用于測試光伏逆變器的分離點(diǎn)的方法以及這種類型的光伏逆變器技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于測試光伏逆變器(1)的分離點(diǎn)(12)的方法，并且涉及這種類型的光伏逆變器(1)。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)，在測試模式下，將輔助電壓(U_Lx)施加在分離點(diǎn)(12)的每條線路(Lx)的輸入端(E_Lx)與中間電路電位(M)之間；在每種情況下，按照一開關(guān)模式以交替方式，閉合第一開關(guān)觸頭(SW_Lx,1)并斷開第二開關(guān)觸頭(SW_Lx,2)，然后反向操作；并且，對于每種開關(guān)模式，測量分離點(diǎn)(12)的每條線路(Lx)的輸出端(A_Lx)與中間電路電位(M)之間的電壓(U_Lx,GD；U_MN)，并根據(jù)所測得的電壓(U_Lx,GD；U_MN)，推導(dǎo)出每個(gè)開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)的功能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】用于測試光伏逆變器的分離點(diǎn)的方法以及這種類型的光伏逆變器
本專利技術(shù)涉及一種用于測試光伏逆變器的分離點(diǎn)的方法，該光伏逆變器具有中間電路，其中，所述分離點(diǎn)具有至少兩條線路，每條線路中具有串聯(lián)的兩個(gè)開關(guān)觸頭，對這些開關(guān)觸頭進(jìn)行相應(yīng)地控制以測試功能性。本專利技術(shù)還涉及一種光伏逆變器，用于將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，以將交流電壓饋入供電電網(wǎng)，并且/或者用于給用電設(shè)備供電，該光伏逆變器具有輸入側(cè)DC-DC轉(zhuǎn)換器、中間電路、輸出側(cè)DC-AC轉(zhuǎn)換器和至少具有兩條線路的分離點(diǎn)，每條線路中具有兩個(gè)串聯(lián)的開關(guān)觸頭。
技術(shù)介紹
通常，為了實(shí)現(xiàn)與供電電網(wǎng)或用電設(shè)備之間的安全斷開，每條線路布置一對繼電器用作光伏逆變器與供電電網(wǎng)或用電設(shè)備之間的分離點(diǎn)。遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定是準(zhǔn)許使用不帶電隔離的逆變器進(jìn)行并網(wǎng)饋電的前提。例如，規(guī)定了一種分離點(diǎn)由兩個(gè)獨(dú)立的電網(wǎng)監(jiān)視裝置組成，電網(wǎng)監(jiān)視裝置具有串聯(lián)的分配開關(guān)。必須檢查開關(guān)點(diǎn)的功能完整性，以確保在閉合繼電器之前和開始饋電操作之前，獲得完好無損的兩組開關(guān)觸頭，并且如果一個(gè)開關(guān)觸頭粘連，仍然可以斷開所有載流導(dǎo)體。文獻(xiàn)EP2837012B1和AT513866B1描述了用于測試光伏逆變器的分離點(diǎn)的方法以及本專利技術(shù)所述類型的光伏逆變器，其中，開關(guān)觸頭按照特定的開關(guān)模式逐步切換，并且測量分離點(diǎn)之前和之后的電壓，并使用這些電壓得出開關(guān)觸頭的功能。本專利技術(shù)適用于具有三條相線和一條中性線的三相網(wǎng)絡(luò)、具有一條相線和一條中性線的單相網(wǎng)絡(luò)，還可應(yīng)用于不具有中性線的三相網(wǎng)絡(luò)或不具有中性線的單相網(wǎng)絡(luò)，諸如美國的分相電網(wǎng)或單相三線電網(wǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于創(chuàng)建一種上面提到的用于測試光伏逆變器的分離點(diǎn)的方法以及這種類型的光伏逆變器，本專利技術(shù)的目的可以簡單且成效比高地實(shí)現(xiàn)，并且具有最小的可能硬件支出。