可智能切换太阳能电池组件的串并联方式的汇流箱制造技术

一种可智能切换太阳能电池组件的串并联方式的汇流箱，汇流箱连接在太阳能电池板阵列和逆变器之间；其特征为：太阳能阵列中每块太阳能电池板的正负极引线接入阵列电压扫描采集装置中，再接入到继电器阵列中，最后通过与继电器阵列连接的直流断路器与电网连接；阵列电压扫描采集装置与ＤＳＰ控制电路相连，继电器阵列也与ＤＳＰ控制电路相连。通过使用该种汇流箱，可通过继电器阵列的切换调整并联方式，来保证输出电压满足逆变器所要求范围。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于太阳能电池组件与逆变器之间连接的智能光伏阵列汇流箱。 
技术介绍
对于大型光伏并网发电系统，为了减少太阳能电池组件与逆变器之间的连线，以及日后的维护方便，通常情况下，需要在太阳能电池组件与逆变器之间增加光伏阵列汇流箱以把多路的阵列输入汇成一路输出，方便逆变器接线。目前常见的光伏阵列汇流箱一般较为简单，仅仅是将输入的多路阵列汇成一路输出，或者只在系统安全性可靠性方面有所改进，却没有在解决遮蔽、阴影等对太阳能发电效率的影响以及对太阳能电池组件的智能控制等方面有所建树。在光伏阵列系统中，太阳能电池板阵列是由多个太阳能电池板串联组并联后形成的。就像节日灯饰一样，假如串联组中的任何某个太阳能电池板发生故障，就会导致整个串联太阳能电池组失效。此外，当有局部阴影或碎砾等遮蔽太阳能电池板阵列时，这种情况也会发生。为了解决上述问题，目前太阳能电池板中都集成了旁路二极管，从而使电流可以绕过被遮蔽的失效太阳能电池板部分。这样一来，不仅浪费了受遮蔽太阳能电池板的供电潜能，而且会降低整个太阳能电池组的总电压。在大多数的情况下，逆变器都会选择优化没有影响的太阳能电池组，并相应地降低受影响太阳能电池组所产生的能量，甚至是完全关闭受影响太阳能电池组。所导致的结果是，太阳能光伏系统只要出现10％的遮蔽，便会使发电量下降一半。 
技术实现思路
针对现有技术中所存在的问题，本技术提供了一种可智能切换太阳能电池组件的串并联方式的汇流箱，该汇流箱连接在太阳能电池板 阵列和逆变器之间；太阳能电池板阵列中每块电池板的正负极引线接入阵列电压扫描采集装置中，再接入到继电器阵列中，最后通过与继电器阵列连接的直流断路器与电网连接；阵列电压扫描采集装置与DSP控制电路相连，继电器阵列也与DSP控制电路相连。 进一步，在所述继电器阵列与所述直流断路器连接的电路中还并联有防雷器。 进一步，所述DSP控制电路还与LCD相连 进一步，另外所述汇流箱中还包括与所述继电器阵列相连接，并为所述DSP控制电路供电的电源模块。 进一步，所述太阳能阵列中每块太阳能电池板的正负极引线通过接线排接入所述阵列电压扫描采集装置中。 进一步，所述阵列电压扫描采集装置通过RS485通讯接口与所述DSP控制电路相连。 进一步，所述阵列电压扫描采集装置由若干个多路模拟量采集模块组成，每个所述多路模拟量采集模块通过RS485通讯接口将数据传送给所述DSP控制电路。--> 进一步，所述继电器阵列通过RS485通讯接口与所述DSP控制电路相连。 进一步，所述继电器阵列由若干个继电器和若干多路DO输出模块组成，所述多路DO输出模块通过RS485通讯接口接受所述DSP控制电路的控制指令。 进一步，DSP控制电路为高速DSP芯片。 通过使用本技术中所提供汇流箱，在太阳能电池板阵列中，如在某一串电池板中出现了不超过2段的不连续遮挡现象，汇流箱可通过继电器阵列的切换将被遮挡的电池板从串路中暂时分离出来，当遮挡现象消失后，又可将恢复正常工作的电池板自动接入到串路中来。在遮挡现象较严重的情况下，串路电压下降会比较明显，汇流箱可通过继电器阵列的切换调整并联方式，来保证输出电压满足逆变器的要求范围内。 附图说明图1智能切换串并联方式的汇流箱示意图； 图2电器阵列示意图； 图3串中组件遮蔽前后电路连接对比示意图； 图4有遮挡阵列经DSP整合后电路连接示意图。 具体实施方式如图1中所示，一种可智能切换太阳能电池阵列中的太阳能电池板的串并联方式的汇流箱，将太阳能电池板阵列1中每块太阳能电池板的正负极引线均连接到接线排上，先接入阵列电压扫描采集装置2中，再接入到继电器阵列3中，最后通过与继电器阵列3连接的直流断路器4与电网连接。在继电器阵列3与直流断路器连接的电路中还并联有防雷器5。阵列电压扫描采集装置2通过RS485通讯接口7与DSP控制电路6相连，并通过RS485通讯接口7将数据传输给DSP控制电路6。