一種采用載波通信的交流匯流箱和光伏發(fā)電站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用載波通信的交流匯流箱以及具有該交流匯流箱的光伏發(fā)電站。
【背景技術(shù)】
[0002]在中型或大型太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，組串式光伏逆變器因其采用多路MPPT的技術(shù)路線，光伏發(fā)電站的整體效率較采用集中型逆變器的光伏電站約有1-4%的提高，所以，越來越多的大型光伏電站也傾向于采用組串式光伏逆變器。交流匯流箱是和組串式光伏逆變器配套使用的，用于完成逆變器到箱變的連接。
[0003]常規(guī)的智能型交流匯流箱是采用RS485通信，在施工時(shí)需要單獨(dú)敷設(shè)RS485通信雙絞線。在光伏發(fā)電站中，通信電纜常規(guī)采用直埋的方式，需要開挖通信電纜溝，通信電纜敷設(shè)的整體工作量較大。而且，當(dāng)發(fā)生通信電纜斷裂的事故時(shí)，由于采取直埋方式敷設(shè)，需要將斷裂的通信電纜所在的電纜溝道挖開，然后對斷裂的通信電纜進(jìn)行修復(fù)，由此可見，該技術(shù)中通信電纜一旦發(fā)生故障，恢復(fù)起來難度較大。
[0004]除了采用RS485有線通信方式之外，無線通信技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)交流匯流箱的數(shù)據(jù)傳輸，雖然具有無需單獨(dú)布線的優(yōu)點(diǎn)，但是信號(hào)傳輸容易受障礙物阻隔，性能不穩(wěn)定，傳送距離有限，并且成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種新型的交流匯流箱，其采用電力線載波技術(shù)，利用交流動(dòng)力電纜作為通信媒介，實(shí)現(xiàn)交流匯流箱相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸，通信方式只有終端設(shè)備和集中接收設(shè)備，沒有中間連接設(shè)備，系統(tǒng)檢查及維護(hù)起來方便，當(dāng)發(fā)生通信故障時(shí)，有利于故障的排除，并且性能穩(wěn)定、成本較低。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種采用載波通信的交流匯流箱，所述交流匯流箱的一端與組串式光伏逆變器連接，所述逆變器與太陽能光伏電池連接，另一端通過電力電纜與箱變連接，并通過所述箱變連接至電網(wǎng)，所述交流匯流箱包括智能采集單元，其中，所述智能采集單元與交流匯流箱一側(cè)的所述電力電纜相連接，將采集的信號(hào)以高頻信號(hào)的方式加載于電力電纜的電流上，然后利用電力傳輸;在箱變的低壓側(cè)設(shè)置有載波模塊和通信管理單元，載波模塊的輸入端與箱變低壓側(cè)的所述電力電纜相連接，載波模塊的輸出端與通信管理模塊的輸入端連接，通信管理模塊的輸出端則連接至監(jiān)控系統(tǒng)，載波模塊把高頻信號(hào)從電力電纜的電流中分解出來，并通過通信管理單元將收集到的信號(hào)上送至監(jiān)控系統(tǒng)。
[0007]較佳地，所述交流匯流箱還包括匯流母線、輸入斷路器、電流互感器、防雷器;所述逆變器所在的每條支路均依次通過輸入斷路器和電流互感器與匯流母線相連接，所述交流匯流箱的匯流母線通過開關(guān)被連接至箱變，匯流母線還與防雷器相連接。
[0008]較佳地，所述智能采集單元采集的信號(hào)包括電流互感器的支路電流信號(hào)、匯流母線的母線電壓信號(hào)、輸入斷路器的支路位置信號(hào)和防雷器的動(dòng)作信號(hào)。
[0009]較佳地，所述智能采集單元具有CPU模塊、管理模塊、電源模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、DI采集模塊以及載波通信模塊，所述載波通信模塊與交流匯流箱一側(cè)的所述電力電纜相連接，將所述采集的信號(hào)以高頻信號(hào)的方式加載于所述電力電纜的電流上。
[0010]較佳地，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊分別與所述交流匯流箱的電流互感器和匯流母線相連接，用于支路電流信號(hào)和母線電壓信號(hào)的采集。
[0011]較佳地，所述DI采集模塊分別與所述交流匯流箱的輸入斷路器和防雷器相連接，用于支路位置信號(hào)和防雷器動(dòng)作信號(hào)的采集。
[0012]較佳地，所述交流匯流箱可采用四進(jìn)一出、六進(jìn)一出或八進(jìn)一出的結(jié)構(gòu)。
