汇流箱应用问题探讨课件.ppt

1、汇流箱应用问题探讨汇流箱应用问题探讨汇流箱作用与角色汇流箱作用与角色汇流箱结构及原理汇流箱结构及原理汇流箱布局考虑汇流箱布局考虑汇流箱智能化与监控汇流箱智能化与监控汇流箱现场应用问题汇流箱现场应用问题汇流箱在光伏发电系统中的作用与角色汇流箱在光伏发电系统中的作用与角色光伏发电系统鸟瞰及汇流箱角色光伏发电系统鸟瞰及汇流箱角色汇流箱汇流箱 大型并网光伏发电系统，一般装机容量在几个MW到几十个MW，甚至几百MW。系统按1-2MW为单位，分成若干个发电单元（中小型并网光伏发电系统一般只有一个单元），每个单元光伏阵列有许多光伏组件串，分成若干组（一般8-16串为一组）每组通过汇流箱汇流；若干组再二级汇流

2、到直流配电柜，再接入逆变器；逆变后，进行交流配电，升压，通过输电电缆送到中央升压站统一升压和并网。单元单元 k中央升压站单元单元1光伏发电系统组成原理光伏发电系统组成原理 汇流箱在光伏在整个光伏发电系统中只占极少的投资份额，汇流箱在光伏在整个光伏发电系统中只占极少的投资份额，但其作用是非常之重要和关键。其作用如下：但其作用是非常之重要和关键。其作用如下：将若干（通常将若干（通常8-168-16路）光伏组件串电流合并汇总，即多串电流汇合成一个总路）光伏组件串电流合并汇总，即多串电流汇合成一个总电流。对非晶薄膜组件，由于每串电流很小（电流。对非晶薄膜组件，由于每串电流很小（1A1A），预先会有），

3、预先会有2-62-6路简单汇流，路简单汇流，然后再进行正常的汇流。在然后再进行正常的汇流。在1 1级汇流后，会根据逆变器的容量，进行直流配电柜级汇流后，会根据逆变器的容量，进行直流配电柜的的2 2级汇流，就直接接入逆变器了。级汇流，就直接接入逆变器了。整个光伏发电系统的光伏整列的所有组件串防雷保护（感应雷击）整个光伏发电系统的光伏整列的所有组件串防雷保护（感应雷击）整个光伏发电系统的光伏整列的所有组件串出现故障的实时和即时报警整个光伏发电系统的光伏整列的所有组件串出现故障的实时和即时报警整个光伏发电系统的光伏整列的所有组件串的实时和长期历史运行监视整个光伏发电系统的光伏整列的所有组件串的实时和

4、长期历史运行监视汇流箱在光伏发电系统的作用汇流箱在光伏发电系统的作用汇流箱原理与布局汇流箱原理与布局汇流箱构成原理汇流箱构成原理 光伏组件串分成正负光伏组件串分成正负2 2极，进入汇流箱，要进行一系列的元件串极，进入汇流箱，要进行一系列的元件串/并并实现其汇流的目的：实现其汇流的目的：正极正极 1)1)每一串要串连一个保险熔断器，防止过大的电流进入光伏组件每一串要串连一个保险熔断器，防止过大的电流进入光伏组件;2)2)穿过监测模块的霍尔互感器，实现智能化串电流监测；穿过监测模块的霍尔互感器，实现智能化串电流监测；3)3)可选地再串接一个防反二极管（阻塞二极管），绝对防止电流反灌到组件；可选地再

5、串接一个防反二极管（阻塞二极管），绝对防止电流反灌到组件；4)4)所有串正极汇总并接入断路器（或隔离刀闸）输入侧正极端子所有串正极汇总并接入断路器（或隔离刀闸）输入侧正极端子负极负极 1 1）每一串也要串连一个保险熔断器，防止过大的电流进入光伏组件）每一串也要串连一个保险熔断器，防止过大的电流进入光伏组件;2 2）所有串负极汇总并接入断路器（或隔离刀闸）输入侧负极端子）所有串负极汇总并接入断路器（或隔离刀闸）输入侧负极端子防雷器（浪涌保护器）防雷器（浪涌保护器）正极汇总侧并接到防雷器的正极保护片；正极汇总侧并接到防雷器的正极保护片；负极汇总侧并接到防雷器的负极保护片；负极汇总侧并接到防雷器的负

