一種太陽能智能匯流箱的制作方法

專利名稱：一種太陽能智能匯流箱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能匯流技術領域，尤其是可適用于-40--+60°C環境溫度條件 下，帶有不高于1000V空載組串電壓的太陽能智能匯流箱。除此以外，組件在+70°C條件下， 所有連接的每組串電流不得超過IOA ；該設備只可安裝在室外區域，能完全安全接觸，保護 等級IP65。
背景技術：
太陽能智能匯流箱是一種大容量。能夠監測太陽能電池板工作狀態的電源接線 箱，主要用于光伏電站直流側系統中，連接光伏組件與三相并網逆變器。其主要作用為將多 股直流組串匯流后輸出并實時監測光伏組件的工作狀態。市面上現有的匯流箱僅僅是簡單 的將多路光伏組件進行簡單的回流，并未有效地實現防止反接、實時有效地對光伏組件的 運行數據進行監測。針對市面上現有產品的缺點和不足，我公司研制了該智能匯流箱產品， 該產品能彌補現有市面上的產品的缺陷。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種太陽能智能匯流箱，克服了上述產品的不足是一種 大容量，能夠監測太陽能電池板工作狀態的電源接線箱，主要用于光伏電站直流側系統中， 連接光伏組件與三相并網逆變器，主要作用為將多股直流組串匯流后輸出并實時監測光伏 組件的工作狀態。為了達到上述設計目的，本實用新型采用的技術方案如下一種太陽能智能匯流箱，包括箱體、底板、蓋板和控制系統，所述箱體內固定底板， 底板上設置控制系統，所述控制系統主要由塑殼斷路器、防雷器、電源顯示模塊、核心處理 模塊、連接板、傳感模塊和防反接模塊組成，塑殼斷路器、防雷器、電源顯示模塊、核心處理 模塊、連接板、傳感模塊何防反接模塊均由安裝板固定在底板上，所述防反接模塊匯流輸出 后分別連接到塑殼斷路器和防雷器，防雷器的正負兩極分別連接到電源顯示模塊的正負極 輸入端，傳感模塊通過連接板與核心處理模塊相連，電源顯示模塊通過專用的插針與核心 處理模塊相連。所述電源顯示模塊包括智能關斷保護電路、核心板電源、顯示板電源、干接點輸入 電源、電源端子、CPU控制端子、模塊地址設置與調試模塊和顯示模塊，所述智能關斷保護電 路連接在正負極輸入端，智能關斷保護電路上并列接入核心板電源，所述核心板電源、顯示 板電源、干接點輸入電源分別連接到電源端子，電源端子連接到顯示模塊，所述顯示模塊由 兩個數碼管、顯示驅動模塊和指示燈組成；所述CPU控制端子分別連接到模塊地址設置與 調試模塊和顯示驅動模塊。所述核心處理模塊包括核心處理板、485處理模塊、CPU控制端子、電源端子、 RS232處理模塊、開入處理電路，所述核心處理板上分別接入485處理模塊、CPU控制端子、 電源端子、RS232處理模塊、開入處理電路，485處理模塊上連接RS485通訊端子，RS232處理模塊上連接RS232通訊端子，開入處理電路上連接開入干接點端子，AD處理模塊連接到 傳感器信號輸入端；所述電源端子上同時連接到485處理模塊、RS232處理模塊、開入處理 電路和傳感器信號輸入端。所述傳感模塊由多個并列的通道傳感器組成，并列的通道傳感器匯總連接到連接 板端子上。本實用新型所述的太陽能智能匯流箱的有益效果是最多輸入16對直流組串(可 以做成模塊化，以方便刪減數量)，并且匯流成1路輸出；保護并網逆變器直流輸入端過壓； 保護并網逆變器直流輸入端過流；防浪涌保護；具有防反接功能；就地取電，避免了鋪設電 源電纜造成的人力物力浪費；具有組網功能可以實現數據遠傳，便于遠控PC集中管理。

