專利名稱：一種智能匯流箱及其光伏系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏領(lǐng)域，特別涉及一種智能匯流箱及其光伏系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今世界最受關(guān)注的新興產(chǎn)業(yè)之一。光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽(yáng)光輻射能并轉(zhuǎn)變成電能。光伏發(fā)電既不需要燃料，也無(wú)氣體排放，屬于綠色產(chǎn)業(yè)，具有無(wú)污染、安全、長(zhǎng)壽命、維護(hù)簡(jiǎn)單、資源永不枯竭和資源分布廣泛等特點(diǎn)，被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的新能源，可廣泛應(yīng)用于航天、通訊、能源、農(nóng)業(yè)、辦公設(shè)施、交通以及民宅等領(lǐng)域。如圖I所示，圖I為現(xiàn)有技術(shù)中光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)有光伏系統(tǒng)包括光伏
陣列110、智能光伏匯流箱120和光伏逆變器130 ;所述光伏陣列110、智能光伏匯流箱120和光伏逆變器130依次連接；所述光伏逆變器130連接公共電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與市電并網(wǎng)。所述光伏陣列110包括至少兩路太陽(yáng)能電池板組串111，所述太陽(yáng)能電池板組串111由多個(gè)太陽(yáng)能電池板112串聯(lián)而成，多個(gè)太陽(yáng)能電池板組串111并聯(lián)接入智能光伏匯流箱120。所述智能光伏匯流箱120連接光伏陣列110及光伏逆變器130，用于提供防雷及過流保護(hù)、并監(jiān)測(cè)光伏陣列的單串電流、電壓及防雷器狀態(tài)、斷路器狀態(tài)。在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換的電流在智能光伏匯流箱內(nèi)匯流后，通過直流斷路器輸出，與光伏逆變器配套使用從而構(gòu)成完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與市電并網(wǎng)。為了提高系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，可在智能光伏匯流箱里配置光伏專用直流防雷模塊、直流熔斷器和斷路器等，并設(shè)置工作狀態(tài)指示燈等，方便用戶及時(shí)準(zhǔn)確的掌握光伏電池的工作情況，保證太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)揮最大功效。但由于太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的能量來(lái)源于太陽(yáng)照射，當(dāng)遭遇多云天氣，以及太陽(yáng)能電池陣列因太陽(yáng)東升西落受周圍建筑或樹木等因素造成部分太陽(yáng)能電池板陰影時(shí)，其發(fā)電效率大大降低。以多云為例，當(dāng)光伏陣列部分區(qū)域有云遮擋時(shí)，會(huì)造成同一光伏方陣中各分支的太陽(yáng)能電池板組串之間的轉(zhuǎn)換能力以及效率不同，由于云層遮擋而效率大大低于正常值的太陽(yáng)能電池組串會(huì)大大降低整體發(fā)電效率。這種原理相當(dāng)于新舊電池連接，新電池發(fā)電量大，舊電池發(fā)電量小，共同工作時(shí)，舊電池不再提供電能，反而變成了消耗電能的內(nèi)阻，從而降低了電池組的供電能力。當(dāng)某一路太陽(yáng)能電池板組串受陰影遮擋導(dǎo)致不發(fā)電或發(fā)電極少時(shí)，會(huì)造成整體系統(tǒng)的內(nèi)耗增加，從而大大降低了整體發(fā)電效率。而現(xiàn)有的匯流箱僅僅停留在采集信息和簡(jiǎn)單的保護(hù)功能，并不具備自動(dòng)識(shí)別和控制的功能，不能從根本上解決以上發(fā)電效率低的問題。因而現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種智能匯流箱及其光伏系統(tǒng)，使匯流箱具備智能識(shí)別和控制的特點(diǎn)，以避免因光照條件不佳而影響光伏系統(tǒng)整體發(fā)電效率。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案
