為了在出現(xiàn)接地故障時(shí)保護(hù)至少一個(gè)光伏發(fā)電機(jī)(1)不受引起的、超過(guò)絕緣測(cè)定電壓的對(duì)地過(guò)電壓的損害，所述光伏發(fā)電機(jī)具有大于所述光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的絕緣測(cè)定電壓的空載電壓并且所述光伏發(fā)電機(jī)通過(guò)逆變器(3)與交流電網(wǎng)(6)連接，在所述接地故障的出現(xiàn)或所引起的過(guò)電壓的出現(xiàn)方面監(jiān)視所述光伏發(fā)電機(jī)(1)，并且在出現(xiàn)所述接地故障或所引起的過(guò)電壓時(shí)，首先將所述光伏發(fā)電機(jī)(1)與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)分離，然后使所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)通過(guò)電阻(R1)放電，然后永久閉合所述逆變器(3)的逆變器橋(5)的半導(dǎo)體開關(guān)(V1至V6)并且使所述光電發(fā)電機(jī)(1)再次與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)連接，以便使所述光伏發(fā)電機(jī)(1)短路。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】【專利摘要】為了在出現(xiàn)接地故障時(shí)保護(hù)至少一個(gè)光伏發(fā)電機(jī)(1)不受引起的、超過(guò)絕緣測(cè)定電壓的對(duì)地過(guò)電壓的損害，所述光伏發(fā)電機(jī)具有大于所述光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的絕緣測(cè)定電壓的空載電壓并且所述光伏發(fā)電機(jī)通過(guò)逆變器(3)與交流電網(wǎng)(6)連接，在所述接地故障的出現(xiàn)或所引起的過(guò)電壓的出現(xiàn)方面監(jiān)視所述光伏發(fā)電機(jī)(1)，并且在出現(xiàn)所述接地故障或所引起的過(guò)電壓時(shí)，首先將所述光伏發(fā)電機(jī)(1)與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)分離，然后使所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)通過(guò)電阻(R1)放電，然后永久閉合所述逆變器(3)的逆變器橋(5)的半導(dǎo)體開關(guān)(V1至V6)并且使所述光電發(fā)電機(jī)(1)再次與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)連接，以便使所述光伏發(fā)電機(jī)(1)短路?！緦＠f(shuō)明】光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的對(duì)地過(guò)電壓保護(hù)
本專利技術(shù)涉及一種用于在出現(xiàn)接地故障時(shí)保護(hù)光伏發(fā)電機(jī)不受所引起的、超過(guò)絕緣測(cè)定電壓的對(duì)地過(guò)電壓損害的方法，所述光伏發(fā)電機(jī)具有大于其光伏模塊的絕緣測(cè)定電壓的空載電壓并且所述光伏發(fā)電機(jī)通過(guò)逆變器與交流電網(wǎng)連接，其中所述方法具有獨(dú)立權(quán)利要求I的前序部分的特征。
技術(shù)介紹
光伏發(fā)電機(jī)通常具有至少一個(gè)、通常多個(gè)并聯(lián)的鏈(String)，所述鏈通常由串聯(lián)的光伏模塊組成。 如果在沒(méi)有接地參考的情況下運(yùn)行對(duì)地絕緣的光伏發(fā)電機(jī)，則系統(tǒng)電壓一即在光伏發(fā)電機(jī)到逆變器的連接端之間施加的電壓對(duì)地對(duì)稱地分配。在光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊上出現(xiàn)的最大對(duì)地電壓則是系統(tǒng)電壓的一半。 根據(jù)逆變器的結(jié)構(gòu)(例如在逆變器的范圍內(nèi)的電流分離時(shí)或者在使用電流分離的變壓器時(shí))能夠?qū)崿F(xiàn)使光伏發(fā)電機(jī)的一個(gè)點(diǎn)直接接地或者借助適合的裝置間接地預(yù)給定所述點(diǎn)的對(duì)地電壓——即其電勢(shì)。因此例如可以將光伏發(fā)電機(jī)的中點(diǎn)接地，以便對(duì)地對(duì)稱地分配系統(tǒng)電壓?；蛘?，使光伏發(fā)電機(jī)到逆變器的正連接端或負(fù)連接端接地，以便使其所有光伏模塊保持在負(fù)電勢(shì)或者正電勢(shì)上，這對(duì)于確定的光伏模塊的使用壽命是有利的，或者，非對(duì)稱地預(yù)給定中點(diǎn)或正連接端或負(fù)連接端的對(duì)地電勢(shì)，參見DE202006 008936U1。然而在光伏發(fā)電機(jī)或其到逆變器的連接端的范圍內(nèi)的接地故障時(shí)，應(yīng)立即消除所述接地參考以避免大的接地電流。 