[0013]相應(yīng)地，本實(shí)用新型還提出了一種具有上述交流匯流箱的光伏發(fā)電站。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果在于:由于在交流匯流箱中采用了電力載波通信技術(shù)，不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需要利用已有的電力電纜，就能將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)，物理結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，性能穩(wěn)定，并且系統(tǒng)檢修和維護(hù)都較為方便，一旦發(fā)生故障，也能夠盡快排除。
【附圖說明】
[0015]圖1所示為載波通信在光伏發(fā)電站的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2所示為交流匯流箱內(nèi)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0018]如圖1所示，其為本實(shí)用新型的載波通信在光伏發(fā)電站的整體結(jié)構(gòu)圖。其中，交流匯流箱1-6中的每個(gè)采用六進(jìn)一出的結(jié)構(gòu)，除此之外，交流匯流箱還可以采用四進(jìn)一出或八進(jìn)一出等結(jié)構(gòu)，每個(gè)交流匯流箱均同時(shí)與組串式逆變器1-6相連接，組串式逆變器與太陽能光伏電池組件連接(圖中未示出)，交流匯流箱1-6的另一端通過電力電纜與箱變連接，并通過箱變連接至電網(wǎng)。太陽能電池組件產(chǎn)生的電能依次通過組串式逆變器、交流匯流箱、箱變被輸送至電網(wǎng)。
[0019]在箱變的低壓側(cè)設(shè)置有載波模塊和通信管理單元，載波模塊的輸入端與箱變低壓側(cè)的電力電纜相連接，載波模塊的輸出端與通信管理模塊的輸入端連接，通信管理模塊的輸出端則連接至監(jiān)控系統(tǒng)。交流匯流箱與箱變之間的電力電纜除了傳輸電能之外，還可以傳輸高頻信號(hào)，即把載有信息的高頻信號(hào)加載于電流上，然后利用電力傳輸。載波模塊將多臺(tái)并接于箱變的匯流箱的信號(hào)采集起來，并通過通信管理單元將收集到的信號(hào)上送至監(jiān)控系統(tǒng)。由于載波通信不能通過變壓器，因此載波模塊必須安裝在箱變低壓側(cè)。
[0020]如圖2所示，其示出了交流匯流箱內(nèi)的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。交流匯流箱是將多臺(tái)逆變器匯聚后接至箱變低壓側(cè)的連接設(shè)備，交流匯流箱包括智能采集單元、匯流母線、輸入斷路器、電流互感器、防雷器。每條組串式逆變器支路均依次通過輸入斷路器和電流互感器與匯流母線相連接，輸入斷路器可斷開組串式逆變器與匯流母線之間的連接，電流互感器用于檢測所在支路的電流。交流匯流箱的匯流母線通過開關(guān)被連接至箱變，此外，匯流母線還與防雷器相連接，防雷器接地連接。
[0021]其中，智能采集單元具有CPU模塊(中央處理器模塊)、管理模塊、電源模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊(數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊)、DI采集模塊(數(shù)字輸入采集模塊)以及載波通信模塊。A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接至電流互感器和匯流母線，用于支路電流信號(hào)和母線電壓信號(hào)的采集;DI采集模塊分別與輸入斷路器和防雷器相連接，用于支路位置信號(hào)和防雷器動(dòng)作信號(hào)的采集。智能采集單元的載波通信模塊與交流匯流箱一側(cè)的電力電纜相連接，載波通信模塊將采集的信號(hào)以高頻信號(hào)的方式加載于電流上，然后利用電力傳輸。在箱變低壓側(cè)的載波模塊再把高頻信號(hào)從電流中分解出來，從而在不需要重新敷設(shè)通信電纜的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0022]綜上，本實(shí)用新型的關(guān)鍵技術(shù)就在于將電力線載波技術(shù)應(yīng)用在光伏電力電纜交流匯流箱中，使用載波通信技術(shù)，只需要對通信模塊進(jìn)行檢查即可，簡化了故障排查的方法，也不存在重新開挖電纜溝的問題。與采用RS485有線通信方式的常規(guī)智能型交流匯流箱相比較，本實(shí)用新型的技術(shù)方案明顯具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)節(jié)省通信電纜的投資；(2)施工簡單；
(3)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，故障排除方式簡單。
