汇流箱设计方案

智能型光伏阵列汇流箱设计方案

xxx公司

2010年

目录

1. 概述 (3)

2. 性能特点 (3)

3. 技术指标 (3)

4. 系统框图 (4)

5. 器件选型 (4)

6. 功能实现 (8)

7. 结构设计 (9)

1. 概述

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。智能型光伏阵列防雷汇流箱产品就是为了满足这一要求而特别设计的，可与光伏逆变器产品相配套组成完整的光伏发电系统解决方案。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. 性能特点

智能光伏防雷汇流箱具有如下性能特点：

（1）满足室外安装的使用要求，防水等级达到IP65；

（2）同时可接入8/16路光伏阵列，每路配16A 1000Vdc保险丝（根据光伏系统配置情况，可更换其他等级）；

（3）配有光伏专用高压防雷器，正极对地、负极对地、正负极之间都具备防雷功能；

（4）采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值；

（5）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；

（6）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。

3. 技术指标

智能光伏防雷汇流箱技术指标如下：

标准配件如下：

4. 系统框图

本系统以PIC18F4620单片机作为控制核心，完成对多达16路的光伏电池板的电流采样、汇流后的电压采样、防雷模块状态的遥信控制、与上位机进行数据通讯，回传光伏阵列的连接状态信息等功能。

系统框图如下图所示。

5. 器件选型

5.1CPU

PIC18F4620是采用10位A/D和纳瓦技术的40引脚增强型闪存单片机。

它具有多种功耗管理模式，灵活的振荡器结构。外设特点包括具有高灌/拉电流25 mA/25 mA，3个可编程外部中断，4个输入电平变化中断，拥有最多13路通道的10 位模数转换器模块（A/D），自动采样功能，可在休眠期间进行转换。具体指标见下表。

表1 PIC18系列单片机配置

特殊功能：

* 优化的C 编译器架构：

- 为优化重入代码而设计的可选的扩展指令集

* 可进行100,000次擦写操作的增强型闪存程序存储

器（典型值）

* 可进行1,000,000次擦写操作的数据EEPROM存储

器（典型值）

* 闪存/数据EEPROM保存时间：100 年（典型值）

* 可在软件控制下自行编程

* 中断优先级

* 8 x 8单周期硬件乘法器

* 扩展型看门狗定时器（WDT）：

- 可编程周期从4ms 到131s

* 通过两个引脚进行单电源5V 在线串行编程（In-

Circuit Serial Programming(TM)，ICSP(TM)）

* 通过两个引脚进行在线调试（In-Circuit Debug，

ICD）

* 宽工作电压范围：2.0V到5.5V

* 带软件使能选项的可编程欠压复位（Brown-out

Reset，BOR）

基于PIC18F4620的完善的功能，本系统选择它作为核心控制器。

5.2电流传感器

莱姆电流传感器是瑞士LEM 公司推出的产品，有多种系列产品问世，在工业控制中获得广泛应用。它的原理是基于霍尔效应，是模块化的有源电流传感器，它把普通互感器与霍尔元件、电子线路有机地结合起来，充分发挥了普通互感测量范围宽的长处和电子线路反应速度快的优势，同时，其传感器电路由于与被测电路是隔离的，因此，LEM电流传感器的接入对被测电路的影响可以降到最低以至于完全可以忽略不计。LEM电流传感器可对直流、交流及脉动电流

进行测量…。LEMLEM 电流传感器以其优良的巧的结构，业已成为工业控制领域中电流的最佳解决方案，并被广泛的应用于驱动器、电机绕组、高频大电流测量等场合中。

5.3电压传感器

PAS-HVC100-1500型电压传感器是一种将直流、交流、脉冲电压无失真的转换成隔离电流以此来实现对被测电压测量的模块，隔离测量，高精确度、高线性度、高集成度、体积小结构简单、长期工作稳定且适应各种工作环境。

主要应用：电源设备、照明系统、变频器、铁路以及各种工业自动化控制领域。

★交、直流、脉冲均可测量★优秀的隔离性能★过载能力强

★响应时间快★全量程优良的线性度★抗干扰能力强

5.3.1产品描述：

原边额定输入：0…1500V

电压测量方式：端子式测量

副边额定输出：0…50mA

供电电源：DC±12…24V

5.3.2电参数

原边电流测量范围：0…2000V

测量精度：0.7%

线性精度：≤0.2%

响应时间：tr ≤13μS@10% of VpMAX

频带宽度：DC…13KHz

电流失调：IO≤±0.20mA @TA=25℃

温度漂移：IO≤0.020%/℃

带载能力：RL=0…200?

工频耐压：输入/输出/外壳AC6.0KV；1mA /min

电源消耗：输出电流±25mA （供电DC±15V）5.3.3常规参数

接线方式：接插端子导线连接

工作温度：（-40…+85）℃

工作湿度：（10-90%）无凝露

存储温度：（-40…+85）℃

外壳材料：符合UL94-V0

执行标准：EN50178

5.4KBT-PVD1000防雷模块+遥信触点1组