專利名稱：一種光伏組件接線盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏組件接線盒。
背景技術(shù)：
光伏發(fā)電在全球和我國發(fā)展迅速。我國在2011年光伏裝機達2. 9GW，比2010年增長500%，2012年我國裝機預(yù)計5GW。全球在2011年光伏裝機達24GW，比2010年增長17%，2012 年預(yù)計 26. 9GW。建設(shè)光伏電站，光伏組件占總投資40-50%，并且數(shù)量巨大。以I麗光伏電站為例，若采用265Wp/36V多晶硅光伏組件，共需要3840塊組件。光伏電站的典型結(jié)構(gòu)如圖I所示。除了光伏組件外，并網(wǎng)逆變器是第二類主要設(shè)備，其容量一般為500kW或1MW，一個大型光伏電站會配置若干臺并網(wǎng)逆變器，由并網(wǎng)逆變器將光伏陣列發(fā)出的電能送至電網(wǎng)。一般需要將一定數(shù)目的光伏組件串聯(lián)達到設(shè)計電壓范圍，可稱為光伏組件串，正負端子接至光伏匯流箱，并與其它光伏組件串在光伏匯流箱并聯(lián)匯流，每個光伏匯流箱一般會連接若干個光伏組件串，可稱為光伏陣列。一個功率較大的光伏發(fā)電單元一般會包括若干光伏匯流箱，分別匯流各自的光伏陣列。一個光伏發(fā)電單元的所有光伏匯流箱輸出接至光伏發(fā)電單元匯流排，再連接至并網(wǎng)逆變器，將直流電逆變成交流，再經(jīng)升壓變壓器將光伏電池產(chǎn)生的電能輸出至交流電網(wǎng)。一個光伏電站可能包括若干個光伏發(fā)電單元，各光伏發(fā)電單元分別與交流電網(wǎng)并聯(lián)連接，將各自單元所發(fā)電能輸出至交流電網(wǎng)。根據(jù)實際需要，在光伏匯流箱與并網(wǎng)逆變器之間可能增加一級升壓斬波器，將較低直流電壓升至較高的直流電壓。若一個光伏發(fā)電單元中，使用了升壓斬波器，有可能省去升壓變壓器。此時升壓斬波器也會與光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路通過通信上傳運行數(shù)據(jù)。此時升壓斬波器、并網(wǎng)逆變器和升壓變壓器可合稱為功率變換器。根據(jù)實際需要，可能在光伏電站建立氣象站，以獲取當(dāng)?shù)毓庹斩?、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)，作為光伏電站運行控制的參考。目前在較為先進的光伏電站中，在光伏電站級、光伏發(fā)電單元級和光伏匯流箱級都會配置監(jiān)控回路，即三級監(jiān)控回路，它們之間建立通信進行數(shù)據(jù)交換。光伏匯流箱級監(jiān)控回路可以采集本光伏匯流箱連接的每個光伏組件串的電壓和電流數(shù)據(jù)，以及本光伏匯流箱輸出的總電流數(shù)據(jù)，經(jīng)過通信鏈路將數(shù)據(jù)上傳至光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路。光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路還與本單元的功率變換器通信，獲取交流側(cè)和直流側(cè)電壓電流數(shù)據(jù)。最終各光伏發(fā)電單元的運行數(shù)據(jù)經(jīng)通信上傳至光伏電站監(jiān)控中心(也稱光伏電站監(jiān)控回路)。同時各光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路也接收光伏電站監(jiān)控中心下發(fā)的控制命令，調(diào)節(jié)自身運行以滿足上級要求。光伏電站監(jiān)控中心還與遠程監(jiān)控中心通信，上傳運行數(shù)據(jù)并接收遠程控制命令。一個光伏組件由若干光伏單體電池串并聯(lián)構(gòu)成，如圖2所示。目前常用的晶體硅單體電池有125X 125mm、156X156mm兩種規(guī)格尺寸。構(gòu)成的組件有85W、100W、280W等功率規(guī)格。光伏電站一般采用較大功率光伏組件。光伏組件背面有接線盒，結(jié)構(gòu)如圖3所示。組件內(nèi)將一定數(shù)目串聯(lián)的單體光伏電池并聯(lián)一只旁路二極管，當(dāng)該串單體光伏電池因遮擋、老化等因素發(fā)電不足，為避免產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，可使組件電流經(jīng)旁路二極管流通。