您现在的位置是:首页 > DC/DC > 技术解析

光伏组串电流传感器应用及迭代

时间:2018-03-06 来源: 关键字:传感器   逆变器   

什么是光伏组串:

本文引用地址: http://power.21ic.com//dc/technical/201803/60058.html

在光伏发电系统中,将若干个光伏组件串联后,形成具有一定直流输出的电路单元,简称组件串或组串。

组串电流检测有几个典型的特点:

1.检测电流的路数一般较多,典型的有8路16路等(汇流箱),逆变器则根据其MPPT设计各有不同。

2.对其检测电流的精度有一定要求,但不做计量或计算需求。更大的意义在于实时监控组件发电的状态。

组串电流检测的应用:

汇流箱

是指用户可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来,组成一个个光伏串列,然后再将若干个光伏串列并联接入光伏汇流箱,起到汇流和监控的装置。汇流箱是作为组串电流的典型应用代表。

逆变器

随着分布式电站及商用家庭光伏发电的兴起。尤其是国内,组串式电流传感器作为检测光伏面板的第一道监控,发挥着不可或缺的作用。

电流检测原件的迭代升级

原理篇

因为需要对光伏面板发出的电流进行实时监控,其关注电流一般在7A~10A的直流电流(双面组件的电流会更大些)。要检测这个档位的直流电方案有很多。有比如电阻,光耦霍尔等检测方案。这里可以讲讲光伏汇流箱里电流检测方案的跟新迭代。

电阻方案:

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

在低频率小幅值电流测量中,表现出高的精度和较快的响应速度。工业领域中,在不涉及到测量回路与被测电流之间电隔离的场合,分流器是将电流信号转变为电压信号的首选的低成本方案。

单芯片霍尔方案(SO8封装等):

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

拿汇流箱举例,直流汇流箱最早有不带电流检测功能的。其主要是用于连接光伏阵列(组串) 及逆变器,提供防雷及过流保护等。但对于大型光伏电站项目而言,必须增加智能采集装置,专门用于监测光伏电池阵列中电池组串的运行参数,以保证对设备的实时监控。

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

早期的汇流箱,厂家喜欢用电阻(Shunt)方案来检测电流。电阻有着使用简单,成本低廉等优点。但其缺点也很明显,其温漂较大且非隔离的特性让其不是非常适合在光伏系统中使用。如果选择特殊的电阻隔离方案,则需要选择较好的运放及线性光耦,其综合成本也并不低。

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

并且光伏电站的实际运营中,出现了一定比率的箱体着火烧毁现象。排查下来,有一大部分原因是因为长时间的使用电阻一直处于通电状态,其两端固定处的松动引起接触阻值异常发热,甚至拉弧。究其根本原因,还是电阻检测方案是非隔离方案,在光伏这样的工业级系统中显然不太适合。

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

就这个问题,各大光伏论坛及年会也时常说起。市场普遍认为,电阻方案做为光伏系统中的电流检测方案会有潜在风险,原则上不推荐使用。渐渐地主流电站方开始在招标书上指定要求选用隔离的(霍尔)去替代电阻。

在选用的方案上也有区别。根据工作原理的不同一般分开环和闭环。

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

在要求用霍尔替代电阻的那段时间里,可选择的电流方案其实并不多,仅有国外的几家传感器厂家拥有成熟方案,而且当时的开环方案并不成熟。在这样的情况下,大家只能硬着头皮用昂贵的闭环方案。紧接着国内厂家借势推出了本土化的廉价闭环方案。

闭环在精度上有着相对优势,但在实际使用时又出现了若干问题。比如,闭环传感器的线圈匝数较多,灌胶后,传感器内部在经受热胀冷缩后线圈容易出现断裂现象。加上较多的线圈匝数在遇到打雷天气时耦合较大的能量,容易打坏传感器的内部芯片。但最根本的问题还是:即使是廉价版的闭环传感器,其成本价格也是组串电流检测所无法承受的。

