規(guī)格相同的光伏電池組件串聯(lián)組成1個(gè)光 伏電池組件串列(又稱為“光伏陣列電池組”)，再將若干個(gè)串列接入光伏陣列匯流箱進(jìn)行 匯流，通過防雷器與斷路器后輸出，方便了后級逆變器的接入。在現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，目前，國外與國內(nèi)的光伏陣列發(fā)電匯流箱，只是簡單的 實(shí)現(xiàn)將多路光伏電池組串匯成一路輸出的功能，通常沒有對每1路或者每2路的電流進(jìn)行 監(jiān)控，在電池組件故障時(shí)，不能夠及時(shí)的知曉并修復(fù)，造成不必要的損失，在大型光伏并網(wǎng) 型發(fā)電系統(tǒng)中，從上萬電池組件中查找故障電池組件，難度也是非常大，降低了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì) 性，維護(hù)成本也較大?，F(xiàn)有技術(shù)中采用了監(jiān)測元件的匯流箱結(jié)構(gòu)，其監(jiān)測元件也大多為各自 獨(dú)立設(shè)于匯流箱內(nèi)的部件，導(dǎo)致占用空間大，接線復(fù)雜，維護(hù)成本高而且操作難度大?；谏鲜霈F(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明人設(shè)計(jì)出一種新的一體化測控模塊智能光伏陣 列匯流箱，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)也便于現(xiàn)場維護(hù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一體化測控模塊智能光伏 陣列匯流箱，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)也便于現(xiàn)場維護(hù)。通 過RS485等通訊方式與上位機(jī)(控制中心或控制室的上位計(jì)算機(jī))聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)智能化控制， 通過與測控模塊連接的顯示器和報(bào)警器，在匯流箱現(xiàn)場也能便捷地對光伏陣列進(jìn)行維護(hù)和 工作狀態(tài)的監(jiān)控。本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容為一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，其特征包括箱 體，及設(shè)于箱體內(nèi)的正極接線排、負(fù)極接線排、與正極接線排連接的正極集線器和與負(fù)極接 線排連接的負(fù)極集線器，所述的負(fù)極集線器、正極集線器與設(shè)有的斷路器連接，所述斷路器 的另一端與設(shè)有的匯流輸出端連接；所述的正極接線排與正極集線器之間設(shè)有測控模塊， 所 的測控模塊包括微控制器、與微控制器連接的通訊組件和與微控制器連接的若干個(gè)電流檢測元件，各個(gè)電流檢測元件均設(shè)有用于穿設(shè)連接正極接線排與正極集線器之導(dǎo)線的測量孔。本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)內(nèi)容為所述的測控模塊還包括與微控制器、電流檢測 元件連接的電源組件；所述箱體的內(nèi)部還設(shè)有測控連接端，所述的測控連接端包括通訊輸 出端和電源輸入端；所述的通訊輸出端與通訊組件連接，所述的電源輸入端與電源組件連接。本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)內(nèi)容為所述的斷路器包括四組觸點(diǎn)，每二組觸點(diǎn)串聯(lián) 成一個(gè)觸點(diǎn)組，各觸點(diǎn)組分別連接正極集線器與匯流輸出端的正極、負(fù)極集線器與匯流輸 出端的負(fù)極。本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)內(nèi)容為所述的測控模塊還連接有用于顯示信息的顯示
o本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)內(nèi)容為所述的測控模塊還連接有用于提示和報(bào)警的報(bào)
