光伏发电系统中的直流汇流箱技术方案

本实用新型专利技术提供一种光伏发电系统中的直流汇流箱，包括直流汇流箱箱体，所述直流汇流箱箱体的内部安装有PLC控制器、正汇流母排、负汇流母排和n个直流输入回路；每个直流输入回路均包括成对设置的1个正极支路和1个负极支路；每个所述正极支路安装有霍尔传感器，每个所述负极支路安装有断路器；直流汇流箱箱体的内部还安装有温度传感器和烟雾传感器。优点为：(1)可显著提高直流汇流箱的工作可靠性，降低直流汇流箱的故障率；(2)直流汇流箱直接采用光伏组件作为输入电源，使用电力线作为通信载体，无需再进行通讯线路布线，可大大降低光伏电站电气投资。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光伏发电
，具体涉及一种光伏发电系统中的直流汇流箱。
技术介绍
在太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之间的连线，通常需要安装直流汇流箱。直流汇流箱的使用方式为：将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串列，然后再将若干个光伏串列并联接入直流汇流箱，在直流汇流箱内汇流后，连接到光伏逆变器的输入端，光伏逆变器的输出端连接变压器升压到电网，实现光伏发电的并网。对于目前的直流汇流箱，为防止直流汇流箱出现直流拉弧现象，通常在每一回路中加装防反二极管。然而，由于直流汇流箱工作于高温、高湿度环境中，又由于防反二极管产品质量等原因，使直流汇流箱有着较高的故障率，加重了运维人员的工作负荷。另外，为使直流汇流箱具有监控通讯功能，直流汇流箱内置有数据传输装置，数据传输装置通过通信线缆与上位机通信，可见，电站建设时，需要额外布置通信线缆，增加了光伏电站投资。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种光伏发电系统中的直流汇流箱，可有效解决上述问题。本技术采用的技术方案如下：本技术提供一种光伏发电系统中的直流汇流箱，包括直流汇流箱箱体，所述直流汇流箱箱体的内部安装有PLC控制器、正汇流母排、负汇流母排和n个直流输入回路；n为自然数；其中，每个直流输入回路均包括成对设置的1个正极支路和1个负极支路；每个所述正极支路安装有霍尔传感器，每个所述负极支路安装有断路器；另外，成对的正极支路的输入端和负极支路的输入端分别连接到1个光伏串阵的正负输出端；成对的正极支路的输出端和负极支路的输出端分别连接到所述正汇流
母排的输入端和所述负汇流母排的输入端；所述正汇流母排的输出端和所述负汇流母排的输出端分别连接到所述PLC控制器的正负输入端；所述PLC控制器配置有正直流输出端和负直流输出端，分别用于通过通信传输单元与上位机的正负端连接。优选的，在所述直流汇流箱箱体的内部还安装有温度传感器和烟雾传感器；所述温度传感器和所述烟雾传感器分别连接到所述PLC控制器。优选的，在所述直流汇流箱箱体的外壁还安装有显示屏；所述显示屏连接到所述PLC控制器。优选的，在所述直流汇流箱箱体的内部还安装有防雷器；所述防雷器包括正极接口、负极接口和接地线；其中，将所述正汇流母排到所述PLC控制器之间的连接线路记为第1连接线路；所述正极接口与所述第1连接线路电连接；将所述负汇流母排到所述PLC控制器之间的连接线路记为第2连接线路；所述负极接口与所述第2连接线路电连接。优选的，所述通信传输单元包括：电力线、调制解调器、光纤和交换机；所述电力线的一端与所述PLC控制器的正负直流输出端连接；所述电力线的另一端与所述调制解调器的一端连接；所述调制解调器的另一端通过光纤连接到交换机的一端；所述交换机的另一端与上位机连接。优选的，所述PLC控制器包括总线以及分别与所述总线连接的微处理器、输入单元、输出单元、扩展接口、存储器以及通信单元。本技术提供的光伏发电系统中的直流汇流箱具有以下优点：(1)可显著提高直流汇流箱的工作可靠性，降低直流汇流箱的故障率；(2)直流汇流箱直接采用光伏组件作为输入电源，使用电力线作为通信载体，无需再进行通讯线路布线，可大大降低光伏电站电气投资。附图说明图1为本技术提供的直流汇流箱的结构示意图；其中，1-PLC控制器；2-霍尔传感器；3-断路器；4-温度传感器；5-烟雾传
感器；6-显示屏；7防雷器-；8-正汇流母排；9-负汇流母排；图2为本技术提供的直流汇流箱与上位机之间进行通信的结构示意图；其中，10-汇流箱；11-电力线；12-调制解调器；13-光纤；14-交换机；15-上位机；图3为本技术提供的PLC控制器的内部结构示意图；图4为本技术提供的直流汇流箱的工作原理示意图。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。