圖1為本實用新型所述的太陽能智能匯流箱的示意圖；圖2為本實用新型所述的太陽能智能匯流箱的控制系統的原理圖；圖3為本實用新型所述的太陽能智能匯流箱的電源顯示模塊的示意圖；圖4為本實用新型所述的太陽能智能匯流箱的核心處理模塊的示意圖；圖5為本實用新型所述的太陽能智能匯流箱的傳感模塊的示意圖。圖中各序號名稱如下1、箱體；2、底板；3、蓋板；4、控制系統；5、塑殼斷路器；6、防雷器；7、電源顯示模 塊；701、智能關斷保護電路；702、核心板電源；703、顯示板電源；704、干接點輸入電源； 705、電源端子；706、CPU控制端子；707、模塊地址設置于調試模塊；708、數碼管；709、顯示 驅動模塊；710、顯示模塊；711、指示燈；8、核心處理模塊；801、核心處理板；802、485處理 模塊；803、RS485通訊端子；804、CPU控制端子；805、電源端子；806、RS232處理模塊；807、 RS232通訊端子；808、開入處理電路；809、開入干接點端子；810、AD處理模塊；811、傳感器 信號輸入端；9、連接板；10、傳感模塊；101、通道傳感器；102、連接板端子；11、防反接模塊。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。實施例如圖1-2所示，本實用新型實施例所述的太陽能智能匯流箱，包括箱體1、底板2、 蓋板3和控制系統4，所述箱體1內固定底板2，底板2上設置控制系統4，所述控制系統4 主要由塑殼斷路器5、防雷器6、電源顯示模塊7、核心處理模塊8、連接板9、傳感模塊10和 防反接模塊11組成，塑殼斷路器5、防雷器6、電源顯示模塊7、核心處理模塊8、連接板9、傳 感模塊10何防反接模塊11均由安裝板固定在底板2上，太陽能光伏組件輸出的正負兩極 均通過高壓直流保險絲座與控制系統4相連接，高壓直流保險絲座內置1000V/10A的直流 保險絲，以防止短路可能會對太陽能光伏組件造成的損害；太陽能光伏組件輸出連接的正 極保險絲座通過防反接模塊11匯流到正極匯流排組件，正極匯流排組件分成兩路分別輸 出到塑殼斷路器5的正極輸入端和防雷器6的正極輸入端，塑殼斷路器5的正極輸出端輸 出到正極匯流專用輸出端子；太陽能光伏組件輸出連接的負極保險絲座通過穿心式直流傳 感器組件10匯流到負極匯流排組件，負極匯流排組件分成兩路分別輸出到塑殼斷路器5的
4負極輸入端和防雷器6的負極輸入端，塑殼斷路器5的負極輸出端輸出到負極匯流專用輸 出端子；電源顯示模塊7通過專用的接插件對核心處理模塊8、連接板9、傳感模塊10進行 供電，并在核心處理模塊8的控制線完成就地顯示功能；電源顯示模塊7采用就地取電的模 式從太陽能光伏組件取電，避免了常規的取電方式，如AC220V、DC24V取電，需要長距離鋪 設專用電纜所造成的人力、物力損失和肯能由此造成的間接的環境污染問題；核心處理模 塊8通過連接板9對傳感模塊10的輸入的信息進行采集處理，完成對光復組件輸入的信息 的監測，同時核心處理模塊8還有通過選裝塑殼斷路器5和防雷器6的附加組件對兩種器 件的工作狀態進行實時檢測的功能。如圖3所示，所述電源顯示模塊7包括智能關斷保護電路701、核心板電源702、顯 示板電源703、干接點輸入電源704、電源端子705、CPU控制端子706、模塊地址設置與調試 模塊707和顯示模塊710，所述智能關斷保護電路701連接在正負極輸入端，智能關斷保護 電路701上并列接入核心板電源702，所述核心板電源702、顯示板電源703、干接點輸入電 源704分別連接到電源端子705，電源端子705連接到顯示模塊710，所述顯示模塊710由 兩個數碼管708、顯示驅動模塊709和指示燈711組成；所述CPU控制端子706分別連接到 模塊地址設置與調試模塊707和顯示驅動模塊709。