一种DC1500V光伏防雷智能汇流箱的制作方法

本实用新型涉及一种DC1500V光伏防雷智能汇流箱，应用于集中式光伏系统中直流侧DC1500V汇流与防雷保护的设备，属于光伏发电技术领域。

背景技术：

随着能源需求日益增加，矿石能源已被过度挖掘，世界各国都在大力开发可再生能源。其中太阳能发电是发展最为迅速的一种绿色能源，中国光伏产能占据全球半壁江山。当前中国以及全球光伏产业的发展，它核心的发展目标是要和传统的电力进行竞争，实现更低的供电成本，更高的投资收益。光伏系统从先前的600V系统电压，升级到了1000V的系统电压，当前主流的光伏发电系统是基于1000V直流段电压设计和建造的，但从系统的角度来看，若有更高的输入、输出电压等级，可以降低交直流侧线损及变压器低压侧绕组损耗，电站的系统效率预期可以提升1.5-2％。为了满足新的需求，光伏发电系统现在开始升级为1500V。随着电压等级的升高，相应配套的产品，如光伏组件，逆变器等都相应的出现。

DC1500V光伏系统在应对光伏组件效率提升后的电压上升、通过电压提升降低线损、降低设备成本方面比目前DC1000V系统有比较明显的优势。DC1500V系统发展进度：作为光伏系统直流侧的主要设备，组件、逆变器已经取得突破，各大组件厂及逆变器厂一直在积极的推动DC1500V系统商用进程。

目前有待解决的问题是：DC1500V光伏系统直流侧汇流、防雷，自供电、监测功能，光伏组件阵列电池串电流测量监测、电涌保护装置状态采集、直流断路器状态采集等，如何保证光伏发电系统发挥最大功效。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供了一种具有可靠的防雷和监测功能、现场施工和维护方便且成本低、系统的稳定性和安全性高的DC1500V光伏防雷智能汇流箱，解决了如何使得DC1500V光伏发电系统直流侧汇流、防雷，自供电、监测功能，并发挥最大功效的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种DC1500V光伏防雷智能汇流箱，其特征在于，包括可同时接入多路直流的输入端口，每路输入端口依次通过输入过流、短路保护装置以及系统防反接模块与直流汇流母排的输入端连接，直流汇流母排的输出端分别连接电涌保护装置、DC-DC转换模块、直流汇流输出过流保护装置，DC-DC转换模块的输入端连接智能检测模块，智能检测模块的输入端、输出端分别连接直流电流检测传感器和上位机，系统防反接模块的输出端连接直流电流检测传感器输入端，直流汇流输出过流保护装置连接具备短路、过流、过热保护功能的汇流输出端口。

优选地，所述的智能检测模块包括用于采集电压、电流、温度、电涌保护装置劣化信号、通信单元的智能检测装置。

优选地，所述的智能检测模块的输出端分别连接就地显示模块和通信模块，通信模块与上位机连接。

优选地，所述的电涌保护装置和电涌泄放端口，直流汇流母排连接电涌保护装置，电涌保护装置连接电涌泄放端口，电涌泄放端口连接接地网络。

优选地，所述的电涌保护装置上有劣化指示和遥信接口。

优选地，所述的直流电流检测传感器为穿线式隔离霍尔直流电流传感器。

本实用新型具有可靠的防雷、监测功能，现场施工、维护方便且成本低，提高了系统的稳定性和安全性，解决DC1500V光伏系统直流侧汇流、防雷，自供电、监测功能，实现光伏组件阵列电池串电流测量监测、电涌保护装置状态采集、直流断路器状态采集等，并把测量和采集到的数据和设备状态上传，保证光伏发电系统发挥最大功效。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)用于DC1500V光伏系统的输出汇流，可同时接入16路发电阵列，一路输出，每路输入均具备短路、过流保护、系统防反接功能，汇流输出配置过流保护装置。

