专利名称：智能型光伏阵列防雷汇流箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于光伏并网发电系统的汇流装置，更具体地说一种具有远 程监控和防雷功能的汇流装置。
技术背景太阳能光伏发电在21世纪会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。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将 占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040 年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世 纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字 足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。在现有的光伏发电系统中，为减少光伏组件与逆变器(直流电逆变成交流电之后 并入电网使用)之间的连接线，方便维护，提高可靠性，在光伏组件与逆变器之间增加的光 伏汇流箱装置。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 电池组件串联组成1个光伏电池组件串列(又称为“光伏阵列电池组”)，再将若干个串列 接入光伏阵列汇流箱进行汇流，通过防雷器与断路器后输出，方便了后级逆变器的接入。在现有的光伏发电系统中，目前，国外与国内的光伏阵列发电汇流箱，只是简单的 实现将多路光伏电池组串汇成一路输出的功能，通常没有对每1路或者每2路的电流进行 监控，也没有防雷功能。在电池组件故障时，不能够及时的知晓并修复，造成不必要的损失， 在大型光伏并网型发电系统中，从上万电池组件中查找故障电池组件，难度也是非常大，降 低了系统的经济性，维护成本也较大。另外，对于运行于空旷地带的光伏电池组件，具有很 大的雷击的可能性，以为通常的汇流箱没有防雷功能，无法有效的防止雷击的可能性，从而 增加了光伏发电系统运行成本，降低了光伏发电系统的可靠性。现有技术中采用了监测元 件的汇流箱结构，其监测元件也大多为各自独立设于汇流箱内的部件，导致占用空间大，而 且无法实现远程监控，出现故障时需要打开汇流箱，核对编号才能查出故障的光伏阵列电 池组；维护成本高而且操作难度大。基于上述现有技术的缺陷，本发明人设计出一种新的智能型光伏阵列防雷汇流 箱，具有结构紧凑、占用空间小，能实现远程监控，同时具备良好的防雷功能。
实用新型内容本实用新型的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种智能型的光伏阵列防 雷汇流箱，具有结构紧凑、占用空间小，能实现远程监控，同时具备良好的防雷功能。通过 RS485等通讯方式与上位机(控制中心或控制室的上位计算机)联机，实现智能化控制。通 过增设防雷模块，实现防雷功能。本实用新型的技术内容为智能型光伏阵列防雷汇流箱，其特征包括箱体，及设于 箱体内的正极接线排、负极接线排、与正极接线排连接的正极集线器和与负极接线排连接的负极集线器，所述的负极集线器、正极集线器与设有的断路器连接，所述断路器的另一端 与设有的汇流输出端连接；还包括接地的防雷器，所述防雷器的输入端与正极集线器和负 极集线器连接；所述的正极接线排与正极集线器之间设有测控模块。本实用新型的进一步技术内容为所述的正极接线排设有若干个正极接脚，所述 的若干个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， 所述的若干个保护熔断器穿过测控模块设有的若干个测量孔与前述的正极集线器电连接； 所述的负极接线排设有若干个负极接脚，所述的若干个负极接脚的一端与光伏阵列电池组 的负极电连接，另一端均连接有保护熔断器，所述的若干个保护熔断器与前述的负极集线 器连接。本实用新型的进一步技术内容为所述的测控模块包括微控制器、与微控制器连 接的通讯组件和与微控制器连接的若干个电流检测元件，电流检测元件包括前述的测量 孔。本实用新型的进一步技术内容为所述的防雷器包括三个防雷模块，其中二个防 雷模块的输入端分别与正极集线器的输出端、负极集线器的输出端连接，输出端同时与另 一防雷模块的输入端连接，另一防雷模块的输出端接地。