CN104065335B - 光伏汇流装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏发电应用技术领域，特别涉及一种光伏汇流装置，用以提供一种实现测量各路光伏组件串上的电流的方案。本发明实施例的光伏汇流装置包括：熔断器、正极汇流排、负极汇流排和断路器，每一路光伏组件串的正极输出端通过熔断器连接至正极汇流排；所述光伏汇流装置还包括：串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的电阻；并联在所述电阻两端的电压测量装置；与各所述电压测量装置连接的处理器，用于对于每一路光伏组件串对应的电阻和电压测量装置，分别执行：采集所述电压测量装置测出的电压值，并根据所述电压值和所述电阻的理论阻值，确定该路光伏组件串上的电流值。

Description

光伏汇流装置
技术领域
本发明涉及光伏发电应用技术领域，特别涉及一种光伏汇流装置。
背景技术
目前，在光伏发电***中，为了减少光伏电池与逆变器之间的连线，可以将规格相同的光伏电池串联成一路，以组成若干路光伏组件串，然后再将所述若干路光伏组件串并联接入光伏汇流箱，由所述光伏汇流箱对其进行汇流后输出至所述逆变器。
如图1所示，目前的光伏汇流箱一般包括：熔断器1、正极汇流排2、负极汇流排3和断路器4；其中，对于多路光伏组件串，每一路光伏组件串的正极输出端通过熔断器1连接至正极汇流排2，正极汇流排2的输出端连接至断路器4的正极输入端；每一路光伏组件串的负极输出端连接至负极汇流排3，负极汇流排3的输出端连接至断路器4的负极输入端；以及，断路器4的正极输出端和负极输出端与所述逆变器连接。
为了及时准确地掌握各路光伏组件串的工作情况，实时检测每一路光伏组件串上流过的电流就显得很有必要，而目前还没有一种能够实现测量每一路光伏组件串上流过的电流的方案。
综上所述，目前还没有一种能够实现测量每一路光伏组件串上流过的电流的方案。
发明内容
本发明实施例提供的一种光伏汇流装置，用以提供一种能够实现测量每一路光伏组件串上流过的电流的方案。
第一方面，本发明实施例提供一种光伏汇流装置，用于将多路光伏组件串汇流成一路，包括：熔断器、正极汇流排、负极汇流排和断路器，其中，每一路光伏组件串的正极输出端通过熔断器连接至正极汇流排，正极汇流排的输出端连接至断路器的正极输入端；每一路光伏组件串的负极输出端连接至负极汇流排，负极汇流排的输出端连接至断路器的负极输入端；断路器的正极输出端和负极输出端连接至外部设备；且所述光伏汇流装置还包括：
串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的电阻；
并联在所述电阻两端的电压测量装置；
与各所述电压测量装置连接的处理器，用于对于每一路光伏组件串对应的电阻和电压测量装置，分别执行：采集所述电压测量装置测出的电压值，并根据所述电压值和所述电阻的理论阻值，确定该路光伏组件串上的电流值。
较佳地，所述光伏汇流装置还包括：串接在其中一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的电流测量装置；
所述处理器，还用于与所述电流测量装置连接，
对于串接有所述电流测量装置的一路光伏组件串，采集所述电流测量装置测出的电流值，将测出的所述电流值作为该路光伏组件串上的电流值；以及，根据该路光伏组件串对应的电压测量装置测出的电压值和所述电流值，确定该路光伏组件串对应的电阻的实际阻值；
对于未串接有所述电流测量装置的每一路光伏组件串，分别执行：根据该路光伏组件串对应的电阻的理论阻值、以及串接有所述电流测量装置的一路光伏组件串对应的电阻的理论阻值和实际阻值，确定该路光伏组件串对应的电阻的实际阻值，并根据该路光伏组件串对应的电阻的实际阻值和电压测量装置测出的电压值，确定该路光伏组件串上的电流值。
较佳地，所述电流测量装置为高精度电流传感器。
较佳地，所述高精度电流传感器为霍尔型电流传感器。
较佳地，所述光伏汇流装置还包括：散热片；其中，各所述电阻位于所述散热片上。
较佳地，所述光伏汇流装置还包括：串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的防反二极管。