(2)配置系统DC1500V专用电涌保护装置，全模式保护，电涌保护装置具有劣化指示和遥信接口，便于智能化监测。

(3)直流汇流母排，相对普通电缆具有良好导电性能和温度特性。

(4)配置智能监控模块，采用光伏系统自供电，对电压、电流、温度、开关量信号等数据进行采集，本地显示，方便设备现场施工、运行维护。

(5)具备隔离的RS485Modbus-RTU通讯，实现采集数据传输，提高了系统安全性，通过上位机软件远程监控设备运行状况，故障分析。

(6)配置DC-DC转换模块，从高压端直接取电，200～1500VDC超宽超高输入电压范围，自供电。

附图说明

图1为一种DC1500V光伏防雷智能汇流箱的系统框图；

图2为一种DC1500V光伏防雷智能汇流箱的实际应用图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本实用新型为一种DC1500V光伏防雷智能汇流箱，其用于DC1500V光伏发电系统的直流侧，用于DC1500V光伏发电系统的发电设备的汇流、防雷、过流保护和电气参数监测，具体结构如图1所示。

DC1500V光伏防雷智能汇流箱配置专用输入端口，可同时接入多路(最大16回路)1500V直流的输入端口，每路电流流过输入端口，并通过输入过流、短路保护装置后经过系统防反接模块，随后流向直流汇流母排，实现电流汇集；系统防反接模块能承受DC2500V反向电压，不被击穿。直流汇流母排的输出端分别连接电涌保护装置、DC-DC转换模块、直流汇流输出过流保护装置，DC-DC转换模块的输入端连接智能检测模块，智能检测模块的输入端连接直流电流检测传感器，智能检测模块的输出端分别连接就地显示模块和通信模块，通信模块(即RS485通信模块)与上位机(即RS485通信网络)连接，系统防反接模块的输出端连接直流电流检测传感器输入端，直流汇流输出过流保护装置连接具备短路、过流、过热保护功能的汇流输出端口，检测数据就地显示，同时通过RS485通信网络远距离传输。电涌保护装置连接电涌泄放端口，电涌泄放端口连接接地网络，全模式防雷保护，最高泄放电40kA；配置DC-DC转换模块为智能检测模块、直流电流检测传感器提供电源，从光电系统的直流汇流母排直接取电，无需单独布线供电，200～1500VDC超宽超高输入电压范围；智能检测模块检测出电压、电流等参数，同时智能检测模块对现场的温度、电涌保护装置劣化信号、汇流输出过流装置状态等数据进行采集，即智能检测模块包括用于采集电压、电流、温度、电涌保护装置劣化信号、通信单元的智能检测装置，可通过就地显示模块显示相关参数，同时具备隔离的RS485Modbus-RTU通讯，实现数据传输，上位机软件远程监控设备运行状况，进行故障分析。电流经过直流检测传感器，直流汇流母排，再通过汇流输出过流保护装置后对外输出。

其中，直流电流检测传感器为穿线式隔离霍尔直流电流传感器；电涌保护装置上有劣化指示和遥信接口；用于显示智能检测模块所采集的数据的就地显示、RS485通信模块与智能检测模块连接。智能检测模块、就地显示模块、RS485通信模块均采用光伏发电系统自供电。

当DC1500V光伏发电系统直流侧遭受雷击、感应雷电流、操作过电压时，电涌中的高压被电涌保护装置限制，大电流经电涌保护装置和电涌泄放端口流入接地网络，保护设备免受过电压冲击，并扼制电涌扩散，保护后端设备。

本实用新型的接线方式如图2所示，DC1500V光伏发电系统中的光伏方阵中的光伏电池串列接入两个DC1500V光伏防雷智能汇流箱(即设备A和设备B)，再经过逆变系统C到升压系统D实现光伏发电并网，DC1500V光伏防雷智能汇流箱对直流侧线路进行过电压保护，汇流箱内的电气参数检测后再连接到后端的光伏监控系统E，实现远程监控。

DC1500V光伏防雷智能汇流箱配置光伏DC1500V专用直流电涌保护装置、系统防反接模块、输入过流、短路保护装置，并设置工作状态监测、控制处理、通信等功能电路。箱体防护等级达到IP65，完全满足光伏发电系统室外安装要求，保护发电设备免受直流侧雷击、电网浪涌过电压冲击，并提供汇流电参数监测、输入防反、输出隔离，具备过压、过载、短路等保护功能，作为发电设备输出断开点，提高系统的安全性，保证安装维护人员的安全性。设备稳定可靠，汇流回路数、电压等级、电涌保护装置保护水平、电参数监测项目可根据DC1500V光伏发电系统需求灵活选配。