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智能光伏汇流箱
所属分类：
公司专业从事：新能源光伏风电集中式与分布式配套储能、工商业储能、光储充、微电网等各类储能产品及系统的研发、生产和销售；电能质量配套领域的电容补偿、高低压静止无功发生器SVG、有源滤波APF、电力电子开关器件、高低压电气成套设备等产品的研发、生产和销售；与配网自动化TTU/FTU/DTU通信配套的中压高速模拟光纤通信设备的研发、生产和销售；高端智慧安防配套领域的雷达、光电等多传感器融合及处置等设备和集成系统的研发、生产和销售。
关键词：
新能源光伏配套及储能集成系统
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产品描述
1、光伏汇流箱的用途
太阳能光伏产业已成为当今世界最受关注的新兴产业之一。光伏发电是利用太阳能和半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今主流的太阳能发电方式。光伏发电不需要燃料，无气体排放，属于 “绿色”产业，具有无污染、安全、长寿命、维护简单、资源永不枯竭和资源分布广泛等特点，被认为是 21世纪最重要的新能源，可广泛应用于航天、通讯、能源、农业、办公设施、交通以及民宅等领域。比较值得关注的是太阳能光伏产业发展最快的地方往往也是自然灾害损失最惨重的地方。本文针对光伏发电系统光伏阵列组件数量多、布线麻烦、逆变器造价高、雷击损失惨重等问题提出了智能光伏汇流箱的设计方法，具有广泛的适用性及应用前景。
智能光伏汇流箱用于连接光伏阵列及逆变器，提供防雷及过流保护，并监测光伏阵列的单串电流、电压、箱内温度及防雷器状态、断路器状态，我司的智能光伏汇流箱增设了超温或光伏串电流过大时总断路器跳脱功能，有效的防止由外围短路带来的损害。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，用户可以将一定数量、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智能光伏汇流箱，在智能光伏汇流箱内汇流后，通过直流断路器输出，与光伏逆变器配套使用从而构成完整的光伏发电系统，实现与市电并网。为了提高系统的可靠性和实用性，可在智能光伏汇流箱里配置光伏专用直流防雷模块、直流熔断器和断路器等，并设置工作状态指示灯、雷电计数器等，方便用户及时准确的掌握光伏电池的工作情况，保证太阳能光伏发电系统发挥最大功效。
对于大型光伏并网发电系统，为了减少光伏组件与逆变器之间连接线，方便维护，提高可靠性，一般需要在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流装置。使用光伏汇流箱，用户可以根据逆变器输入的直流电压范围，把一定数量的规格相同的光伏组件串联组成1个光伏组件串列，再将若干个串列接入光伏阵列防雷汇流箱，通过防雷器与断路器后输出，方便了后级逆变器的接入。
2、结构设计
汇流箱的结构和机柜本身的制造质量、主电路连接、二次线及电气元件安装等应符合下列要求：
◎机架组装有关零部件均应符合各自的技术要求;
◎箱体应牢固、平整，表面应光滑平整，无剥落、锈蚀及裂痕等现象;
◎机架面板应平整，文字和符号要求清楚、整齐、规范、正确;
◎标牌、标志、标记应完整清晰;
◎各种开关应便于操作，灵活可靠。
智能光伏汇流箱的设计应具有以下特点：
◎满足室外安装的使用要求;
◎同时可接入 16 路光伏阵列，每路配 15A,1000Vdc 保险丝(可更换其他等级);
◎配有光伏专用高压防雷器，正极负极都具备防雷功能;
◎采用正负极分别串联的四极直流断路器:(提高直流耐压值);
◎对输入阵列进行电流监控，本机 LED 显示及通过 RS485 方式输出电流值;
◎对汇流后电压进行监控，本机 LED 显示及通过 RS485 方式输出电压值。
此图就是一款高性能的智能光伏汇流箱的外形。具有性能价格比高、外观漂亮、安装使用方便、效率高等众多优点,可以真正达到 IP65 的防护等级。可以检测和控制箱体内电气参数(例如:每路电流、电压、箱内温度、防雷器状态、断路器状态、断路器分励)，并且通过RS485、无线等方式通信，克服光伏系统阵列监测控制不足，故障无法定位等不易管理缺陷，是光伏系统的高端产品。