m命o本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)內(nèi)容為所述的測控模塊還連接有用于選擇顯示信息的 按鈕。本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)內(nèi)容為所述的通訊組件為RS485通訊組件。本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)內(nèi)容為所述的正極接線排設(shè)有若干個(gè)正極接腳，所述 的每個(gè)正極接腳的一端與光伏陣列電池組的正極電連接，另一端均連接有保護(hù)熔斷器，所 述的若干個(gè)保護(hù)熔斷器經(jīng)測控模塊設(shè)有的若干個(gè)測量孔與前述的正極集線器電連接；所述 的負(fù)極接線排設(shè)有若干個(gè)負(fù)極接腳，所述的每個(gè)負(fù)極接腳的一端與光伏陣列電池組的負(fù)極 電連接，另一端均連接有保護(hù)熔斷器，所述的若干個(gè)保護(hù)熔斷器與前述的負(fù)極集線器連接。本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)內(nèi)容為所述的一體化測控模塊還設(shè)有電路板，所述的 電路板上設(shè)有前述的電流檢測元件、通訊組件、電源組件和微控制器。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是本實(shí)用新型將光伏陣列電池組接入?yún)R 流箱后，每路或者每兩路導(dǎo)線經(jīng)過接線排再穿過的測控模塊設(shè)有的測量孔，實(shí)現(xiàn)對每路或 者每兩路電流的監(jiān)測及報(bào)警的功能，測控模塊采用具有一體化結(jié)構(gòu)，將若干個(gè)電流檢測元 件的檢測信號，集中傳輸至微控制器，經(jīng)過通訊組件，將信號傳送至上位機(jī)。通過RS485通 訊模塊上傳至監(jiān)控系統(tǒng)(中控室)的上位機(jī)，從而在中控室能夠從電流的變化中，快速的判 斷電池組件的工作狀態(tài)，以及電池組件發(fā)生故障時(shí)，通過智能測控模塊的地址，快速定位， 使系統(tǒng)維護(hù)簡單快捷，運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)。通過在匯流箱增設(shè)有的顯示器、報(bào)警器和按鈕，便于 匯流箱的現(xiàn)場維護(hù)與工作狀態(tài)監(jiān)控。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
圖1為本實(shí)用新型一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱具體實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu) 分布示意圖；圖2為本實(shí)用新型一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱具體實(shí)施例的電路方框 示意圖；圖2為本實(shí)用新型匯流箱之測控模塊具體實(shí)施例的電路方框示意圖；[0020]附圖標(biāo)記說明1箱體10接地端2A極接線排2B負(fù)極接線排3A極集線器3B負(fù)極集線器4斷路器5匯流輸出端6電路板7測控模塊70測控連接端701電源輸入端702 通訊輸出端71微控制器711 顯示器712報(bào)警器713 按鈕72電源檢測元件720 測量孔73電源組件74通訊組件8A保護(hù)熔斷器(正極)8B 保護(hù)熔斷器(負(fù)極)
具體實(shí)施方式
為了更充分理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的技 術(shù)方案進(jìn)一步介紹和說明，但不局限于此。如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，包括箱體1， 及設(shè)于箱體1內(nèi)的正極接線排2A、負(fù)極接線排2B、與正極接線排2A連接的正極集線器3A 和與負(fù)極接線排2B連接的負(fù)極集線器3B，負(fù)極集線器3A、正極集線器3B與設(shè)有的斷路器 4連接，斷路器4的另一端與設(shè)有的匯流輸出端5連接；正極接線排2A與正極集線器3A之 間設(shè)有測控模塊7，測控模塊7包括微控制器71、與微控制器71連接的通訊組件74和與微 控制器71連接的若干個(gè)電流檢測元件72，各個(gè)電流檢測元件均設(shè)有用于穿設(shè)連接正極接 線排2A與正極集線器3A之導(dǎo)線的測量孔720。在本實(shí)施例中的電流檢測元件72，主要采 用根據(jù)電流霍爾效應(yīng)原理，測量光伏電池組件的電流，變轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號傳輸至微 控制器后，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和處理后，向上位機(jī)的傳輸。