當(dāng)在對(duì)地絕緣地運(yùn)行的或由于接地故障有針對(duì)性地與地分離的光伏發(fā)電機(jī)處出現(xiàn)接地故障時(shí)，存在以下危險(xiǎn):光伏發(fā)電機(jī)的部件對(duì)地增大到完全系統(tǒng)電壓。當(dāng)系統(tǒng)電壓超過(guò)光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的絕緣測(cè)定電壓時(shí)，這是緊急的。絕緣測(cè)定電壓是光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊和地之間允許最大施加的電壓的量值，因?yàn)楣夥K對(duì)于超出的電壓不具有足夠的絕緣保護(hù)和/或因?yàn)楦鶕?jù)需遵守的安全規(guī)定通常不允許超過(guò)光伏發(fā)電機(jī)上的絕緣測(cè)定電壓。 因?yàn)樵谶\(yùn)行光伏發(fā)電機(jī)時(shí)系統(tǒng)電壓不超過(guò)其空載電壓，所以僅僅當(dāng)光伏發(fā)電機(jī)具有比其光伏模塊的絕緣測(cè)定電壓更大的空載電壓時(shí)，才存在超過(guò)其光伏模塊的絕緣測(cè)定電壓的過(guò)電壓的危險(xiǎn)。但事實(shí)上相反，在每一個(gè)光伏發(fā)電機(jī)中存在其空載電壓超過(guò)其光伏模塊的絕緣測(cè)定電壓的危險(xiǎn)，因?yàn)樵诔霈F(xiàn)接地故障時(shí)光伏發(fā)電機(jī)可能在空載中。 在電能由光伏發(fā)電機(jī)饋入交流電網(wǎng)中時(shí)，逆變器的直流電壓側(cè)上的相對(duì)較高的系統(tǒng)電壓是有利的，以便限制確定的電功率由光伏發(fā)電機(jī)傳輸?shù)侥孀兤鞅厝涣鲃?dòng)的電流并且因此限制引導(dǎo)所述電流所需的導(dǎo)線橫截面。 在具有獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分的特征的已知方法中，在出現(xiàn)接地故障時(shí)使光伏發(fā)電機(jī)在其到逆變器的連接端之間通過(guò)接觸器短路。由W02011/135239A1已知適合于所述方法的安全裝置。在此，尤其當(dāng)光伏發(fā)電機(jī)具有大量由串聯(lián)的光伏模塊組成的并聯(lián)的鏈時(shí)，所述接觸器必須是大尺寸的。在所述情形中，可以使光伏發(fā)電機(jī)的比額定電流大得多的短路電流消失。因此，用于使光伏發(fā)電機(jī)短路的接觸器非常昂貴。 為了將光伏電壓限制到對(duì)于所連接的用電器而言允許的值上，由DE3041 078A1已知，借助開關(guān)使提供光伏電壓的光伏發(fā)電機(jī)的一部分(即其光伏模塊的一部分)周期地暫時(shí)地短路。在此，沒(méi)有由開關(guān)跨接的光伏電壓總是小于或等于所連接的設(shè)備的最大允許的電壓或者額定電壓。用于使光伏發(fā)電機(jī)的一部分短路的開關(guān)設(shè)置在光伏發(fā)電機(jī)處。當(dāng)光伏發(fā)電機(jī)具有由光伏模塊組成的多個(gè)并聯(lián)的鏈時(shí)，對(duì)于這些鏈中的每一個(gè)設(shè)有一個(gè)用于暫時(shí)短路的開關(guān)。 作為DE30 41 078 Al的教導(dǎo)的延伸，由DElO 2010 009 120 B4已知通過(guò)以下方式保護(hù)光伏大型設(shè)備在交流電流饋入缺失時(shí)不受過(guò)電壓的損害:僅僅對(duì)于其并聯(lián)的鏈中的一些設(shè)有短路開關(guān)，借助所述短路開關(guān)使相應(yīng)的鏈的光伏模塊的一部分短路。由此，也應(yīng)使沒(méi)有短路開關(guān)的鏈的電勢(shì)降到更低的電勢(shì)上并且因此降到不危險(xiǎn)的值上。在此，在逆變器之外設(shè)置雖然更少但仍總設(shè)置一些開關(guān)，通過(guò)所述逆變器饋入交流電網(wǎng)中。此外，當(dāng)沒(méi)有借助附加的、進(jìn)一步增加所述解決方案的設(shè)備開銷的措施來(lái)防止這一情況時(shí)，使光伏發(fā)電機(jī)的幾個(gè)鏈的僅僅一部分短路幾乎不夠，因?yàn)榉駝t存在以下危險(xiǎn):由此沒(méi)有降低系統(tǒng)電壓，而由部分短路的鏈引起反向電流。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所基于的任務(wù)是，闡明具有獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分的特征的用于在出現(xiàn)接地故障時(shí)保護(hù)光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊不受對(duì)地過(guò)電壓損害的方法，所述方法可以在沒(méi)有大的設(shè)備開銷和用于將電能由光伏發(fā)電機(jī)饋入交流電網(wǎng)的逆變器中的昂貴部件的情況下實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)本專利技術(shù)，通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法來(lái)解決所述任務(wù)。在從屬權(quán)利要求中限定所述新方法的優(yōu)選實(shí)施方式。 