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    • 专利摘要:
    本实用新型提供了一种电气控制箱及供电系统，涉及太阳能光伏技术领域，包括：具有输入端和输出端的箱体，以及设置在箱体内的主回路开关装置、支路开关装置、电表、电力网络路由器和物联网控制装置；主回路开关装置设置在输入端和输出端之间，形成主回路；电表和支路开关装置并联设置在主回路上，支路开关装置还分别与电力网络路由器和物联网控制装置连接。本实用新型提供的电气控制箱，提供了通过电力网络路由器接入以太网，以及通过物联网控制装置接入并控制负载设备的功能，实现了对智能负载设备的控制，并且通过电力网络路由器，实现了电气控制箱与以太网络的通信，提高了电气控制箱的适用场景。
    公开号:CN214337264U
    申请号:CN202120311287.5U
    申请日:2021-02-03
    公开日:2021-10-01
    发明作者:宫芳涛
    申请人:Xian Longi Green Energy Architecture Technology Co Ltd；
    IPC主号:H02B1-48
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种电气控制箱及供电系统。
    [n0002] 太阳能发电是目前主要的新能源发电形式之一，随着系统成本不断下降，在用户侧得到了大规模的推广和应用，光伏发电系统也得到了广泛的应用，尤其是在电价波动较大的国家或区域。
    [n0003] 现有技术中，光伏发电系统由光伏组件、支架、并网逆变器、并网箱、线缆等组成，光伏组件所发电量通过并网箱、配电箱提供给家用负载使用，多余的电量返送到电网，实现自发自用、余电上网。另外，常规的并网箱内部主要由刀开关、断路器、防雷保护器等组成，主要实现简单的光伏发电系统的安全接入和线路通断控制。
    [n0004] 但是，目前的光伏发电系统较为简单，难以满足对日益流行的智能用电设备的控制的需求，降低了其应用范围。
    [n0005] 本实用新型提供一种电气控制箱及供电系统，旨在解决现有的光伏供电系统难以满足对日益流行的智能用电设备的控制的需求，降低了其应用范围。
    [n0006] 本实用新型实施例提供了一种电气控制箱，用于对负载设备进行控制，包括：
    [n0007] 具有输入端和输出端的箱体，以及设置在所述箱体内的主回路开关装置、支路开关装置、电表、电力网络路由器和物联网控制装置；
    [n0008] 所述主回路开关装置设置在所述输入端和所述输出端之间，形成主回路；
    [n0009] 所述电表和所述支路开关装置并联设置在所述主回路上，所述支路开关装置还分别与所述电力网络路由器和所述物联网控制装置连接，所述电力网络路由器用于与以太网连接，所述物联网控制装置用于采集所述负载设备的数据并进行处理；所述物联网控制装置用于与供电系统的逆变器连接，所述电表用于与所述供电系统的电流互感器连接。
    [n0010] 可选的，所述物联网控制装置包括：
    [n0011] 相互连接的交换机、物联网控制器，所述交换机用于与所述负载设备连接，并采集所述负载设备的数据，所述交换机还用于与所述逆变器连接。
    [n0012] 可选的，所述物联网控制装置还包括：开关电源；所述交换机、所述物联网控制器与所述支路开关装置之间设置有所述开关电源，所述开关电源用于向所述交换机、所述物联网控制器供电。
    [n0013] 可选的，所述物联网控制器包括：串口通信接口、网络通信接口、通用输入/输出接口中的一种或多种。
    [n0014] 可选的，所述串口通信接口、所述网络通信接口、所述通用输入/输出接口设置于所述箱体外表面。
    [n0015] 可选的，所述箱体的输入端包括：设置于所述箱体外表面的交流输入端子、电流互感器接入端子、通用串行总线接入端子中的一种或多种；
    [n0016] 所述箱体的输出端包括：设置于所述箱体外表面的交流输出端子。
    [n0017] 可选的，所述主回路开关装置包括：相互连接的主回路断路器和第一保护开关；
    [n0018] 支路开关装置包括：相互连接的支路断路器和第二保护开关。
    [n0019] 本实用新型实施例还提供了一种供电系统，其特征在于，包括：光伏组件、逆变器、电气控制箱、配电箱、电流互感器、双向电表；
    [n0020] 所述光伏组件、所述逆变器、所述电气控制箱、所述配电箱、所述电流互感器、所述双向电表依次串联连接，所述双向电表用于接入电网；
