光伏發(fā)電系統(tǒng)用匯流、逆變、升壓監(jiān)控計(jì)量集成電器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)用匯流、逆變、升壓監(jiān)控計(jì)量集成電器，高度集合成一體式，包括用于追蹤太陽高度角、太陽方位角的向日追蹤裝置；用于檢測匯流箱電流、電壓、發(fā)電功率采集的直流電流采集器；用于設(shè)置逆變器的輸出電壓過壓閾值和輸出電壓欠壓閾值的逆變箱控制器；用于檢測光伏電池組件表面溫度的溫度變送器；用于檢測環(huán)境濕度、溫度等參數(shù)信息的環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀；用于檢測電站箱體內(nèi)部的門禁、火警的門禁系統(tǒng)和火警傳感器；可對攝像頭進(jìn)行視頻遠(yuǎn)程控制、調(diào)整方向、錄像、拍照的攝像頭控制裝置；實(shí)現(xiàn)了對光伏電站各部分的綜合檢測和監(jiān)控，降低了光伏電站的故障概率，提高了電站的自動化管理，節(jié)省了大量的人力和物力，提高了工作效率。
【專利說明】光伏發(fā)電系統(tǒng)用匯流、逆變、升壓監(jiān)控計(jì)量集成電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)用匯流、逆變升壓的裝置，具體說是一種光伏發(fā)電系統(tǒng)用匯流、逆變、升壓監(jiān)控計(jì)量集成電器。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]光伏并網(wǎng)電站系統(tǒng)一般是將太陽能光伏陣列發(fā)出的直流電通過光伏匯流箱、逆變箱、升壓箱將低壓直流電流轉(zhuǎn)化為與公共電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電。目前，匯流箱、逆變箱、升壓箱是分開安放的，太陽能陣列發(fā)出的直流電先經(jīng)過低壓直流電線進(jìn)入?yún)R流箱進(jìn)行匯流，在通過直流母線進(jìn)入逆變箱，將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，逆變箱輸出端通過交流母線將低壓交流電輸送到升壓箱，升壓箱將低壓交流電轉(zhuǎn)換為高壓交流電輸出。分開安放匯流箱、逆變箱、升壓箱在技術(shù)上需要克服許多的技術(shù)問題，例如逆變箱和升壓箱之間為了防止擊穿會設(shè)定安全距離，從而使逆變箱和升壓箱之間的電線裸露在大氣中或者地底，極端天氣和鼠蟻都會造成漏電危險，目前在匯流、逆變、升壓過程中只有在逆變和升壓過程中有監(jiān)控，并且逆變和升壓過程的監(jiān)控是由電網(wǎng)管轄。
[0004]針對現(xiàn)有不足，現(xiàn)將光伏電站高度集合成一體式，在一個集成箱中完成匯流、逆變、升壓。并且并網(wǎng)電站的整個發(fā)電體系需要一套完整的監(jiān)控裝置，我公司設(shè)計(jì)了一個分層、分級、分布式的開放式監(jiān)控系統(tǒng)，分別對匯流、逆變、升壓過程的參數(shù)、線路保護(hù)、直流系統(tǒng)巡檢、環(huán)境監(jiān)測、向日追蹤、殼體門禁和火警等進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，及時報警。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述情況，本實(shí)用新型提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)用匯流、逆變、升壓監(jiān)控計(jì)量集成電器，高度集合成一體式，在一個集成箱中完成匯流、逆變、升壓。改進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)，包括增設(shè)的用于追蹤太陽高度角、太陽方位角、太陽赤緯、太陽時角的向日追蹤裝置；用于檢測匯流箱電流、電壓、發(fā)電功率、電度量的數(shù)據(jù)、直流斷路器狀態(tài)采集的直流電流采集器；用于IX:防雷器的失效狀態(tài)與壽命檢測的防雷箱，用于設(shè)置逆變器的輸入電壓欠壓閾值、輸入電壓過壓閾值、輸出電壓過壓閾值和輸出電壓欠壓閾值以及檢測輸出功率、輸入功率、輸出電壓、輸入電壓、輸出電流、輸入電流、發(fā)電量的逆變箱控制器；用于檢測光伏電池組件表面溫度的溫度變送器；用于檢測環(huán)境濕度、溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、輻射等參數(shù)信息的環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀；用于檢測電站箱體內(nèi)部的門禁、火警的門禁系統(tǒng)和火警傳感器；實(shí)地監(jiān)控?cái)z像頭以及可對攝像頭進(jìn)行視頻遠(yuǎn)程控制、調(diào)整方向、錄像、拍照的攝像頭控制裝置；本監(jiān)控系統(tǒng)性能穩(wěn)定、功能完善、實(shí)用性強(qiáng)。