继电器阵列3也通过RS485通讯接口7与DSP控制电路6相连，并通过RS485通讯接口7接受DSP控制电路6的指令。DSP控制电路6还与LCD相连，并将电池板阵列中的相关信息显示在LCD中。另外汇流箱中还包括与继电器阵列3相连接，并为DSP控制电路供电6的电源模块8。 阵列电压扫描采集装置2是由若干个多路模拟量采集模块组成，每个多路模拟量采集模块通过RS485通讯接口7将数据传送给DSP控制电路6。 DSP控制电路6采用高速DSP芯片，支持RS485、CAN等多种通讯接口。 继电器阵列3由若干个继电器和若干个DO输出模块组成，DO输出模块通过RS485通讯接口7接受DSP控制电路6的控制指令。 如图2所示，每块太阳能电池板通过4个单刀双掷的继电器31来实现串联组合，串联后的每串电池板要通过8个单刀双掷的继电器32来与其他串联的电池板并联到输出母线33；单刀双掷继电器由多个多路DO模块驱动，多路DO模块驱动通过RS485通讯接口接受DSP控制电路的指令。 如图3中所示：A为某串电池板没有遮挡的情况：串中所有电池板正负极均接入供电电路中；B为某串电池板有一块电池板遮挡的情况；C为某串电池板有两块连续的电池板遮挡的情况；D为某串电池板有两块不 连续的电池板遮挡的情况；在B、C、D三种情况下，被遮挡的电池板没有被接入发电电路中。--> 在本实施例中DSP控制电路是控制系统的核心，通过RS485通讯接口来实现对阵列电压的扫描采集，并经过DSP控制电路高速运算判断每块电池板的工作状态，得出电池板最佳的串并联方式。然后将运算结果转换成相应的控制数据，再通过RS485将控制数据发送到多路DO模块驱动继电器执行智能切换。使带有被遮挡电池板的阵列在DSP控制电路的控制下重新组合每串电池板的数量使整个阵列的电力输出达到最佳：当某串电池板有所调整时，其他串也应当作出相应调整，以保证电压匹配为调整原则。具体如图4所示，电池板阵列由A、B、C三串电池板并联组成，假设当A串中的A1板与B串中的B2、B3被遮蔽或损坏，通过DSP的快速检测与计算，以最优的连接方式调整开关矩阵的连接方式，从而使得电池板重新组成了三串，每串中保留了三块电池板，保证了三串电压的平衡，进一步保证了正常电池板的有效利用，与传统的方式相比，系统的输出功率受遮蔽或损坏的影响降到最低。如果没有这种处理技术那么A、B串所有的电池板将被停用，这样电池板没有得到有效地利用，系统的总输出功率大幅度降低。 由于采用了此项技术，使得各串列之间不会出现电压不匹配而反充的现象，故省去了在电池板串列上串接的防反二极管。DSP对系统的控制与测量是通过编程来实现的，在程序中包括了电池板串并联所有可能的开关组合方式。这样智能切换太阳能电池组件的串并联方式的功能就在继电器矩阵中实现，从矩阵中输出的直流电能就会按照普通汇流箱的连接形式连接到正负极汇流排，而且正负极汇流排连接到一个断路器，在断路器的电路上并联有防雷器以提高安全性。 -->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可智能切换太阳能电池组件的串并联方式的汇流箱，汇流箱连接在太阳能电池板阵列和逆变器之间；其特征为：太阳能阵列中每块太阳能电池板的正负极引线接入阵列电压扫描采集装置中，再接入到继电器阵列中，最后通过与继电器阵列连接的直流断路器与电网连接；阵列电压扫描采集装置与ＤＳＰ控制电路相连，继电器阵列也与ＤＳＰ控制电路相连。

【技术特征摘要】
1.一种可智能切换太阳能电池组件的串并联方式的汇流箱，汇流箱连接在太阳能电池板阵列和逆变器之间；其特征为：太阳能阵列中每块太阳能电池板的正负极引线接入阵列电压扫描采集装置中，再接入到继电器阵列中，最后通过与继电器阵列连接的直流断路器与电网连接；阵列电压扫描采集装置与DSP控制电路相连，继电器阵列也与DSP控制电路相连。2.如权利要求1中所述汇流箱，其特征为：在所述继电器阵列与所述直流断路器连接的电路中还并联有防雷器。3.如权利要求1中所述汇流箱，其特征为：所述DSP控制电路还与LCD相连。4.如权利要求1中所述汇流箱，其特征为：另外所述汇流箱中还包括与所述继电器阵列相连接，并为所述DSP控制电路供电的电源模块。5.如权利要求1中所述汇流箱，其特征为：所述太阳能阵列中每块太阳能电池板的正...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛黎明，王震，
申请(专利权)人：中海阳北京新能源电力股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]