同一时期开环方案逐渐成熟,从LEM的HO系列到国内开环方案的百家开花。从成本和可靠性上,开环电流传感器真正实现了高性价比和可靠的组串电流检测方案。

注:介于电阻和霍尔电流传感器(磁环式)之间的单芯片霍尔(如ACS712)定位稍尴尬,由于其耐压及电流过冲能力欠佳,不被大多数的光伏用户认可。

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

在开环电流传感器方案中,电流传感器智能化推动企业Magtron受到越来越多客户的青睐,根本的原因还是在于其成熟的自研SOC芯片和敏锐的市场洞悉力,能在短时间内为客户找到合适的方案,并提供相应可靠的件。

--结构篇

当开环霍尔成为了主流后。凡是组串类的直流电流检测,都会优先选用该方案。在找到了适合的原理方案后,大家又开始考虑结构上的问题。

主流的穿芯霍尔做到了完全的隔离,安全等级较高。几乎所有的都是以是以竖装的形式来设计。这种设计延续了传感器以往的立式方案。

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

不同的方案没有绝对的好坏,但对应用在适合的项目中,会大大降低你的人工成本及综合成本。

这里还是以汇流箱举例,对比SNEC 14年的光伏展与16年的光伏展,不难发现,主流的汇流箱方案,都在朝着功率密度集成化的方向在走。这也是我们所提到的,在原理方案没有太大区分化的今天,结构上的推陈出新能给整个方案带来全新的设计思路。

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

从扁平化的监控模块到正负极熔断器的上下叠排,再到使用铜排替代AWG线,甚至双熔断丝底座的设计。一些列的结构升级让整个汇流箱的空间愈发紧凑,生产效率不断提升。整个机箱体积能减少1/4以上,带来的优势不言而喻。

讲到生产效率,就不得不提到分布式逆变器的组串电流检测。它和汇流箱起着类似的作用。作为逆变器的一部分,它的设计会更加紧密。传统的立式安装会遇到PCB板占板面积较大,穿线不方便的情况。组串线需要先穿过传感器的孔再插入逆变器内壳的MC4端子接线头。两次穿线会给工人带来生产效率上的问题。

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

而卧装形式的就恰好适合这种场所。其穿孔紧贴PCB板的空位,而PCB孔又紧贴MC4接线孔。让穿线一步到位,同时又只占到逆变器内部很小一部分空间。再深挖这种卧装形式的传感器你还会发现,有很大一部分的领域都更适合这种方式检测电流。

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

当然,根据不同的场所,Magtron提供不同方案,让用户有跟多的选择权。

 

光伏组串电流传感器的应用及迭代

 

Magtron是All Programamble PGA Sensor、磁电传感SoC的全球领先企业,致力于实现新一代更智能的、高功率密度和差异化的磁电传感系统方案。在整个行业向工业物联网和传感智能化的大趋势推动下,Magtron的创新技术Quadcore,RCMU,iShunt等创新技术使得磁电传感,特别是电流传感器应用既高度集成易用,同时实现高功率密度化,也首次实现传感器高速软件化。

换一批

延伸阅读

[资讯] 博世推新型六轴惯性传感器 即使GPS信号中断仍可导航

博世推新型六轴惯性传感器 即使GPS信号中断仍可导航

失去GPS信号会使许多原本轻松的汽车旅行戛然而止。据外媒报道,当地时间11月5日,博世(Bosch)在慕尼黑举行的世界闻名electronica电子展上,宣布推出新型SMI230六轴惯性传感器。使用该传感器,即使GPS信号中断,导航系统仍可......

关键字:GPS 导航 传感器

[资讯] 德国的首条太阳能道路将开通

德国的首条太阳能道路将开通

11月12日,德国第一条太阳能道路将在科隆正式开通。 ......