6、极保护片；正负极保护片的另一侧合并接地；正负极保护片的另一侧合并接地；断路器断路器 一边接入光伏组件串汇总输入；另一边是提供向上级（二级汇流）的输出端一边接入光伏组件串汇总输入；另一边是提供向上级（二级汇流）的输出端汇流箱电路原理图汇流箱电路原理图汇流箱电路布置图汇流箱电路布置图自供电模块自供电模块直接引用光伏组件串汇总正负极，给监测模块供电，省去市电的引入直接引用光伏组件串汇总正负极，给监测模块供电，省去市电的引入汇流箱主要元件汇流箱主要元件熔断器熔断器在每个光伏组件串正负极都加一套有丝及座在每个光伏组件串正负极都加一套有丝及座,防止过大的电流进入任何组件串防止过大的电流进入任何组件串 防雷

7、器（浪涌保护器）防雷器（浪涌保护器）在汇总侧正负极并接一套，防止感应雷击在汇总侧正负极并接一套，防止感应雷击断路器断路器 隔离刀闸隔离刀闸在汇总侧并接一套，在汇总侧并接一套，便于在检修时切断电源便于在检修时切断电源防反二极管防反二极管在每个光伏组件串正或负极可选地加一套，杜绝逆向电流在每个光伏组件串正或负极可选地加一套，杜绝逆向电流监测单元监测单元提供智能化监测手段电流、电压提供智能化监测手段电流、电压 、元件状态均可检测、元件状态均可检测电压变送器电压变送器测量汇总电压，提供给监测单元测量汇总电压，提供给监测单元汇流箱内主回路接触点越少越好汇流箱内主回路接触点越少越好正极：正极：熔断器熔断器

8、-（防反二极管（防反二极管-）汇流排）汇流排-断路器断路器负极负极 ：熔断器：熔断器-汇流排汇流排-断路器断路器在保险器前面加装端子是增加了一级不可靠性，在断路器输出端再增加在保险器前面加装端子是增加了一级不可靠性，在断路器输出端再增加端子或铜排也是不必要的，而且触点越多，回路电阻越大，故障和损耗端子或铜排也是不必要的，而且触点越多，回路电阻越大，故障和损耗就越大。就越大。熔断器座可以手动开合的封闭式座熔断器座可以手动开合的封闭式座在现场安装、调试和检查时，作为开关用，可以避免许多不必要的问题在现场安装、调试和检查时，作为开关用，可以避免许多不必要的问题汇流监测单元不要串接在主回路上汇流监测单

9、元不要串接在主回路上汇流检测单元是二次设备，弱电设备，是电路板，不应该串接在主回路汇流检测单元是二次设备，弱电设备，是电路板，不应该串接在主回路上导致损耗和故障，它的不正常工作不能影响主发电回路上导致损耗和故障，它的不正常工作不能影响主发电回路辅助设备引用主回路电源，要注意良好的连接和绝缘辅助设备引用主回路电源，要注意良好的连接和绝缘电压变送器、自供电电源均要从汇流排上引用电压，应该用足够耐压的电压变送器、自供电电源均要从汇流排上引用电压，应该用足够耐压的导线导线 汇流箱布局考虑汇流箱布局考虑汇流箱智能化与监控系统汇流箱智能化与监控系统 汇流箱智能化的核心是监测模块，监测光伏组件串电流数据和汇

