CN103000720A - 智能接线盒 - Google Patents

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段正刚
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Suzhou QC Solar Co Ltd
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Suzhou QC Solar Co Ltd
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

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Abstract

本发明提供了一种智能接线盒，所述智能接线盒包括功率优化装置，所述功率优化装置包括：智能检测模块，最大功率点获取模块，电流调节模块，控制模块，所述控制模块与所述智能检测模块相连接，所述控制组件还分别与所述最大功率点获取模块和电流调节模块相连接，所述控制组件用于控制所述最大功率点获取模块和电流调节模块进行工作。本发明的有益效果是使得光伏发电***的输出功率最大化，确保光伏发电***能源利用率较高。

Description

智能接线盒
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种实现发电功率最大化的智能接线盒。
背景技术
太阳能电池组件一般是由若干电池片通过串联方式排列并用封装材料叠层压制而成的，引出端用防水接线盒并连接电缆与插头，两块电池板之间主要靠连接电缆与相邻的电池板串联在一起的。
然而，传统的智能接线盒都是被动式接收太阳能能量并将电能通过接线盒连接方式输出电能，由于光照强度的时刻变化，整个智能接线盒的输出功率也在时刻变化，再者，由于电池板组件包括若干个电池板组成，在实际的太阳能电池板运行当中常常因为各种阴影遮挡或其他因素导致其输出电流急剧下降，由于电池板之间是串联连接，所以这势必造成整体的整串电池组件的电流下降，从而导致整串电池组件的输出功率降低很多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能接线盒，可实现电池板组件输出功率最大化，且能够在电池板受到阴影遮挡的时候能够尽量挽回由于阴影遮挡产生影响的电池板输出功率。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
一种智能接线盒，所述智能接线盒包括功率优化装置，所述述功率优化装置包括：
智能检测模块，用于检测电池板上工作状态信息；
最大功率点获取模块，用于通过特定算法进行采样计算，以调节得出电池片的最大功率点的电压；
电流调节模块，当电池板组件中部分电池板被遮挡时，用于调节被遮挡电池板的电流以提升整体电池板组件的电流；
控制模块，与所述智能检测模块相连接，接收所述智能检测模块检测到的工作状态信息，所述控制组件还分别与所述最大功率点获取模块和电流调节模块相连接，当所有电池板工作正常时，所述控制组件启动所述最大功率点获取模块进行工作；当电池板组件中部分电池板被遮挡时，所述控制组件同时启动所述最大功率点获取模块和电流调节模块进行工作。
作为本发明的进一步改进，所述工作状态信息包括电压和电流。
作为本发明的进一步改进，所述控制模块与所述最大功率点获取模块之间通过无线方式进行连接。
作为本发明的进一步改进，所述控制模块与所述电流调节模块之间通过无线方式进行连接。
作为本发明的进一步改进，所述无线方式包括射频识别技术（Radio Frequency Identification, RFID）。 
作为本发明的进一步改进，所述控制模块与所述最大功率点获取模块之间通过电力载波进行连接。 
作为本发明的进一步改进，所述控制模块与所述电流调节模块之间通过电力载波进行连接。
与现有技术相比，本发明的智能接线盒通过设计了一种功率优化装置以变被动式接收为主动式控制，一方面使得电池板组件的输出功率最大化，另一方面能够在电池板受到阴影遮挡的时候能够尽量挽回由于阴影遮挡产生影响的电池板输出功率，确保整个***的能源利用率较高。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的智能接线盒中功率优化装置的模块示意图；
图2是本发明的一实施方式的电池板组件的I/V工作曲线示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
如图1所示，在本发明一实施方式中，在光伏发电技术中，需要设有包括有若干电池片的电池片组件和连接于电池片之间的智能接线盒，所述智能接线盒还包括功率优化装置，所述功率优化装置包括智能检测模块10、最大功率点获取模块20、电流调节模块30以及控制模块40。
其中，所述智能检测模块10用于检测电池板上工作状态信息；所述智能检测模块10可以是自动采集到当前对应的电池板上的工作状态信息，用以时刻追踪电池板的工作状况，并及时发现异常。优选地，所述工作状态信息包括电池板上的输出电压信息和输出电流信息，该模块检测到所述电池板上的电压信息和电流信息以得出一关于电池板的I/V工作曲线。
