光伏组串電(diàn)流传感器的应用(yòng)迭代

　什么是光伏组串:

　　在光伏发電(diàn)系统中,将若干个光伏组件串联后,形成具有(yǒu)一定直流输出的電(diàn)路单元,简称组件串或组串。

　　组串電(diàn)流检测有(yǒu)几个典型的特点:

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

　　2.对其检测電(diàn)流的精度有(yǒu)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電(diàn)的状态。

　　组串電(diàn)流检测的应用(yòng):

　　汇流箱

　　是指用(yòng)户可(kě)以将一定数量、规格相同的光伏電(diàn)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。汇流箱是作為(wèi)组串電(diàn)流的典型应用(yòng)代表。

　　逆变器

　　随着分(fēn)布式電(diàn)站及商(shāng)用(yòng)家庭光伏发電(diàn)的兴起。尤其是國(guó)内,组串式電(diàn)流传感器作為(wèi)检测光伏面板的第一道监控,发挥着不可(kě)或缺的作用(yòng)。

　　電(diàn)流检测原件的迭代升级

　　原理(lǐ)篇

　　因為(wèi)需要对光伏面板发出的電(diàn)流进行实时监控,其关注電(diàn)流一般在7A～10A的直流電(diàn)流(双面组件的電(diàn)流会更大些)。要检测这个档位的直流電(diàn)方案有(yǒu)很(hěn)多(duō)。有(yǒu)比如電(diàn)阻,光耦霍尔等检测方案。这里可(kě)以讲讲光伏汇流箱里電(diàn)流检测方案的跟新(xīn)迭代。

　　電(diàn)阻方案: 

　　在低频率小(xiǎo)幅值電(diàn)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電(diàn)流之间電(diàn)隔离的场合,分(fēn)流器是将電(diàn)流信号转变為(wèi)電(diàn)压信号的首选的低成本方案。

　　单芯片霍尔方案(SO8封装等):

　　拿(ná)汇流箱举例,直流汇流箱最早有(yǒu)不带電(diàn)流检测功能(néng)的。其主要是用(yòng)于连接光伏阵列(组串) 及逆变器,提供防雷及过流保护等。但对于大型光伏電(diàn)站项目而言,必须增加智能(néng)采集装置,专门用(yòng)于监测光伏電(diàn)池阵列中電(diàn)池组串的运行参数,以保证对设备的实时监控。

　　早期的汇流箱,厂家喜欢用(yòng)電(diàn)阻(Shunt)方案来检测電(diàn)流。電(diàn)阻有(yǒu)着使用(yòng)简单,成本低廉等优点。但其缺点也很(hěn)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(yòng)。如果选择特殊的電(diàn)阻隔离方案,则需要选择较好的运放及線(xiàn)性光耦,其综合成本也并不低。

　　并且光伏電(diàn)站的实际运营中,出现了一定比率的箱體(tǐ)着火烧毁现象。排查下来,有(yǒu)一大部分(fēn)原因是因為(wèi)長(cháng)时间的使用(yòng)電(diàn)阻一直处于通電(diàn)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,还是電(diàn)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。

　　就这个问题,各大光伏论坛及年会也时常说起。市场普遍认為(wèi),電(diàn)阻方案做為(wèi)光伏系统中的電(diàn)流检测方案会有(yǒu)潜在风险,原则上不推荐使用(yòng)。渐渐地主流電(diàn)站方开始在招标书上指定要求选用(yòng)隔离的電(diàn)流传感器(霍尔)去替代電(diàn)阻.。

　　在选用(yòng)霍尔電(diàn)流传感器的方案上也有(yǒu)區(qū)别。根据工作原理(lǐ)的不同一般分(fēn)开环和闭环。

　　在要求用(yòng)霍尔替代電(diàn)阻的那段时间里,可(kě)选择的電(diàn)流传感器方案其实并不多(duō),仅有(yǒu)國(guó)外的几家传感器厂家拥有(yǒu)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(néng)硬着头皮用(yòng)昂贵的闭环方案。紧接着國(guó)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(yǒu)着相对优势,但在实际使用(yòng)时又(yòu)出现了若干问题。比如,闭环传感器的線(xiàn)圈匝数较多(duō),灌胶后,传感器内部在经受热胀冷缩后線(xiàn)圈容易出现断裂现象。加上较多(duō)的線(xiàn)圈匝数在遇到打雷天气时耦合较大的能(néng)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電(diàn)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系列到國(guó)内开环方案的百家开花(huā)。从成本和可(kě)靠性上,开环電(diàn)流传感器真正实现了高性价比和可(kě)靠的组串電(diàn)流检测方案。

　　注:介于電(diàn)阻和霍尔電(diàn)流传感器(磁环式)之间的单芯片霍尔(如ACS712)定位稍尴尬,由于其耐压及電(diàn)流过冲能(néng)力欠佳,不被大多(duō)数的光伏用(yòng)户认可(kě)。