    [n0021] 所述电气控制箱还与负载设备和所述电流互感器连接。
    [n0022] 可选的，所述供电系统还包括储能装置，所述储能装置与所述逆变器连接，用于进行电量的存储和释放。
    [n0023] 可选的，所述负载设备包括充电设备、智能家居设备。
    [n0024] 在本实用新型实施例中，具有输入端和输出端的箱体，以及设置在箱体内的主回路开关装置、支路开关装置、电表、电力网络路由器和物联网控制装置；主回路开关装置设置在输入端和输出端之间，形成主回路；电表和支路开关装置并联设置在主回路上，支路开关装置还分别与电力网络路由器和物联网控制装置连接，电力网络路由器用于与以太网连接，物联网控制装置用于采集负载设备的数据并进行处理；物联网控制装置用于与供电系统的逆变器连接，电表用于与供电系统的电流互感器连接。本实用新型提供的电气控制箱，提供了通过电力网络路由器接入以太网，以及通过物联网控制装置接入并控制负载设备的功能，实现了对智能负载设备的控制，并且通过电力网络路由器，实现了电气控制箱与以太网络的通信，提高了电气控制箱的适用场景。
    [n0025] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
    [n0026] 图1示出了本实用新型实施例中的一种电气控制箱的结构框图；
    [n0027] 图2示出了本实用新型实施例中的一种电气控制箱的结构示意图；
    [n0028] 图3示出了本实用新型实施例中的一种电气控制箱的通信架构图；
    [n0029] 图4示出了本实用新型实施例中的一种电气控制箱的内部系统原理图；
    [n0030] 图5示出了本实用新型实施例中的一种供电系统的架构图。
    [n0031] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
    [n0032] 参照图1，图1示出了本实用新型实施例中的一种电气控制箱的结构框图，电气控制箱包括：具有输入端和输出端的箱体10，以及设置在箱体10内的主回路开关装置11、支路开关装置12、电表13、电力网络路由器14和物联网控制装置15；主回路开关装置11设置在输入端和输出端之间，形成主回路；电表13和支路开关装置12并联设置在主回路上，支路开关装置12还分别与电力网络路由器14和物联网控制装置15连接，电力网络路由器14用于与以太网连接，物联网控制装置15用于采集负载设备的数据并进行处理；物联网控制装置15用于与供电系统的逆变器连接，电表用于与所述供电系统的电流互感器(CT，Currenttransformer)连接。
    [n0033] 在本实用新型实施例中，参照图2，图2示出了本实用新型实施例中的一种电气控制箱的结构示意图，主回路开关装置11、支路开关装置12、电表13、电力网络路由器14和物联网控制装置15可以设置于箱体10内部，其中，主回路开关装置、支路开关装置用于实现整个电气控制箱中主回路和支路的安全保护，并联于主回路上的电表则可以对连接于电气控制箱的所有负载设备的用电量进行监控。另外，电表可以通过电流互感器采集的信号，确定光伏供电系统中发电端的总发电量与负载设备用电量之间的对应关系，并根据这种对应关系来控制对负载设备用电量的分配。
    [n0034] 进一步的，在电气控制箱的一个支路上，可以设置电力网络路由器，电力网络路由器可以实现电力载波通信，能够连接以太网，从而为电气控制箱所属的整个供电系统提供以太网服务；在电气控制箱的另一个支路上，可以设置物联网控制装置，物联网控制装置可以与外部的负载设备(如充电桩、智能家居设备等)实现通信连接，物联网控制装置可以采集负载设备运行产生的数据，并对该数据进行分析处理，产生相应的控制指令，最后将控制指令下发至负载设备，以达到控制负载设备的目的。另外，物联网控制装置还可以将负载设备运行产生的数据上传至以太网平台，以达到在以太网络平台上对负载设备运行的实时监控。
    [n0035] 综上所述，本实施例中，包括：具有输入端和输出端的箱体，以及设置在箱体内的主回路开关装置、支路开关装置、电表、电力网络路由器和物联网控制装置；主回路开关装置设置在输入端和输出端之间，形成主回路；电表和支路开关装置并联设置在主回路上，支路开关装置还分别与电力网络路由器和物联网控制装置连接，电力网络路由器用于与以太网连接，物联网控制装置用于采集负载设备的数据并进行处理；物联网控制装置用于与供电系统的逆变器连接，电表用于与供电系统的电流互感器连接。本实用新型提供的电气控制箱，提供了通过电力网络路由器接入以太网，以及通过物联网控制装置接入并控制负载设备的功能，实现了对智能负载设备的控制，并且通过电力网络路由器，实现了电气控制箱与以太网络的通信，提高了电气控制箱的适用场景。