對分離點(diǎn)功能的檢查應(yīng)該盡可能快速，且測量工作量少。應(yīng)避免或至少減少已知方法的缺點(diǎn)。與方法相關(guān)地，根據(jù)本專利技術(shù)的目的通過以下方式實(shí)現(xiàn)：在測試模式中，將在各種情形下光伏逆變器產(chǎn)生的輔助電壓施加在分離點(diǎn)的每條線路的輸入端與中間電路電位之間，并且按照某一開關(guān)模式以交替方式，閉合第一開關(guān)觸頭并斷開第二開關(guān)觸頭，隨后閉合第二開關(guān)觸頭并斷開第一開關(guān)觸頭，并針對開關(guān)觸頭的每種開關(guān)模式，測量分離點(diǎn)的每條線路的輸出端與中間電路電位之間的電壓，并根據(jù)針對開關(guān)觸頭的每種開關(guān)模式測得的電壓，推導(dǎo)出每個(gè)開關(guān)觸頭的功能。根據(jù)本專利技術(shù)，對分離點(diǎn)的測試是在測試模式中使用由光伏逆變器(特別是其輸出側(cè)DC-AC轉(zhuǎn)換器)產(chǎn)生的輔助電壓進(jìn)行的，于是，與現(xiàn)有技術(shù)不同，這種方法與是否存在特定的線路電壓無關(guān)。這意味著，根據(jù)本專利技術(shù)的測試方法還可以用于獨(dú)立逆變器，也可以用于隔離的網(wǎng)絡(luò)和電路，包括應(yīng)急電路，在這些網(wǎng)絡(luò)和電路中在接通光伏逆變器之前不存在電壓。輔助電壓由光伏逆變器的現(xiàn)有硬件產(chǎn)生，這個(gè)情況意味著硬件支出特別低，意味著這種方法實(shí)施起來非常簡單且成效比高。基本上，測試模式的執(zhí)行要求一定的順序，這種順序可以用光伏逆變器的現(xiàn)有控制裝置中或?qū)Ｓ每刂蒲b置(例如微處理器)中的軟件比較容易地實(shí)現(xiàn)。可以根據(jù)相對于中間電路電位測得的各種電壓，計(jì)算出每個(gè)開關(guān)觸頭兩端的電壓降，然后可以利用所計(jì)算出的電壓確定開關(guān)觸頭的功能，并因此確定分離點(diǎn)的正確功能。在以前的測試程序中，使用電網(wǎng)電壓來測試開關(guān)觸頭。這樣做的缺點(diǎn)是，在開關(guān)觸頭正常工作的情況下，與所提供的電網(wǎng)電壓并聯(lián)布置的時(shí)鐘濾波電容器會(huì)將線路電壓連接到中間電路，因此在光伏模塊上疊加了50Hz的電壓。這意味著高到無法接受的電流可能會(huì)流經(jīng)中間電路進(jìn)入太陽能模塊的寄生電容，并觸發(fā)故障電流開關(guān)。但是，本專利技術(shù)測試方法基本上不會(huì)產(chǎn)生可能觸發(fā)故障電流開關(guān)的泄漏電流。由于針對不同控制系統(tǒng)在光伏逆變器的分離點(diǎn)之前和之后測量了不同的電壓，因此這些裝置也可以用于執(zhí)行分離點(diǎn)的測試模式。重要的是，通過提供的輔助電壓來形成電路，該電路允許對施加到每個(gè)開關(guān)觸頭上的電壓做出說明，以便能夠確定開關(guān)觸頭是否錯(cuò)誤閉合或者粘連。輔助電壓優(yōu)選由特低電壓提供，特低電壓通常表示低于25V(AC)的電壓。有利的是，按照交替方式，同時(shí)閉合分離點(diǎn)的所有第一開關(guān)觸頭并斷開所有第二開關(guān)觸頭，然后同時(shí)閉合所有第二開關(guān)觸頭并斷開所有第一開關(guān)觸頭。通過同時(shí)閉合和斷開分離點(diǎn)的所有線路(相線，如果合適的話還有中性線)的第一和第二開關(guān)觸頭，可以通過僅一次開關(guān)操作特別快速、輕松地執(zhí)行測試方法。在用于具有三條相線和一中性線的三相供電網(wǎng)絡(luò)的光伏逆變器中，將由光伏逆變器產(chǎn)生的三個(gè)輔助電壓施加在分離點(diǎn)的每條相線的輸入端與中間電路電位之間，并將至少一個(gè)輔助電壓通過耦合電容器施加在分離點(diǎn)的中性線的輸入端與中間電路電位之間，并且測量分離點(diǎn)的各相線輸出端與中性線輸出端之間的電壓、分離點(diǎn)的中性線輸出端和中間電路電位之間的電壓以及分離點(diǎn)的相線輸入端和中性線輸入端之間的至少一個(gè)電壓，并根據(jù)針對開關(guān)觸頭的每種開關(guān)模式所測得的電壓，推導(dǎo)出每個(gè)開關(guān)觸頭的功能。