较佳地，所述光伏汇流装置还包括：防雷器；其中，所述防雷器的正极输入端与所述正极汇流排的输出端连接，所述防雷器的负极输入端与所述负极汇流排的输出端连接。
较佳地，所述光伏汇流装置还包括：与所述处理器连接的通信芯片，用于将所述处理器确定出的各路光伏组件串上的电流值发送出去。
较佳地，所述电压测量装置为差分输入模数转换芯片。
较佳地，所述电阻为精密电阻。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果包括：
在本发明实施例中，光伏汇流装置还包括：串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的电阻；并联在所述电阻两端的电压测量装置；以及，与各所述电压测量装置连接的处理器，用于对于每一路光伏组件串对应的电阻和电压测量装置，分别执行：采集所述电压测量装置测出的电压值，并根据所述电压值和所述电阻的理论阻值，确定该路光伏组件串上的电流值；因此，本发明实施例能够提供一种实现测量每一路光伏组件串上流过的电流的方案。
附图说明
图1为现有技术中光伏汇流箱的结构示意图；
图2A～图2F为本发明实施例中光伏汇流装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细的描述。
较佳地，本发明实施例提供的一种光伏汇流装置，用于将多路光伏组件串汇流成一路；
如图2A所示，所述光伏汇流装置包括：熔断器10、正极汇流排20、负极汇流排30和断路器40，其中，每一路光伏组件串的正极输出端通过熔断器10连接至正极汇流排20，正极汇流排20的输出端连接至断路器40的正极输入端；每一路光伏组件串的负极输出端连接至负极汇流排30，负极汇流排30的输出端连接至断路器40的负极输入端；断路器40的正极输出端和负极输出端连接至外部设备；其中，图2A中是以存在n路光伏组件串为例，n为大于1的正整数。
实施中，通过在所述光伏汇流装置中设置正极汇流排和负极汇流排，实现将多路光伏组件串汇流成一路，图2A所示的光伏汇流装置能够实现将n路光伏组件串汇流成一路。
较佳地，如图2A所示，所述光伏汇流装置还包括：
串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排20的连接点Ni(i＝1，2……n)之间的电阻50；
并联在所述电阻50两端的电压测量装置60；
与各所述电压测量装置60连接的处理器70，用于对于每一路光伏组件串对应的电阻50和电压测量装置60，分别执行：采集所述电压测量装置60测出的电压值，并根据所述电压值和所述电阻50的理论阻值，确定该路光伏组件串上的电流值。
比如，以图2A所示的第一路光伏组件串为例，对处理器确定该第一路光伏组件串上的电流值的具体实施方式进行介绍：
如图2A所示，第一路光伏组件串的正极输出端为光伏组件串1+，第一路光伏组件串的正极输出端与正极汇流排20的连接点为N1；
光伏组件串1+和连接点N1之间串接有电阻50，该电阻50两端并联有电压测量装置60，该电压测量装置60与处理器70连接；
处理器70采集电压测量装置60测出的电压值为U1，根据所述电压值U1和预先存储的所述电阻50的理论阻值R1，确定出第一路光伏组件串上的电流值。
实施中，在本发明实施例中，光伏汇流装置还包括：串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的电阻；并联在所述电阻两端的电压测量装置；以及，与各所述电压测量装置连接的处理器，用于对于每一路光伏组件串对应的电阻和电压测量装置，分别执行：采集所述电压测量装置测出的电压值，并根据所述电压值和所述电阻的理论阻值，确定该路光伏组件串上的电流值；因此，本发明实施例能够提供一种实现测量每一路光伏组件串上流过的电流的方案。
实施中，在本发明实施例中，由于电阻的成本比较低，因此，本发明实施例中提供的能够实现测量每一路光伏组件串上流过的电流的光伏汇流装置的成本也比较低。
实施中，在本发明实施例中，由于电阻的体积比较小，因此，本发明实施例中提供的能够实现测量每一路光伏组件串上流过的电流的光伏汇流装置的体积也比较小。