    [n0036] 可选的，参照图1，物联网控制装置15包括：相互连接的交换机151、物联网控制器152，交换机151用于与负载设备连接，并采集负载设备的数据，交换机151还用于与逆变器连接。
    [n0037] 具体的，进一步参照图3，图3示出了本实用新型实施例中的一种电气控制箱的通信架构图，交换机则可以与负载设备(如充电桩，智能家居设备等)以及供电系统的逆变器(逆变器是把直流电能转变成定频定压或调频调压交流电的转换器)连接，采集负载设备和逆变器运行所产生的数据，物联网控制器则可以根据该数据，产生相应的控制指令，最后将控制指令下发至负载设备，以达到控制负载设备的目的。
    [n0038] 可选的，参照图1，物联网控制装置15还包括：开关电源153；交换机151、物联网控制器152与支路开关装置12之间设置有开关电源153，开关电源153用于向交换机151、物联网控制器152供电。在本实用新型实施例中，交换机151、物联网控制器152各自可以内置电源以进行供电，另外，交换机151、物联网控制器152可以连接有开关电源153，由开关电源153实现对交换机151、物联网控制器152的供电。
    [n0039] 进一步参照图4，其示出了一种电气控制箱的内部系统原理图，图4中，负载设备可以包括：充电桩、智能家居及其他智能用电设备，智能电表可以通过电流互感器采集电流信号，并基于逆变器通信1信号，实现对用电量的监控。交换机则可以通过接入充电桩、智能家居及其他智能用电设备，实现对这些负载设备运行数据的采集，将采集的数据发送至物联网控制器，以供物联网控制器产生相应的控制指令，最后将控制指令下发至负载设备，以达到控制负载设备的目的。电力网络路由器可以实现电力载波通信，能够连接以太网，从而为电气控制箱所属的整个供电系统提供以太网服务。
    [n0040] 可选的，参照图2，物联网控制器包括通信接口154，通信接口154包括：串口通信接口、网络通信接口、通用输入/输出接口中的一种或多种。
    [n0041] 可选的，参照图2，串口通信接口、所述网络通信接口、所述通用输入/输出接口设置于所述箱体10外表面。本实施例中，物联网控制器具有串口通信接口、网络通信接口、通用输入/输出口、CPU、存储器等，可进行不同数据的采集和控制，交换机则可以对网络通信接口进行扩展。另外，物联网控制器包括的通信接口均可以设计在箱体外侧，采用即插即用接口，使得接口的连接可以不依赖于专门工具，接线方便，大大缩短了安装时间。
    [n0042] 可选的，箱体的输入端包括：设置于箱体外表面的交流输入端子、电流互感器接入端子、通用串行总线接入端子中的一种或多种；箱体的输出端包括：设置于箱体外表面的交流输出端子。
    [n0043] 其中，交流输入/输出端子用于实现电气控制箱的交流电输入输出，电流互感器接入端子则用于接入CT，CT是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器，CT是由闭合的铁心和绕组组成，设置在需要进行测量电流的线路中，电表可以通过CT来检测电流信号。通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)接入端子则可以外接采用了USB接口的外接设备。
    [n0044] 可选的，参照图1，主回路开关装置11包括：相互连接的主回路断路器111和第一保护开关112；支路开关装置12包括：相互连接的支路断路器121和第二保护开关122。本实用新型实施例中，相互连接的主回路断路器111和第一保护开关112可以用于电气控制箱中主回路的断电保护，相互连接的支路断路器121和第二保护开关122可以用于电气控制箱中支路的断电保护。
    [n0045] 参照图5，本实施例中还提供一种供电系统，包括：光伏组件20、逆变器30、电气控制箱10、配电箱40、电流互感器50、双向电表60；光伏组件20、逆变器30、电气控制箱10、配电箱40、电流互感器50、双向电表60依次串联连接，双向电60表用于接入电网70；电气控制箱10还与负载设备和电流互感器(CT)50连接。
    [n0046] 可选的，所述供电系统还包括储能装置31，所述储能装置31与所述逆变器30连接，用于进行电量的存储和释放。
    [n0047] 可选的，所述负载设备包括充电设备、智能家居设备。
