光伏组串技术汇总

  什么是光伏组串：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。

  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。

  1.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。

  是指用户都能够将少数、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串行，然后再将若干个光伏串行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。

  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。

  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验测试方案。这里可以讲讲光伏汇流箱里电流检验测试方案的跟新迭代。

  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。

  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。

  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很适合在光伏系统中使用。若选择特殊的电阻隔离方案，则要选择较好的运放及线性光耦，其综合成本也并不低。

  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长期处在通电状态，其两端固定处的松动引起接触阻值异常发热，甚至拉弧。究其最终的原因，还是电阻检验测试方案是非隔离方案，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。市场一致认为，电阻方案做为光伏系统中的电流检验测试方案会有潜在风险，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电流传感器（霍尔）去替代电阻。

  在选用霍尔电流传感器的方案上也有区别。根据工作原理的不同一般分开环和闭环。

  在要求用霍尔替代电阻的那一段时间里，可选择的电流传感器方案实际上并不多，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有可能会出现断裂现象。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，其成本价格也同样是组串电流检测所没办法承受的。

  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的完成了超高的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。

  在开环电流传感器方案中，Magtron受到慢慢的变多客户的青睐，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，能在极短的时间内为客户找到比较合适的方案，并提供对应可靠的件。

  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。几乎所有的传感器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。

  不同的方案没有绝对的好坏，但对应用在适合的项目中，会大幅度的降低你的人力成本及综合成本。

  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，显而易见，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。

  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，生产效率不断的提高。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，就必须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。

  而卧装形式的电流传感器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。

  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。

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