一種智能匯流箱，用于將至少兩路太陽(yáng)能電池板組串的電流匯流成一路輸出，其中，包
括
用于檢測(cè)每一路太陽(yáng)能電池板組串的電流、電壓和功率的檢測(cè)模塊；
用于處理檢測(cè)模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)并輸出處理結(jié)果的處理模塊；
用于根據(jù)處理模塊輸出的處理結(jié)果控制太陽(yáng)能電池板組串接通或者旁路的控制模
塊； 所述檢測(cè)模塊、處理模塊和控制模塊依次連接。
所述的智能匯流箱，其中，所述處理模塊包括用于將每一路太陽(yáng)能電池板組串的電壓與預(yù)定電壓值進(jìn)行比較的比較判斷模塊。所述的智能匯流箱，其中，所述處理模塊包括用于反饋每一路太陽(yáng)能電池板組串的電壓數(shù)據(jù)的反饋模塊。所述的智能匯流箱，其中，所述處理模塊還包括用于設(shè)置預(yù)定電壓值的設(shè)置模塊。所述的智能匯流箱，其中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板組串的電壓小于預(yù)定電壓值時(shí)，所述控制模塊控制太陽(yáng)能電池板組串?dāng)嚅_；當(dāng)該路太陽(yáng)能電池板組串的電壓大于預(yù)定電壓值時(shí)，所述控制模塊控制太陽(yáng)能電池板組串重新接入電路。一種光伏系統(tǒng)，包括至少兩路太陽(yáng)能電池板組串和光伏逆變器，其中，所述光伏系統(tǒng)還包括
至少一所述的智能匯流箱；
用于處理智能匯流箱發(fā)送的電壓和功率數(shù)據(jù)來(lái)模擬太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡的中央處理器；
用于顯示的顯示模塊；
所述太陽(yáng)能電池板組串、智能匯流箱和光伏逆變器依次連接；所述智能匯流箱、中央處理器和顯示模塊依次連接。所述的光伏系統(tǒng)，其中，還包括用于無(wú)線發(fā)送太陽(yáng)能電池板組串的電壓和功率數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送模塊和用于接收數(shù)據(jù)的接收模塊；所述無(wú)線發(fā)送模塊與接收模塊無(wú)線連接，所述無(wú)線發(fā)送模塊連接檢測(cè)模塊；所述接收模塊連接中央處理器。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的智能匯流箱及其光伏系統(tǒng)，由于采用了在智能匯流箱上設(shè)置檢測(cè)模塊、處理模塊和控制模塊，所述太陽(yáng)能電池板組串連接檢測(cè)模塊；所述檢測(cè)模塊、處理模塊和控制模塊依次連接，通過檢測(cè)太陽(yáng)能電池板組串的電壓，并與預(yù)定電壓值比較，當(dāng)電壓小于預(yù)定電壓值時(shí)，將該路太陽(yáng)能電池板組串自動(dòng)旁路，不接入電路；當(dāng)電壓大于預(yù)定電壓值時(shí)，將該路太陽(yáng)能電池板組串接入電路；使得智能匯流箱具有智能識(shí)別和控制功能，從而提聞了光伏系統(tǒng)的整體發(fā)電效率。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明智能匯流箱第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本發(fā)明智能匯流箱第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4為本發(fā)明光伏系統(tǒng)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種智能匯流箱及其光伏系統(tǒng)，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明智能匯流箱第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。