    [n0048] 其中，光伏组件20、逆变器30、电气控制箱10、配电箱40、电流互感器50、双向电表60依次串联连接，最终接入电网70进行并网，逆变器30同时与储能模块31相连接，进行电量的存储和释放，电气控制箱10与逆变器30、充电桩、智能家居、CT相连接，用于采集各模块的相关运行数据，对采集到的数据进行处理实现对上网电量的控制。
    [n0049] 综上所述，本实施例中，包括：具有输入端和输出端的箱体，以及设置在箱体内的主回路开关装置、支路开关装置、电表、电力网络路由器和物联网控制装置；主回路开关装置设置在输入端和输出端之间，形成主回路；电表和支路开关装置并联设置在主回路上，支路开关装置还分别与电力网络路由器和物联网控制装置连接，电力网络路由器用于与以太网连接，物联网控制装置用于采集负载设备的数据并进行处理；物联网控制装置用于与供电系统的逆变器连接，电表用于与供电系统的电流互感器连接。本实用新型提供的电气控制箱，提供了通过电力网络路由器接入以太网，以及通过物联网控制装置接入并控制负载设备的功能，实现了对智能负载设备的控制，并且通过电力网络路由器，实现了电气控制箱与以太网络的通信，提高了电气控制箱的适用场景。
    [n0050] 要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
    [n0051] 上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
    权利要求:
    Claims (10)
    [0001] 1.一种电气控制箱，用于对负载设备进行控制，其特征在于，包括：
    具有输入端和输出端的箱体，以及设置在所述箱体内的主回路开关装置、支路开关装置、电表、电力网络路由器和物联网控制装置；
    所述主回路开关装置设置在所述输入端和所述输出端之间，形成主回路；
    所述电表和所述支路开关装置并联设置在所述主回路上，所述支路开关装置还分别与所述电力网络路由器和所述物联网控制装置连接，所述电力网络路由器用于与以太网连接，所述物联网控制装置用于采集所述负载设备的数据并进行处理；所述物联网控制装置用于与供电系统的逆变器连接，所述电表用于与所述供电系统的电流互感器连接。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的电气控制箱，其特征在于，所述物联网控制装置包括：
    相互连接的交换机、物联网控制器，所述交换机用于与所述负载设备连接，并采集所述负载设备的数据，所述交换机还用于与所述逆变器连接。
    [0003] 3.根据权利要求2所述的电气控制箱，其特征在于，所述物联网控制装置还包括：开关电源；所述交换机、所述物联网控制器与所述支路开关装置之间设置有所述开关电源，所述开关电源用于向所述交换机、所述物联网控制器供电。
    [0004] 4.根据权利要求2所述的电气控制箱，其特征在于，所述物联网控制器包括：串口通信接口、网络通信接口、通用输入/输出接口中的一种或多种。
    [0005] 5.根据权利要求4所述的电气控制箱，其特征在于，所述串口通信接口、所述网络通信接口、所述通用输入/输出接口设置于所述箱体外表面。
    [0006] 6.根据权利要求1所述的电气控制箱，其特征在于，所述箱体的输入端包括：设置于所述箱体外表面的交流输入端子、电流互感器接入端子、通用串行总线接入端子中的一种或多种；
    所述箱体的输出端包括：设置于所述箱体外表面的交流输出端子。
    [0007] 7.根据权利要求1所述的电气控制箱，其特征在于，所述主回路开关装置包括：相互连接的主回路断路器和第一保护开关；
    支路开关装置包括：相互连接的支路断路器和第二保护开关。
    [0008] 8.一种供电系统，其特征在于，包括：光伏组件、逆变器、如权利要求1至7任一项所述的电气控制箱、配电箱、电流互感器、双向电表；
    所述光伏组件、所述逆变器、所述电气控制箱、所述配电箱、所述电流互感器、所述双向电表依次串联连接，所述双向电表用于接入电网；
    所述电气控制箱还与负载设备和所述电流互感器连接。
    [0009] 9.根据权利要求8所述的供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括储能装置，所述储能装置与所述逆变器连接，用于进行电量的存储和释放。
    [0010] 10.根据权利要求8所述的供电系统，其特征在于，所述负载设备包括充电设备、智能家居设备。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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