智能光伏汇流箱设计

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1、智能光伏汇流箱设计安科瑞陈海霞1.序言进入新世纪以来，太阳能光伏产业已成为当今世界最受关注的新兴产业之一。光伏发电是利用太阳能和半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今主流的太阳能发电方式。光伏发电不需要燃料，无气体排放，属于“绿色”产业，具有无污染、安全、长寿命、维护简单、资源永不枯竭和资源分布广泛等特点，被认为是21世纪最重要的新能源，可广泛应用于航天、通讯、能源、农业、办公设施、交通以及民宅等领域。值得关注的是太阳能光伏产业发展最快的地方往往也是雷击灾害损失最惨重的地方。本文针对光伏发电系统光伏阵列组件数量极多、布线麻烦、逆变器造价高、雷击损失惨重等

2、问题提出了智能光伏汇流箱的设计方法，具有广泛的适用性及应用前景。2.智能光伏汇流箱的设计方案122.1智能光伏汇流箱概述智能光伏汇流箱用于连接光伏阵列及逆变器，提供防雷及过流保护，并监测光伏阵列的单串电流、电压及防雷器状态、断路器状态。在太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之间的连线，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智能光伏汇流箱，在智能光伏汇流箱内汇流后，通过直流断路器输出，与光伏逆变器配套使用从而构成完整的光伏发电系统，实现与市电并网。为了提高系统的可靠性和实用性，可在智能光伏汇流箱里配置光伏专用直流防

3、雷模块、直流熔断器和断路器等，并设置工作状态指示灯、雷电计数器等，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。对于大型光伏并网发电系统，为了减少光伏组件与逆变器之间连接线，方便维护，提高可靠性，一般需要在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流装置。使用光伏汇流箱，用户可以根据逆变器输入的直流电压范围，把一定数量的规格相同的光伏组件串联组成1个光伏组件串列，再将若干个串列接入光伏阵列防雷汇流箱，通过防雷器与断路器后输出，方便了后级逆变器的接入。1.1硬件设计汇流箱的结构和机柜本身的制造质量、主电路连接、二次线及电气元件安装等应符合下列要求：a）机架组装有关零部件均应

4、符合各自的技术要求；b）箱体应牢固、平整，表面应光滑平整，无剥落、锈蚀及裂痕等现象；c）机架面板应平整，文字和符号要求清楚、整齐、规范、正确；d）标牌、标志、标记应完整清晰；e）各种开关应便于操作，灵活可靠。智能光伏汇流箱的设计应具有以下特点：（1）满足室外安装的使用要求（2）同时可接入8路光伏阵列，每路配16A,1000Vdc保险丝（可更换其他等级）（3）配有光伏专用高压防雷器，正极负极都具备防雷功能（4）采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值（5）对输入阵列进行电流监控，本机LED显示及通过RS485方式输出电流值（6）对汇流后电压进行监控，本机LED显示及通过RS485方式输出电

5、压值如下图所示，就是一款高性能的智能光伏汇流箱的外形。具有性能价格比高、外观漂亮、安装使用方便、效率高等众多优点,可以真正达到IP65的防护等级。可以检测箱体内电气参数（例如：每路电流、电压、防雷器状态、断路器状态），并且通过RS485、无线等方式通信，克服光伏系统阵列监测不足，故障无法定位等不易管理缺陷，是光伏系统的高端产品。APV-M系列智能光伏汇流箱在光伏发电系统中，数量庞大的光伏电池组件进行串并组合达到需要的电压电流值，以使发电效率达到最佳。APV-M系列智能光伏汇流箱主要作用就是对光伏电池阵列的输入进行一级汇流，用于减少光电池阵列接入到逆变器的连线，优化系统结构，提高可靠性和可维护

6、性。在提供汇流防雷功能的同时，还监测了光电池板运行状态，汇流后电流、电压、功率，防雷器状态、直流断路器状态采集，继电器接点输出等功能，并带有风速、温度、辐照仪等传感器接口功能供客户选择，装置标配有RS485接口，可以把测量和采集到的数据上传到监控系统。1.1内部主要元件设计2.3.1.智能光伏采集装置智能光伏汇流采集装置是专门应用于智能光伏汇流箱，用于监测光伏电池阵列中电池板运行状态，光伏电池电流测量，防雷器、直流断路器状态采集，继电器接点输出，带有风速、温度、辐照仪等传感器接口，装置带有RS485接口可以把测量和采集到的数据和设备状态上传。比起第一代汇流箱，现在的汇流箱技术已向智能控制型发

7、展。汇流箱技术可同时选配防反二极管，以保证输出不会逆流；正负极都带直流熔断器，保证后续工作元器件的稳定运行；四级断路器分别串联使用，提高电压保护等级；自供电技术的应用，使得汇流箱本身成本降低的同时也降低了对于独立电源的消耗成本；智能数据采集装置，使用户方便掌握每一路光伏组件的工作状态。室外汇流箱箱体采用IP65防护等级，提高系统运行的安全稳定性。如上图所示，AGF系列光伏汇流采集装置是专门应用于智能光伏汇流箱