所述智能匯流箱將至少兩路太陽(yáng)能電池板組串的電流匯流成一路輸出。所述智能匯流箱包括檢測(cè)模塊210、處理模塊220和控制模塊230 ;所述檢測(cè)模塊210、處理模塊220和控制模塊230依次連接。所述檢測(cè)模塊210連接每一路太陽(yáng)能電池板組串，用于檢測(cè)每一路太陽(yáng)能電池板組串的電流、電壓和功率數(shù)據(jù)。所述處理模塊220處理檢測(cè)模塊210發(fā)送的每一路太陽(yáng)能電池板組串的電流、電壓和功率數(shù)據(jù)，并輸出處理結(jié)果給控制模塊230，所述控制模塊230根據(jù)處理模塊220輸出的處理結(jié)果控制太陽(yáng)能電池板組串接通或者旁路。 進(jìn)一步地，請(qǐng)參閱圖3，圖3為本發(fā)明智能匯流箱第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。所述處理模塊220包括比較判斷模塊221，所述比較判斷模塊221連接檢測(cè)模塊210，用于將每一路太陽(yáng)能電池板組串的電壓與預(yù)定電壓值進(jìn)行比較。優(yōu)選地，所述處理模塊220還包括反饋模塊222，所述反饋模塊222連接檢測(cè)模塊210，用于反饋每一路太陽(yáng)能電池板組串的電壓數(shù)據(jù)。所述處理模塊220還包括設(shè)置模塊223，所述設(shè)置模塊223用于設(shè)置預(yù)定電壓值。以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明智能匯流箱的原理進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明提供的智能匯流箱，檢測(cè)模塊210檢測(cè)多路太陽(yáng)能電池板組串的電壓、電流及功率數(shù)據(jù)，將其發(fā)送給處理模塊220的比較判斷模塊221和反饋模塊222。所述比較判斷模塊221比較每一路太陽(yáng)能電池板組串的電壓與設(shè)置模塊223設(shè)置的預(yù)定電壓值大小。當(dāng)太陽(yáng)能電池板組串的電壓小于預(yù)定電壓值時(shí)，譬如、該路太陽(yáng)能電池板組串受陰影遮擋時(shí)，所述控制模塊230控制太陽(yáng)能電池板組串?dāng)嚅_，自動(dòng)旁路，即該路太陽(yáng)能電池板組串不接入光伏系統(tǒng)中；當(dāng)該路太陽(yáng)能電池板組串的電壓大于預(yù)定電壓值時(shí)，即恢復(fù)正常光照時(shí)，所述控制模塊230控制太陽(yáng)能電池板組串重新接入電路，使得智能匯流箱具有智能識(shí)別和控制功能，避免了不發(fā)電或發(fā)電極少的某路太陽(yáng)能電池板組串接入系統(tǒng)中增加系統(tǒng)的內(nèi)部損耗，從而避免了這類發(fā)電量低于正常值的太陽(yáng)能電池板組串影響光伏系統(tǒng)整體發(fā)電效率。當(dāng)將電壓小于預(yù)定電壓值的太陽(yáng)能電池板組串自動(dòng)旁路后，大大減少了由于發(fā)電能力不同的這類太陽(yáng)能電池板組串共同連接時(shí)引起的系統(tǒng)內(nèi)部損耗，不會(huì)拉低系統(tǒng)整體的發(fā)電效率，從而提高了光伏系統(tǒng)的整體發(fā)電效率，還提高了系統(tǒng)的壽命。通過反饋模塊222反饋，可以進(jìn)行誤差糾正，避免產(chǎn)生誤判。優(yōu)選地，所述設(shè)置模塊223還設(shè)置有一預(yù)定時(shí)間值。所述比較判斷模塊221還用于判斷每一路太陽(yáng)能電池板組串的電壓小于預(yù)定電壓值的持續(xù)時(shí)間或每一路太陽(yáng)能電池板組串的電壓大于預(yù)定電壓值的持續(xù)時(shí)間與預(yù)定時(shí)間值的大小。當(dāng)太陽(yáng)能電池板組串的電壓小于預(yù)定電壓值的持續(xù)時(shí)間或太陽(yáng)能電池板組串的電壓大于預(yù)定電壓值的持續(xù)時(shí)間小于預(yù)定時(shí)間值時(shí)，保持該路太陽(yáng)能電池板組串原有的狀態(tài)，即原來(lái)為斷開繼續(xù)斷開，原來(lái)為接入繼續(xù)接入，反之，則改變?cè)撀诽?yáng)能電池板組串原有的狀態(tài)。由于光照條件容易受云層或周圍環(huán)境的影響，本發(fā)明提供的智能匯流箱，采用對(duì)一定時(shí)間內(nèi)的電壓值持續(xù)判斷，避免了頻繁切除和啟動(dòng)太陽(yáng)能電池板組串對(duì)其帶來(lái)的電氣損壞。