[0023]應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用載波通信的交流匯流箱，所述交流匯流箱的一端與組串式光伏逆變器連接，所述逆變器與太陽能光伏電池連接，另一端通過電力電纜與箱變連接，并通過所述箱變連接至電網(wǎng)，其特征在于: 所述交流匯流箱包括智能采集單元，其中，所述智能采集單元與交流匯流箱一側(cè)的所述電力電纜相連接，將采集的信號(hào)以高頻信號(hào)的方式加載于電力電纜的電流上，然后利用電力傳輸;在箱變的低壓側(cè)設(shè)置有載波模塊和通信管理單元，載波模塊的輸入端與箱變低壓側(cè)的所述電力電纜相連接，載波模塊的輸出端與通信管理模塊的輸入端連接，通信管理模塊的輸出端則連接至監(jiān)控系統(tǒng)，載波模塊把高頻信號(hào)從電力電纜的電流中分解出來，并通過通信管理單元將收集到的信號(hào)上送至監(jiān)控系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流匯流箱，其特征在于:所述交流匯流箱還包括匯流母線、輸入斷路器、電流互感器、防雷器;所述逆變器所在的每條支路均依次通過輸入斷路器和電流互感器與匯流母線相連接，所述交流匯流箱的匯流母線通過開關(guān)被連接至箱變，匯流母線還與防雷器相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流匯流箱，其特征在于:所述智能采集單元采集的信號(hào)包括電流互感器的支路電流信號(hào)、匯流母線的母線電壓信號(hào)、輸入斷路器的支路位置信號(hào)和防雷器的動(dòng)作信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流匯流箱，其特征在于:所述智能采集單元具有CPU模塊、管理模塊、電源模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、DI采集模塊以及載波通信模塊，所述載波通信模塊與交流匯流箱一側(cè)的所述電力電纜相連接，將所述采集的信號(hào)以高頻信號(hào)的方式加載于所述電力電纜的電流上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流匯流箱，其特征在于:所述A/D轉(zhuǎn)換模塊分別與所述交流匯流箱的電流互感器和匯流母線相連接，用于支路電流信號(hào)和母線電壓信號(hào)的采集。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的交流匯流箱，其特征在于:所述DI采集模塊分別與所述交流匯流箱的輸入斷路器和防雷器相連接，用于支路位置信號(hào)和防雷器動(dòng)作信號(hào)的采集。7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的交流匯流箱，其特征在于:所述交流匯流箱可采用四進(jìn)一出、六進(jìn)一出或八進(jìn)一出的結(jié)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交流匯流箱，其特征在于:所述交流匯流箱可采用四進(jìn)一出、六進(jìn)一出或八進(jìn)一出的結(jié)構(gòu)。9.一種光伏發(fā)電站，其特征在于，具有權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的采用載波通信的交流匯流箱。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種采用載波通信的交流匯流箱和光伏發(fā)電站，所述交流匯流箱包括智能采集單元、匯流母線、輸入斷路器、電流互感器、防雷器；其中，所述智能采集單元采集信號(hào)，再將采集的信號(hào)以高頻信號(hào)的方式加載于電力電纜的電流上，然后利用電力傳輸；在箱變的低壓側(cè)設(shè)置有載波模塊和通信管理單元，載波模塊把高頻信號(hào)從所述電力電纜的電流中分解出來，并通過通信管理單元將收集到的信號(hào)上送至監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過在交流匯流箱中采用電力線載波技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，性能穩(wěn)定，并且便于系統(tǒng)檢修和維護(hù)。
【IPC分類】H02S40/32, H02J13/00, H02J3/38, H02S40/34
【公開號(hào)】CN205265609
【申請?zhí)枴緾N201520406322
【發(fā)明人】李卉, 李潔璇, 程偉科
【申請人】內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年6月12日