较佳地，电阻可以串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的任一位置；比如，电阻串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及熔断器之间；或者，电阻串接在熔断器、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间。
实施中，电阻串接在熔断器、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间，由熔断器直接与光伏组件串的正极输出端连接，在光伏组件串上的电流过大时，由熔断器进行过电流保护，从而避免损坏电阻和并联在其两端的电压测量装置。
较佳地，串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的电阻的个数可以为一个，也可以为多个；以及，
在串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的电阻的个数为多个时，电压测量装置并联在该多个电阻两端。
较佳地，所述电阻可以为任一种类型的电阻，比如，精密电阻。
实施中，在所述电阻为精密电阻时，可以提高确定出的每一路光伏组件串上流过的电流的精度。
较佳地，所述电压测量装置可以为任一种类型的可以测量电阻两端电压的装置；比如，电压表、万用表、电压传感器、或者差分输入模数转换芯片。
实施中，在所述电压测量装置为差分输入模数转换芯片时，可以提高测量出的电阻两端电压的精度，以提高确定出的每一路光伏组件串上流过的电流的精度；而且，可以减小所述光伏汇流装置的体积。
较佳地，处理器可以预先存储每一路光伏组件串对应的电阻的理论阻值。
较佳地，处理器，具体用于对于每一路光伏组件串，确定该路光伏组件串对应的电压测量装置测出的电压值和对应的电阻的理论阻值的商值，并将所述商值作为该路光伏组件串上的电流值。
较佳地，如图2B所示，所述光伏汇流装置还包括：串接在其中一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排20的连接点Ni(i＝1，2……n)之间的电流测量装置80；
所述处理器70，还用于与所述电流测量装置80连接，
对于串接有所述电流测量装置80的一路光伏组件串，采集所述电流测量装置80测出的电流值，将测出的所述电流值作为该路光伏组件串上的电流值；以及，根据该路光伏组件串对应的电压测量装置60测出的电压值和所述电流值，确定该路光伏组件串对应的电阻50的实际阻值；
对于未串接有所述电流测量装置80的每一路光伏组件串，分别执行：根据该路光伏组件串对应的电阻50的理论阻值、以及串接有所述电流测量装置80的一路光伏组件串对应的电阻50的理论阻值和实际阻值，确定该路光伏组件串对应的电阻50的实际阻值，并根据该路光伏组件串对应的电阻50的实际阻值和电压测量装置60测出的电压值，确定该路光伏组件串上的电流值。
比如，以第一路光伏组件串串接有所述电流测量装置为例，对处理器确定第一路光伏组件串和第二路光伏组件串上的电流值的具体实施方式进行介绍：
如图2B所示，第一路光伏组件串的正极输出端为光伏组件串1+，第一路光伏组件串的正极输出端与正极汇流排20的连接点为N1；第二路光伏组件串的正极输出端为光伏组件串2+，第二路光伏组件串的正极输出端与正极汇流排20的连接点为N2；
光伏组件串1+和连接点N1之间串接有电阻50和电流测量装置80，该电阻50两端并联有电压测量装置60，且该电压测量装置60和电流测量装置80均与处理器70连接；光伏组件串2+和连接点N2之间串接有电阻50，该电阻50两端并联有电压测量装置60，且该电压测量装置60与处理器70连接；
对于串接有电流测量装置80的第一路光伏组件串，处理器70采集所述电流测量装置80测出的电流值I1，将测出的所述电流值I1作为第一路光伏组件串上的电流值；以及，
根据第一路光伏组件串对应的电压测量装置60测出的电压值U1和所述电流值I1，确定第一路光伏组件串对应的电阻50的实际阻值R1′；
对于未串接有电流测量装置80的第二路光伏组件串，处理器70根据第二路光伏组件串对应的电阻50的理论阻值R2、以及串接有电流测量装置80的第一路光伏组件串对应的电阻50的理论阻值R1和实际阻值R1′，确定第二路光伏组件串对应的电阻50的实际阻值R2′；并根据第二路光伏组件串对应的电阻50的实际阻值R2′和电压测量装置60测出的电压值U2，确定第二路光伏组件串上的电流值I2。
