安科瑞(ruì) 鮑(bào)靜君(jūn)

摘要：本(běn)文分(fēn)析了霍爾(ěr)傳感器(qì)在光伏(fú)匯流箱的(dí)應用(yòng)，光(guāng)伏匯(huì)流箱是光(guāng)伏發(fā)電的(dí)重要組(zǔ)成部分(fēn),主(zhǔ)要(yào)用(yòng)於(yú)太陽(yáng)能(néng)光(guāng)伏組(zǔ)件(jiàn)與直流控(kòng)製(zhì)櫃(guì)間(jiān)的連(lián)接(jiē)。使(shǐ)用霍(huò)爾電(diàn)流(liú)傳感(gǎn)器可以(yǐ)實現太陽(yáng)能光(guāng)伏(fú)組件陣列(liè)的電流隔離測量,準確(què)測量光(guāng)伏(fú)匯流箱輸出直流(liú)電流(liú)。

關(guān)鍵詞：光伏匯流(liú)箱(xiāng)；霍爾電流傳感器(qì)；隔(gé)離

0：概述(shù)

隨著能源(yuán)結(jié)構(gòu)調整(zhěng)步伐(fá)的(dí)加(jiā)快(kuài)，國(guó)家大力提倡綠色能(néng)源，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)飛(fēi)速發(fā)展。在(zài)太陽(yáng)能(néng)發電站運行(háng)過程(chéng)中，準確測(cè)量(liáng)光(guāng)電池(chí)板輸(shū)出的(dí)直(zhí)流電流對(duì)太(tài)陽(yáng)能(néng)發電(diàn)站的監(jiān)控管(guǎn)理起(qǐ)著至關(guān)重(zhòng)要(yào)的作用(yòng)。直(zhí)流(liú)電流(liú)測量(liáng)存(cún)在(zài)兩(liǎng)個較明顯(xiǎn)的(dí)困難，一(yī)是直流測(cè)量儀表(biǎo)不便串入(rù)電路中(zhōng)；二是(shì)直流(liú)測(cè)量電(diàn)路與被(bèi)測電路不能直(zhí)接耦合，否(fǒu)則會影(yǐng)響(xiǎng)被(bèi)測電(diàn)路的(dí)直流(liú)工作(zuò)點，即直(zhí)流測量的隔離成為難(nán)題。采(cǎi)用霍(huò)爾電流(liú)傳感器測量(liáng)光伏(fú)陣列(liè)電(diàn)流，實現(xiàn)了電流的準確(què)測(cè)量(liáng)，同時(shí)解決(jué)了(liǎo)電流測量的隔離問(wèn)題，不影(yǐng)響被測電路。

1：光(guāng)伏匯流箱監(jiān)測係統控製過(guò)程(chéng)

光伏(fú)匯流箱監測係(xì)統(tǒng)如(rú)圖1所(suǒ)示，霍爾電流傳(chuán)感器將(jiāng)光伏匯流箱(xiāng)輸(shū)出(chū)的(dí)直流(liú)電流信(xìn)號轉化為與(yǔ)原電流(liú)成正比的電壓信號(hào)傳送(sòng)到單片機(jī)，單(dān)片機對數(shù)據進行(háng)處(chǔ)理(lǐ)和存儲(chǔ)。當單片(piàn)機接收到(dào)數(shù)據主(zhǔ)站(zhàn)PC通(tōng)過(guò)通信模塊給單(dān)片(piàn)機(jī)發送(sòng)的抄收(shōu)命令時(shí)，單片機(jī)通(tōng)過通(tōng)信(xìn)模塊(kuài)將(jiāng)信(xìn)號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送回數據主站PC機。為(wéi)獲取更高(gāo)的電壓(yā)和電流(liú)，光伏組(zǔ)件需(xū)要串(chuàn)聯(lián)獲取大(dà)電壓，並聯(lián)獲取高(gāo)電流。由(yóu)於光伏組件(jiàn)串聯(lián)結構，每一塊(kuài)光(guāng)伏(fú)組件(jiàn)的電流(liú)*相(xiāng)同，因此(cǐ)設(shè)計隻要測量支路(lù)電流(liú)就(jiù)可(kě)得到每(měi)一塊光伏(fú)板的輸出電(diàn)流(liú)。

圖1 光伏匯(huì)流(liú)箱監測硬件(jiàn)係統結構(gòu)圖(tú)

2：霍(huò)爾電流(liú)傳感(gǎn)器在光(guāng)伏(fú)匯流(liú)箱(xiāng)監(jiān)測(cè)係(xì)統中的應用

2.1 霍(huò)爾電(diàn)流傳感(gǎn)器在光(guāng)伏匯(huì)流箱(xiāng)中的作(zuò)用(yòng)