所述智能關斷保護電路701主要由TVS、電阻、三極管、穩壓二極管等構成，其主要 的作用是輸出一個電壓作為電源模塊的使能端的控制信號，藉此控制電源的關斷，防止造 成在光伏組件不工作時因為智能匯流箱工作而造成的能量損失；核心板電源702、顯示板 電源703、干接點輸入電源704等主要由高壓輸入DC-DC產生，該DC-DC可以在DC250V DC1000V之間工作具有過載、防短路等功能，上述電源的作用分別是為為核心板、顯示板、干 接點等的工作電路提供電源；電源端子705的作用是連接其他需要電源的模塊，并為其提 供電源支持；CPU控制端子706主要完成顯示模塊710和模塊地址設置與調試模塊707的 控制；模塊地址設置與調試模塊707主要功能是完成組網時所需要的ID設置和就地調試； 顯示模塊710主要是在CPU控制端子706的控制下完成對數據的顯示。如圖4所示，所述核心處理模塊8包括DSP核心處理板801、485處理模塊802、CPU 控制端子804、電源端子805、RS232處理模塊806、開入處理電路808，所述DSP核心處理板 801上分別接入485處理模塊802、CPU控制端子804、電源端子805、RS232處理模塊806、 開入處理電路808，485處理模塊802上連接RS485通訊端子803，RS232處理模塊806上連 接RS232通訊端子807，開入處理電路808上連接開入干接點端子809，AD處理模塊810連 接到傳感器信號輸入端811 ；所述電源端子805上同時連接到485處理模塊802、RS232處 理模塊806、開入處理電路808和傳感器信號輸入端811。所述DSP 核心處理板 801 主要由 TMS320F2812、RTC、FLASH、RAM、FRAM 等組成，其 主要的功能是實現所有的ADC信號的采集、處理、通訊處理與控制；485處理模塊802主要 的功能是完成RS-485信號的隔離變換并輸出到DSP核心處理板801，藉此完成485組網數 據的處理；CPU控制端子804連接DSP核心處理板801和電源顯示模塊7，主要實現組網的 ID數據的輸入處理和顯示數據的控制；電源端子805主要為各模塊提供電源；RS232處理 模塊806主要的功能是完成RS-232信號的隔離變換并輸出到DSP核心處理板801，RS_232 的就地調試；開入處理電路808主要對避雷器和塑殼斷路器的附件的輸入信號進行處理后 傳送到DSP核心處理板801，藉此反映兩種器件的工作狀態。[0024]如圖5所示，所述傳感模塊10由十個并列的通道傳感器101組成，十個并列的通 道傳感器匯總連接到連接板端子102上。本實用新型實施例所述的太陽能智能匯流箱的功能為最多輸入16對直流組串(可以做成模塊化，以方便刪減數量)，并且匯流成1路 輸出；保護并網逆變器直流輸入端過壓；保護并網逆變器直流輸入端過流；防浪涌保護；可 對輸出的1路直流進行開關控制(包括在系統運行狀態下和光伏陣列開路狀態下)；可切 斷所有已連接組串(包括在短路情況下)；能夠實時監測每個直流組串的電流，直接顯示并 能夠對故障狀態的光伏組件進行報警；各個匯流箱能夠通過現場總線串接，進行聯網通訊； 匯流箱既可以通過外接電源工作，也可以直接利用組串中的直流電進行工作。