測控模塊7還包括與微控制器71、電 流檢測元件72連接的電源組件73 ；箱體1的內(nèi)部還設(shè)有測控連接端70，測控連接端70包 括通訊輸出端702和電源輸入端701 ；通訊輸出端702與通訊組件74連接，電源輸入端701 與電源組件73連接。斷路器4包括四組觸點(diǎn)，每二組觸點(diǎn)串聯(lián)成一個(gè)觸點(diǎn)組，各觸點(diǎn)組分 別連接正極集線器3A與匯流輸出端5的正極、負(fù)極集線器3B與匯流輸出端5的負(fù)極。測 控模塊7還連接有顯示器711 (通過圖像輸出信號)、報(bào)警器(通過語音輸出信號)和用于 選擇顯示信息的按鈕713，比如按鈕713能實(shí)現(xiàn)顯示器711顯示不同光伏陣列的電流檢測 值，若沒有設(shè)置按鈕則需讓系統(tǒng)自動輪流顯示各光伏陣列的電流檢測值，若于維護(hù)中，有可 能是需要實(shí)時(shí)檢測某一條光伏陣列線路的工作狀態(tài)，則此時(shí)輪流顯示的方式無法滿足現(xiàn)場 維護(hù)的要求，故此有必要能輸入選擇信號的按鈕。在本實(shí)施例中，通訊組件為RS485通訊組 件，于其它實(shí)施例中也可以采用如WIFI、CDMA或其它方式的無線連接。為防止某一組的光 伏陣列輸入過高的電流至集線器，對整個(gè)逆變電路造成不穩(wěn)定，有必要增加保護(hù)熔斷器；正 極接線排2A設(shè)有若干個(gè)正極接腳，每個(gè)正極接腳的一端與光伏陣列電池組的正極電連接，另一端均連接有保護(hù)熔斷器8A，若干個(gè)保護(hù)熔斷器8A經(jīng)測控模塊7設(shè)有的若干個(gè)測量孔720與正極集線器3A電連接；負(fù)極接線排2B設(shè)有若干個(gè)負(fù)極接腳，每個(gè)負(fù)極接腳的一端與 光伏陣列電池組的負(fù)極電連接，另一端均連接有保護(hù)熔斷器8B，若干個(gè)保護(hù)熔斷器8B與前 述的負(fù)極集線器3B連接。為了進(jìn)一步構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)，一體化測控模塊增設(shè)有了電路板6，將前述的電流檢 測元件72、通訊組件74、電源組件73和微控制器71通過電路板6走線，集中在一個(gè)電路 板，縮短各個(gè)部件之間的空間距離，便于安裝與維護(hù)、降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并可以 增加電磁屏蔽抗干擾設(shè)計(jì)提高一體化測控模塊的穩(wěn)定性。一體化測控模塊由于設(shè)有微控 制器，能實(shí)現(xiàn)電流檢測結(jié)構(gòu)的軟件化、數(shù)字化，通過按鈕可以設(shè)定每個(gè)一體化測控模塊的地 址、速率和精度系數(shù)的設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)中控室對每個(gè)匯流箱的同時(shí)遠(yuǎn)距離或遠(yuǎn)程控制。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步創(chuàng)新，可以選用網(wǎng)絡(luò)適配器為作通訊組件，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化 的遠(yuǎn)距離控制；特別適合于沙漠等邊遠(yuǎn)地區(qū)、無人區(qū)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的匯流控制。綜上所述，本實(shí)用新型將光伏陣列電池組接入?yún)R流箱后，每路或者每兩路導(dǎo)線經(jīng) 過接線排再穿過的測控模塊(具有一體化結(jié)構(gòu)的智能控制方式)設(shè)有的測量孔，實(shí)現(xiàn)對每 路或者每兩路電流的監(jiān)測及報(bào)警的功能，通過RS485通訊模塊上傳至監(jiān)控系統(tǒng)(中控室) 的上位機(jī)，從而在中控室能夠從電流的變化中，快速的判斷電池組件的工作狀態(tài)，以及電池 組件發(fā)生故障時(shí)，通過智能測控模塊的地址，快速定位，使系統(tǒng)維護(hù)簡單快捷，運(yùn)行更加經(jīng) 濟(jì)。通過在匯流箱增設(shè)有的顯示器、報(bào)警器和按鈕，便于匯流箱的現(xiàn)場維護(hù)與工作狀態(tài)監(jiān) 控。以上所述僅以實(shí)施例來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，以便于讀者更容易理 解，但不代表本實(shí)用新型的實(shí)施方式僅限于此，任何依本實(shí)用新型所做的技術(shù)延伸或再創(chuàng) 造，均受本實(shí)用新型的保護(hù)。