结合图1，本技术提供一种光伏发电系统中的直流汇流箱，包括直流汇流箱箱体，直流汇流箱箱体的内部安装有PLC控制器、正汇流母排、负汇流母排和n个直流输入回路；n为自然数；其中，每个直流输入回路均包括成对设置的1个正极支路和1个负极支路；每个正极支路安装有霍尔传感器，每个负极支路安装有断路器；另外，成对的正极支路的输入端和负极支路的输入端分别连接到1个光伏串阵的正负输出端；成对的正极支路的输出端和负极支路的输出端分别连接到正汇流母排的输入端和负汇流母排的输入端；正汇流母排的输出端和负汇流母排的输出端分别连接到PLC控制器的正负输入端；PLC控制器配置有正直流输出端和负直流输出端，分别用于通过通信传输单元与上位机的正负端连接。可见，本技术中，每个直流输入回路的正极支路均安装有霍尔传感器，其负极支路均安装有断路器，因此，由霍尔传感器采集的现场信号传输到PLC控制器，PLC控制器通过对现场信号分析，可判断是否发生拉弧现象，当判断出某一直流输入回路发生拉弧时，PLC控制器可自动控制该回路的断路器闭合，提高了直流汇流箱的安全可靠性。由于不需要使用防反二极管，从而解决传统技术中由防反二极管导致的直流汇流箱故障率高的问题。在上述结构的基础之上，还可进行以下改进：(1)改进1另外，在直流汇流箱箱体的内部还安装有温度传感器和烟雾传感器；温度传感器和烟雾传感器分别连接到PLC控制器。温度传感器和烟雾传感器主要用于对直流汇流箱箱体内部环境参数进行监测，在未发生拉弧的情况下，当监测到温度过高或烟雾浓度过高时，可推测发生火灾，此时，PLC控制器断开总开关，显示屏发出火灾警示，并向上位机报警，从而进一步提高直流汇流箱使用安全可靠性。(2)改进2在直流汇流箱箱体的外壁还安装有显示屏；显示屏连接到PLC控制器。(3)改进3在直流汇流箱箱体的内部还安装有防雷器；防雷器包括正极接口、负极接口和接地线；其中，将正汇流母排到PLC控制器之间的连接线路记为第1连接线路；正极接口与第1连接线路电连接；将负汇流母排到PLC控制器之间的连接线路记为第2连接线路；负极接口与第2连接线路电连接。(4)改进4参考图4，PLC控制器包括总线以及分别与总线连接的微处理器、输入单元、输出单元、扩展接口、存储器以及通信单元。其中，输入单元用于与霍尔传感器连接，用于接收现场信号。输出单元用于驱动断路器动作。扩展接口用于与烟雾传感器、温度传感器和显示屏连接。通信单元用于与上位机实现通信。(5)改进5参考图2，通信传输单元包括：电力线、调制解调器、光纤和交换机；电力线的一端与PLC控制器的正负直流输出端连接；电力线的另一端与调制解调器的一端连接；调制解调器的另一端通过光纤连接到交换机的一端；交换机的另一端与上位机连接。PLC控制器包括总线以及分别与总线连接的微处理器、输入单元、输出单元、扩展接口、存储器以及通信单元。其工作原理为：室外汇流箱中PLC控制器利用调制技术将传输数据进行调制，然后在电力线上进行传输到调制解调器；调制解调器将信号解调出来，最后通过光纤连接到中控室的交换机中，交换机再将信号上传到上位机。可见，直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏发电系统中的直流汇流箱，其特征在于，包括直流汇流箱箱体，所述直流汇流箱箱体的内部安装有PLC控制器、正汇流母排、负汇流母排和n个直流输入回路；n为自然数；其中，每个直流输入回路均包括成对设置的1个正极支路和1个负极支路；每个所述正极支路安装有霍尔传感器，每个所述负极支路安装有断路器；另外，成对的正极支路的输入端和负极支路的输入端分别连接到1个光伏串阵的正负输出端；成对的正极支路的输出端和负极支路的输出端分别连接到所述正汇流母排的输入端和所述负汇流母排的输入端；所述正汇流母排的输出端和所述负汇流母排的输出端分别连接到所述PLC控制器的正负输入端；所述PLC控制器配置有正直流输出端和负直流输出端，分别用于通过通信传输单元与上位机的正负端连接。

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电系统中的直流汇流箱，其特征在于，包括直流汇流箱箱体，所述直流汇流箱箱体的内部安装有PLC控制器、正汇流母排、负汇流母排和n个直流输入回路；n为自然数；其中，每个直流输入回路均包括成对设置的1个正极支路和1个负极支路；每个所述正极支路安装有霍尔传感器，每个所述负极支路安装有断路器；另外，成对的正极支路的输入端和负极支路的输入端分别连接到1个光伏串阵的正负输出端；成对的正极支路的输出端和负极支路的输出端分别连接到所述正汇流母排的输入端和所述负汇流母排的输入端；所述正汇流母排的输出端和所述负汇流母排的输出端分别连接到所述PLC控制器的正负输入端；所述PLC控制器配置有正直流输出端和负直流输出端，分别用于通过通信传输单元与上位机的正负端连接。2.根据权利要求1所述的光伏发电系统中的直流汇流箱，其特征在于，在所述直流汇流箱箱体的内部还安装有温度传感器和烟雾传感器；所述温度传感器和所述烟雾传感器分别连接到所述PLC控制器。3.根据权利要求1所述的光伏发电系统中的直流汇流箱，其特征在于，在所述直流汇流箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：万翔宇，苗红，潘晨聪，
申请(专利权)人：中广核太阳能开发有限公司，中广核太阳能深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11