光伏发电系统逆变器检测技术方案

公开了光伏发电系统逆变器检测设备和方法。在PV面板隔离开关打开时，PV发电系统中的逆变器和PV面板隔离开关之间的电连续性被测试，其中PV面板隔离开关可切换地将一个或多个DC PV面板耦合到PV发电系统。在施加测试信号之后，所述电连续性的状态基于电参数的测量结果被确定。在确定没有电连续性时PV面板隔离开关被维持打开，并且在PV面板隔离开关和逆变器之间的电连续性存在时被闭合。实现逆变器检测的关断器件可以通过位于离PV面板阵列10英尺处和/或被调整将测试信号限制在最大30V和240VA而被定位或者被调整以满足安全条件。

【技术实现步骤摘要】

本文的实施方式主要涉及光伏(PV)面板和PV发电系统，更具体地，涉及PV面板到PV发电系统中的逆变器的控制连接。
技术介绍
PV太阳能面板是电力的重要来源。PV面板阵列大小上从几十面板到数千PV面板的范围越来越普遍。典型的PV面板被组织为单个PV电池的串联连接。常见的配置是每个面板72个PV电池。全照亮情况下典型的PV电池的工作电压大约为0.7V。具有72个直流(DC)PV电池的照亮的PV面板因此将具有大约50伏DC的输出电压。PV面板通常是串联连接以形成“面板串”。在DC PV面板系统中，面板串的输出可以连接到逆变器，该逆变器将PV面板的DC电源转换成适于电网的交流(AC)电源。通常情况下，在面板串中五到二十个PV面板之间产生几百伏的组合串电压。每当PV面板被照亮，该PV面板产生电力。如上所述，在面板串的电压可能达到危险水平，并且即使当PV系统从电网断开时PV面板继续产生电压构成了安全危害。
技术实现思路
根据本公开的一个方面的设备，包括：PV面板隔离开关，可切换地将一个或多个DC PV面板耦合到PV发电系统；连续性测试电路，可操作地耦合到所述PV面板隔离开关和所述PV发电系统，以能够对PV面板隔离开关和PV发电系统的逆变器之间的电连续性进行测试；以及控制器，可操作地耦合到PV面板隔离开关和连接性测试电路，以控制PV面板隔离开关响
应于断路状态的发生而打开，从而在PV面板隔离开关打开的情况下控制连续性测试电路来测试PV面板隔离开关和逆变器之间的电连续性，在确定没有电连续性时维持PV面板隔离开关打开，并且在确定PV面板隔离开关和逆变器之间的电连续性存在时控制PV面板隔离开关闭合。在一实施方式中，PV面板隔离开关被耦合到PV面板阵列中的单个DC PV面板。在另一实施方式中，PV面板隔离开关被耦合到包括PV面板阵列中的多个串联连接的DC PV面板的面板串。在任一情况下，在实施方式中该设备位于距离PV面板阵列小于10英尺处。控制器可以被耦合以控制所述连续性测试电路在最大30V和240VA内测试电连续性。根据另一个方面，一种设备，该设备包括：PV面板隔离开关，可切换地将一个或多个DC PV面板耦合到PV发电系统；连续性测试电路，可操作地耦合到所述PV面板隔离开关和所述PV发电系统，以能够对PV面板隔离开关和PV发电系统的逆变器之间的电连续性进行测试，所述连续性测试电路包括测试信号源；以及控制器，可操作地耦合到PV面板隔离开关和连接性测试电路，以在PV面板断路开关打开的情况下控制连续性测试电路将来自测试信号源的测试信号施加到PV发电系统，并且基于在施加测试信号之后对连续性测试电路中的电参数的测量结果来确定PV面板隔离开关和逆变器之间的电连续性的状态。在一实施方式中，控制器还可操作用于在确定没有电连续性时维持PV面板隔离开关打开，并且在确定PV面板隔离开关和逆变器之间的电连续性存在时控制所述PV面板隔离开关闭合。在一实施方式中，所述设备包括将所述设备耦合到所述PV发电系统的输出端子，其中所述测试信号源包括DC测试信号源，且所述连续性测试电路包括：耦合跨接在所述输出端子上的输出电容、耦合跨接在所述输出端子
