[發明專利]一種光伏直流配電柜及其組裝方法

有效

• 申請號: 201410257818.1
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN103996978A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 蹇芳;管仁德;唐海燕;唐洲;陳藝峰;劉玉柱;姚明;張蓉;吳建雄;廖遠輝;張洪浩
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H02B1/20
• 分類號: H02B1/20;H02B1/04;H02B1/56
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及配電柜技術領域。

背景技術

直流配電柜需要實現對多臺匯流箱的輸出進行匯流配電，一般需對每一輸入支路配置防反二極管、直流開關，合理的結構排布十分重要。現有的直流配電柜，有的整柜結構排布不合理，導致柜內接線復雜，維護檢修不便。不同的客戶對直流配電柜的匯流配電路數要求不同，且部分客戶要求直流配電柜具備直流系統絕緣監測功能；不同的客戶對直流配電柜內元器件的品牌和規格需求不同，而不同品牌/規格的元器件尺寸存在差異。直流配電柜存在定制性要求較多、生產不便問題。直流配電柜內支路二極管用于直流線路防反和平衡光伏方陣子陣列與子陣列之間電壓差異，發熱一般比較嚴重，現有的直流配電柜，有的設計不合理，導致直流配電柜現場應用時，發熱嚴重，甚至二極管炸裂?，F有的直流配電柜，有的需要進行柜體背面維護，直流配電柜背面需要開設維護操作門，，對現場安裝條件要求較高，局限了直流配電柜安裝應用。

光伏直流配電柜（以下簡稱“直流配電柜”）主要應用于大型光伏電站，匯集光伏陣列系統的多臺光伏匯流箱的直流輸出，為光伏逆變器提供直流配電輸入，實現配電隔離操作、線路防雷保護，并進行電壓、電流、絕緣狀態等信息的采集與顯示。目前，直流配電柜存在以下問題：

1、直流配電柜需要實現對多臺匯流箱的輸出進行匯流配電，一般需對每一輸入支路配置防反二極管、直流開關，合理的結構排布十分重要。現有的直流配電柜，有的整柜結構排布不合理，導致柜內接線復雜，維護檢修不便。

2、不同的客戶對直流配電柜的匯流配電路數要求不同，且部分客戶要求直流配電柜具備直流系統絕緣監測功能；不同的客戶對直流配電柜內元器件的品牌和規格需求不同，而不同品牌/規格的元器件尺寸存在差異。直流配電柜存在定制性要求較多、生產不便問題。

3、直流配電柜內支路二極管用于直流線路防反和平衡光伏方陣子陣列與子陣列之間電壓差異，發熱一般比較嚴重，直流配電柜的合理散熱設計非常重要?，F有的直流配電柜，有的設計不合理，導致直流配電柜現場應用時，發熱嚴重，甚至二極管炸裂。

4、現有的直流配電柜，有的需要進行柜體背面維護，直流配電柜背面需要開設維護操作門，，對現場安裝條件要求較高，局限了直流配電柜安裝應用。

如何實現直流配電柜通用化組裝、易擴展、可靠散熱、易維護，有效降低產品組裝生產成本，提高應用性和擴展性，是眾多廠商所追求的目標。

多塊光伏電池板串聯連接構成的合適電壓等級的單個光伏組串的輸出電流較小，光伏大型光伏發電系統中，需要通過光伏匯流箱對多路光伏組串進行匯流；再通過直流配電柜將多臺光伏匯流箱的匯流輸出進行二次匯流配電，并輸出與光伏逆變器的直流輸入連接，提供配電隔離操作、線路防雷保護，并進行電壓、電流、絕緣狀態等信息的采集與顯示。如圖1所示，為一種8路匯流規格直流配電柜原理圖，8臺光伏匯流箱的正負直流輸入，分別經過直流配電柜8個支路的電流傳感器、直流開關、防反二極管后并聯至匯流母線后輸出，直流開關一般直流斷路器或直流隔離開關；圖中電流傳感器為配套絕緣監測儀，為部分客戶要求配置；直流配電柜的輸入為8臺光伏匯流箱，直流配電柜為8個支路配置，即8路匯一直流配電柜，實際不同的客戶會有不同的需求，一般為6路~12路配置；此外，對于直流配電柜內使用的元器件，不同的客戶有不同品牌和規格需求，而不同品牌不通過規格的器件的安裝尺寸有所差異。綜上，直流配電柜的客戶定制波動性較大，設計、生產合適的滿足客戶要求的直流配電柜是各個光伏設備生產商不斷致力的目標。

由于光伏市場的迅速發展和客戶的各種需求，行業內出線了各種形式的直流配電柜設計方案。