一种光伏汇流箱的制作方法

本实用新型涉及一种光伏汇流箱，属于光伏领域。

背景技术：

随着经济的发展，人类社会对电能的需求量越来越大，太阳能作为一种可再生的清洁能源，得到越来越多人的认可。为了光伏电站安全运营，需要对电站中各光伏组件中电流、电压进行控制和监测，同时也方便电站的检修和维护，因此要在光伏发电系统中增加光伏汇流装置。

目前，多数汇流箱对电气参数和环境参数的监控管理，主要通过两部分处理：一是在控制模块中增加LED和按键，是为了显示和设置汇流箱通讯地址和通讯波特率等相关参数，二是通过按键设置过通讯地址后，由以太网将汇流箱中相关设备的数据传输至上位机，在电脑端安装监控应用程序对所有汇流箱内各个电气参数、环境参数等进行监测和管理。

上述方法中，为了使汇流箱接入电站的监控系统，在初次安装时调试人员需要打开每个箱体进行手动设置通讯地址和通讯波特率等相关参数。但是很多光伏现场环境比较恶劣，有鱼塘、沙漠、山坡和田地等，在某些情况下由于现场条件限制，调试人员无法接触到汇流箱，甚至需要借助一些工具进行调试，这给现场调试带了极大的难度，同时也增加了运维成本。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种光伏汇流箱，用于解决因现场条件限制，调试人员无法近距离接触汇流箱而带来的调试困难的问题，实现对光伏汇流箱通讯地址、通讯波特率等相关参数的远程设置，降低了调试难度，同时提高了运维效率。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种光伏汇流箱，即光伏汇流箱方案一：包括控制单元、信号采集电路和电源模块，所述信号采集电路、电源模块分别与控制单元相连，所述控制单元还设置有用于与上位机通信的通信接口，所述光伏汇流箱还包括蓝牙适配器和485接口电路，所述蓝牙适配器通过485接口电路与控制单元连接。

光伏汇流箱方案二：在光伏汇流箱方案一的基础上，所述信号采集电路中包括电压采样电路、电流采样电路和A/D转换芯片，所述电压采样电路、电流采样电路分别与A/D转换芯片相连，所述A/D转换芯片与控制单元连接。

光伏汇流箱方案三：在光伏汇流箱方案二的基础上，所述电流采样电路与A/D转换芯片之间还设置有两片多路模拟通道选择开关，用于将采集到的多路电流采样信号进行选通处理。

光伏汇流箱方案四：在光伏汇流箱方案二的基础上，所述信号采集电路中，所述电压采样电路由在光伏串列输出端依次串联的10个1MΩ分压电阻、1个2KΩ的采样电阻以及RC滤波电路组成；所述电流采样电路由光伏组串输入端设置的若干个阻值为1mΩ的纯铜片组成。

光伏汇流箱方案五：在光伏汇流箱方案一的基础上，所述光伏汇流箱还设置有数据存储单元，所述数据存储单元与控制单元连接。

光伏汇流箱方案六：在光伏汇流箱方案一的基础上，所述控制单元上还设置有SPI接口，所述控制单元通过SPI接口与信号采集电路连接。

本实用新型的有益效果是：

1、通过将传统汇流箱中的LED显示和按键换成蓝牙适配器，实现了在不能近距离接触光伏汇流箱时，对汇流箱的通讯地址进行设置，从而将相关数据上传至上位机；

2、该装置结构简单、通用性强的特点，可实现光伏汇流箱的远程操作；

3、方便汇流箱调试人员对汇流箱的操作，提高汇流箱运维人员的工作效率，从而降低运维成本。

附图说明

图1是本实用新型光伏汇流箱实施例中汇流箱内部连接结构图；

图2是本实用新型光伏汇流箱实施例中光伏串列电流、电压采样电路的结构原理图；

图3是本实用新型光伏汇流箱实施例中光耦隔离电路的结构原理图；

图4是本实用新型光伏汇流箱实施例中RS485接口电路及防浪涌保护的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。