實(shí)現(xiàn)了對光伏電站各部分的綜合檢測和監(jiān)控，降低了光伏電站的故障概率，提高了電站的自動化管理，節(jié)省了大量的人力和物力，提高了工作效率。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]光伏發(fā)電系統(tǒng)用匯流、逆變、升壓監(jiān)控計(jì)量集成電器，包括光伏電池、兩個直流匯流箱、兩個逆變箱、一個升壓箱和集成式殼體，光伏電池輸出端伸入集成式殼體中并與直流匯流箱輸入端連接，直流匯流箱的輸出端通過直流母線與逆變箱連接，一個直流匯流箱和一個逆變箱組成一組匯流逆變電路，兩組匯流逆變電路輸出端均通過交流母線連接至升壓箱，升壓箱輸出端連接高壓電網(wǎng)，其特征在于，還包括監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置包括數(shù)據(jù)采集器、后臺監(jiān)控主機(jī)、通信管理主機(jī)，數(shù)據(jù)采集器主機(jī)有兩個輸出端，一個輸出端與后臺監(jiān)控主機(jī)連接，另一個輸出端連接通信管理主機(jī)；所述數(shù)據(jù)采集器包括溫度變送器、向日追蹤裝置、直流電流采集器、逆變箱控制器、環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀、門禁系統(tǒng)、火警傳感器、攝像頭控制裝置，所述溫度變送器設(shè)于每個光伏電池上，溫度變送器均與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接，所述向日追蹤裝置設(shè)于光伏電池附近并與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接，所述直流電流采集器和逆變箱控制器設(shè)于數(shù)據(jù)采集器主機(jī)內(nèi)部，所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀設(shè)于集成式殼體外部，環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接，所述門禁系統(tǒng)、火警傳感器和攝像頭控制裝置設(shè)于集成式殼體內(nèi)部并與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接。
[0008]所述每個匯流箱包括兩個IX:熔斷器、兩個IX:防雷器、兩個IX:斷路器、兩個直流210濾波器，每一個IX:熔斷器、一個IX:防雷器、一個IX:斷路器和一個直流￡1(:濾波器組成一組，光伏電池輸出端火線和零線分別連接％熔斷器輸入端，IX:熔斷器的輸出端與直流210濾波器連接，直流￡1(:濾波器的輸出端與逆變箱連接，光伏電池輸出端火線和零線之間還設(shè)有IX:防雷器，光伏電池輸出端零線上設(shè)有IX:熔斷器。
[0009]所述逆變箱中包括三相逆變橋電路、IX濾波器、交流￡1(:濾波器、交流接觸器、交流斷路器、交流防雷器，所述三項(xiàng)逆變橋輸出端與IX濾波器輸入端連接，IX濾波器輸出端與交流￡1(:濾波器連接，交流￡1(:濾波器輸出端依次與交流接觸器和交流斷路器連接，交流斷路器與升壓箱連接，所述交流斷路器輸出端還設(shè)有交流防雷器。
[0010]所述匯流箱為16路電池串口輸入，匯流箱的直流啟動電壓為450?5507，最大輸入電壓10007，最大輸入電流2400八。
[0011]所述逆變箱的額定功率1000X1，最大交流輸出功率1100X1，電流畸變率? 3%。
[0012]所述直流電流采集器采用⑶系列的2*16路直流電流采集器。
[0013]所述逆變控制器采用嵌入式控制器皿^八匕240。其硬件配置為積木式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)易安裝、易使用，具有非常好的可靠性、擴(kuò)展性、兼容性，通信功能強(qiáng)、組網(wǎng)靈活，可獨(dú)立完成測控任務(wù)，可以保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0014]所述向日追蹤裝置采用雙軸跟蹤、雙軸聯(lián)動設(shè)計(jì)，利用單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動雙軸，通過對跟蹤機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平、俯仰兩個自由度的控制，實(shí)現(xiàn)對太陽光的全天侯跟蹤。采用光電跟蹤方式，由光電傳感器根據(jù)入射光線的強(qiáng)弱變化產(chǎn)生反饋信號到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序調(diào)整采光板的角度實(shí)現(xiàn)對太陽的跟蹤，提高太陽能發(fā)電的效率，降低能耗。