基于上述的智能匯流箱，本發(fā)明還提供一種光伏系統(tǒng)，如圖4所示，所述光伏系統(tǒng)包括至少兩路太陽(yáng)能電池板組串310和光伏逆變器320。所述光伏系統(tǒng)包括至少一個(gè)上述的智能匯流箱350、中央處理器330和顯示模塊340 ;所述太陽(yáng)能電池板組串310、智能匯流箱350和光伏逆變器320依次連接；所述智能匯流箱350、中央處理器330和顯示模塊340依次連接。所述中央處理器330接收至少一個(gè)智能匯流箱350發(fā)送的電壓和功率數(shù)據(jù)，并對(duì)其處理模擬太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡，然后發(fā)送。所述顯示模塊340接收中央處理器330發(fā)送的數(shù)據(jù)，并顯示太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡。在本實(shí)施例中，光伏系統(tǒng)包括多個(gè)智能匯流箱，中央處理器將多個(gè)智能匯流箱的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)統(tǒng)計(jì)，對(duì)比光伏陣列每路太陽(yáng)能電池板組串的電壓和功率，電壓和功率高則該支路太陽(yáng)照射強(qiáng)，相反則受太陽(yáng)照射弱。中央處理器通過監(jiān)測(cè)每條支路的電壓功率情況來(lái)模擬太陽(yáng)的照射方位，同時(shí)結(jié)合時(shí)間和當(dāng)?shù)氐牡乩斫?jīng)緯度模擬出太陽(yáng)每天的時(shí)時(shí)運(yùn)行軌跡。本發(fā)明提供的光伏系統(tǒng)，通過中央處理器處理智能匯流箱實(shí)時(shí)地檢測(cè)支路電壓和功率數(shù)據(jù)，將其處理為太陽(yáng)的軌跡，并實(shí)時(shí)在顯示模塊中顯示太陽(yáng)在軌跡中的具體位置，使得操作者一目了然了解光照情況以及現(xiàn)場(chǎng)情況，直觀且形象，還可以全景顯示太陽(yáng)能發(fā)電，便于監(jiān)控。優(yōu)選地，所述光伏系統(tǒng)還包括無(wú)線發(fā)送模塊和接收模塊；所述無(wú)線發(fā)送模塊與接收模塊無(wú)線連接，所述無(wú)線發(fā)送模塊連接檢測(cè)模塊，所述接收模塊連接中央處理器。在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)可采用無(wú)線的方式進(jìn)行發(fā)送，從而避免了布線太過復(fù)雜。綜上所述，本發(fā)明提供的一種智能匯流箱及其光伏系統(tǒng)，由于采用了在智能匯流箱上設(shè)置檢測(cè)模塊、處理模塊和控制模塊，所述太陽(yáng)能電池板組串連接檢測(cè)模塊；所述檢測(cè)模塊、處理模塊和控制模塊依次連接，通過檢測(cè)太陽(yáng)能電池板組串的電壓、電流和功率數(shù)據(jù)，并與預(yù)定電壓值比較，當(dāng)電壓小于預(yù)定電壓值時(shí)，將該路太陽(yáng)能電池板組串自動(dòng)旁路，不接入電路；當(dāng)電壓大于預(yù)定電壓值時(shí)，將該路太陽(yáng)能電池板組串接入電路；使得智能匯流箱具有智能識(shí)別和控制功能，避免了因環(huán)境或天氣等原因造成部分太陽(yáng)能電池板陰影導(dǎo)致某些路太陽(yáng)能電池板組串發(fā)電低于正常值而影響光伏系統(tǒng)整體發(fā)電率，從而提高了光伏系統(tǒng)的整體發(fā)電效率。本發(fā)明提供的光伏系統(tǒng)，通過中央處理器處理智能匯流箱實(shí)時(shí)地檢測(cè)支路電壓和功率數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)在顯示模塊中顯示太陽(yáng)在軌跡中的具體位置，使得操作者一目了然了解光照情況以及現(xiàn)場(chǎng)情況，還可以全景顯示太陽(yáng)能發(fā)電，便于監(jiān)控?？