AN1V在光伏直流汇流箱中的应用：光伏电站安全监测的“基础环节”

近年来，随着分布式光伏装机规模快速扩大，由于项目分散大，施工相对复杂，随之而来的安全问题也逐渐引起有关部门的重视。国家能源局2025年将分布式光伏纳入新型电力系统安全共治体系，要求强化全生命周期监管，并要加强电站直流侧设备的运行安全监测，直流汇流箱环节，作为电站中最基础的单元之一，汇流箱的可靠性直接关系到整个光伏系统的稳定运行。

在这种背景下，电流监测能力被提升到了一个前所未有的高度。本文将从汇流箱的作用、电流检测的需求和方案选择入手，探讨电流传感器在汇流箱中的具体应用价值。

一、光伏直流汇流箱简介

光伏汇流箱（PV Combiner Box）是光伏发电系统中的关键电气设备，主要用于将多个光伏组串的直流输出电流集中汇流，并通过保护装置传输至逆变器。

在这个过程中，汇流箱不仅仅是一个“分流+汇流”的电气接口，它还承担了电气安全保护的功能。通常，一个标准汇流箱会包含：

• 电流汇集‌：支持6-24路组串并联输入，通过母线集中输出，减少逆变器端接线复杂度;‌
• 多重保护：集成直流断路器或熔断器、防雷模块、防反接二极管等，实现过流、短路、雷击、浪涌等故障防护‌；
• 检测单元：配备传感器和RS485通讯接口，实时监测各支路电流、电压及绝缘阻抗，支持远程运维‌。

可以说，汇流箱既是光伏阵列与逆变器之间的“中转站”，也是光伏电站安全运行的第一道防线。

二、电流检测的必要性

光伏汇流箱里的电流检测，其实是整个光伏电站安全、运维、效率提升的关键环节，可以从以下几个角度来理解其必要性：

1. 保障系统安全

• 光伏组件串联接入汇流箱后，如果某一路发生短路、接地故障或电流异常偏大，就可能烧毁汇流箱内的熔断器、汇流母排，甚至引发火灾。
• 实时电流检测能快速发现异常回路，通过保护动作（熔断、断路或报警）来避免故障扩大。‌

1. 提升运维效率

• 在大型电站中，一个汇流箱可能接入十几到几十路光伏组件串，传统人工巡检几乎不可行。
• 通过电流传感器监测各路电流，可以在后台系统中快速定位异常支路，省去大量人工排查，提高运维效率。

1. 防止发电损失

• 如果某个光伏组件串因遮挡、老化或连接不良导致电流异常偏小，就会造成发电量下降。
• 电流检测能帮助及时发现这类问题，减少“带病运行”造成的发电损失。

1. 配合智能监控系统

• 电流检测数据可上传至电站监控系统（SCADA 或电站运维平台），实现远程监测、故障预警。
• 结合电压检测、温度检测等数据，还能进行组件级健康诊断和发电性能分析。

1. 符合安全与并网规范

• 国内外标准（如 IEC 61724、GB/T 19964）都要求光伏电站具备完善的监测与保护措施。
• 汇流箱电流检测已成为合规建设的基本配置，尤其是分布式和大型地面电站。

光伏汇流箱电流检测不是“可选项”，而是保障电站安全、合规、经济运行的必要措施。

三、汇流箱电流检测方案对比

方案	优点	缺点	适用场景
分流电阻检测	成本低	无绝缘、功耗大、精度易受温度影响、发热严重、耐压性能有限	低压小电流场景
闭环霍尔传感器	高精度、低漂移	成本高、响应速度一般	高精度需求场景
开环霍尔传感器	响应快、成本适中	精度易受温度影响	一般工业场景

综合比较来看，霍尔电流传感器在光伏直流汇流箱中应用更为广泛，特别是面对数十安到数百安的电流范围时，其可靠性和安全性优势尤为明显。

四、AN1V PB303简介

AN1V PB303系列是芯森电子自主研发的一款基于霍尔原理的开环电流传感器，内部采用ASIC技术，具有体积小、无插入损耗和良好绝缘性能的特点。

其主要特性包括：

• 额定电流范围：50A～300A，多型号可选，覆盖汇流箱常见电流区间；
• 带宽：250kHz，可实现对快速故障的及时响应；
• 快速响应：2.5μs跟踪时间，实时监测过流/短路；
• 隔离耐压：4.8kV，有效保障高压直流环境下的测量安全；
• 精度：典型误差在±1%以内，满足光伏运维的监测需求；
• 低温漂：增益误差±1.5%、零点误差±10 mV；
• 高绝缘设计：符合IEC 61800-5-1和IEC 62109-1 CAT III标准，适用于高压直流环境（如475V/960V RMS应用）；
• 宽温度适应性：-40~150°C工作范围，满足户外极端环境；
• 无插入损耗：不影响系统效率，节能减排。
• 小型化：便于集成在紧凑的汇流箱内部。

结合汇流箱的应用场景，AN1V PB303能够：

• 实现实时支路电流监测，方便运维人员快速定位故障；
• 支持过流、短路等异常的快速识别，缩短保护动作时间；
• 提升电站安全合规性，满足监管部门对监测环节的要求。

尺寸图及典型应用连接图

五、汇流箱电流检测原理示意图

下图展示了汇流箱中多路光伏组件如何通过电流传感器进行监测，再汇流至母排，最终送往逆变器：

六、结语

光伏直流汇流箱是电站中最基础、但也是最容易被忽视的环节。随着行业监管趋严，电流监测已成为保障电站安全运行的“必选项”。

在这一背景下，像AN1V PB303这样的霍尔电流传感器，为汇流箱提供了可靠、低损耗、响应快的电流检测手段。它们看似微小，却构成了光伏电站安全监测的基础环节。

未来，随着光伏规模化应用的深入，电流传感技术将在电站安全和智能运维中发挥越来越重要的作用。