 以(yǐ)光伏(fú)直流(liú)櫃(guì)需要(yào)對(duì)8路光伏(fú)匯流箱輸出電流進行監(jiān)測為例，鑒(jiàn)於光伏直(zhí)流櫃(guì)中一般(bān)匯(huì)流(liú)采(cǎi)用銅排接入(rù)且(qiě)櫃體空間有限製，可推薦采(cǎi)用8個(gè)體積較小(xiǎo)的AHKC-BS ，200A/5V霍(huò)爾開(kāi)環(huán)電(diàn)流傳感器(qì)（如(rú)圖(tú)2所示），霍(huò)爾電流(liú)傳感器(qì)將光伏(fú)匯流(liú)箱(xiāng)輸出的直流電流(liú)信號轉化為與原電流(liú)成(chéng)正比的電壓(yā)信(xìn)號傳送(sòng)到(dào)單片機(jī)，計(jì)算獲(huò)得原電流的大小。

圖2 霍爾電流傳(chuán)感器測量(liáng)光伏匯流(liú)箱輸出電(diàn)流(liú)

2.2 霍(huò)爾電流傳感(gǎn)器工(gōng)作原理

霍爾(ěr)電流(liú)傳(chuán)感器(qì)以霍爾元件(jiàn)為(wéi)核(hé)心(xīn)，用於(yú)隔離檢測電流(liú)的(dí)傳(chuán)感器。當(dāng)電流流(liú)過一根(gēn)導(dǎo)綫時，將在(zài)導綫周圍(wéi)產生(shēng)磁(cí)場，磁場(cháng)的(dí)大小與(yǔ)流(liú)過導綫的(dí)電(diàn)流大(dà)小成正比(bǐ)，這一(yī)磁(cí)場(cháng)可(kě)以(yǐ)通(tōng)過軟磁材料(liào)來聚集(jí)，然後由霍爾(ěr)元(yuán)件(jiàn)來檢(jiǎn)測(cè)，用霍爾元(yuán)件在磁芯(xīn)氣隙(xì)處感(gǎn)應原邊電流IP的大小和(hé)方向。霍(huò)爾元(yuán)件(jiàn)的輸(shū)出電壓，經(jīng)過信號(hào)處(chǔ)理電(diàn)路(lù)，使(shǐ)傳感器的輸出(chū)可(kě)以(yǐ)反(fǎn)映(yìng)被測(cè)電流的(dí)大小。

圖3 霍爾電(diàn)流傳感(gǎn)器原理(lǐ)圖

3：霍(huò)爾電(diàn)流傳感(gǎn)器(qì)

3.1概述(shù)

霍(huò)爾電(diàn)流(liú)傳感(gǎn)器(qì)主要適(shì)用(yòng)於交流，直(zhí)流，脈(mài)衝(chōng)等復雜(zá)信號(hào)的隔離轉(zhuǎn)換(huàn)，通(tōng)過霍爾(ěr)效應原(yuán)理(lǐ)使變換後(hòu)的信號能夠直接(jiē)被(bèi)AD，DSP，PLC，二次(cì)儀表等(děng)各種(zhǒng)采集(jí)裝(zhuāng)置直(zhí)接(jiē)采(cǎi)集，廣(guǎng)泛(fàn)應(yīng)用(yòng)於電流監控(kòng)及電池應(yīng)用，逆變電源(yuán)及光伏發(fā)電(diàn)站管理係統(tǒng)，直(zhí)流屏及(jí)直(zhí)流馬達(dá)驅動(dòng)，電(diàn)鍍(dù)，焊接應(yīng)用，變頻器(qì)，UPS伺服(fú)控(kòng)製(zhì)等係統(tǒng)電流信號(hào)采集和(hé)反饋(kuì)控製(zhì)，具有(yǒu)響(xiǎng)應(yīng)時(shí)間快，電流測量(liáng)範圍(wéi)寬(kuān)精度高(gāo)，過(guò)載能力(lì)強(qiáng)，綫(xiàn)性好(hǎo)，抗(kàng)幹擾能(néng)力(lì)強等優(yōu)點(diǎn)。

3.2技(jì)術(shù)指標

4：結(jié)束語 

隨著國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展(zhǎn)，光(guāng)伏發電監(jiān)測係(xì)統的(dí)需(xū)求也日益(yì)增長。在光(guāng)伏發(fā)電(diàn)監(jiān)測係(xì)統中使用安(ān)科(kē)瑞(ruì)霍爾(ěr)電(diàn)流傳感器，能夠對光伏發電站(zhàn)輸出電流進(jìn)行(háng)實時(shí)監(jiān)測(cè)，可以(yǐ)及時(shí)發現(xiàn)光(guāng)伏發電係統的故(gù)障(zhàng)節點(diǎn)，方(fāng)便(biàn)工作人(rén)員(yuán)對光伏陣列(liè)進行維護和(hé)檢修，對(duì)光伏發電站的(dí)監(jiān)控管(guǎn)理(lǐ)起(qǐ)著至關(guān)重要的作用(yòng)。

參考文(wén)獻

[1] 企業(yè)微電(diàn)網設計與(yǔ)應(yīng)用手冊(cè).2020.6

[2] 王長貴(guì)，王斯成.太陽能(néng)光伏發(fā)電(diàn)實(shí)用技術(shù)[M].北京(jīng):化學(xué)工(gōng)業(yè)出版社，2005.

[3] 王(wáng)強.多路(lù)光電流(liú)采(cǎi)集[J].濟(jì)南大(dà)學學報:自然(rán)科版，2007，21(2):117—120.