专利名称：预装式光伏配电箱的制作方法
技术领域：
预装式光伏配电箱
技术领域：
本实用新型涉及一种利用太阳光伏供电的配电箱，尤其涉及一种预装式的光伏配 电箱。
背景技术：
太阳能发电作为一种新的能源正在勃勃兴起，随着光电材料的改进和发电效率的 提高，取代火电是一种必然趋势。不过，现有太阳能发电装置中汇流单元、直流控制单元和 逆变器并网单元三个部分是相互独立的，在装配过程中分别连接到太阳能发电系统的总线 路中，如果三个部分分别由不同厂家生产，就出现在装配过程中起接口不对应，型号不匹配 等问题，会对整个太阳能发电系统的建设造成阻碍，并且由于三者之间的不匹配必然对整 个太阳能发电工作造成影响。
实用新型内容本实用新型所解决的技术问题在于提供一种预装式光伏配电箱，其可大大缩短安 装时间，也使得安装过程更为方便快捷。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种预装式光伏配电箱，包 括一接光伏组件的输入端及一接变压器的输出端，所述预装式光伏配电箱包括串联在一起 的汇流单元、直流控制单元和逆变器并网单元。进一步地，所述汇流单元包括直流正极保险丝座、接地端子、通讯/电流检测板、 直流断路器、防雷器、直流负极保险丝座及直流汇流输出端子。进一步地，所述直流控制单元与所述逆变器并网单元之间的电路中并联有防雷
ο进一步地，所述直流控制单元包括若干防反二极管、正极直流母线铜排、负极直流 母线铜排、电压表、接地装置及与逆变器并网单元连接的直流输出端子。进一步地，所述直流断路器设有与所述防反二极管相连接的输出端子正极及与所 述负极直流母线铜排连接的输出端子负极。进一步地，所述正极直流母线铜排及负极直流母线铜排分别与所述电压表的正负 极相连接。进一步地，所述逆变器并网单元包括电压源型逆变器、输出滤波器、EMC滤波器、控 制保护单元及人机接口。 进一步地，所述控制保护单元和所述电压源型逆变器相连接，所述人机接口与控 制保护单元串联连接。进一步地，所述人机接口包括触摸屏和后台处理装置，所述触摸屏、所述控制保护 单元和所述后台处理装置串联连接。相较于现有技术，本实用新型提供的预装式配电箱，将汇流单元、直流控制单元和 逆变器并网单元三部分在集成到一起，避免了由于三者型号不匹配，或相互之间的接口不
3匹配而造成的对太阳能发电系统的影响。
图1为本实用新型所述的预装式光伏配电箱的总体架构图。图2为本实用新型所述的预装式光伏配电箱的汇流单元的架构图。图3为本实用新型所述的预装式光伏配电箱的逆变器并网单元的架构图。
具体实施方式请参阅图1所示，本实用新型提供了一种预装式光伏配电箱100，其设有输入端及 输出端，所述输入端接太阳能光伏组件，其输出端接升压变压器并网或者直接连接负载用 户。所述预装式光伏配电箱100包括汇流单元1、直流控制单元2及逆变器并网单元3，三 者依次串联在一起，并在直流控制单元2与逆变器并网单元3之间的电路中并联有防雷器 4。所述汇流单元1由一定数量规格相同的光伏组件al-a8串联接入，然后通过带有一防雷 器4和一断路器的直流配电单元输出，方便了后续逆变器并网单元3的接入。如图2中所示，所述汇流单元1设于一汇流箱内并包括直流正极保险丝座11、接地 端子12、防水接头(未图示)、通讯/电流检测板13、汇流铜排(未图示)、直流断路器14、 防雷器15、直流负极保险丝座16、进线端子排(未图示)和直流汇流输出端子17等构成。 所述光伏组件的电池组al-a8发出的电流正负极首先分别经过进线端子排的正负极，然后 分别经过直流正极保险丝座11和直流负极保险丝座16连接到汇流铜排输入端的正负极， 再分别连接到直流断路器14的输入端正负极，最后通过直流汇流输出端子17进行输出。所 述汇流箱中还设置有辅助保护装置，该辅助保护装置由接地端子12、防水接头、防雷器15 和通讯/电流检测板13组成，其中，所述防雷器15为光伏专用高压防雷器，其正极负极都 具备防雷功能。所述汇流单元1具有短路保护电路和电流不平衡保护电路，所述短路保护电路用 于检测直流总线上的短路故障，或者是防雷器15，当电压小于设定值时，进行总电流判断， 总电流超过设定值时，开启保护电路。所述电流不平衡保护电路用于检测组串电流异常，当 某一路组串电流的不平衡度超过设定值，且至少有一路电流大于无流闭锁电流门槛时，经 设定延时，保护电路开启，每路电流都有独立的故障标志位。所述汇流箱还包含有电流监控 与通讯功能，通讯端子接口 18接监控中心主机，主机装有信息显示的软件，通过通讯端子 接口 18将汇流箱通过的电压、电流、温度等信息上传到监控中心服务器主机显示出来，通 过分析软件实现测量显示。当发生过电压、短路等故障时，也就当电压或电流大于某一数值 时，电压或电流继电器动作，同样通过继电器输出和通讯端子接口 18上传到主机。请参阅图1所示，所述直流控制单元2设于一直流配电箱内并包括若干防反二极 管21、正极直流母线铜排22、负极直流母线铜排23、电压表24及接地装置25，该直流控制 单元2用于实现对光伏串列所产生的电流的收集和控制。