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霍爾電流傳感器在光伏匯流箱的應(yīng)用

時間:2022/5/6閱讀:1050
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安科瑞 耿敏花

  摘要本文分析了霍爾傳感器在光伏匯流箱的應(yīng)用,光伏匯流箱是光伏發(fā)電的重要組成部分,主要用于太陽能光伏組件與直流控制柜間的連接。使用霍爾電流傳感器可以實(shí)現(xiàn)太陽能光伏組件陣列的電流隔離測量,準(zhǔn)確測量光伏匯流箱輸出直流電流。

  關(guān)鍵詞:光伏匯流箱;霍爾電流傳感器;隔離

  0:概述

  隨著能源結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快,國家大力提倡綠色能源,太陽能光伏產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。在太陽能發(fā)電站運(yùn)行過程中,準(zhǔn)確測量光電池板輸出的直流電流對太陽能發(fā)電站的監(jiān)控管理起著至關(guān)重要的作用。直流電流測量存在兩個明顯的困難,一是直流測量儀表不便串入電路中;二是直流測量電路與被測電路不能直接耦合,否則會影響被測電路的直流工作點(diǎn),即直流測量的隔離成為難題。采用霍爾電流傳感器測量光伏陣列電流,實(shí)現(xiàn)了電流的準(zhǔn)確測量,同時解決了電流測量的隔離問題,不影響被測電路。

  1:光伏匯流箱監(jiān)測系統(tǒng)控制過程

  光伏匯流箱監(jiān)測系統(tǒng)如圖1所示,霍爾電流傳感器將光伏匯流箱輸出的直流電流信號轉(zhuǎn)化為與原電流成正比的電壓信號傳送到單片機(jī),單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲。當(dāng)單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)主站PC通過通信模塊給單片機(jī)發(fā)送的抄收命令時,單片機(jī)通過通信模塊將信號數(shù)據(jù)發(fā)送回數(shù)據(jù)主站PC機(jī)。為獲取更高的電壓和電流,光伏組件需要串聯(lián)獲取大電壓,并聯(lián)獲取高電流。由于光伏組件串聯(lián)結(jié)構(gòu),每一塊光伏組件的電流*相同,因此設(shè)計只要測量支路電流就可得到每一塊光伏板的輸出電流。

圖1 光伏匯流箱監(jiān)測硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  2:霍爾電流傳感器在光伏匯流箱監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

  2.1 霍爾電流傳感器在光伏匯流箱中的作用

  以光伏直流柜需要對8路光伏匯流箱輸出電流進(jìn)行監(jiān)測為例,鑒于光伏直流柜中一般匯流采用銅排接入且柜體空間有限制,可推薦采用8個體積較小的AHKC-BS ,200A/5V霍爾開環(huán)電流傳感器(如圖2所示),霍爾電流傳感器將光伏匯流箱輸出的直流電流信號轉(zhuǎn)化為與原電流成正比的電壓信號傳送到單片機(jī),計算獲得原電流的大小。

圖2 霍爾電流傳感器測量光伏匯流箱輸出電流

  2.2 霍爾電流傳感器工作原理

  霍爾電流傳感器以霍爾元件為核心,用于隔離檢測電流的傳感器。當(dāng)電流流過一根導(dǎo)線時,將在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場,磁場的大小與流過導(dǎo)線的電流大小成正比,這一磁場可以通過軟磁材料來聚集,然后由霍爾元件來檢測,用霍爾元件在磁芯氣隙處感應(yīng)原邊電流IP的大小和方向。霍爾元件的輸出電壓,經(jīng)過信號處理電路,使傳感器的輸出可以精確反映被測電流的大小。

圖3 霍爾電流傳感器原理圖

  3:霍爾電流傳感器

  3.1概述

  霍爾電流傳感器主要適用于交流、直流、脈沖等復(fù)雜信號的隔離轉(zhuǎn)換,通過霍爾效應(yīng)原理使變換后的信號能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集,廣泛應(yīng)用于電流監(jiān)控及電池應(yīng)用、逆變電源及光伏發(fā)電站管理系統(tǒng)、直流屏及直流馬達(dá)驅(qū)動、電鍍、焊接應(yīng)用、變頻器,UPS伺服控制等系統(tǒng)電流信號采集和反饋控制,具有響應(yīng)時間快,電流測量范圍寬精度高,過載能力強(qiáng),線性好,抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

  3.2技術(shù)指標(biāo)

  4結(jié)束語

  隨著國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)的需求也日益增長。在光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)中使用安科瑞霍爾電流傳感器,能夠?qū)夥l(fā)電站輸出電流進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,可以及時發(fā)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的故障節(jié)點(diǎn),方便工作人員對光伏陣列進(jìn)行維護(hù)和檢修,對光伏發(fā)電站的監(jiān)控管理起著至關(guān)重要的作用。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.6

  [2] 王長貴,王斯成.太陽能光伏發(fā)電實(shí)用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

  [3] 王強(qiáng).多路光電流采集[J].濟(jì)南大學(xué)學(xué)報:自然科版,2007,21(2):117—120.

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