權(quán)利要求一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，其特征包括箱體，及設(shè)于箱體內(nèi)的正極接線排、負(fù)極接線排、與正極接線排連接的正極集線器和與負(fù)極接線排連接的負(fù)極集線器，所述的負(fù)極集線器、正極集線器與設(shè)有的斷路器連接，所述斷路器的另一端與設(shè)有的匯流輸出端連接；所述的正極接線排與正極集線器之間設(shè)有測控模塊，所述的測控模塊包括微控制器、與微控制器連接的通訊組件和與微控制器連接的若干個(gè)電流檢測元件，各個(gè)電流檢測元件均設(shè)有用于穿設(shè)連接正極接線排與正極集線器之導(dǎo)線的測量孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，其特征在于所述的測 控模塊還包括與微控制器、電流檢測元件連接的電源組件；所述箱體的內(nèi)部還設(shè)有測控連 接端，所述的測控連接端包括通訊輸出端和電源輸入端；所述的通訊輸出端與通訊組件連 接，所述的電源輸入端與電源組件連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，其特征在于所述的斷 路器包括四組觸點(diǎn)，每二組觸點(diǎn)串聯(lián)成一個(gè)觸點(diǎn)組，各觸點(diǎn)組分別連接正極集線器與匯流 輸出端的正極、負(fù)極集線器與匯流輸出端的負(fù)極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，其特征在于所述的一 體化測控模塊還連接有顯示器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，其特征在于所述的一 體化測控模塊還連接有報(bào)警器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，其特征在于所述的一 體化測控模塊還連接有用于選擇顯示信息的按鈕。7.根據(jù)權(quán)利要求3 6任一項(xiàng)所述的一 體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，其特征在于所述的通訊組件為RS485通訊組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，其特征在于所述的正 極接線排設(shè)有若干個(gè)正極接腳，所述的每個(gè)正極接腳的一端與光伏陣列電池組的正極電連 接，另一端均連接有保護(hù)熔斷器，所述的若干個(gè)保護(hù)熔斷器經(jīng)測控模塊設(shè)有的若干個(gè)測量 孔與前述的正極集線器電連接；所述的負(fù)極接線排設(shè)有若干個(gè)負(fù)極接腳，所述的每個(gè)負(fù)極 接腳的一端與光伏陣列電池組的負(fù)極電連接，另一端均連接有保護(hù)熔斷器，所述的若干個(gè) 保護(hù)熔斷器與前述的負(fù)極集線器連接。
8.根據(jù)權(quán)力要求2所述的帶一體化測控模塊的智能光伏陣列匯流箱，其特征在于所述 的一體化測控模塊還設(shè)有電路板，所述的電路板上設(shè)有前述的電流檢測元件、通訊組件、電 源組件和微控制器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一體化測控模塊智能光伏陣列匯流箱，包括箱體，及設(shè)于箱體內(nèi)的正極接線排、負(fù)極接線排、與正極接線排連接的正極集線器和與負(fù)極接線排連接的負(fù)極集線器，負(fù)極集線器、正極集線器與設(shè)有的斷路器連接，斷路器的另一端與設(shè)有的匯流輸出端連接；正極接線排與正極集線器之間設(shè)有測控模塊，測控模塊包括微控制器、通訊組件和若干個(gè)電流檢測元件，各個(gè)電流檢測元件均設(shè)有用于檢測電流的測量孔。本實(shí)用新型采用具有一體化結(jié)構(gòu)的測控模塊，將若干個(gè)電流檢測元件的檢測信號，集中傳輸至微控制器，微控制器再將信號傳送至上位機(jī)。通過智能測控模塊的地址，快速定位，具有系統(tǒng)維護(hù)簡單快捷，運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)場維護(hù)方便的特點(diǎn)。
文檔編號H02N6/00GK201601536SQ20092026176
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者馮亮, 劉會遵, 朱建國 申請人:深圳市永聯(lián)科技有限公司