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):高度集合成一體式，在一個集成箱中完成匯流、逆變、升壓。改進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)，包括增設(shè)的用于追蹤太陽高度角、太陽方位角、太陽赤緯、太陽時角的向日追蹤裝置；用于檢測匯流箱電流、電壓、發(fā)電功率、電度量的數(shù)據(jù)、直流斷路器狀態(tài)采集的直流電流采集器；用于IX:防雷器的失效狀態(tài)與壽命檢測的防雷箱，用于設(shè)置逆變器的輸入電壓欠壓閾值、輸入電壓過壓閾值、輸出電壓過壓閾值和輸出電壓欠壓閾值以及檢測輸出功率、輸入功率、輸出電壓、輸入電壓、輸出電流、輸入電流、發(fā)電量的逆變箱控制器；用于檢測光伏電池組件表面溫度的溫度變送器；用于檢測環(huán)境濕度、溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、輻射等參數(shù)信息的環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀；用于檢測電站箱體內(nèi)部的門禁、火警的門禁系統(tǒng)和火警傳感器；實(shí)地監(jiān)控?cái)z像頭以及可對攝像頭進(jìn)行視頻遠(yuǎn)程控制、調(diào)整方向、錄像、拍照的攝像頭控制裝置；本監(jiān)控系統(tǒng)性能穩(wěn)定、功能完善、實(shí)用性強(qiáng)。實(shí)現(xiàn)了對光伏電站各部分的綜合檢測和監(jiān)控，降低了光伏電站的故障概率，提高了電站的自動化管理，節(jié)省了大量的人力和物力，提高了工作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型示意框圖。
[0017]在圖中:1-光伏電池，2-直流匯流箱，3-逆變箱，4-升壓箱，5-集成式殼體，6-數(shù)據(jù)采集器主機(jī)，7-后臺監(jiān)控主機(jī)，8-通信管理主機(jī)，9-溫度變送器，10-向日追蹤裝置，11-直流電流采集器，12-逆變箱控制器，13-環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀，14-門禁系統(tǒng)，15-火警傳感器，16-攝像頭控制裝直。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0019]參見圖1，光伏發(fā)電系統(tǒng)用匯流、逆變、升壓監(jiān)控計(jì)量集成電器，包括光伏電池、兩個直流匯流箱、兩個逆變箱、一個升壓箱和集成式殼體，光伏電池輸出端伸入集成式殼體中并與直流匯流箱輸入端連接，直流匯流箱的輸出端通過直流母線與逆變箱連接，一個直流匯流箱和一個逆變箱組成一組匯流逆變電路，兩組匯流逆變電路輸出端均通過交流母線連接至升壓箱，升壓箱輸出端連接高壓電網(wǎng)，其特征在于，還包括監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置包括數(shù)據(jù)采集器、后臺監(jiān)控主機(jī)、通信管理主機(jī)，數(shù)據(jù)采集器主機(jī)有兩個輸出端，一個輸出端與后臺監(jiān)控主機(jī)連接，另一個輸出端連接通信管理主機(jī)；所述數(shù)據(jù)采集器包括溫度變送器、向日追蹤裝置、直流電流采集器、逆變箱控制器、環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀、門禁系統(tǒng)、火警傳感器、攝像頭控制裝置，所述溫度變送器設(shè)于每個光伏電池上，溫度變送器均與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接，所述向日追蹤裝置設(shè)于光伏電池附近并與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接，所述直流電流采集器和逆變箱控制器設(shè)于數(shù)據(jù)采集器主機(jī)內(nèi)部，所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀設(shè)于集成式殼體外部，環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接，所述門禁系統(tǒng)、火警傳感器和攝像頭控制裝置設(shè)于集成式殼體內(nèi)部并與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接。