所述汇流箱中断路器14输出端 子正极接所述直流配电箱内的防反二极管21，然后接入正极直流母线铜排22，汇流箱断路 器14输出端子负极直接接到直流配电箱的负极直流母线铜排23，直流母线铜排正负极22、 23分别接电压表24的正负极、接防雷器4后连接直流输出端子DC+、DC-进入逆变器并网 单元3。[0021]请参阅图3所示，所述逆变器并网单元3设于一逆变器柜内并包括电压源型逆变 器31、输出滤波器32、EMC滤波器33、控制保护单元34及人机接口。所述控制保护单元34 和电压源型逆变器31相连接，用于采集电能数据，所述直流控制单元2输出的直流电源首 先经过EMC滤波器33进入逆变器31。所述电压源型逆变器31的作用为将光伏阵列发出 的直流转换成交流并经过滤波器32输送到电网；所述控制保护单元34是逆变器并网单元 3的核心部件，包含了欠/过压、偏频、短路等保护，包含了高低频滤波器和补偿装置，其主 要作用是控制主功率回路动作时序，实时对系统进行保护。所述人机接口包括触摸屏35及 后台处理装置36，主要用于系统重要参数设置和信息显示，所述触摸屏35和后台处理装置 36与控制保护单元34串联连接。本实用新型中的逆变器并网单元3共有最大功率点跟踪、恒功率、恒电压、恒电流 及无功功率调节等五种工作模式，用户可根据需要进行选择，具体如下1)最大功率点跟踪该模式下，逆变器并网单元3以最大功率并网发电。2)恒功率恒功率模式下，逆变器并网单元3能按照电力系统的调度指令以固定 功率并网发电，功率值大小在线连续可调。3)恒电压恒电压模式下，逆变器并网单元3直流母线电压为固定值。对单晶硅、 多晶硅材料的电池阵列，其值通常为开路电压的0. 8倍；对薄膜材料的电池阵列，其值为开 路电压的0.7倍。4)恒电流恒电流模式下，逆变器并网单元3以恒定电流并网发电，该电流值大小 在线连续可调。5)无功功率调节无功功率调节模式下，逆变器并网单元3在输出有功的同时输 出部分无功功率，根据需要对功率因数进行在线连续调节。该模式下应保证总的视在容量 不超过逆变器额定容量。本实用新型提供的预装式配电箱100，将汇流单元1、直流控制单元2和逆变器并 网单元3三部分在集成到一起，作为一个整体使用或出售，并根据各个电网的不同需求定 制不同的型号，避免了由于三者型号不匹配，或相互之间的接口不匹配而造成的对太阳能 发电系统的影响，该产品实现将传统的汇流箱、直流配电箱和逆变器柜封装到一起，实现了 光伏电站模块化和标准化，并且使配电箱的安装过程变得十分方便快捷。另外，本实用新型 中所公开的预装式光伏配电箱100适用于荒漠供电困难问题，宽电压开关电源，可直接从 直流总线取电，免去外部供电电源。以上所述，仅是本实用新型的最佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，利用上述 揭示的方法内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保 护的范围。
权利要求一种预装式光伏配电箱，包括一接光伏组件的输入端及一接变压器的输出端，其特征在于所述预装式光伏配电箱包括串联在一起的汇流单元、直流控制单元和逆变器并网单元。
2.根据权利要求1所述的预装式光伏配电箱，其特征在于所述汇流单元包括直流正 极保险丝座、接地端子、通讯/电流检测板、直流断路器、防雷器、直流负极保险丝座及直流 汇流输出端子。
3.根据权利要求2所述的预装式光伏配电箱，其特征在于所述直流控制单元与所述 逆变器并网单元之间的电路中并联有防雷器。
4.根据权利要求3所述的预装式光伏配电箱，其特征在于所述直流控制单元包括若 干防反二极管、正极直流母线铜排、负极直流母线铜排、电压表、接地装置及与逆变器并网 单元连接的直流输出端子。
5.根据权利要求4所述的预装式光伏配电箱，其特征在于所述直流断路器设有与所 述防反二极管相连接的输出端子正极及与所述负极直流母线铜排连接的输出端子负极。
6.根据权利要求4所述的预装式光伏配电箱，其特征在于所述正极直流母线铜排及 负极直流母线铜排分别与所述电压表的正负极相连接。
7.根据权利要求3所述的预装式光伏配电箱，其特征在于所述逆变器并网单元包括 电压源型逆变器、输出滤波器、EMC滤波器、控制保护单元及人机接口。
8.根据权利要求7所述的预装式光伏配电箱，其特征在于所述控制保护单元和所述 电压源型逆变器相连接，所述人机接口与控制保护单元串联连接。
9.根据权利要求8所述的预装式光伏配电箱，其特征在于所述人机接口包括触摸屏 和后台处理装置，所述触摸屏、所述控制保护单元和所述后台处理装置串联连接。
专利摘要本实用新型提供了一种预装式光伏配电箱，包括一接光伏组件的输入端及一接变压器的输出端，所述预装式光伏配电箱包括串联在一起的汇流单元、直流控制单元和逆变器并网单元。相较于现有技术，本实用新型所述的预装式光伏配电箱将传统的汇流箱、直流配电箱和逆变器柜封装到一起，实现了光伏电站模块化和标准化，能够大大缩短光伏发电站的设计、生产、安装和建设过程，加速光伏发电产业的长足发展。
文档编号H02N6/00GK201726350SQ20102027341
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者匡兴杰, 王培发 申请人:北京长宇联讯通信技术有限公司