实施中，由于随着时间变化，所述光伏汇流装置内部的温度会发生变化，电阻的阻值也会随着温度变化而发生漂移，即，电阻的实际阻值会不同于其理论阻值；
在本发明实施例中，通过在其中一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间串接电流测量装置，方便确定出该路光伏组件串对应的电阻的实际阻值，进而确定其他各路光伏组件串对应的电阻的实际阻值，以确定其他各路光伏组件串上的实际电流值，即，通过设置所述电流测量装置实现校准其他各路光伏组件串对应的电阻的阻值因受到温度影响而产生的偏差，以提高确定出的每一路光伏组件串上流过的电流的精度。
实施中，由于仅需要在其中一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间串接电流测量装置，因此，本发明实施例中提供的光伏汇流装置在成本比较低和体积比较小条件下，即可实现准确确定出每一路光伏组件串上流过的电流。
较佳地，与电阻的实施方式类似，电流测量装置可以串接在其中一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的任一位置。
实施中，电流测量装置串接在熔断器、以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间，由熔断器直接与光伏组件串的正极输出端连接，在光伏组件串上的电流过大时，由熔断器进行过电流保护，从而避免损坏电流测量装置。
较佳地，所述电流测量装置可以为任一种类型的可以测量支路电流的装置；比如，电流表、万用表、或者电流传感器。
较佳地，所述电流测量装置为高精度电流传感器；比如霍尔型电流传感器。
实施中，在所述电流测量装置为高精度电流传感器时，可以提高确定出的每一路光伏组件串上流过的电流的精度。
较佳地，处理器可以周期采集电流测量装置测出的电流值、以及电压测量装置测出的电压值，以周期确定每一路光伏组件串上的电流值；也可以在其他设备或装置的指示下，采集电流测量装置测出的电流值、以及电压测量装置测出的电压值，以确定每一路光伏组件串上的电流值。
较佳地，处理器在周期采集电流测量装置测出的电流值、以及电压测量装置测出的电压值时，采集周期可以根据经验或者需要设定；比如，根据经验设定采集周期为一个小时。
较佳地，所述处理器，具体用于对于串接有所述电流测量装置的一路光伏组件串，确定该路光伏组件串对应的电压测量装置测出的电压值和所述电流值的商值，并将所述商值作为该路光伏组件串对应的电阻的实际阻值。
较佳地，对于未串接有所述电流测量装置的一路光伏组件串，任一种能够实现所述处理器根据该路光伏组件串对应的电阻的理论阻值、以及串接有所述电流测量装置的一路光伏组件串对应的电阻的理论阻值和实际阻值，确定该路光伏组件串对应的电阻的实际阻值的方法均适用于本发明实施例；
比如，第x路光伏组件串串接有所述电流测量装置，第y路光伏组件串未串接有所述电流测量装置；
若第x路光伏组件串对应的电阻的理论阻值和实际阻值分别为Rx和Rx′；第y路光伏组件串对应的电阻的理论阻值为Ry；
则，第y路光伏组件串对应的电阻的实际阻值Ry′为：或者，
第y路光伏组件串对应的电阻的实际阻值Ry′为：(Rx'-Rx)+Ry。
较佳地，所述处理器，具体用于对于未串接有所述电流测量装置的一路光伏组件串，确定该路光伏组件串对应的电压测量装置测出的电压值和电阻的实际阻值的商值，并将所述商值作为该路光伏组件串上的电流值。
较佳地，为了防止因人为输入处理器的电阻的理论阻值发生错误而导致确定出的光伏组件串上的电流值不准确的问题的发生，
可以在所述光伏汇流装置出厂时，将光伏汇流装置的用于连接各路光伏组件串的各支路通入相同电流，处理器采集各支路对应的电压测量装置测出的电压值，将各支路的电压值比率，作为各支路对应的电阻的理论阻值比率，并根据各支路对应的电阻的理论阻值比率，校准各支路对应的电阻的理论阻值。
较佳地，如图2C所示，所述光伏汇流装置还包括：散热片90；其中，各所述电阻50位于所述散热片90上。
实施中，各所述电阻位于所述散热片上，可以保证各电阻因温漂而引起的阻值变化近似相同，从而保证通过所述电流测量装置校准得到的其他各路光伏组件串对应的电阻的阻值比较接近其真实阻值，从而进一步提高确定出的各路光伏组件串上的电流值的准确度。