上的第一电路路径中的充电开关和所述DC测试信号源、以及耦合在跨接在所述输出端子之间的第二电路路径中的放电开关和放电电阻。所述连续性测试电路还包括耦合跨接在所述输出电容上的二极管。在另一实施方式中，所述设备包括如上文所述的将所述设备耦合到所述PV发电系统的输出端子，其中所述测试信号源包括AC测试信号源，且所述连续性测试电路包括：耦合跨接在所述输出端子上的输出电容、耦合跨接在所述输出端子上的电路路径中的测试开关和所述AC测试信号源、以及耦合跨接在所述输出端子上的放电电阻。所述电参数可以是电压和电流中的一者或两者。在一实施方式中，所述测试信号的电压低于符合安全标准的预定最大电压。在一实施方式中，所述测试信号在最大30V和240VA之内。在所述隔离开关打开时，所述测试信号源由一个或多个DC PV面板供电。根据权利要求5所述的设备，其中，所述PV面板隔离开关被耦合到PV面板阵列的单个DC PV面板，并且其中所述设备位于距离所述PV面板阵列小于10英尺处。在一实施方式中，如上所述，所述PV面板隔离开关可以被耦合到PV面板阵列的单个DC PV面板或者被耦合到包括PV面板阵列中的多个串联连接的DC PV面板的面板串，所述设备位于距离所述PV面板阵列小于10英尺处。所述控制器可操作用于基于在施加测试信号之后的各个不同时间对跨接在输出端子上的电压的测量结果来确定所述PV面板隔离开关和所述逆变器之间的电连续性的状态。控制器也可以或替代地可操作用于在施加测试信号时基于从输出端子
上的电压和输出端子之间的电路路径的电流所确定的阻抗来可操作地确定所述PV面板隔离开关和所述逆变器之间的电连续性的状态。根据进一步的方面的方法，该方法包括：施加来自测试信号源的测试信号以对打开的且将一个或多个DC PV面板与PV发电系统断开的PV面板隔离开关和所述PV发电系统之间的电连续性进行测试；在施加测试信号之后，在关断器件处获取电参数的测量结果，所述关断器件包括所述PV面板隔离开关；以及基于所述测量结果确定所述PV面板隔离开关和所述逆变器之间的电连续性的状态。所述施加包括施加DC信号作为所述测试信号，其中所述获取包括在施加所述测试信号之后的各个不同时间，获取输出端子之间的电压的测量结果，所述关断器件在所述输出端子处被耦合到所述PV发电系统。在一实施方式中，所述施加包括施加AC信号作为所述测试信号，且所述获取包括在施加所述测试信号时，获取输出端子之间的电压和输出端子之间的电路路径中的电流中的一者或两者的测量结果，所述关断器件在所述输出端子处被耦合到所述PV发电系统，以及所述确定包括基于从所述电压和所述电流确定的阻抗来确定所述PV面板隔离开关和所述逆变器之间的电连续性的状态。附图说明图1是连结到电网的PV装置(installation)的示例的框图；图2A是连结到电网的PV装置的另一示例的框图；图2B是连结到电网的PV装置的又一示例的框图；图3A是快速关断器件(RSD)的一个实施方式的示意图；图3B是RSD的再一个实施方式的示意图；图4是RSD的另一个实施方式的示意图；图5是示出根据此处的一实施方式的方法的流程图；图6是根据另一实施方式的方法的流程图；图7是RSD控制器的一个实施方式的框图。具体实施方式图1是连结到电网的PV装置100的示例的框图。PV装置100包括面板串160，DC隔离开关142，逆变器120和电网隔离开关140。面板串160包括DC PV面板1111，...111N，其串联耦合在一起。面板串160通过DC隔离开关142可操作地连接到逆变器120的输入。逆变器120的AC输出通过电网隔离开关140可操作到电网150。电网150尺寸范围可以从较大全国性的实用电网到诸如用于类似采矿营地的远程位置的小规模的微电网。逆变器120将面板串160的DC电源转换成AC电源。图1仅是示例，根据本文实施方式，其它布置是可能的。例如可以有通过单独的DC隔离开关连接到逆变器120且并联布置的多个面板串。多个并联的面板串也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，该设备包括：光伏(PV)面板隔离开关，可切换地将一个或多个直流(DC)PV面板耦合到PV发电系统；连续性测试电路，可操作地耦合到所述PV面板隔离开关和所述PV发电系统，以能够对所述PV面板隔离开关和所述PV发电系统的逆变器之间的电连续性进行测试；控制器，可操作地耦合到所述PV面板隔离开关和所述连接性测试电路，以控制所述PV面板隔离开关响应于断路状况的发生而打开，从而在所述PV面板隔离开关打开的情况下控制所述连续性测试电路来测试所述PV面板隔离开关和所述逆变器之间的电连续性，在确定没有电连续性时维持所述PV面板隔离开关打开，并且在确定所述PV面板隔离开关和所述逆变器之间的电连续性存在时控制所述PV面板隔离开关闭合。