根據(jù)組件內(nèi)串聯(lián)的單體光伏電池數(shù)目可并聯(lián)數(shù)量不等的旁路二極管。綜合成本和保護效果，目前常用的是每18個單體光伏電池并聯(lián)一只旁路二極管。旁路二極管安裝在接線盒內(nèi)，并引出光伏組件的正負兩個接線端子。圖3所示為36只單體光伏電池串聯(lián)時使用的接線盒，內(nèi)置兩只旁路二極管，與串聯(lián)的光伏電池固定連接，并提供與其它組件連接的兩個外接線端子。光伏組件異常工況包括故障、老化、遮擋等。目前串聯(lián)的光伏組件中出現(xiàn)異常的組件通過旁路二極管續(xù)流，但是不能判斷每個組件實際工況。如何獲得所有光伏組件的運行數(shù)據(jù)，并準確判斷出現(xiàn)異常的光伏組件，是提高光伏電站運營效率、維持正常運營的重要工作。
總結(jié)已有研究成果，光伏組件工作狀態(tài)診斷方法有光伏組件巡檢方法、紅外圖像分析方法。光伏組件巡檢方法是對光伏組件的電壓、電流數(shù)據(jù)進行采集，并通過有線或無線載體傳輸?shù)教幚碇行?，再進行數(shù)據(jù)分析。文獻[光伏電池板巡檢系統(tǒng)的研究，李銳，武漢理工大學(xué)碩士論文2008]將整個光伏陣列中每一個光伏組件的待測量都集中到一個測量選擇電路，并由一個采集處理器進行處理。文獻[智能光伏組件的研究，李金剛，江南大學(xué)2008]在每一光伏組件接線盒內(nèi)安裝一電壓溫度采集單元，采集數(shù)據(jù)的目的用于控制旁路MOS管通斷，并提供紅外通信通過紅外接收儀讀取數(shù)據(jù)，采集單元由光伏組件供電。集中式采集接線太多，容易產(chǎn)生次生故障如短路。分布式處理采用紅外通信很不方便，且光伏組件受遮擋時采集單元不能工作。結(jié)合巡檢，通過光伏組件和測量傳感器的專門排列，以優(yōu)化傳感器配置和快速故障定位，如專利[大型光伏陣列的故障診斷方法201010251723. 03]、文獻[基于最優(yōu)傳感器配置的光伏陣列故障診斷，中國電機工程學(xué)報2011，V32No33]。這類方法旨在減少傳感器數(shù)量，但對光伏組件安裝和傳感器配置都有特別要求，施工和維護不便。紅外圖像分析方法是利用紅外攝像方法采集光伏組件的紅外圖像，分析組件溫度信息，從而判斷光伏組件工況。文獻[太陽光伏陣列的溫度與紅外特性分析，王培珍，太陽能學(xué)報，2005V26 (I)]、文獻[光伏陣列故障狀態(tài)的識別研究，王培珍，合肥工業(yè)大學(xué)，2005]等都介紹了這種方法。該方法難以在線實時檢測，數(shù)據(jù)匯集和處理不方便。檢索國外專利，專利[US20110282600AlSystemand method for photovoltaicplant power curve measurement and health monitoring]通過米樣整組光伏陣列輸出數(shù)據(jù)用于光伏電站運行監(jiān)控。專利[US20090182532M0NIT0RING UNIT FOR PHOTOVOLTAICMODULES]和專利[US20110316343A 1PH0T0V0LTAIC MODULE WITH INTEGRATEDDIAGNOSTICS]分別設(shè)計了一種光伏組件監(jiān)控單元，集成溫度傳感器、電壓電流傳感器和無線收到器，前者還集成了移動傳感器用于防盜，溫度傳感器用于監(jiān)視火災(zāi)和光伏組件異常，無線收發(fā)器用于通信。此類專利設(shè)計了監(jiān)控單元都使用無線通信，成本和功耗高，并且沒有對溫度傳感器測點進行具體設(shè)計，測量數(shù)據(jù)沒有給出明確的用途?？傊?，實際投運的光伏電站一般沒有配置監(jiān)控到每只光伏組件級別的管理系統(tǒng)，已經(jīng)提出的基于巡檢或紅外圖像的光伏組件監(jiān)控方法由于固有缺陷難以適應(yīng)實際需要，因此光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路和光伏電站監(jiān)控中心由于數(shù)據(jù)源信息有限而難以發(fā)揮有效的作用。因此本發(fā)明提出了新型光伏組件接線盒設(shè)計和新型通信方式，以解決光伏電站中數(shù)量巨大的光伏陣列管理問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述背景技術(shù)中提到巡檢方法數(shù)據(jù)遠傳困難和紅外方法在線檢測困難的不足，本發(fā)明提出了一種光伏組件接線盒。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種光伏組件接線盒，包括第一光伏組件端子和第二光伏組件端子、光伏電池端子和二極管，用于對光伏組件進行連接和保護，其特征是該系統(tǒng)還包括光伏組件監(jiān)控回路，光伏組件監(jiān)控回路包括熱敏電阻、數(shù)據(jù)處理回路、耦合回路、控制電源和超級電容；