10、汇流箱智能化的核心是监测模块，监测光伏组件串电流数据和汇总电压、防雷器状态、断路器状态，实时上报监控系统；监控系统采总电压、防雷器状态、断路器状态，实时上报监控系统；监控系统采集处理数据，并通过显示屏，给工作人员提供各种图表曲线。集处理数据，并通过显示屏，给工作人员提供各种图表曲线。运行维护人员能实时了解光伏组件阵列的运行状况，在故障出现运行维护人员能实时了解光伏组件阵列的运行状况，在故障出现的第一时间报警、定位和处理，这对大面积光伏组件阵列的发电系统的第一时间报警、定位和处理，这对大面积光伏组件阵列的发电系统来讲，运行维护的效率会极大提高。来讲，运行维护的效率会极大提高。长期积累历史数据对分

11、析光伏组件的使用情况及衰减老化，长期积累历史数据对分析光伏组件的使用情况及衰减老化，比如长期积累的光伏组件串电流；与长期积累的环境参数比如长期积累的光伏组件串电流；与长期积累的环境参数太阳辐太阳辐照度的对比；与长期积累的逆变器发电量的对比；都可为优化光伏发照度的对比；与长期积累的逆变器发电量的对比；都可为优化光伏发电站光伏组件的效率、质量的改进提供极大的帮助电站光伏组件的效率、质量的改进提供极大的帮助。交换机监控主机网络打印机10/100M适用于建筑物太阳能发电场合小型太阳能发电监控系统小型太阳能发电监控系统智能仪表断路器逆变器汇流智能模块汇流智能模块数据采集器汇流智能模块汇流智能模块汇流智能

12、模块汇流智能模块气象环境监测仪RS485RS485总线总线室内温度室内温度辐照度辐照度4-20mARS485RS485/422室外温度室外温度电池板温度电池板温度风速风向风速风向保护保护其他智能设备其他智能设备智能汇流箱智能汇流箱0-5VRS485电表电表MW单元本地监控子系统至中央监控系统以太网/光纤/GPRSMWMW单元发电监控子系统单元发电监控子系统1#1#光伏发电单元光伏发电单元监控主机网络打印机双以太网网网络络层层主主站站层层 升压站单元升压站单元至调度中心至调度中心远动远动RTURTU监控主机交换机大屏幕主服务器 备服务器维护工作站N#N#光伏发电单元光伏发电单元大型太阳能发电监控

13、系统大型太阳能发电监控系统WEB服务器MIS现现场场层层汇流箱现场应用问题汇流箱现场应用问题 在光伏发电站中，汇流箱与光伏组件阵列是在最恶劣的户在光伏发电站中，汇流箱与光伏组件阵列是在最恶劣的户外环境下紧密共存的一对难兄难弟，虽然价值迥异，但重要性外环境下紧密共存的一对难兄难弟，虽然价值迥异，但重要性是同样的。都要经过严寒酷暑、日晒雨淋。是同样的。都要经过严寒酷暑、日晒雨淋。同时，同时，700-1000V700-1000V直流电压比直流电压比400V400V的交流配电对各个连接的交流配电对各个连接环节，导体材料的要求又严格多了。环节，导体材料的要求又严格多了。应此在现场运行中，有关汇流箱出现了

14、各种各样的问题，应此在现场运行中，有关汇流箱出现了各种各样的问题，需要我们不断改进。需要我们不断改进。汇流监测单元汇流监测单元RS485RS485总线布线问题总线布线问题 汇流箱是分布在光伏组件矩阵中间，实现组件串分单元，分组进行汇流的汇流箱是分布在光伏组件矩阵中间，实现组件串分单元，分组进行汇流的，汇流监测单元的通信是通过，汇流监测单元的通信是通过RS485RS485总线实现的，通信不畅的问题如下：总线实现的，通信不畅的问题如下：RS485RS485双绞线有接的错，双绞线有接的错，A A、B B没分清，有短路状况和断开状况没分清，有短路状况和断开状况 RS485 RS485总线接到备用线上总

