专利名称：一种智能无线光伏汇流箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种智能无线光伏汇流箱，属于光伏发电无线通讯领域。
背景技术：
太阳能光伏发电在21世纪占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体，因此太阳能光伏发电产业在能源领域中具有重要的战略地位。在太阳能光伏发电系统中，汇流箱装置能够减少光伏电池阵列与逆变器之间的连线，使系统维护方便，可靠性提高。用户根据逆变器输入直流电压的大小，把一定数量规格相同的电池组件串联组成一个光伏电池组件串列，再将若干个电池组件串列接入汇流箱汇流，通过防雷器与断路器后输出，方便后级逆变器的接入。在现有的光伏发电系统中所使用的国内外汇流箱有以下缺陷第一，只实现了 8到12路电池组件串列电流信号的汇流，并且采用片外A/D芯片进行模数转换，这样不但使现场因增加汇流箱而占用了更多的空间，而且提高了总成本；第二，汇流箱在现场是通过有线方式通讯的，这样不仅布线复杂，成本还比较高；第三，虽然有的汇流箱可以实现某种无线通讯，但是这种单一的无线通讯无法适合于所有现场情況；第四，汇流箱发生故障吋，无法查找和定位其具体地址和位置。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供ー种智能无线光伏汇流箱，它具有设计电路简单、内部结构紧凑、占用空间小等特点，能实现远程监控，并具有很好的防雷功能。能通过有线或无线通讯方式与上位机联机，实现智能化控制，能够有效解决传统布线复杂、成本高等缺陷，而且能够实现对16路电流信号采集和处理，简化电路设计，降低成本。本实用新型的技术方案ー种智能无线光伏汇流箱，包括箱体和设于箱体内的正极接线排、负极接线排、正极集线器、负极集线器、断路器、汇流输出端、防雷器和测控模块，正极集线器通过测控模块与正极接线排连接，负极集线器与负极接线排连接，正极集线器和负极集线器与断路器的输入端连接，断路器的输出端与汇流输出端连接；所述防雷器的输入端分别与正极集线器、负极集线器连接和地端连接。前述的这种智能无线光伏汇流箱中，测控模块包括微处理器、与微处理器连接的通讯组件、电流检测模块、拨码开关和电源模块。设置拨码开关可确定测控模块节点的地址，在信号传输或者故障处理时，可以快速查找和定位。前述的这种智能无线光伏汇流箱中，微处理器采用ARM7系列LPC2138主芯片，主芯片具有16个A/D转换输入口，可将光伏电池组件串列扩大到16路，这样不但降低了成本，而且降低了设计电路的复杂度。前述的这种智能无线光伏汇流箱中，通讯组件支持RS485有线通讯和无线通讯两种方式。[0010]前述的这种智能无线光伏汇流箱中，所述无线通讯包括ZIGBEE和WIFI两种无线协议。前述的这种智能无线光伏汇流箱中，测控模块上设有RS485有线接ロ、ZIGBEE无线接口和WIFI无线接ロ。无线组件对应的两种无线接ロ是通过SPI方式与主芯片通讯，用户可以根据需求选择任何通讯方式，其中两种无线通讯方式同一时刻只能使用ー个，无线通讯解决了传统布线复杂、成本高等缺陷。前述的这种智能无线光伏汇流箱中，箱体内还设有天线，天线与ZIGBEE无线接ロ或WIFI无线接ロ连接。前述的这种智能无线光伏汇流箱中，两种无线接ロ通过SPI方式与主芯片通讯，用户可以根据需求选择任何通讯方式，其中两种无线通讯方式同一时刻只能使用ー个，无线通讯解决了传统布线复杂、成本高等缺陷。前述的这种智能无线光伏汇流箱中，正极接线排和测控模块之间设有正极保护熔断器，负极接线排和负极集线器之间设有负极保护熔断器。与现有技术相比，本实用新型将光伏阵列电池组接入汇流箱后，每路信号经过测控模块设有的測量孔，实现对每路信号的检测及报警功能，通过RS485有线、ZIGBEE无线和WIFI无线通讯方式将信号上传至监控室的上位机，在上位机通过电流的变化，快速判断电池组件的运行状态。当电池组件发生故障吋，通过拨码开关状态，快速定位，使系统维护简单快捷，运行更加经济，所选择的无线通讯方式解决了传统布线复杂、成本高等缺陷。测控模块中采用有16个A/D转换输入口的LPC2138芯片，解决了传统8到12路信号采样的缺陷，使得设计电路简单，并降低了成本。光伏阵列电池组接入汇流箱的测控模块后，经集线器汇流后，并联上防雷模块，实现对光伏电池组件的正极对地、负极对地、正负极之间的防雷功能，在雷击发生时，能够有效的把施加在系统中的雷击电流引向大地，最大限度的保护电池组件和系统的安全。