本实用新型的进一步技术内容为所述的断路器包括四组触点，每二组触点串联 成一个触点组，各触点组分别连接正极集线器与汇流输出端的正极、负极集线器与汇流输 出端的负极。本实用新型的进一步技术内容为所述的测控模块包括与微控制器连接的电源组 件；所述箱体的内部还设测控连接端，所述的测控连接端包括通讯输入端和电源输入端； 所述的通讯输入端与通讯组件连接，所述的电源输入端与电源组件连接。本实用新型的进一步技术内容为所述的通讯组件为RS485通讯组件。本实用新型与现有技术相比的有益效果是本实用新型将光伏阵列电池组接入汇 流箱后，每路或者每两路导线经过接线排再穿过的测控模块(具有一体化结构的智能控制 方式)设有的测量孔，实现对每路或者每两路电流的监测及报警的功能，通过RS485通讯模 块上传至监控系统(中控室)的上位机，从而在中控室能够从电流的变化中，快速的判断电 池组件的工作状态，以及电池组件发生故障时，通过智能测控模块的地址，快速定位，使系 统维护简单快捷，运行更加经济。光伏阵列电池组接入汇流箱通过智能测控模块后，经集线 器汇流后，并联上防雷模块(一种专用于光伏专用的防雷模块)，实现对光伏电池组件的正 极对地、负极对地、正负极之间防雷功能。在雷击发生时候，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。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型智能型光伏阵列防雷汇流箱具体实施例的平面结构分布示意 图；图2为本实用新型智能型光伏阵列防雷汇流箱具体实施例的电路方框示意图。附图标记说明1 箱体10接地端[0020]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70测控连接端8A保护熔断器(正极)8B保护熔断器(负极)
具体实施方式
为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技 术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。如图1所示，本实用新型智能型光伏阵列防雷汇流箱，包括箱体1，及设于箱体1内 的正极接线排2A、负极接线排2B、与正极接线排2A连接的正极集线器3A和与负极接线排 2B连接的负极集线器3B，负极集线器3A、正极集线器3B与设有的断路器4连接，断路器4 的另一端与设有的汇流输出端5连接；还包括接地的防雷器6，防雷器6的输入端与正极集 线器和负极集线器连接；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，保护熔断器穿过测控模块7设有的多个测量孔与正极集线器3A电连接； 负极接线排设有多个负极接脚，负极接脚的一端与光伏阵列电池组的负极电连接，另一端 均连接有保护熔断器，保护熔断器与负极集线器3B连接。测控模块7包括微控制器、与微控制器连接的通讯组件和与微控制器连接的多个 电流检测元件，电流检测元件包括前述的测量孔。防雷器6包括三个防雷模块(防雷模块为行业内常用的标准件)，其中二个防雷模 块的输入端分别与正极集线器的输出端、负极集线器的输出端连接，这二个防雷模块的输 出端同时与第三个防雷模块的输入端连接，第三个防雷模块的输出端接地(与接地端10连 接)。由于光伏阵列电池组的直流电压很高，所要采用的直流断路器，等级很高，而等级 越高的断路器，成本越贵，占用空间更大，所以在本实施例采用的断路器4包括四组触点， 每二组触点串联成一个触点组，各触点组分别连接正极集线器与汇流输出端的正极、负极 集线器与汇流输出端5的负极。为节省汇流箱的空间，在本实施例中是将每相邻的二个正极接线排并联后与保护 熔断器连接，每相邻的二个负极接线排并联后与保护熔断器连接；采用合二为一的方式，这 样既能起到熔断保护作用，又能节省空间。于其它实施例中也可以采用一对一的方式。测控模块7包括与微控制器连接的电源组件；箱体1的内部还设测控连接端70， 测控连接端70包括通讯输出端和电源输入端；通讯出端与通讯组件连接，电源输入端与电 源组件连接。在本实施例中，正极接线排设有16个接脚，负极接线排设有16个接脚，与正极接线排连接的保护熔断器设有8个；与负极接线排连接的保护熔断器设有8个；通讯组件为 RS485通讯组件。