如图1所示，本实用新型提出了一种光伏汇流箱，包括控制单元、信号采集电路和电源模块，所述信号采集电路、电源模块分别与控制单元相连，所述控制单元还设置有用于与上位机通信的通信接口，所述光伏汇流箱还包括蓝牙适配器和485接口电路，所述蓝牙适配器通过485接口电路与控制单元连接。

信号采集电路3包括电压采样电路31和电流采样电路32，电压采样电路31连接光伏汇流排，电流采样电路32连接光伏串列，用于获取光伏串列中各支路的电流，还包括A/D转换芯片，用于将采集的电压、电流信号转换为数字信号并上传至控制单元。

蓝牙适配器43与控制单元41之间通过485接口电路42进行数据传输，该蓝牙适配器43可以将控制单元41处理过的数字信号转化为蓝牙信号；工作人员只需在智能移动设备中安装相应的应用程序，打开其蓝牙端口即可接收上述蓝牙信号，并设定汇流箱通讯地址等参数，同时可监测汇流箱各路电流电压、发电量等电气参数和箱内断路器、熔断器、防雷装置等开关量状态。

所述光伏汇流箱还设置有数据存储单元，所述数据存储单元与控制单元连接，用于存储控制单元处理的数据，以供上位机查询。

如图2所示，本实施例给出了上述信号采集电路的具体结构。本实施例所述光伏串列为16路串列，分别接入光伏汇流箱的正汇流排和负汇流排；采样电压一般不超过1000V，在设计电压采样电路时在光伏组串输出端依次串联10个1MΩ分压电阻Rl和1个2KΩ采样电阻Rsv。电压采样信号取自靠近负极的Rsv两端，通过RC滤波电路处理后形成采样信号Vin+、Vin-输入给AD转换芯片。组串电流一般为10A左右，它在即将流入光伏组串负极之前流经一片阻值为1mΩ的纯铜片Rsi进而生成一路组串电流采样信号。例如，为了实现16路组串电流的采样，支路01-08和支路09-16的电流采样信号分别通过两片多路模拟通道选择开关ADG707的选通处理后再输送给A/D转换芯片CS5480的两个电流采样信号输入端。这两片ADG707接收STM32发送的通道选择信号A、B、C的激励。由于电压采样信号和电流采样信号都取自光伏组串的负极，且信号地被电压跟随器连接至3.3V供电电源的中间位置即1.65V处，因此本电路可以采样正负两个方向上的组串电压和电流。

本实用新型所述的光伏汇流箱，还包括电源模块，该模块一端连接直流母线，由直流母线提供电源，另一端连接控制单元，为控制单元供电。作为其他实施方式，所述电源模块还可以由直流母线构成，直接将控制单元连接直流母线进行供电。

所述信号采集电路与控制单元之间选用光耦隔离管进行电气隔离(如图3所示)，所述信号采集电路3中的电压、电流采样电路、所述控制单元41、所述485接口电路各自成回路，独立供电，所述信号采集电路与控制单元通过控制单元上的SPI接口实现信号的传输；

如图4所示，本实用新型中所述RS485接口电路中采用了四项防浪涌保护措施；一是通讯接口对地设置了陶瓷气体放电管；二是在信号接口的两两之间各加设一个钳位电压为10.3V且峰值浪涌电流为58.3A的TVS管；三是接口电路在信号流经的通路上各加设一个阻值为10欧的圆晶电阻；四是接口芯片采用隔离芯片，它支持两套独立的电源系统供电，所述隔离芯片选用ISO3082DW。

通过本实用新型所述的技术方案，利用外部智能设备接收蓝牙适配器发出的蓝牙信号，并与蓝牙适配器进行信号互传，可设定汇流箱通讯地址等参数，同时可检测汇流箱各路电流电压、发电量等电气参数和箱内断路器、熔断器、防雷装置等开关量状态。具体的，所述外部智能设备为智能手机、PC机、iPad等。

上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出各种变换及等同替代，这些均属于本实用新型的保护范围之内。