根據(jù)本專利技術(shù)的方法具有以下步驟: -在出現(xiàn)接地故障或由接地故障引起的、超過(guò)絕緣測(cè)定電壓的對(duì)地過(guò)電壓方面監(jiān)視光伏發(fā)電機(jī)； -在出現(xiàn)接地故障或所引起的過(guò)電壓時(shí)， -首先將光伏發(fā)電機(jī)與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容分離并且將逆變器與交流電網(wǎng)分離； -然后使逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容器通過(guò)電阻放電； -然后永久閉合逆變器的逆變器橋的半導(dǎo)體開關(guān)并且使光伏發(fā)電機(jī)與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容再次連接，以便使光伏發(fā)電機(jī)短路。 由EP2 284 973 Al基本上已知的是，在逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容先前已經(jīng)通過(guò)電阻放電之后，可以通過(guò)逆變器的逆變器橋的半導(dǎo)體開關(guān)使光伏發(fā)電機(jī)短路，用于將電能饋入交流電網(wǎng)中的光伏發(fā)電機(jī)與所述逆變器連接。在此，進(jìn)行光伏發(fā)電機(jī)的短路，以便消除反向電流的主要原因，所述反向電流已經(jīng)在光伏發(fā)電機(jī)的并聯(lián)的鏈之一中記錄。通過(guò)電流傳感器進(jìn)行所述記錄，所述電流傳感器在此分配給每一個(gè)單個(gè)的鏈并且所述電流傳感器的信號(hào)從外部輸送給逆變器。在此不在接地故障方面監(jiān)視光伏發(fā)電機(jī)。也不間接以反向電流的形式記錄這種接地故障，因?yàn)橹辽俸?jiǎn)單的接地故障不引起這種反向電流。此外，EP2284 973A1也不涉及保持光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的絕緣測(cè)定電壓。 為了實(shí)施根據(jù)本專利技術(shù)的方法，由電阻和開關(guān)組成的串聯(lián)電路與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容并聯(lián)以便通過(guò)閉合所述開關(guān)使中間回路電容通過(guò)電阻放電是足夠的，只要不是無(wú)論如何都設(shè)置所述可接通的放電電阻。通常無(wú)論如何都存在用于使光伏發(fā)電機(jī)與輸入側(cè)的中間回路電容分離并且使逆變器與交流電網(wǎng)分離的接觸器。 與電阻串聯(lián)地與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容并聯(lián)的開關(guān)不必滿足特別的要求，因?yàn)殡娮杓词乖谥虚g回路電容最大充電時(shí)也將流經(jīng)開關(guān)的電流限制到容本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于在出現(xiàn)接地故障時(shí)保護(hù)光伏發(fā)電機(jī)(1)不受所引起的、超過(guò)絕緣測(cè)定電壓的對(duì)地過(guò)電壓損害的方法，所述光伏發(fā)電機(jī)具有大于所述光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的絕緣測(cè)定電壓的空載電壓并且所述光伏發(fā)電機(jī)通過(guò)逆變器(3)與交流電網(wǎng)(6)連接，其中，所述方法具有以下步驟：在所述接地故障或所引起的過(guò)電壓的出現(xiàn)方面監(jiān)視所述光伏發(fā)電機(jī)(1)；在出現(xiàn)所述接地故障或所引起的過(guò)電壓時(shí)使所述光伏發(fā)電機(jī)(1)短路，其特征在于，在出現(xiàn)所述接地故障或所引起的過(guò)電壓時(shí)，首先將所述光伏發(fā)電機(jī)(1)與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)分離并且將所述逆變器(3)與所述交流電網(wǎng)(6)分離；然后使所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)通過(guò)電阻(R1)放電；然后使所述逆變器(3)的逆變器橋(5)的半導(dǎo)體開關(guān)(V1至V6)永久閉合并且使所述光伏發(fā)電機(jī)(1)再次與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)連接，以便使所述光伏發(fā)電機(jī)(1)短路。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A·法爾克，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：艾思瑪太陽(yáng)能技術(shù)股份公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：德國(guó);DE
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