[發明專利]用于對光伏設備的逆變器進行過壓保護的方法和裝置

無效

• 申請號: 201280043060.0
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN103828164A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: J·埃爾勒
• 申請（專利權）人: 德恩及索恩兩合股份有限公司
• 主分類號: H02H7/122
• 分類號: H02H7/122;H02M1/32;H02H7/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 俞海舟

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1或7的對用于光伏設備的逆變器進行過壓保護的方法和裝置，其包含至少一個過壓保護器，所述過壓保護器在空間上集成在逆變器中或位于其附近，其中所述至少一個過壓保護器與逆變器的直流側連接。

背景技術

在典型的光伏設備中多個光伏模塊串聯地連接成光伏線路，以獲得對于直流/交流電壓（DC/AC）轉換及之后的入網電壓合適的幾百至1000V或者1500V的直流電壓。

所涉及的光伏線路或者直接地連接在逆變器上或者多個盡可能構造相同的線路并聯地連接并且與中央的逆變器連接。

光伏能源系統的構造在DIN?VDE0100-712（VDE0100-712）中規定，其中相應的裝置可具有一個或多個子發電機。

此外對直流/交流逆變器的安全運行有決定性的是，對逆變器的電子元件連同位于其中的EMV保護電路有充分的過壓保護。

光伏逆變器具有寬的MPP（最大功率點）電壓范圍，例如取決于類型在320V和800V之間，具有1000V的最大直流電壓或約150V的最小直流電壓。

根據相應的MPP電壓在逆變器中接通內部的電流通路，其中為此應用所謂的升壓轉換器或降壓轉換器。

由DE4032569C2已知，給每個光伏模塊配備帶有MPP追蹤的集成的逆變器。這樣的MPP追蹤器將電壓調整到這樣的值，在該值時，系統在最大功率中、也就是說在MPP范圍內運行。為此，MPP追蹤器將提取的電流改變一個規定的量、計算當前的功率并且重新將電流值向高功率調整。信號借助于控制單元被傳送給數據總線，所述數據總線將這些數據提供給功率和控制部分以檢查模塊的功能性。

DE19904561C1描述了一種用于太陽能發電機的最大功率點控制的方法和電路裝置。根據該文獻中所述的方案，有與太陽能發電機電絕緣的傳感器。其中所述傳感器的電流特征曲線以已知的方式準連續地確定。然后由該電流特征曲線計算出功率特征曲線。由最大值準連續地推導出用于轉換器的控制變量。與此相關的電路裝置的出發點在于，將太陽能模塊作為傳感器使用，該太陽能模塊和在太陽能發電機中使用的太陽能模塊是同一種，并且在傳感器和轉換器控制裝置之間接入用于確定轉換器的控制變量的特征曲線測量裝置和微型計算器。

若這樣的太陽能發電機與受最大功率點控制的逆變器連接，則在整個設備的效率方面產生優點。但不同的MPP電壓值，也就是在該值時產生最大的功率的電壓值，卻對相應的逆變器的必要的過壓保護帶來困難。這是因為過壓保護器例如壓敏電阻、抑制二極管或火花隙受結構或作用方面的限制而具有限定的響應電壓或響應電壓范圍。例如，若過壓保護設置在最大為1000V的直流電壓，則當MPP電壓范圍為例如500V時，只有不充分的保護功能。

發明內容

從所述出發，本發明的目的因此是，提供一種改進的方法以及一種相應的裝置，對用于光伏設備的逆變器進行過壓保護，其包含至少一個過壓保護器或一組過壓保護器，所述過壓保護器在空間上集成在逆變器中或緊鄰逆變器設置，其中所述至少一個過壓保護器與逆變器的直流側連接。根據該目的，過壓保護無論是在下部的MPP范圍中還是在上部的MPP范圍中都應當同樣有效和高效，而無需根據應用狀況進行意在替換相應的過壓保護器的手動調節或類似操作。

本發明的目的從方法上通過根據權利要求1所述的教導以及通過根據權利要求7所述的特征的裝置實現，其中從屬權利要求至少闡明有利的設計方式和改進方案。

因此提出一種對用于光伏設備的逆變器進行過壓保護的方法和裝置，逆變器包含至少一個過壓保護器設計，所述過壓保護器在空間上優選集成在逆變器中或緊鄰所述逆變器。所述至少一個過壓保護器或所述過壓保護器組與逆變器的直流側連接，其中該直流側連接在光伏設備的一個相應的線路上。

根據本發明，直流/交流逆變器提供信號用于將工作點調節到或追蹤到在最大功率點（MMP）范圍內的運行，其中基于該信號預定、調節或選擇過壓保護器的響應電壓。

根據本發明而使用的信號是控制信號，所述控制信號從多個過壓保護器中激活那些產生當前期望的響應電壓的過壓保護器。

所述多個過壓保護器可設置成串聯，其中激活或選擇借助于控制各并聯連接的開關裝置實現。

所述開關裝置可構造成機電繼電器或半導體開關。

在根據本發明的一種優選的實施方式中，存在于逆變器中的處理器基于相應的MPP電壓確定過壓保護器的相應的響應電壓，所述響應電壓在相應的運行情況下產生優化的防護，其中而后據此接通、斷開和/或短路過壓保護器。