所述熱敏電阻置于光伏組件上；數(shù)據(jù)處理回路分別與熱敏電阻、光伏電池端子和耦合回路連接；控制電源分別與數(shù)據(jù)處理回路、耦合回路和超級電容連接；所述熱敏電阻用于采集光伏組件的溫度；所述數(shù)據(jù)處理回路用于對光伏組件的溫度信號和光伏組件的電壓信號進行處理；所述耦合回路用于對來自數(shù)據(jù)處理回路的信號進行耦合；所述控制電源為數(shù)據(jù)處理回路和耦合回路提供電力；所述超級電容為控制電源提供后備電力。所述數(shù)據(jù)處理回路包括信號調(diào)理電路、A/D采樣電路、微處理器電路、信號調(diào)制與解調(diào)電路；
所述信號調(diào)理電路和A/D采樣電路連接；A/D采樣電路和微處理器電路連接；微處理器電路和信號調(diào)制與解調(diào)電路連接；所述信號調(diào)理電路用于將光伏組件的溫度信號和光伏組件的電壓信號處理為所述A/D采樣電路的輸入數(shù)據(jù)；所述A/D采樣電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述微處理器電路對所述數(shù)字信號進行定標和規(guī)格化處理；所述信號調(diào)制與解調(diào)電路用于將微處理器電路的數(shù)據(jù)通過耦合回路傳送至直流電力線，并將直流電力線上耦合的信號通過耦合電路接收到微處理器電路進行分析。
所述耦合回路包括磁環(huán)、直流電力線和耦合線圈；所述直流電力線穿過磁環(huán)，直流電力線的兩頭分別和第一光伏組件端子和第二光伏組件端子連接；耦合線圈纏繞在磁環(huán)上，并且和信號調(diào)制與解調(diào)電路連接。所述磁環(huán)上有一處氣隙，用于避免激磁飽和。本發(fā)明的優(yōu)點為I)新型光伏組件接線盒設(shè)計，包括構(gòu)成光伏組件的單體光伏電池溫度、電壓數(shù)據(jù)處理回路和耦合回路。2)新型光伏組件與光伏匯流箱的數(shù)據(jù)通信方式。采用專門設(shè)計的電流互感器串聯(lián)耦合回路實現(xiàn)光伏組件接線盒監(jiān)控回路與光伏匯流箱監(jiān)控回路的直流電力線載波傳輸，將 各光伏組件運行數(shù)據(jù)通過光伏匯流箱監(jiān)控回路匯集后再上傳至光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路和光伏電站監(jiān)控中心進一步處理。


圖I為光伏電站基本構(gòu)成圖；圖2為光伏組件正面圖；圖3為常規(guī)光伏組件接線盒；圖4為本發(fā)明光伏陣列管理系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖5為本發(fā)明光伏組件接線盒構(gòu)成示意圖；圖6為本發(fā)明光伏組件接線盒數(shù)據(jù)處理回路構(gòu)成示意·
圖7為本發(fā)明光伏組件接線盒耦合回路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。光伏陣列管理系統(tǒng)，可定義為通過對光伏組件(簡稱組件)和由光伏組件構(gòu)成的光伏陣列(簡稱陣列)運行參數(shù)，包括電壓、電流、溫度等實時數(shù)據(jù)進行采集，以及氣象站實時采集數(shù)據(jù)，并結(jié)合光伏陣列位置、傾角等安裝參數(shù)，并定時存入數(shù)據(jù)庫形成歷史數(shù)據(jù)信息?；趯崟r數(shù)據(jù)、安裝參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)，利用有效算法，計算光伏陣列最大輸出功率并控制并網(wǎng)逆變器運行；判斷光伏組件運行工況，是否存在故障、老化、遮擋等異常狀況，作為檢修和維護參考。在新能源發(fā)電領(lǐng)域，研究較多的有電池管理系統(tǒng)，但是還沒有光伏陣列管理系統(tǒng)。本發(fā)明在常規(guī)光伏電站結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)計新型光伏組件接線盒、直流電力載波通信方案和分級數(shù)據(jù)處理功能，構(gòu)成性能完善的光伏陣列管理系統(tǒng)。I.為每只光伏組件設(shè)計新型光伏組件接線盒，內(nèi)部除了包括第一光伏組件端子、第二光伏組件端子和常規(guī)旁路二極管，還設(shè)計了光伏組件監(jiān)控回路，其包括熱敏電阻、數(shù)據(jù)處理回路、耦合回路、控制電源和超級電容。該數(shù)據(jù)處理回路可以采集并處理構(gòu)成該光伏組件的單體光伏電池板背面溫度數(shù)據(jù)和光伏組件電壓數(shù)據(jù)。根據(jù)需要，可以減少單體光伏電池溫度采樣數(shù)量。該數(shù)據(jù)處理回路通過信號調(diào)制與解調(diào)處理電路與耦合回路連接，耦合回路與直流電力線連接，將溫度和電壓數(shù)據(jù)通過直流電力線傳送至光伏匯流箱監(jiān)控回路，進而傳送至各級數(shù)據(jù)處理中心使用。2.常規(guī)電力線載波通信基于交流電力線，并由變壓器與電容構(gòu)成并聯(lián)耦合電路通過電力線通信，直流電力線通信也通過類似的處理方式。但是在光伏陣列工況下，為了提高線路利用率，一般光伏組件串僅通過一根電力線串聯(lián)連接，再回繞通過另一光伏組件串返回光伏匯流箱。在每只光伏組件接線盒內(nèi)所連接的只是一根電力線，無法使用變壓器與電容耦合方式。因此特別設(shè)計了由電流互感器構(gòu)成的串聯(lián)耦合回路，如果直流電流較大，可以為磁環(huán)增加氣隙以避免激磁飽和，該耦合電路還解決了絕緣問題。3.常規(guī)光伏電站的監(jiān)控功能部分一般也會包括光伏匯流箱監(jiān)控回路、光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路與光伏電站監(jiān)控中心。光伏匯流箱監(jiān)控回路一般通過采樣各光伏組件串的支路電流，從而獲得該支路運行狀況，此類數(shù)據(jù)上傳至光伏電站監(jiān)控中心，用于判斷出現(xiàn)異常的光伏組件串，但不能判斷每只光伏組件的運行狀況。本發(fā)明通過為每只光伏組件設(shè)計帶數(shù)據(jù)采集處理與通信功能的接線盒，將所有光伏組件的運行數(shù)據(jù)上傳至光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路并進一步傳送至光伏電站監(jiān)控中心。圖I為典型的光伏電站結(jié)構(gòu)。如圖所示，一個光伏電站一般包括氣象站和一個光伏電站監(jiān)控中心和若干光伏發(fā)電單元，圖中表示有s個光伏發(fā)電單元。每個光伏發(fā)電單元包括一個光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路、功率變換器、光伏發(fā)電單元匯流排、若干光伏匯流箱及連接光伏匯流箱的光伏陣列。其中功率變換器又包括升壓斬波器、逆變器和升壓變壓器。若光伏發(fā)電單元配置了升壓斬波器，可以不用升壓變壓器，反之，若沒有升壓斬波器，一般需要升壓變壓器。圖中配置了 p套光伏匯流箱，其輸出都與光伏發(fā)電單元匯流排連接，將所有光伏陣列發(fā)出的電能在光伏發(fā)電單元匯流排匯集，再由后續(xù)的功率變換器進行功率變換后送入交流電網(wǎng)。每只光伏匯流箱包括光伏匯流箱監(jiān)控回路、光伏匯流箱匯流排和若干光伏組件串，圖中所示為m個光伏組件串并聯(lián)接入一個光伏匯流箱的匯流排。每個光伏組件串通過
一只串聯(lián)的二極管(Dl至Dm)接入光伏匯流箱匯流排，以防止環(huán)流。圖中每個光伏組件串由n只光伏組件串聯(lián)構(gòu)成，其首尾按正負極性接入一個光伏匯流箱的匯流排。圖2為一只光伏組件的正面示意圖，由若干塊單體光伏電池串聯(lián)連接。每塊單體光伏電池產(chǎn)生的光生伏特電壓約0. 6V，由36塊單體光伏電池串聯(lián)可達到21.6V，每只單體光伏電池又由許多單體光伏單元并聯(lián)構(gòu)成，使光生電流達到具有實用價值的安培數(shù)量級。一只用于光伏電站場合的光伏組件，其峰值功率一般在100Wp-300Wp之間，峰值電壓在20-50V 之間。圖3為常規(guī)光伏組件接線盒構(gòu)成示意圖。在光伏組件的背面安裝接線盒，將串聯(lián)的單體光伏電池正負極輸出端子分別接入接線盒的正負端，并引出外接端子方便與其它光伏組件接線。一般光伏組件由36塊單體光伏電池串聯(lián)構(gòu)成，每18只串聯(lián)的單體光伏電池并聯(lián)一只旁路二極管，如圖中D1、D2所示。當(dāng)部分或全部單體光伏電池受遮擋時，與之并聯(lián)的旁路二極管導(dǎo)通，以減少熱斑效應(yīng)的影響。圖4為光伏陣列管理系統(tǒng)構(gòu)成示意圖，由光伏電站各級設(shè)備的監(jiān)控回路通過一定的通信方式連接起來而構(gòu)成。每只光伏組件的接線盒內(nèi)安裝光伏組件監(jiān)控回路，通過內(nèi)置的信號耦合回路將調(diào)制后信號耦合至連接光伏組件串和光伏匯流箱的直流電力線，通過信號解調(diào)電路將直流電力線上耦合的信號通過耦合電路接收到微處理器電路進行分析，即利用直流電力線載波通信與安裝在光伏匯流箱的光伏匯流箱監(jiān)控回路進行通信。一只光伏匯流箱監(jiān)控回路可與該光伏匯流箱所連接的所有光伏組件監(jiān)控回路通過直流電力線載波進行數(shù)據(jù)通信，采集所連接的光伏組件運行數(shù)據(jù)。一個光伏發(fā)電單元內(nèi)所有光伏匯流箱監(jiān)控回路通過選定的通信方式將所匯集的光伏組件運行數(shù)據(jù)和光伏匯流箱運行數(shù)據(jù)傳送至光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路，同時接收光伏發(fā)電單元發(fā)來的控制命令。此時由于光伏匯流箱和光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路一般會安裝在地理位置較近區(qū)域內(nèi)，布線比較方便，可以選擇雙絞線、光纖、無線或電力線載波等多種通信方式。光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路除了與連接的光伏匯流箱監(jiān)控回路通信進行數(shù)據(jù)交換，還與本光伏發(fā)電單元的功率變換器、上級光伏電站監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)交換。同樣，由于光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路和本單元功率變換器、光伏電站監(jiān)控中心一般會安裝在地理位置較近區(qū)域內(nèi)，布線比較方便，可以選擇雙絞線、光纖、無線或電力線載波等多種通信方式。光伏電站監(jiān)控中心除了與各個光伏發(fā)電單元監(jiān)控回路進行數(shù)據(jù)交換，還要收集氣象站數(shù)據(jù)，并與遠程監(jiān)控中心通信，上傳主要運行數(shù)據(jù)，并接收發(fā)來的控制命令。圖5為本發(fā)明設(shè)計的新型光伏組件接線盒構(gòu)成示意圖。在光伏組件背面的每只單體光伏電池的后面，可以安裝熱敏電阻，以間接獨得每只單體光伏電池溫度，在常規(guī)光伏組件接線盒(參考圖3)基礎(chǔ)上，增加光伏組件監(jiān)控回路。用于采集該光伏組件電壓溫度運行參數(shù)，并通過光伏組件端子連接的直流電力線進行載波通信，以上傳所采集的運行參數(shù)。圖6為本發(fā)明新型光伏組件接線盒數(shù)據(jù)處理回路構(gòu)成示意圖。將由安裝在光伏組件背面的熱敏電阻傳來的溫度信號和由連接在光伏組件端子傳來的電壓信號送至信號 調(diào)理電路，信號調(diào)理電路用于將光伏組件的溫度信號和光伏組件的電壓信號處理為A/D采樣電路的輸入數(shù)據(jù)；再經(jīng)A/D采樣電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號送至微處理器電路進行數(shù)據(jù)的定標和規(guī)格化處理，形成有效運行數(shù)據(jù)。由微處理器電路對數(shù)據(jù)進行變換后，經(jīng)信號調(diào)制電路將微處理器電路的數(shù)據(jù)處理為耦合回路的輸入數(shù)據(jù)送至耦合回路，再經(jīng)直流電力線載波通信上傳至光伏匯流箱監(jiān)控回路；經(jīng)耦合回路傳來的光伏匯流箱監(jiān)控回路控制命令數(shù)據(jù)經(jīng)解調(diào)電路解調(diào)后送至微處理器電路進行分析，并執(zhí)行相應(yīng)命令。