3、智能光伏汇流箱内主要元件
智能光伏汇流采集装置是专门应用于智能光伏汇流箱，用于监测光伏电池阵列中电池板运行状态，光伏电池电流测量，防雷器、直流断路器状态采集，继电器接点输出，带有风速、温度、辐照仪等传感器接口，装置带有 RS485 接口可以把测量和采集到的数据和设备状态上传。
比起第一代汇流箱，现在的汇流箱技术已向智能控制型发展。汇流箱技术可同时选配防反二极管，以保证输出不会逆流:正负极都带直流熔断器，保证后续工作元器件的稳定运行:四级断路器分别串联使用，提高电压保护等级:自供电技术的应用，使得汇流箱本身成本降低的同时也降低了对于独立电源的消耗成本，智能数据采集装置，使用户方便掌握每一路光伏组件的工作状态。室外汇流箱箱体采用 IP65 防护等级，提高系统运行的安全稳定性。
如图所示，FSTHL-16系列光伏汇流采集装置是专门应用于智能光伏汇流箱，用于监测光伏电池阵列中电池板运行状态，光伏电池电流测量，防雷器、直流断路器状态采集，断路器分励输出，带有风速、温度、辐照仪等传感器接口，装置带有 RS485 接口可以把测量和采集到的数据和设备状态上传。
4、产品特点
◎测量元件采用霍尔传感器，隔离测量可接受正极或负极汇流测量方式可选电压功能，最高测量电压DC1.2kV提供外部传感器输入接口标配单路RS485接口多种供电方式可选择。
◎超温或光伏串若产生过流现象主断路器自动脱扣功能。
5、产品功能
光伏电池串开路报警，超温或光伏串若产生过流现象主断路器自动脱扣功能，状态检测带开关量输入，用于采集直流断路器、防雷器等元件的动作状态带继电器输出，可以设定为点动方式，用于驱动直流断路器的自动分合闸提供温度、辐照、风速等类型传感器输入接口可输出DC24V 电源给外部传感器供电就地数码管循环显示每通道的输入电流，并具有自动关闭节能显示模式RS485 接口，支持 Mdbus RTU 通讯协议，通讯地址、波特率、数据方式都可自由设定。
6、技术参数
7、直流防雷器
汇流箱输出端应配置防雷器，正极、负极都应具备防雷功能。规格应满足如下要求：
◎最大持续工作电压 (Uc): Uc>1.3Uoc(STC)
◎最大放电电流(Imax):Imax(8/20):40kA，标称放电电流In:In(8/20):20kA
◎防雷器应具有脱离器和故障指示功能。
◎电压保护水平 (Up): Up 是在标称放电电流 In 下的测试值，具体应用要求见下表：
8、直流熔断器
在任何电力系统中，保险丝被用来保护电子器件免受过电流的危害，如果不加保护，此过电流有可能导致电子器件失灵、过热、损坏甚至起火。如果保险丝等级过大，无法提供保护功能，如果过小，则无法正常工作。因此在选择保险丝时，需要根据光伏组件的额定等级以及相关标准要求而定。
保险丝的最小等级可由光伏组件的短路电流计算而得，如果当地标准没有特殊要求，建议系统中使用的保险丝及接线的额定值需要满足最小 1.56 倍的 Isc 取值。
根据以上说明，假设汇流箱所配的保险丝等级为 1000V/16A，因此计算出每路光伏组件的最大短路电流为16/1.56=10.25A。因为熔丝根据用户需要选配，因此以上的 16A 仅为示例，若匹配其他等级的熔丝，用户需要与以上说明进行核对，以确定是否满足要求。
9、光伏汇流箱设计安装注意事项
光伏汇流箱设计的一般正常使用环境条件为：
◎使用环境温度:-25C~+55C(无阳光直射);相对湿度≤95%，无凝露;
◎符合GB7251.1中6.1.23 中污染等级3的规定;海拔高度≤2000m;
◎无剧烈震动冲击，垂直倾斜度≤5º
◎空气中应不含有腐蚀性及爆炸性微粒和气体。白天安装光伏组件时，应用不透光的材料遮住光伏组件，否则在太阳光下，光伏组件会产生很高的电压，可能导致电击危险。保险丝承受来自逆变器和光伏阵列的高压，严禁在工作时触碰保险丝。检查和更换保险丝前必须将直流断路器断开，但注意此时直流断路器的所有端子仍会有高压，必须更换与原型号相同等级的熔丝。
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