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單位：浙江巨磁智能技術有限公司 作者：王維維 一、引言 太陽能具有分布廣、可再生、無污染等特點，利用光伏系統對太陽能加以利用成為解決當前能源危機及緩解環境保護壓力的重要手段之一。近年來，光伏裝機規模快速擴大，技術進步和產業升級加快，已成為全球能源轉型的重要領域。 
圖1 國家能源局戶用光伏統計信息公開 目前，國內光伏產業鏈各個環節已經相當完整，參與其中的廠家眾多，光伏市場日趨飽和。隨著光伏組件的高度集成化，新器件的工藝提升，對電流檢測提出了更高的要求，包括高精度、高靈敏度、高穩定性、高可靠性和快速響應等方面。電流傳感器是光伏系統中用于系統控制和狀態監測的重要元件，是實現光伏組串電流檢測極其關鍵的一環，包括對直流、交流、脈動直流及共模漏電流的測量。 在此背景下，運用電流傳感器準確監測電流，可以及時發現問題，提高光伏系統的可靠性、效率和安全性，從而推動光伏技術的發展和應用。 二、光伏組串電流檢測需求 光伏組串電流檢測是光伏逆變器中的一個重要功能模塊，可用于故障檢測和故障保護、運行優化和功率控制、數據采集和監測等方面，通過對組串電流的準確監測和分析，能夠有效保證光伏系統的安全運行和性能優化。 光伏陣列的電路結構多為SP結構，陣列中的太陽電池組件首先通過串聯方式形成一個支路，再將各個組串并聯構成。如下圖所示為一個m串n并的SP結構。
圖2 SP結構的光伏陣列 根據IEC 62548 標準要求：光伏系統是否需要在每個組串中安裝過流保護器件由組串并聯數量確定。
圖3 IEC 62548 標準要求 注：N_S代表組串并聯數量，I_(SC-MOD)代表光伏組件短路電流，I_(MOD-MAX-OCPR)代表光伏組件最大過電流保護額定值。 當并聯組串數量超過2串時，需要在每個組串中安裝過流保護器件。對逆變器而言，即每路MPPT接入的組串數量達到3串及以上時，需要在每個組串增加過流保護器件。 因此，通過在每條光伏組串中布置帶有過流保護功能的芯片級傳感器，檢測各組串輸入電流，分析各組串的工作狀態，可以保證光伏陣列發生故障、組串工作出現異常時，能夠及時測量該支路電流的變化情況、定位異常并發出警告，提醒用戶及時檢修。
圖4 光伏組串電流傳感器嵌入方式 電流檢測能夠及時檢測到電流的變化，指示故障位置，幫助工作人員快速發現故障點進行維護，縮短組件更換周期，提高光伏系統的發電效率和系統的經濟性。對常見的光伏組串電流故障問題進行統計匯總，幫助我們更好的聚焦日常應用過程中光伏組串的電流檢測需求。 （1）組串短路：當光伏組串中存在短路時，電流會迅速增大，導致電流異常高。短路通常是由于組串內部連接線路的損壞、電池板損壞或接觸不良等原因引起的。 （2）組串開路：組串開路是指光伏組串中存在斷路或開路現象，導致電流無法正常通路。在組串開路情況下，電流將為零或非常低。 （3）組串接觸不良：光伏組串中，如果連接線路或連接器出現松動、腐蝕或接觸不良，會導致電流傳輸受阻或中斷，從而引起電流異常。 （4）組串溫度過高：當光伏組串發生過載或電路故障時，會導致組串溫度升高。高溫會影響電池板的發電效率和穩定性，從而引起電流異常。 （5）組串電池老化：光伏組串中的電池板隨著使用時間的增加，可能會出現老化、損壞或性能下降的情況，導致電流輸出異常。 三、光伏組串電流傳感器的實際應用 為滿足上文中提及的光伏組串電流檢測需求，電流傳感器的角色至關重要。電流傳感器一般用于測量和監測光伏組串中的電流輸出，以實時獲取電流值，并將其傳輸給光伏逆變器或其他控制系統。在實際應用過程中，多種因素的共同作用可能會導致傳感器故障的發生，進而導致電流檢測效果不佳，對光伏系統的穩定運行產生不可忽視的影響。對使用過程中造成電流傳感器測量誤差的具體問題進行匯總，總結如下： 表1 光伏組串電流傳感器實際應用過程中產生的具體問題匯總
針對以上總結的光伏組串電流傳感器應用過程中產生的問題，對問題產生原因進行探究，結果如下： 表2 光伏組串電流傳感器應用過程中產生具體問題的原因匯總
針對以上問題，可以通過選擇高精度、抗干擾能力強的光伏組串電流傳感器，合理安裝和布置傳感器，避免將傳感器安裝在受到強烈陽光直射或高溫環境的位置，避免安裝在有較強電磁干擾源的附近，以及避免存在機械振動的位置。進行定期維護和故障檢測，以及采取溫度補償等措施來提高光伏組串電流傳感器的實際應用性能。 四、產品選型 ME2系列電流傳感器基于Magtron Quadcore®的高性能電流傳感器芯片，采用開環霍爾技術，適用于隔離條件下的交直流、脈沖電流和任何其他波形電流的測量，測量時一次側與二次側完全絕緣。在全溫區下具有高精度、高線性的輸出特性。器件安裝方式為PCB插件，具有可靠的固定引腳，安裝便捷且具有良好的散熱效果。適用于光伏匯流箱、光伏逆變器組串、伺服電機驅動、不間斷電源等工業產品應用。 產品優勢： 體積小、低成本、高可靠性、低插入損耗、抗干擾能力強、響應迅速、方便安裝 產品特點： 高精度、高線性度、低零漂、低溫漂、響應迅速。
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