[0035]作为本实用新型的进一步创新，还可以于箱体内增设有与测控模块连接的显示屏 和报警器等终端，通过显示屏和报警器等对测控模块，即时了解光伏阵列电池组的工作状 态，方便系统和设备维护时使用。综上所述，本实用新型将光伏阵列电池组接入汇流箱后，每路或者每两路导线穿 过一体化智能的测控模块设有的测量孔，实现对每路或者每两路电流的监测及报警的功 能，通过RS485通讯模块上传至监控系统(中控室)的上位机，从而在中控室能够从电流的 变化中，快速的判断电池组件的工作状态，以及电池组件发生故障时，通过具有智能检测功 能的测控模块地址(这些地址和智能检测功能由测控模块内的微控制器完成)，快速定位， 使系统维护简单快捷，运行更加经济。光伏阵列电池组接入汇流箱通过智能测控模块后，经 集线器汇流后，并联上防雷模块(一种专用于光伏专用的防雷模块)，实现对光伏电池组件 的正极对地、负极对地、正负极之间防雷功能。在雷击发生时候，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。以上所述仅以实施例来进一步说明本实用 新型的技术内容，以便于读者更容易理 解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创 造，均受本实用新型的保护。
权利要求智能型光伏阵列防雷汇流箱，其特征包括箱体，及设于箱体内的正极接线排、负极接线排、与正极接线排连接的正极集线器和与负极接线排连接的负极集线器，所述的负极集线器、正极集线器与设有的断路器连接，所述断路器的另一端与设有的汇流输出端连接；还包括接地的防雷器，所述防雷器的输入端与正极集线器和负极集线器连接；所述的正极接线排与正极集线器之间设有测控模块。
2.根据权利要求1所述的智能型光伏阵列防雷汇流箱，其特征在于所述的正极接线排 设有若干个正极接脚，所述的每个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，所述的若干个保护熔断器穿过测控模块设有的若干个测量孔与前 述的正极集线器电连接；所述的负极接线排设有若干个负极接脚，所述的每个负极接脚的 一端与光伏阵列电池组的负极电连接，另一端均连接有保护熔断器，所述的若干个保护熔 断器与前述的负极集线器连接。
3.根据权利要求2所述的智能型光伏阵列防雷汇流箱，其特征在于所述的测控模块包 括微控制器、与微控制器连接的通讯组件和与微控制器连接的若干个电流检测元件，电流 检测元件包括前述的测量孔。
4.根据权利要求2所述的智能型光伏阵列防雷汇流箱，其特征在于所述的防雷器包括 三个防雷模块，其中二个防雷模块的输入端分别与正极集线器、负极集线器连接，二个防雷 模块的输出端同时与另一防雷模块的输入端连接，另一防雷模块的输出端与接地端连接。
5.根据权利要求2所述的智能型光伏阵列防雷汇流箱，其特征在于所述的断路器包括 四组触点，每二组触点串联成一个触点组，各触点组分别连接正极集线器与汇流输出端的 正极、负极集线器与汇流输出端的负极。
6.根据权利要求3所述的智能型光伏阵列防雷汇流箱，其特征在于所述的测控模块还 包括与微控制器连接的电源组件；所述箱体的内部还设测控连接端，所述的测控连接端包 括通讯输出端和电源输入端；所述的通讯输出端与通讯组件连接，所述的电源输入端与电 源组件连接。
7.根据权利要求6所述的智能型光伏阵列防雷汇流箱，其特征在于所述的通讯组件为 RS485通讯组件。
专利摘要本实用新型公开了一种用于太阳能发电系统的智能型光伏阵列防雷汇流箱，包括箱体，及设于箱体内的正极接线排、负极接线排、与正极接线排连接的正极集线器和与负极接线排连接的负极集线器，负极集线器、正极集线器与设有的断路器连接，断路器的另一端与设有的汇流输出端连接；还包括接地的防雷器，防雷器的输入端与正极集线器和负极集线器连接；正极接线排与正极集线器之间设有测控模块。本实用新型能实现对每路或者每两路电流的监测及报警的功能，通过通讯模块上传至上位机，能在中控室监控电池组件的工作状态，在发生故障时，通过测控模块的地址快速查找，维护时简单快捷，运行更加经济。另外连接有防雷模块，在雷击发生时候，能够最大限度的保护电池组件和系统的安全。
文档编号H02H7/18GK201594731SQ20092026137
公开日2010年9月29日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者冯亮, 刘会遵, 朱建国 申请人:深圳市永联科技有限公司