较佳地，如图2D所示，所述光伏汇流装置还包括：串接在每一路光伏组件串的正极输出端、以及该正极输出端与正极汇流排20的连接点Ni(i＝1，2……n)之间的防反二极管100。
实施中，通过设置防反二极管，可以防止线路极性接反对光伏组件串造成危害。
较佳地，如图2E所示，所述光伏汇流装置还包括：防雷器110；其中，所述防雷器110的正极输入端与所述正极汇流排20的输出端连接，所述防雷器110的负极输入端与所述负极汇流排30的输出端连接。
实施中，通过设置防雷器，可以对所述光伏汇流装置进行电击保护。
较佳地，如图2F所示，所述光伏汇流装置还包括：与所述处理器70连接的通信芯片120，用于将所述处理器70确定出的各路光伏组件串上的电流值发送出去。
实施中，本发明实施例中的光伏汇流装置可以与外部设备进行数据传输，以便实现对光伏汇流装置的远程监控。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种光伏汇流装置，用于将多路光伏组件串汇流成一路，包括：熔断器、正极汇流排、负极汇流排和断路器，其中，每一路所述光伏组件串的正极输出端通过所述熔断器连接至所述正极汇流排，所述正极汇流排的输出端连接至所述断路器的正极输入端；每一路所述光伏组件串的负极输出端连接至所述负极汇流排，所述负极汇流排的输出端连接至所述断路器的负极输入端；所述断路器的正极输出端和负极输出端连接至外部设备，其特征在于，还包括：
串接在每一路光伏组件串的正极输出端以及该正极输出端与正极汇流排的连接点之间的电阻；
并联在所述电阻两端的电压测量装置；
与各所述电压测量装置连接的处理器，用于对于每一路所述光伏组件串对应的所述电阻和所述电压测量装置，分别执行：采集所述电压测量装置测出的电压值，并根据所述电压值和所述电阻的理论阻值，确定该路所述光伏组件串上的电流值；
串接在其中一路所述光伏组件串的正极输出端以及该正极输出端与所述正极汇流排的连接点之间的电流测量装置；
所述处理器，还用于与所述电流测量装置连接，
对于串接有所述电流测量装置的一路所述光伏组件串，采集所述电流测量装置测出的电流值，将测出的所述电流值作为该路所述光伏组件串上的电流值；以及，根据该路所述光伏组件串对应的所述电压测量装置测出的电压值和所述电流值，确定该路所述光伏组件串对应的所述电阻的实际阻值；
对于未串接有所述电流测量装置的每一路所述光伏组件串，分别执行：根据该路所述光伏组件串对应的所述电阻的理论阻值以及串接有所述电流测量装置的一路所述光伏组件串对应的所述电阻的理论阻值和实际阻值，确定该路所述光伏组件串对应的所述电阻的实际阻值，并根据该路所述光伏组件串对应的所述电阻的实际阻值和电压测量装置测出的电压值，确定该路所述光伏组件串上的电流值。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流测量装置为高精度电流传感器。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述高精度电流传感器为霍尔型电流传感器。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：散热片；其中，各所述电阻位于所述散热片上。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：串接在每一路所述光伏组件串的正极输出端以及该正极输出端与所述正极汇流排的连接点之间的防反二极管。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：防雷器；其中，所述防雷器的正极输入端与所述正极汇流排的输出端连接，所述防雷器的负极输入端与所述负极汇流排的输出端连接。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：与所述处理器连接的通信芯片，用于将所述处理器确定出的各路所述光伏组件串上的电流值发送出去。
8.如权利要求1～7任一所述的装置，其特征在于，所述电压测量装置为差分输入模数转换芯片。
9.如权利要求1～7任一所述的装置，其特征在于，所述电阻为精密电阻。
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