其中，所述最大功率点获取模块20用于通过特定算法进行采样计算，以调节得出电池片的最大功率点的电压；如图2所示，在电池板的I/V工作曲线上包括有三个功率点P1、P2和P3，每个功率点分别对应一个电池板在某工作状态时的电压值和电流值，具体地，在P1点对应于电压值v1和电流值i1, 在P2点对应于电压值v2和电流值i2, 在P3点对应于电压值v3和电流值i3。所述最大功率点获取模块20根据特定的MPPT算法，采用得到I/V曲线上的最大功率点的位置，并得出与所述最大功率点的对应的电压值，并以此电压值进行电力的输出。在本实施方式中，若P1、P2、P3为连续采样的三个功率点，那么假如采样得出的P2对应的功率值最大，便确定所述电池板的最大功率点为P2，对应的输出电压为v2；假如采样得出的P1对应的功率值最大，那么就在采样比P1点对应的电压v1更大的电压值；假如采样得出的P3对应的功率值最大，那么就在采样比P3点对应的电压v3更小的电压值；采用此最大功率点获取模块，可时刻保证智能接线盒以最大的输出功率进行电力输出，尽可能提升***的能源利用率。
其中，所述电流调节模块30用于当电池板组件中部分电池板被遮挡时，调节被遮挡电池板的电流以提升整体电池板组件的电流；优选地，此模块采用一DC-DC功率优化器来完成相对应功能。当电池板组件中有部分电池板被物体遮挡或者其他原因致使其输出电流大幅下降时，因为电池板组件上的若干电池板是通过串联连接的，所以部分被遮挡的电池板的电流下降时，会导致整串电池板组件的整体输出功率降低很多。此时所述电流调节模块30便会相应调节所述被遮挡电池板的电压，间接地调整电流以提升整个电池板组件的输出电流值，以补偿因为个别电池板的输出电流下降而导致的整体电池板组件的输出功率。
其中，在本实施方式中，所述控制模块40与所述智能检测模块10相连接，接收所述智能检测模块10检测到的工作状态信息，所述控制模块40还分别与所述最大功率点获取模块20和电流调节模块30相连接，优选地，在本实施方式中，所述控制模块40与所述最大功率点获取模块20和电流调节模块30之间的连接可以为无线连接，也可以为有线连接，更优选地，所述无线连接可为射频识别技术（Radio Frequency Identification, RFID）；所述有线连接可为电力载波方式连接。
在本实施方式中，当所有电池板工作正常时，即未出现因个别电池板被遮挡而致使整体输出功率下降的现象，所述控制模块40只需启动所述最大功率点获取模块20进行工作，具体地，智能检测模块10检测到电池板组件的I/V工作曲线，将该I/V工作曲线发送给控制模块40，所述控制模块在接受到I/V工作曲线后根据预定MPPT算法启动最大功率点获取模块20，最大功率点获取模块20在所述I/V曲线上进行取点采样，并计算得出功率最大点的对应电压值，并以此电压输出电力；当电池板组件中部分电池板被遮挡时，所述控制模块40则需同时启动所述最大功率点获取模块20和电流调节模块30进行工作，具体地，智能检测模块10检测到电池板组件的I/V工作曲线，将该I/V工作曲线发送给控制模块40，所述控制模块在接受到I/V工作曲线后根据预定MPPT算法启动最大功率点获取模块20并同时启动对应的电流调节模块30进行工作，在调节整体电池板组件的串电流的同时，不断地通过最大功率点获取模块20在所述I/V曲线上进行取点采样，并计算得出功率最大点的对应电压值，并以此电压输出电力；尽量挽回由于阴影遮挡产生影响的电池板输出功率，确保整个***的能源利用率较高。 
本发明的智能接线盒通过设计了一种功率优化装置以变被动式接收为主动式控制，一方面使得电池板组件的输出功率最大化，另一方面能够在电池板受到阴影遮挡的时候能够尽量挽回由于阴影遮挡产生影响的电池板输出功率，确保整个***的能源利用率较高。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能接线盒，其特征在于，所述智能接线盒包括功率优化装置，所述功率优化装置包括：
智能检测模块，用于检测电池板上工作状态信息；
最大功率点获取模块，用于通过特定算法进行采样计算，以调节得出电池片的最大功率点的电压；
电流调节模块，当电池板组件中部分电池板被遮挡时，用于调节被遮挡电池板的电流以提升整体电池板组件的电流；
控制模块，与所述智能检测模块相连接，接收所述智能检测模块检测到的工作状态信息，所述控制组件还分别与所述最大功率点获取模块和电流调节模块相连接，当所有电池板工作正常时，所述控制组件启动所述最大功率点获取模块进行工作；当电池板组件中部分电池板被遮挡时，所述控制组件同时启动所述最大功率点获取模块和电流调节模块进行工作。
2.如权利要求1所述的智能接线盒，其特征在于，所述工作状态信息包括电压和电流。
3.如权利要求1所述的智能接线盒，其特征在于，所述控制模块与所述最大功率点获取模块之间通过无线方式进行连接。
4.如权利要求1所述的智能接线盒，其特征在于，所述控制模块与所述电流调节模块之间通过无线方式进行连接。
5.如权利要求3或4所述的智能接线盒，其特征在于，所述无线方式包括射频识别技术（Radio Frequency Identification, RFID）。
6.如权利要求1所述的智能接线盒，其特征在于，所述控制模块与所述最大功率点获取模块之间通过电力载波进行连接。
7.如权利要求1所述的智能接线盒，其特征在于，所述控制模块与所述电流调节模块之间通过电力载波进行连接。
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