這種方案代表了一種用于執(zhí)行帶中性線三相網(wǎng)絡(luò)測試方法的優(yōu)選方法。在最簡單的情況下，將三個(gè)輔助電壓施加到分離點(diǎn)的輸入端，至少一個(gè)輔助電壓通過耦合電容器耦合到中性線中，用以測試中性線的兩個(gè)開關(guān)觸頭。在這種情況下，在測試模式期間，分離點(diǎn)的中性線輸入端沒有連接到中間電路電位。通過測量分離點(diǎn)輸出端、分離點(diǎn)的相應(yīng)電壓，以及分離點(diǎn)輸入端的至少一個(gè)電壓，可以推導(dǎo)出或計(jì)算出分離點(diǎn)的所有開關(guān)觸頭處的電壓，并且能夠確定分離點(diǎn)的開關(guān)觸頭的功能。在用于具有一條相線和一中性線的單相供電網(wǎng)絡(luò)的光伏逆變器中，將由光伏逆變器產(chǎn)生的兩個(gè)輔助電壓施加在分離點(diǎn)的相線的輸入端與中間電路電位之間以及分離點(diǎn)的中性線的輸入端與中間電路電位之間，并且測量分離點(diǎn)的相線輸出端與分離點(diǎn)的中性線輸出端之間的電壓以及分離點(diǎn)的中性線輸出端與中間電路電位之間的電壓，并根據(jù)針對開關(guān)觸頭的每種開關(guān)模式所測得的電壓，推導(dǎo)出每個(gè)開關(guān)觸頭的功能。對于具有中性線的單相網(wǎng)絡(luò)，這代表了一種優(yōu)選設(shè)計(jì)變型，其中，施加了兩個(gè)輔助電壓，并且在分離點(diǎn)之后的適當(dāng)點(diǎn)處和分離點(diǎn)僅測量了兩個(gè)電壓，這意味著分離點(diǎn)的所有四個(gè)開關(guān)觸頭的功能都得到確定。在用于具有兩條相線而沒有中性線的單相供電網(wǎng)絡(luò)(所謂分相電網(wǎng))的光伏逆變器中，將由光伏逆變器產(chǎn)生的兩個(gè)輔助電壓施加在分離點(diǎn)的各相線輸入端和中間電路電位之間，并測量分離點(diǎn)的各相線輸出端之間的電壓以及分離點(diǎn)的一條相線輸出端與中間電路電位之間的電壓，并根據(jù)針對開關(guān)觸頭每種開關(guān)模式所測得的電壓，推導(dǎo)出每個(gè)開關(guān)觸頭的功能。此方法類似上面針對帶中性線的單相網(wǎng)絡(luò)描述的測試程序。如果在測試模式下同時(shí)測量各種電壓，則可以非常快速、簡單地執(zhí)行該方法。當(dāng)然，在這種情況下，需要幾個(gè)裝置來測量電壓，而無論如何，這些裝置通常都存在于光伏逆變器中。也可以用更少的用于測量導(dǎo)線(相線，如果合適的話還有中性線)之間電壓的裝置，來依次測量用于推導(dǎo)出開關(guān)觸頭的功能所需的電壓。在測試模式下測得的電壓可以是在多個(gè)周期內(nèi)測量得到的，優(yōu)選為2至20個(gè)周期，并將測量值取平均。對多次測量取平均可以提高信噪比。取平均可以以不同的方式進(jìn)行，例如，通過形本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于測試光伏逆變器(1)的分離點(diǎn)(12)的方法，該光伏逆變器(1)具有中間電路(3)，其中，所述分離點(diǎn)(12)具有至少兩條線路(Lx)，在每條線路(Lx)中具有兩個(gè)串聯(lián)的開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)，對開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)進(jìn)行相應(yīng)地控制以測試功能，其特征在于，在測試模式下，將由光伏逆變器(1)產(chǎn)生的輔助電壓(U_Lx)施加在分離點(diǎn)(12)的每條線路(Lx)的輸入端(E_Lx)與中間電路電位(M)之間，在每種情況下，按照一開關(guān)模式以交替方式，閉合