图I是本实用新型智能无线光伏汇流箱具体实施例的平面结构分布示意图。附图中的标记为1_箱体，IA-接地端，2A-正极接线排，2B-负极接线排，3A-正极集线器，3B-负极集线器，4-断路器，5-汇流输出端，6-防雷器，7-测控模块，7A-有线通讯端子，7B-电源模块，7C-拨码开关，7D-ZIGBEE模块接ロ，7E-WIFI模块接ロ，7F-天线，8A-正极保护熔断器，SB-负极保护熔断器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进ー步的说明。本实用新型的实施例I : ー种智能无线光伏汇流箱，包括箱体I和设于箱体I内的正极接线排2A、负极接线排2B、正极集线器3A、负极集线器3B、断路器4、汇流输出端5、防雷器6，测控模块7，正极集线器3A通过测控模块7与正极接线排2A连接，负极集线器3B与负极接线排2B连接，正极集线器3A和负极集线器3B与断路器4的输入端连接，断路器4的输出端与汇流输出端5连接；所述防雷器6的输入端分别与正极集线器3A、负极集线器3B连接和地端IA连接。[0020]测控模块7包括微处理器、与微处理器连接的通讯组件、电流检测模块、拨码开关7C和电源模块7B。微处理器采用ARM7系列LPC2138主芯片，主芯片具有16个A/D转换输入口。通讯组件采用RS485有线通讯方式。测控模块7上设有RS485有线接ロ 7A。正极接线排2A和测控模块7之间设有正极保护熔断器8A，负极接线排2B和负极集线器3B之间设有负极保护熔断器SB。本实用新型的实施例2 :如图I所示，ー种智能无线光伏汇流箱，包括箱体I和设于箱体I内的正极接线排2A、负极接线排2B、正极集线器3A、负极集线器3B、断路器4、汇流输出端5、防雷器6，测控模块7，正极接线排2A与正极集线器3A之间设有测控模块7，正极接线排2A设有多个正极接脚，正极接脚的一端与光伏阵列电池组的正极电连接，另一端均连接有保护熔断器8A，保护熔断器8A连接ニ极管后将输出端穿过测控模块7设有的多个测量孔与正极集线器3A连接，负极接线排2B设有多个负极接脚，负极接脚的一端与光伏阵 列电池组的负极电连接，另一端均连接有负极保护熔断器8B，负极保护熔断器SB与负极集线器3B连接，正极集线器3A和负极集线器3B与断路器4的输入端连接，断路器4的输出端与汇流输出端5连接，防雷器6包括三个防雷模块，其中两个防雷模块与正极集线器、负极集线器连接，第三个防雷模块与接地端IA连接。测控模块7包括微控制器、与微控制器连接的有线通讯接ロ 7A、电源模块7B、拨码开关7C、ZIGBEE模块接ロ 7D、WIFI模块接ロ 7E和多个电流检测元件，其中电流检测元件包括前述的测量孔。断路器4包括两组触点，其中一个触点组连接正极集线器3A与汇流输出端5的正扱，另ー个触点组连接负极集线器3B与汇流输出端5的负极。通讯组件采用无线通讯两种方式。所述无线通讯包括ZIGBEE和WIFI两种无线协议。测控模块7上设有RS485有线接ロ 7A、ZIGBEE无线接ロ 7D和WIFI无线接ロ 7E，天线7F与ZIGBEE无线模块或WIFI无线模块连接。两种无线接ロ通过SPI方式与主芯片通讯，用户可以根据需求选择任何通讯方式，其中两种无线通讯方式同一时刻只能使用ー个，无线通讯解决了传统布线复杂、成本高等缺陷。在本实施例中，正极接线排2A设有16个接脚、负极接线排2B设有16个接脚，与正极接线排2A连接的保护熔断器设有16个，与负极接线排2B连接的保护熔断器设有16个。作为本实用新型的进ー步创新，还可以在箱体内增设有与测控模块7连接的显示屏、报警器、其它无线通讯组件等，通过显示屏和报警器对测控模块7进行测量，在现场实时了解光伏阵列电池组件的运行状态，方便系统和设备维护时使用。本实用新型的工作原理，将光伏阵列电池组件接入汇流箱后，每路导线穿过一体化智能的测控模块7设有的測量孔，实现对每路电流信号的监测及报警功能，通过RS485有线、ZIGBEE无线、WIFI无线等通讯方式将信号上传至监控室的上位机，通过电流信号的变化情況，快速的判断电池组件的运行状态。当电池组件发生故障吋，通过拨码开关7C状态来确定测控模块7地址，快速定位，使系统维护简单快捷，运行更加经济，这两种无线通讯方式解决了传统布线复杂，成本高等缺陷。光伏阵列电池组件接入汇流箱，通过智能测控模块7后，经正极集线器3A、负极集线器3B汇流后，并联上防雷模块6，实现对光伏电池组件 的正极对地、负极对地、正负极之间防雷功能，在雷击发生时候，能够有效的把施加在系统的雷击电流引向大地，最大限度的保护电池组件和系统的安全。
权利要求1.ー种智能无线光伏汇流箱，其特征在干包括箱体(I)和设于箱体(I)内的正极接线排(2A)、负极接线排(2B)、正极集线器(3A)、负极集线器(3B)、断路器(4)、汇流输出端(5)、防雷器(6)、测控模块(7)，正极集线器(3A)通过测控模块(7)与正极接线排(2A)连接，负极集线器(3B)与负极接线排(2B)连接，正极集线器(3A)和负极集线器(3B)与断路器(4)的输入端连接，断路器(4)的输出端与汇流输出端(5)连接；所述防雷器(6)的输入端分别与正极集线器(3A)、负极集线器(3B)和地端(IA)连接。
2.根据权利要求I所述的ー种智能无线光伏汇流箱，其特征在于测控模块(7)包括微处理器、与微处理器连接的通讯组件、电流检测模块、拨码开关(7C)和电源模块(7B)。
3.根据权利要求2所述的ー种智能无线光伏汇流箱，其特征在于微处理器采用ARM7系列LPC2138主芯片，主芯片具有16个A/D转换输入口。
4.根据权利要求2所述的ー种智能无线光伏汇流箱，其特征在于通讯组件采用RS485有线通讯和无线通讯两种方式。
5.根据权利要求4所述的ー种智能无线光伏汇流箱，其特征在于所述无线通讯包括ZIGBEE和WIFI两种无线协议。
6.根据权利要求2所述的ー种智能无线光伏汇流箱，其特征在于测控模块(7)上设有RS485 有线接ロ(7A)、ZIGBEE 无线接 ロ(7D)和 WIFI 无线接 ロ(7E)。
7.根据权利要求6所述的ー种智能无线光伏汇流箱，其特征在于箱体(I)内还设有天线(7F)，天线(7F)与ZIGBEE无线接ロ(7D)或WIFI无线接ロ(7E)连接。
8.根据权利要求I所述的ー种智能无线光伏汇流箱，其特征在于正极接线排(2A)和测控模块(7)之间设有正极保护熔断器(8A)，负极接线排(2B)和负极集线器(3B)之间设有负极保护熔断器(SB)。
专利摘要本实用新型公开了一种智能无线光伏汇流箱，包括箱体和设于箱体内的正极接线排、负极接线排、正极集线器、负极集线器、断路器、防雷器和测控模块，正极集线器通过测控模块与正极接线排连接，负极集线器与负极接线排连接，正极集线器和负极集线器与断路器的输入端连接，断路器的输出端与汇流输出端连接；所述防雷器的输入端分别与正极集线器、负极集线器连接和地端连接。本实用新型具有设计电路简单、内部结构紧凑、占用空间小等特点，能实现远程监控，并具有很好的防雷功能。能通过有线或无线通讯方式与上位机联机，实现智能化控制，能够有效解决传统布线复杂、成本高等缺陷，而且能够实现对16路电流信号采集和处理，简化电路设计，降低成本。
文档编号H01L31/048GK202454582SQ20122001762
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者潘秋娟, 王丽娜, 王金峰, 石志学, 郭艳鹏, 马立军 申请人:冶金自动化研究设计院