关键字:太阳能 德国 传感器

[资讯] 逆变器中标创新低 每瓦仅0.11元

逆变器中标创新低 每瓦仅0.11元

近日,华能青海德令哈100MW光伏领跑项目标段公示逆变器中标候选人,根据结果:上能电气股份有限公司、投标报价: 11904000元成为第1候选人;深圳市禾望科技有限公司,投标报价: 11926700元成为第2候选人。 ......

关键字:逆变器 上海电气 华能

[资讯] 是哪几项技术推动自动驾驶汽车发展趋势?

是哪几项技术推动自动驾驶汽车发展趋势?

虽然跟得太紧或是刹车太晚等驾驶行为很容易处理,但是预测其他驾驶员行为以及处理复杂的交叉路口情况只能依赖有经验的驾驶员。自动驾驶汽车(AV)就像新手驾驶员,只是其拥有发展得更好的大脑以及价值数十亿美元的技术,可帮助缩短学习时间。但是即使使用其......

关键字:自动驾驶 传感器 人工智能

[资讯] 我国已基本实现光伏、风电、光热产业的全链供应

我国已基本实现光伏、风电、光热产业的全链供应

中国工业和信息化部节能与综合利用司调研员何锦龙12日在2018第三届德令哈光热大会上表示,中国多晶硅、硅片、电池、组件、逆变器、光热镜面等主要产品产量均连续多年居全球首位,并持续占据较大市场份额,目前已基本实现光伏、风电、光热产业的全链供应......

关键字:逆变器 光伏 风电

[真心话] 单片机大师郭天祥的大学六年,看看与你的有何不同?

单片机大师郭天祥的大学六年,看看与你的有何不同?

在哈尔滨工程大学五年,我在学校电子创新实验室呆了四年,这四年里创新实验室给我提供了良好的学习环境和完善的实验设备;在这里与众多电子爱好者的交流中,使我学到了更多的专业知识;在学校老师们的教导下,让我学会了如何做一名合格的大学生。......

关键字:单片机 郭天祥

[疯狂史] PCB设计软件大解析,哪一款才是你的菜?

PCB设计软件大解析,哪一款才是你的菜?

PCB(Printed Circuit Board)设计软件经过多年的发展、不断地修改和完善,或优存劣汰、或收购兼并、或强强联合,现在只剩下Cadence和Mentor两家公司独大。“......

关键字:PCB设计软件

[新鲜事] 世界卫生组织将“游戏成瘾”列入精神疾病,任天堂索尼激烈反对...

世界卫生组织将“游戏成瘾”列入精神疾病,任天堂索尼激烈反对...

北京时间6月20日早间消息,美国娱乐软件协会(ESA)就世界卫生组织将“游戏成瘾”列入精神疾病的做法提出激烈批评,认为他们列举的证据不够充分,而且可能引发误诊。ESA呼吁世界卫生组织在将游戏成瘾正式列入......

关键字:游戏 任天堂 索尼

[真心话] 网传任正非内部发言:为什么说华为需要思想家?

网传任正非内部发言:为什么说华为需要思想家?

说来也怪,越是内部讲话,在网上传播的越快越广泛。最近,网上流传着好几个版本的任正非先生“最新“内部讲话,其中谈到了任正非一个核心观点:华为的最高境界是需要思想家。其中有这样一段原话:“......

关键字:华为 任正非
发表评论 共有条评论
用户名: 验证码:

变频器内部主电路有什么神奇?

变频器内部主电路有什么神奇?

采用“交-直-交”结构的低压变频器,其内部主电路由整流和逆变两大部分组成.……

精确稳定 让平均电流法帮你实现模块电源并联

精确稳定 让平均电流法帮你实现模块电源并联

今天要为大家介绍的是平均电流法,这种方法能够精确稳定的帮助工程师实现电源模块的并……

九款最简单的电子镇流器电路图原理图分析

九款最简单的电子镇流器电路图原理图分析

从工作原理而言,电子镇流器是一个电源变换电路,它将交流输入市电电源的波形、频率和……

项目外包