梢岳斫獾氖牵瑢?duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種智能匯流箱，用于將至少兩路太陽(yáng)能電池板組串的電流匯流成一路輸出，其特征在于，包括 用于檢測(cè)每一路太陽(yáng)能電池板組串的電流、電壓和功率的檢測(cè)模塊； 用于處理檢測(cè)模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)并輸出處理結(jié)果的處理模塊； 用于根據(jù)處理模塊輸出的處理結(jié)果控制太陽(yáng)能電池板組串接通或者旁路的控制模塊； 所述檢測(cè)模塊、處理模塊和控制模塊依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能匯流箱，其特征在于，所述處理模塊包括用于將每一路太陽(yáng)能電池板組串的電壓與預(yù)定電壓值進(jìn)行比較的比較判斷模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能匯流箱，其特征在于，所述處理模塊包括用于反饋每一路太陽(yáng)能電池板組串的電壓數(shù)據(jù)的反饋模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能匯流箱，其特征在于，所述處理模塊還包括用于設(shè)置預(yù)定電壓值的設(shè)置模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能匯流箱，其特征在于，當(dāng)太陽(yáng)能電池板組串的電壓小于預(yù)定電壓值時(shí)，所述控制模塊控制太陽(yáng)能電池板組串?dāng)嚅_；當(dāng)該路太陽(yáng)能電池板組串的電壓大于預(yù)定電壓值時(shí)，所述控制模塊控制太陽(yáng)能電池板組串重新接入電路。
6.一種光伏系統(tǒng)，包括至少兩路太陽(yáng)能電池板組串和光伏逆變器，其特征在于，所述光伏系統(tǒng)還包括 至少一如權(quán)利要求I所述的智能匯流箱； 用于處理智能匯流箱發(fā)送的電壓和功率數(shù)據(jù)來(lái)模擬太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡的中央處理器； 用于顯示的顯示模塊； 所述太陽(yáng)能電池板組串、智能匯流箱和光伏逆變器依次連接；所述智能匯流箱、中央處理器和顯示模塊依次連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于無(wú)線發(fā)送太陽(yáng)能電池板組串的電壓和功率數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送模塊和用于接收數(shù)據(jù)的接收模塊；所述無(wú)線發(fā)送模塊與接收模塊無(wú)線連接，所述無(wú)線發(fā)送模塊連接檢測(cè)模塊；所述接收模塊連接中央處理器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能匯流箱及其光伏系統(tǒng)，智能匯流箱用于將至少兩路太陽(yáng)能電池板組串的電流匯流成一路輸出，其中，包括檢測(cè)模塊、處理模塊和控制模塊；所述檢測(cè)模塊、處理模塊和控制模塊依次連接；通過檢測(cè)太陽(yáng)能電池板組串的電壓，并與預(yù)定電壓值比較，當(dāng)電壓小于預(yù)定電壓值時(shí)，將該路太陽(yáng)能電池板組串自動(dòng)旁路，不接入電路；當(dāng)電壓大于預(yù)定電壓值時(shí)，將該路太陽(yáng)能電池板組串接入電路；使得智能匯流箱具有智能識(shí)別和控制功能，避免接入電路的某些路太陽(yáng)能電池板組串因不發(fā)電或發(fā)電極少而影響光伏系統(tǒng)整體發(fā)電率，從而提高了光伏系統(tǒng)的整體發(fā)電效率。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102867871SQ20121030929
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者李明杰, 徐寧, 邱泉, 馮超, 宗凱麗 申請(qǐng)人:深圳藍(lán)波幕墻及光伏工程有限公司