分離點(diǎn)(12)的第一開關(guān)觸頭(SW_Lx,1)并斷開第二開關(guān)觸頭(SW_Lx,2)，然后閉合第二開關(guān)觸頭(SW_Lx,2)并斷開第一開關(guān)觸頭(SW_Lx,1)，并且針對開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)的每種開關(guān)模式，測量分離點(diǎn)(12)的每條線路(Lx)的輸出端(A_Lx)與中間電路電位(M)之間的電壓(U_Lx,GD；U_MN)，并根據(jù)針對開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)的每種開關(guān)模式所測得的電壓(U_Lx,GD；U_MN)，推導(dǎo)出每個(gè)開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)的功能。/n

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】20181003 EP 18198509.41.一種用于測試光伏逆變器(1)的分離點(diǎn)(12)的方法，該光伏逆變器(1)具有中間電路(3)，其中，所述分離點(diǎn)(12)具有至少兩條線路(Lx)，在每條線路(Lx)中具有兩個(gè)串聯(lián)的開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)，對開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)進(jìn)行相應(yīng)地控制以測試功能，其特征在于，在測試模式下，將由光伏逆變器(1)產(chǎn)生的輔助電壓(U_Lx)施加在分離點(diǎn)(12)的每條線路(Lx)的輸入端(E_Lx)與中間電路電位(M)之間，在每種情況下，按照一開關(guān)模式以交替方式，閉合分離點(diǎn)(12)的第一開關(guān)觸頭(SW_Lx,1)并斷開第二開關(guān)觸頭(SW_Lx,2)，然后閉合第二開關(guān)觸頭(SW_Lx,2)并斷開第一開關(guān)觸頭(SW_Lx,1)，并且針對開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)的每種開關(guān)模式，測量分離點(diǎn)(12)的每條線路(Lx)的輸出端(A_Lx)與中間電路電位(M)之間的電壓(U_Lx,GD；U_MN)，并根據(jù)針對開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)的每種開關(guān)模式所測得的電壓(U_Lx,GD；U_MN)，推導(dǎo)出每個(gè)開關(guān)觸頭(SW_Lx,j)的功能。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按照交替方式，同時(shí)閉合分離點(diǎn)(12)的所有第一開關(guān)觸頭(SW_Lx,1)并斷開所有第二開關(guān)觸頭(SW_Lx,2)，然后同時(shí)閉合所有第二開關(guān)觸頭(SW_Lx,2)并斷開所有第一開關(guān)觸頭(SW_Lx,l)。


3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在用于具有三條相線(L1，L2，L3)和一中性線(N)的三相供電網(wǎng)絡(luò)(7)的光伏逆變器(1)中，將由光伏逆變器(1)產(chǎn)生的三個(gè)輔助電壓(U_L1，U_L2，U_L3)施加在分離點(diǎn)(12)的每條相線(L1，L2，L3)的輸入端(E_L1，E_L2，E_L3)與中間電路電位(M)之間，并將至少一個(gè)輔助電壓(U_L1)通過耦合電容器(C)施加在分離點(diǎn)(12)的中性線(N)的輸入端(E_N)與中間電路電位(M)之間，并且測量分離點(diǎn)(12)的每條相線(L1，L2，L3)的輸出端(A_L1，A_L2，A_L3)與中性線(N)的輸出端(A_N)之間的電壓(U_L1,GD，U_L2,GD，U_L3,GD)、分離點(diǎn)(12)的中性線(N)的輸出端(A_N)與中間電路電位(M)之間的電壓(U_MN)、以及分離點(diǎn)(12)的相線(Li)的輸入端(E_Li)與中性線(N)的輸入端(E_N)之間的至少一個(gè)電壓(U_Li,LT)，并根據(jù)針對開關(guān)觸頭(SW_Li,j；SW_N,j)的每種開關(guān)模式所測得的電壓(U_L1,GD，U_L2,GD，U_L3,GD，U_MN，U_Li,LT)，推導(dǎo)出每個(gè)開關(guān)觸頭(SW_Li,j；SW_N,j)的功能。


4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在用于具有一條相線(L1)和一中性線(N)的單相供電網(wǎng)絡(luò)(7)的光伏逆變器(1)中，將由光伏逆變器(1)產(chǎn)生的兩個(gè)輔助電壓(U_L1，U_N)施加在分離點(diǎn)(12)的相線(L1)的輸入端(E_L1)與中間電路電位(M)之間以及分離點(diǎn)(12)的中性線(N)的輸入端(E_N)與中間電路電位(M)之間，并且測量分離點(diǎn)(12)的相線(L1)的輸出端(A_L1)與分離點(diǎn)(12)的中性線(N)的輸出端(A_N)之間的電壓(U_L1N,GD)以及分離點(diǎn)(12)的中性線(N)的輸出端(A_N)與中間電路電位(M)之間的電壓(U_MN)，并根據(jù)針對開關(guān)觸頭(SW_Li,j；SW_N,j)的每種開關(guān)模式所測得的電壓(U_L1N,GD；U_MN)，推導(dǎo)出每個(gè)開關(guān)觸頭(SW_Li,j；SW_N,j)的功能。


5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在用于具有兩條相線(L1，L2)的單相供電網(wǎng)絡(luò)(7)的光伏逆變器(1)中，將由光伏逆變器(1)產(chǎn)生的兩個(gè)輔助電壓(U_L1，U_L2)施加在分離點(diǎn)(12)的每條相線(L1，L2)的輸入端(E_L1，E_L2)與中間電路電位(M)之間，并且測量分離點(diǎn)(12)的各相線(L1，L2)的輸出端(A_L1，A_L2)之間的電壓(U_L1L2,GD)以及分離點(diǎn)(12)的一條相線(L2)的輸出端(A_L2)與中間電路電位(M)之間的電壓(U_MN)，并根據(jù)針對開關(guān)觸頭(SW_Li,j)的每種開關(guān)模式所測得的電壓(U_L1L2,GD；U_MN)，推導(dǎo)出每個(gè)開關(guān)觸頭(SW_Li,j)的功能。


6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在測試模式下測得的電壓(U_Lx,LT；U_Lx,GD；U_MN)是在多個(gè)周期內(nèi)測量的，優(yōu)選在2至20個(gè)周期內(nèi)測量的，并對測量值進(jìn)行平均。


7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在測試模式下，測量每條線路(Lx)中的電流(I_Lx)，并且當(dāng)超過規(guī)定的極限值(I_Lx,g)時(shí)，啟動(dòng)限流器。


8.一種光伏逆變器(1)，用于將直流電壓(UDC)轉(zhuǎn)換為交流電壓(UAC)，并將交流電壓(UAC)饋入供電電網(wǎng)(7)，并且/或者用于給用電設(shè)備(8)供電，所述光伏逆變器(1)具有輸入側(cè)DC-DC轉(zhuǎn)換器(2)、中間電路(3)、輸出側(cè)DC-AC轉(zhuǎn)換器(4)和具有至少兩條線路(Lx)的分離點(diǎn)(12)，每條線路(Lx)中具有串聯(lián)的兩...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：格哈德·瓦利施，約阿希姆·丹邁爾，
申請(專利權(quán))人：弗羅紐斯國際有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：奧地利;AT