其技術參數及設計要求為最大輸入電壓DC1000V ；每串最大輸入電流IOA ’最大 輸入組串線路16 ；最大輸出組串線路1 ；最大總輸出電流160A ；開關類型4極；保護類 型IP6 ；防雷等級B級；最大絕緣電壓不低于2000V ；環境溫度-40°C -+60°C ；每回路分 別設置高壓直流保險絲保護，保險絲耐壓值DC1000V，保險絲等級根據組件電流匹配設計 (保險絲插座可以通用)；使用光伏專用高壓防雷器，正極對地、負極對地、正負極之間都應 防雷，額定電流> 15kA，最大電流> 40kA, Up值不應高于3. 9kV ；正極接線單元與負極接線 單元分開絕緣隔離。本具體實施方式
只是本實用新型的優選實施例，并不能對本實用新型進行限定， 具體各項權利由權利要求書限定。
權利要求一種太陽能智能匯流箱，包括箱體、底板、蓋板和控制系統，所述箱體內固定底板，底板上設置控制系統，其特征在于所述控制系統主要由塑殼斷路器、防雷器、電源顯示模塊、核心處理模塊、連接板、傳感模塊和防反接模塊組成，塑殼斷路器、防雷器、電源顯示模塊、核心處理模塊、連接板、傳感模塊和防反接模塊均由安裝板固定在底板上，所述防反接模塊匯流輸出后分別連接到塑殼斷路器和防雷器，防雷器的正負兩極分別連接到電源顯示模塊的正負極輸入端，傳感模塊通過連接板與核心處理模塊相連，電源顯示模塊與核心處理模塊相連。
2.根據權利要求1所述的太陽能智能匯流箱，其特征在于所述電源顯示模塊包括智 能關斷保護電路、核心板電源、顯示板電源、干接點輸入電源、電源端子、CPU控制端子、模塊 地址設置與調試模塊和顯示模塊，所述智能關斷保護電路連接在正負極輸入端，智能關斷 保護電路上并列接入核心板電源，所述核心板電源、顯示板電源、干接點輸入電源分別連接 到電源端子，電源端子連接到顯示模塊，所述顯示模塊由兩個數碼管、顯示驅動模塊和指示 燈組成；所述CPU控制端子分別連接到模塊地址設置與調試模塊和顯示驅動模塊。
3.根據權利要求1所述的太陽能智能匯流箱，其特征在于所述核心處理模塊包括核 心處理板、485處理模塊、CPU控制端子、電源端子、RS232處理模塊、開入處理電路，所述核 心處理板上分別接入485處理模塊、CPU控制端子、電源端子、RS232處理模塊、開入處理電 路，485處理模塊上連接RS485通訊端子，RS232處理模塊上連接RS232通訊端子，開入處理 電路上連接開入干接點端子，AD處理模塊連接到傳感器信號輸入端；所述電源端子上同時 連接到485處理模塊、RS232處理模塊、開入處理電路和傳感器信號輸入端。
4.根據權利要求1所述的太陽能智能匯流箱，其特征在于所述傳感模塊由多個并列 的通道傳感器組成，每個通道傳感器匯總連接到連接板端子上。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能智能匯流箱，包括箱體、底板、蓋板和控制系統，所述箱體內固定底板，底板上設置控制系統，所述控制系統主要由塑殼斷路器、防雷器、電源顯示模塊、核心處理模塊、連接板、傳感模塊和防反接模塊組成，塑殼斷路器、防雷器、電源顯示模塊、核心處理模塊、連接板、傳感模塊何防反接模塊均由安裝板固定在底板上，所述防反接模塊匯流輸出后分別連接到塑殼斷路器和防雷器，防雷器的正負兩極分別連接到電源顯示模塊的正負極輸入端，傳感模塊通過連接板與核心處理模塊相連，電源顯示模塊通過專用的插針與核心處理模塊相連。
文檔編號H02H7/122GK201690381SQ20102017131
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月27日 優先權日2010年4月27日
發明者郭宗軍 申請人:北京國電拓鋒科技有限公司