[發(fā)明專利]具有濕氣狀態(tài)監(jiān)測的逆變器及操作逆變器的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280028449.8
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN103597696A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·安德烈
• 申請（專利權(quán)）人: SMA太陽能技術(shù)股份公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M1/32
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 秦晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于轉(zhuǎn)換來自DC電壓發(fā)生器（特別是來自光伏裝置（PV裝置））的電功率并將其饋入電網(wǎng)中的逆變器，并且涉及用于操作此類逆變器的方法。

背景技術(shù)

借助于光伏作用來產(chǎn)生電能變得越來越重要。與此同時，許多這種類型的去中心化的發(fā)電裝置已經(jīng)在全球范圍進行了安裝，其中作為這些裝置的基本特征的典型供電同時也不斷增加。特別是在高功率供電的情況下，習慣的做法是使大量的PV模塊串行互連以形成與逆變器連接的所謂的串。因此，高DC電壓在操作期間出現(xiàn)于逆變器的輸入線上。為了防止在逆變器外殼之內(nèi)形成會導(dǎo)致逆變器損壞或毀壞的電弧，在載壓導(dǎo)體之間設(shè)置足夠的絕緣距離。然而，在逆變器內(nèi)的電弧事件時不時地發(fā)生，這在極端的情形中不僅能夠?qū)е履孀兤鞯臍模胰绻娀ν鈿?nèi)部的影響沒有受到限制，還會因此導(dǎo)致火災(zāi)。因此，出于安全原因，通常使用固體金屬外殼（板材金屬或模鑄外殼），該固體金屬外殼在一定的持續(xù)時間內(nèi)能夠限制燃燒電弧對外殼內(nèi)部的這些影響，但是該固體金屬外殼同樣構(gòu)成了生產(chǎn)成本的一大部分。

電弧通常由足夠多的濕氣（moisture）已經(jīng)積聚于逆變器內(nèi)部的事實而觸發(fā)，使得能夠沿著表面形成能夠橋接隔離距離的在載壓構(gòu)件之間的漏電路徑。當存在電壓時，漏電電流沿著能夠增強以形成電弧或?qū)е赂g的所述漏電路徑流過，這進而由于接觸電阻的增大而能夠?qū)е码S之發(fā)生的問題，例如，器件故障或接觸發(fā)熱直至著火。經(jīng)驗表明，即使在內(nèi)部受到相對于外部影響的高防護等級（例如，在逆變器的情形中常見的防護等級IP65）的保護的外殼的情況下，濕氣能夠隨時間推移而積聚于內(nèi)部。這通常由通過與周圍環(huán)境交換空氣而補償由溫度波動導(dǎo)致的外殼內(nèi)的空氣體積變化的壓力平衡元件導(dǎo)致。通過壓力平衡元件，潮濕的周圍空氣能夠進入外殼內(nèi)，結(jié)果是相對大量的濕氣隨著時間推移而積聚于外殼內(nèi)部，即使不發(fā)生直接進水。

文獻WO2004/040724公開了用于電子器件（例如，計算機）的開關(guān)柜，該開關(guān)柜的氣候值（例如，溫度和空氣濕度）受到監(jiān)測并被積極地影響。但是，該技術(shù)教導(dǎo)能夠僅在有限的程度上應(yīng)用于逆變器，對這些逆變器的外殼內(nèi)部進行空氣調(diào)節(jié)的可能性是有限的。同時，還存在描述其中PV發(fā)生器與逆變器電氣斷連和/或如果檢測到危險的情況（例如，著火、電弧和過熱）則短路的裝置和方法的各種文獻。舉例來說，在這點上可參照文獻DE102006060815。有關(guān)這些解決方案的缺點是測量僅在破壞事件發(fā)生之后才開始。

此外，文獻DE102009013311公開了配備有溫度和濕氣傳感器以便保護控制單元以免過熱或腐蝕的風力發(fā)電裝置的控制單元。另外，文獻DE102007054215公開了配備有用于將在風力發(fā)電裝置啟動之前溫度臨界構(gòu)件預(yù)加熱到工作溫度的預(yù)熱器件的這樣的風力發(fā)電裝置。在兩種情形中，裝置不產(chǎn)生能量，只要溫度和/或濕氣值沒有處于期望范圍之內(nèi)。

為了避免或限制已經(jīng)滲透逆變器外殼的濕氣的有害影響，所希望的是防止上述破壞過程或者與漏電電流關(guān)聯(lián)的其它不合意的過程。同時，所希望的是使逆變器從沒有供電或者具有降低的供電的初始狀態(tài)，尤其是其中在器件內(nèi)部的濕氣導(dǎo)致在載壓導(dǎo)體之間的不充分的電絕緣的狀態(tài)，盡可能快地轉(zhuǎn)換成其中逆變器能夠正常操作的器件狀態(tài)，即，尤其是使用對于DC電壓發(fā)生器的最大功率輸出（最大功率點-MPP）而言為典型的發(fā)生器電壓。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目標借助于逆變器以及用于操作包含獨立權(quán)利要求的特征的逆變器的方法來達成。有利的實施例在各自的從屬權(quán)利要求中描述。因此，根據(jù)本發(fā)明的用于借助于轉(zhuǎn)換器單元將來自DC電壓發(fā)生器（尤其是PV發(fā)生器）的電功率轉(zhuǎn)換成用于將電功率饋入與逆變器連接的電網(wǎng)中的符合電網(wǎng)的AC電壓的逆變器包括在逆變器的外殼之內(nèi)的濕氣傳感器。控制單元與濕氣傳感器連接，以便接收來自濕氣傳感器的濕氣值。所述濕氣傳感器被設(shè)計用于確定濕氣值，即，指示位于外殼內(nèi)的濕氣量的值，尤其是空氣濕度（humidity）的量或者冷凝液的量，并且用于將其作為信號傳遞到用于控制逆變器的控制單元。根據(jù)所確定的濕氣值，尤其是如果濕氣的數(shù)量超過極限值，則控制單元按照使得在轉(zhuǎn)換器單元的輸入處的電壓保持于電弧避免電壓值以下的值的方式來控制轉(zhuǎn)換器。同時，控制單元確保電功率被饋入與控制單元連接的加熱元件。