[0020]所述每個匯流箱包括兩個IX:熔斷器、兩個IX:防雷器、兩個IX:斷路器、兩個直流210濾波器，每一個IX:熔斷器、一個IX:防雷器、一個IX:斷路器和一個直流￡1(:濾波器組成一組，光伏電池輸出端火線和零線分別連接IX:熔斷器輸入端，IX:熔斷器的輸出端與直流210濾波器連接，直流￡1(:濾波器的輸出端與逆變箱連接，光伏電池輸出端火線和零線之間還設(shè)有IX:防雷器，光伏電池輸出端零線上設(shè)有IX:熔斷器。
[0021]所述逆變箱中包括三相逆變橋電路、IX濾波器、交流￡1(:濾波器、交流接觸器、交流斷路器、交流防雷器，所述三項(xiàng)逆變橋輸出端與IX濾波器輸入端連接，IX濾波器輸出端與交流￡1(:濾波器連接，交流￡1(:濾波器輸出端依次與交流接觸器和交流斷路器連接，交流斷路器與升壓箱連接，所述交流斷路器輸出端還設(shè)有交流防雷器。
[0022]所述匯流箱為16路電池串口輸入，匯流箱的直流啟動電壓為450?55(^，最大輸入電壓10007，最大輸入電流2400八。
[0023]所述逆變箱的額定功率1000X1，最大交流輸出功率1100X1，電流畸變率? 3%。
[0024]所述直流電流采集器采用⑶系列的2*16路直流電流采集器。
[0025]所述逆變控制器采用嵌入式控制器皿^八匕240。其硬件配置為積木式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)易安裝、易使用，具有非常好的可靠性、擴(kuò)展性、兼容性，通信功能強(qiáng)、組網(wǎng)靈活，可獨(dú)立完成測控任務(wù)，可以保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0026]所述向日追蹤裝置采用雙軸跟蹤、雙軸聯(lián)動設(shè)計(jì)，利用單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動雙軸，通過對跟蹤機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平、俯仰兩個自由度的控制，實(shí)現(xiàn)對太陽光的全天侯跟蹤。采用光電跟蹤方式，由光電傳感器根據(jù)入射光線的強(qiáng)弱變化產(chǎn)生反饋信號到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序調(diào)整采光板的角度實(shí)現(xiàn)對太陽的跟蹤，提高太陽能發(fā)電的效率，降低能耗。
[0027]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.光伏發(fā)電系統(tǒng)用匯流、逆變、升壓監(jiān)控計(jì)量集成電器，包括光伏電池、兩個直流匯流箱、兩個逆變箱、一個升壓箱和集成式殼體，光伏電池輸出端伸入集成式殼體中并與直流匯流箱輸入端連接，直流匯流箱的輸出端通過直流母線與逆變箱連接，一個直流匯流箱和一個逆變箱組成一組匯流逆變電路，兩組匯流逆變電路輸出端均通過交流母線連接至升壓箱，升壓箱輸出端連接高壓電網(wǎng)，其特征在于，還包括監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置包括數(shù)據(jù)采集器、后臺監(jiān)控主機(jī)、通信管理主機(jī)，數(shù)據(jù)采集器主機(jī)有兩個輸出端，一個輸出端與后臺監(jiān)控主機(jī)連接，另一個輸出端連接通信管理主機(jī)；所述數(shù)據(jù)采集器包括溫度變送器、向日追蹤裝置、直流電流采集器、逆變箱控制器、環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀、門禁系統(tǒng)、火警傳感器、攝像頭控制裝置，所述溫度變送器設(shè)于每個光伏電池上，溫度變送器均與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接，所述向日追蹤裝置設(shè)于光伏電池附近并與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接，所述直流電流采集器和逆變箱控制器設(shè)于數(shù)據(jù)采集器主機(jī)內(nèi)部，所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀設(shè)于集成式殼體外部，環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接，所述門禁系統(tǒng)、火警傳感器和攝像頭控制裝置設(shè)于集成式殼體內(nèi)部并與數(shù)據(jù)采集器主機(jī)端口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)用匯流、逆變、升壓監(jiān)控計(jì)量集成電器，其特征在于，所述逆變控制器采用嵌入式控制器M0XAia240。
【文檔編號】H02S40/36GK204145408SQ201420469880
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】潘晨曦, 常勇, 武智雄, 潘驍, 楊童娟 申請人:上海金友光伏科技有限公司