由控制電源對由本光伏組件所產(chǎn)生的電能進行變換后向整個監(jiān)控回路供電，當(dāng)本光伏組件由于遮擋或故障等原因損壞時無法產(chǎn)生電能，則連接在控制電源的超級電容儲能可以維持光伏組件監(jiān)控回路工作一定時間。圖7為本發(fā)明新型光伏組件接線盒耦合回路結(jié)構(gòu)示意圖。耦合回路采用電流互感器串聯(lián)耦合方式，將連接光伏組件的直流電力線穿過電流互感器的磁環(huán)后再固定在第一光伏組件端子和第二光伏組件端子上，也即將耦合回路安裝在接線盒內(nèi)部。信號調(diào)制與解調(diào)電路通過按一致繞向繞在磁環(huán)上的耦合線圈將信號耦合至直流電力線上，即在電壓較高功率較大的直流電上疊加一微弱的交流信號實現(xiàn)信息遠傳，可以在電流互感器磁環(huán)上增加氣隙以減少電流互感器飽和。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種光伏組件接線盒，包括第一光伏組件端子和第二光伏組件端子、光伏電池端子和二極管，用于對光伏組件進行連接和保護，其特征是該系統(tǒng)還包括光伏組件監(jiān)控回路，光伏組件監(jiān)控回路包括熱敏電阻、數(shù)據(jù)處理回路、耦合回路、控制電源和超級電容； 所述熱敏電阻置于光伏組件上；數(shù)據(jù)處理回路分別與熱敏電阻、光伏電池端子和耦合回路連接；控制電源分別與數(shù)據(jù)處理回路、耦合回路和超級電容連接； 所述熱敏電阻用于采集光伏組件的溫度； 所述數(shù)據(jù)處理回路用于對光伏組件的溫度信號和光伏組件的電壓信號進行處理； 所述耦合回路用于對來自數(shù)據(jù)處理回路的信號進行耦合； 所述控制電源為數(shù)據(jù)處理回路和耦合回路提供電力； 所述超級電容為控制電源提供后備電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光伏組件接線盒，其特征是所述數(shù)據(jù)處理回路包括信號調(diào)理電路、A/D采樣電路、微處理器電路、信號調(diào)制與解調(diào)電路； 所述信號調(diào)理電路和A/D采樣電路連接；A/D采樣電路和微處理器電路連接；微處理器電路和信號調(diào)制與解調(diào)電路連接； 所述信號調(diào)理電路用于將光伏組件的溫度信號和光伏組件的電壓信號處理為所述A/D采樣電路的輸入數(shù)據(jù)； 所述A/D采樣電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 所述微處理器電路對所述數(shù)字信號進行定標和規(guī)格化處理； 所述信號調(diào)制與解調(diào)電路用于將微處理器電路的數(shù)據(jù)通過耦合回路傳送至直流電力線，并將直流電力線上耦合的信號通過耦合電路接收到微處理器電路進行分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光伏組件接線盒，其特征是所述耦合回路包括磁環(huán)、直流電力線和耦合線圈； 所述直流電力線穿過磁環(huán)，直流電力線的兩頭分別和第一光伏組件端子和第二光伏組件端子連接；耦合線圈纏繞在磁環(huán)上，并且和信號調(diào)制與解調(diào)電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光伏組件接線盒，其特征是所述磁環(huán)上有一處氣隙，用于避免激磁飽和。
全文摘要
本發(fā)明公開了光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域中的一種光伏組件接線盒。該接線盒包括第一光伏組件端子和第二光伏組件端子、光伏電池端子、二極管和光伏組件監(jiān)控回路，光伏組件監(jiān)控回路包括熱敏電阻、數(shù)據(jù)處理回路、耦合回路、控制電源和超級電容。本發(fā)明將采集的光伏陣列的數(shù)據(jù)提供給各級控制回路和數(shù)據(jù)處理中心使用，便于對光伏陣列的管理、檢修和維護。
文檔編號H01L31/048GK102723394SQ20121021909
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者杜海江 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)