【技术特征摘要】
2015.05.08 US 14/707,1191.一种设备，该设备包括：光伏(PV)面板隔离开关，可切换地将一个或多个直流(DC)PV面板耦合到PV发电系统；连续性测试电路，可操作地耦合到所述PV面板隔离开关和所述PV发电系统，以能够对所述PV面板隔离开关和所述PV发电系统的逆变器之间的电连续性进行测试；控制器，可操作地耦合到所述PV面板隔离开关和所述连接性测试电路，以控制所述PV面板隔离开关响应于断路状况的发生而打开，从而在所述PV面板隔离开关打开的情况下控制所述连续性测试电路来测试所述PV面板隔离开关和所述逆变器之间的电连续性，在确定没有电连续性时维持所述PV面板隔离开关打开，并且在确定所述PV面板隔离开关和所述逆变器之间的电连续性存在时控制所述PV面板隔离开关闭合。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述PV面板隔离开关被耦合到PV面板阵列中的单个DC PV面板，并且其中所述设备位于离所述PV面板阵列小于10英尺处。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述PV面板隔离开关被耦合到包括PV面板阵列中的多个串联连接的DC PV面板的面板串，并且其中所述设备位于离所述PV面板阵列小于10英尺处。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器被耦合以控制所述连续性测试电路在最大30V和240VA内测试电连续性。5.一种设备，该设备包括：光伏(PV)面板隔离开关，可切换地将一个或多个直流(DC)PV面板耦合到PV发电系统；连续性测试电路，可操作地耦合到所述PV面板隔离开关和所述PV发电系统，以能够对所述PV面板隔离开关和所述PV发电系统的逆变器之间的电连续性进行测试，所述连续性测试电路包括测试信号源；控制器，可操作地耦合到所述PV面板隔离开关和所述连接性测试电路，以在所述PV面板隔离开关打开的情况下控制所述连续性测试电路将来自所述测试信号源的测试信号施加到所述PV发电系统，并且基于在施加所述测试信号之后对所述连续性测试电路中的电参数的测量结果来确定所述PV面板隔离开关和所述逆变器之间的电连续性的状态。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述控制器还可操作用于在确定没有电连续性时维持所述PV面板隔离开关打开，并且在确定所述PV面板隔离开关和所述逆变器之间的电连续性存在时控制所述PV面板隔离开关闭合。7.根据权利要求5所述的设备，其中所述设备包括输出端子，用于将所述设备耦合到所述PV发电系统，其中所述测试信号源包括DC测试信号源，其中所述连续性测试电路包括：耦合跨接在所述输出端子上的输出电容、耦合跨接在所述输出端子上的第一电路路径中的充电开关和所述DC测试信号源、以及耦合跨接在所述输出端子上的第二电路路径中的放电开关和放电电阻。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述连续性测试电路还包括耦合跨接在所述输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·奥尔，K·耶尔马兹，
申请(专利权)人：索兰托半导体公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA