[發明專利]光電系統中電弧的檢測方法及其光電系統

有效

• 申請號: 201080035538.6
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN102472789A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 安德烈亞斯·帕默;金特·里茨貝格爾;弗里德里克·奧貝爾扎烏謝爾
• 申請（專利權）人: 弗羅紐斯國際有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;H02H3/087
• 代理公司: 北京金思港知識產權代理有限公司 11349
• 代理人: 邵毓琴

技術領域

本發明涉及對光電系統的直流通路中的電弧進行檢測的方法，其中在重復時間幀期間檢測該直流通路的電流的值，并生成均值。

本發明還涉及如下的光電系統，該光電系統具有用于將電力饋送至AC電壓網的部件、具有DC-DC轉換器和用于將由至少一個太陽能電池產生的與直流電流相關聯的DC電壓轉換為用于饋送到該AC電壓網的AC電壓的DC-AC轉換器，并具有控制設備。

背景技術

由于外層材料在極短的時間內被點燃，因此在光電系統中經常發生諸如串聯電弧或并聯電弧之類的直流電弧，造成危險的和損失慘重的火災。由于直流電弧沒有過零，因此它們不會自動地被熄滅。因此，電弧檢測非常有必要。

根據WO?95/25374?A1，已知一種串聯電弧和并聯電弧的檢測方法。在該方法中，檢測單元連接至光電系統的主直流導體，使得能夠檢測電壓變化并因此而檢測電弧。所使用的檢測單元是模擬電路，并具體包括兩個感應耦合的諧振電路、兩個比較器和一個延遲級，使得該主直流導體中的DC斷路器能夠被啟用和禁用。該方法的一個缺點是，光電系統中必須具有用于該方法的附加硬件部件，這會導致額外的成本。另一個缺點是，基本上無法對該方法的參數進行后續的改變或修改。

EP?1?796?238?A2公開了另一種用于串聯電弧和并聯電弧的檢測方法，該方法是利用軟件模塊實現的。為了檢測串聯電弧，生成電流波形的時間幀內的算數均值。如果在兩個連續的時間幀期間該均值的差超過了一個閾值，則計數器遞增。如果該差保持在該閾值以下，則該計數器遞減。如果計數器狀態超過了一定值，則檢測到串聯電弧。為了檢測并聯電弧，確定在一個時間幀內電流波形的最大值和最小值，并計算該最大值與最小值之差。如果該差大于特定的閾值，則另一個計數器遞增。如果該差保持在該閾值以下，則該計數器遞減。如果計數器狀態超過了一定值，則檢測到并聯電弧。該方法的一個缺點是僅考慮了電流波形。此外，僅在多次電流變化后才能檢測到電弧，而那時損害已經發生。另一個缺點是，該差檢測方法是用于串聯電弧和并聯電弧的。

發明內容

本發明的目的是創建上述方法和上述光電系統，借助本發明提出的方法和系統，利用光電系統的部件能夠對該光電系統的安全性進行監視。將能夠避免或者至少減少已有系統的缺點。

本發明的該目的是通過如下方法實現的，在該方法中，在時間幀期間檢測直流通路的電壓的值并生成均值，并且基于電流的均值和電壓的均值，借助計算方法連續地計算至少一個檢測信號和至少一個檢測閾值。

本發明的該目的還通過上述光電系統實現，在該光電系統中，設置了用于測量DC電壓和DC電流的測量設備，而控制設備被設計成執行上述檢測方法。

與所述解決方案和所附權利要求書有關的一個優點是，由于對電流和電壓二者都進行檢測，因此總是針對逆變器的輸出功率執行該檢測。這意味著該檢測方法能夠對電弧和入射輻射的變化進行區分。因此，也能夠檢測具有較小功率水平的電弧，這使得能夠在早期檢測到電弧。另一個優點是，該方法的靈敏度可以通過校正因子來調節，并可以使用該光電系統的部件(例如逆變器的控制設備)來執行。因此，可以借助于軟件更新來實現有利地以數字形式實現的該方法。因此，能夠對該光電系統的至少一個現有部件加以改進或集成。另外有利的是，還可以以低采樣率(低至百赫茲范圍)執行該檢測方法。這意味著相應地需要處理更少的值，使得能夠使用可用的資源，并因此能夠使部件成本最小化。

根據以下說明，可以推導出進一步的優點。

附圖說明

下面將參照所附示意圖更詳細地描述本發明，其中，假設在整個說明書中包含的公開以相同的附圖標記同樣適用于等同部分。此外，根據本發明，所示的一個或多個示例性實施方式的獨立特征本身可以表示獨立的解決方案。

在附圖中：

圖1是一種光電系統的示意性框圖；

圖2是用于確定各均值的光電系統的電流和電壓的時間進程(time?course)；

圖3是在發生電弧之前電壓的均值和長時均值的示意性時間進程，以及所得到的檢測信號；

圖4是在發生電弧之前電流的均值和長時均值的示意性時間進程，以及所得到的檢測信號；

圖5是在檢測串聯電弧期間的時間進程的示意圖；

圖6是在檢測并聯電弧期間的時間進程的示意圖；以及

圖7是在發生電弧期間光電系統的逆變器的所得到的工作點的示意圖。

具體實施方式

應當注意的是，所引入的示例性實施方式的相同部分被賦予了相同的附圖標記。