15、线接到备用线上 设备接入过多，通讯不稳定设备接入过多，通讯不稳定 汇流监测单元地址标识问题汇流监测单元地址标识问题 由于监控系统与汇流监测单元通信采用由于监控系统与汇流监测单元通信采用ModbusModbus协议，要求每个单元有一个协议，要求每个单元有一个地址标识。如果地址标识不对，则通信不上。地址标识。如果地址标识不对，则通信不上。所以现场工作人员要核对和更正每个单元的地址。检测单元本身提供这个所以现场工作人员要核对和更正每个单元的地址。检测单元本身提供这个址标识的检查和更改手段，可大大减轻工作人员的工作复杂度和工作效率址标识的检查和更改手段，可大大减轻工作人员的工作复杂度和工作效率此外，监

16、测单元本身能读电流、状态和参数，能大大减少现场调试的工作量此外，监测单元本身能读电流、状态和参数，能大大减少现场调试的工作量汇流监测单元通信问题汇流监测单元通信问题 内部电缆接线端子与电缆头没有牢固连接，由于运输振内部电缆接线端子与电缆头没有牢固连接，由于运输振动、运行过程中冷热交替等，导致松动、拉弧烧毁端子；动、运行过程中冷热交替等，导致松动、拉弧烧毁端子；电池组件串与汇流箱内的接线不牢固，由于施工过程中电池组件串与汇流箱内的接线不牢固，由于施工过程中施工人员用力过大，把固定螺杆拧滑丝没有更换，或用力施工人员用力过大，把固定螺杆拧滑丝没有更换，或用力过小没有把螺杆拧紧，在运行过程中不良接触引

17、起电流拉过小没有把螺杆拧紧，在运行过程中不良接触引起电流拉弧，高温把熔断丝座融掉引起短路，烧掉汇流箱。弧，高温把熔断丝座融掉引起短路，烧掉汇流箱。汇流箱接线问题汇流箱接线问题汇流箱防水端子问题汇流箱防水端子问题 汇流箱下部的防水端子没把电池组件串或汇流输出的线汇流箱下部的防水端子没把电池组件串或汇流输出的线固定紧，由于光伏组件只有白天发电，在发电时接触点间会固定紧，由于光伏组件只有白天发电，在发电时接触点间会发热而膨胀，晚上没有不发电温度降低，接触点间会收缩，发热而膨胀，晚上没有不发电温度降低，接触点间会收缩，如果防水端子没有把电缆固定紧，久而久之向下的力就有可如果防水端子没有把电缆固定紧，久

18、而久之向下的力就有可能引起线缆松脱，造成拉弧烧端子，甚至短路等现象。能引起线缆松脱，造成拉弧烧端子，甚至短路等现象。汇流箱正负极接反问题汇流箱正负极接反问题电池组件串接入汇流箱时，施工人员没正确的分辨电池串过来的电池组件串接入汇流箱时，施工人员没正确的分辨电池串过来的正负极，把其中某电池串的正极与其它电池串的负极接在一起，造正负极，把其中某电池串的正极与其它电池串的负极接在一起，造成短路等。为避免这种情况，需要规范施工和操作，如在接线前要成短路等。为避免这种情况，需要规范施工和操作，如在接线前要先断开断路器，然后要打开所有的熔断丝座，再接线，接完线后查先断开断路器，然后要打开所有的熔断丝座，再接线，接完线后查所有串的极性，所有串的电压，验证正确无误后，方可一路一路合所有串的极性，所有串的电压，验证正确无误后，方可一路一路合上熔断丝座，最后再合上断路器。上熔断丝座，最后再合上断路器。还有的极端情况，由于施工人员胡乱串接光伏组件，导致某些还有的极端情况，由于施工人员胡乱串接光伏组件，导致某些串出现串出现1500V1500V，甚至于，甚至于2500V2500V以上的电压，接入汇流箱，出现元件以上的电压，接入汇流箱，出现元件烧坏现象烧坏现象深圳市拓邦自动化技术有限公司深圳市拓邦自动化技术有限公司