光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的對地過電壓保護(hù)的制作方法
【專利摘要】為了在出現(xiàn)接地故障時保護(hù)至少一個光伏發(fā)電機(jī)(1)不受引起的、超過絕緣測定電壓的對地過電壓的損害，所述光伏發(fā)電機(jī)具有大于所述光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的絕緣測定電壓的空載電壓并且所述光伏發(fā)電機(jī)通過逆變器(3)與交流電網(wǎng)(6)連接，在所述接地故障的出現(xiàn)或所引起的過電壓的出現(xiàn)方面監(jiān)視所述光伏發(fā)電機(jī)(1)，并且在出現(xiàn)所述接地故障或所引起的過電壓時，首先將所述光伏發(fā)電機(jī)(1)與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)分離，然后使所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)通過電阻(R1)放電，然后永久閉合所述逆變器(3)的逆變器橋(5)的半導(dǎo)體開關(guān)(V1至V6)并且使所述光電發(fā)電機(jī)(1)再次與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)連接，以便使所述光伏發(fā)電機(jī)(1)短路。
【專利說明】光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的對地過電壓保護(hù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在出現(xiàn)接地故障時保護(hù)光伏發(fā)電機(jī)不受所引起的、超過絕緣測定電壓的對地過電壓損害的方法，所述光伏發(fā)電機(jī)具有大于其光伏模塊的絕緣測定電壓的空載電壓并且所述光伏發(fā)電機(jī)通過逆變器與交流電網(wǎng)連接，其中所述方法具有獨立權(quán)利要求I的前序部分的特征。

【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電機(jī)通常具有至少一個、通常多個并聯(lián)的鏈(String)，所述鏈通常由串聯(lián)的光伏模塊組成。
[0003]如果在沒有接地參考的情況下運行對地絕緣的光伏發(fā)電機(jī)，則系統(tǒng)電壓一即在光伏發(fā)電機(jī)到逆變器的連接端之間施加的電壓對地對稱地分配。在光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊上出現(xiàn)的最大對地電壓則是系統(tǒng)電壓的一半。
[0004]根據(jù)逆變器的結(jié)構(gòu)(例如在逆變器的范圍內(nèi)的電流分離時或者在使用電流分離的變壓器時)能夠?qū)崿F(xiàn)使光伏發(fā)電機(jī)的一個點直接接地或者借助適合的裝置間接地預(yù)給定所述點的對地電壓——即其電勢。因此例如可以將光伏發(fā)電機(jī)的中點接地，以便對地對稱地分配系統(tǒng)電壓?；蛘?，使光伏發(fā)電機(jī)到逆變器的正連接端或負(fù)連接端接地，以便使其所有光伏模塊保持在負(fù)電勢或者正電勢上，這對于確定的光伏模塊的使用壽命是有利的，或者，非對稱地預(yù)給定中點或正連接端或負(fù)連接端的對地電勢，參見DE202006 008936U1。然而在光伏發(fā)電機(jī)或其到逆變器的連接端的范圍內(nèi)的接地故障時，應(yīng)立即消除所述接地參考以避免大的接地電流。
[0005]當(dāng)在對地絕緣地運行的或由于接地故障有針對性地與地分離的光伏發(fā)電機(jī)處出現(xiàn)接地故障時，存在以下危險:光伏發(fā)電機(jī)的部件對地增大到完全系統(tǒng)電壓。當(dāng)系統(tǒng)電壓超過光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的絕緣測定電壓時，這是緊急的。絕緣測定電壓是光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊和地之間允許最大施加的電壓的量值，因為光伏模塊對于超出的電壓不具有足夠的絕緣保護(hù)和/或因為根據(jù)需遵守的安全規(guī)定通常不允許超過光伏發(fā)電機(jī)上的絕緣測定電壓。
[0006]因為在運行光伏發(fā)電機(jī)時系統(tǒng)電壓不超過其空載電壓，所以僅僅當(dāng)光伏發(fā)電機(jī)具有比其光伏模塊的絕緣測定電壓更大的空載電壓時，才存在超過其光伏模塊的絕緣測定電壓的過電壓的危險。但事實上相反，在每一個光伏發(fā)電機(jī)中存在其空載電壓超過其光伏模塊的絕緣測定電壓的危險，因為在出現(xiàn)接地故障時光伏發(fā)電機(jī)可能在空載中。
[0007]在電能由光伏發(fā)電機(jī)饋入交流電網(wǎng)中時，逆變器的直流電壓側(cè)上的相對較高的系統(tǒng)電壓是有利的，以便限制確定的電功率由光伏發(fā)電機(jī)傳輸?shù)侥孀兤鞅厝涣鲃拥碾娏鞑⑶乙虼讼拗埔龑?dǎo)所述電流所需的導(dǎo)線橫截面。
[0008]在具有獨立權(quán)利要求1的前序部分的特征的已知方法中，在出現(xiàn)接地故障時使光伏發(fā)電機(jī)在其到逆變器的連接端之間通過接觸器短路。由W02011/135239A1已知適合于所述方法的安全裝置。在此，尤其當(dāng)光伏發(fā)電機(jī)具有大量由串聯(lián)的光伏模塊組成的并聯(lián)的鏈時，所述接觸器必須是大尺寸的。在所述情形中，可以使光伏發(fā)電機(jī)的比額定電流大得多的短路電流消失。因此，用于使光伏發(fā)電機(jī)短路的接觸器非常昂貴。
[0009]為了將光伏電壓限制到對于所連接的用電器而言允許的值上，由DE3041 078A1已知，借助開關(guān)使提供光伏電壓的光伏發(fā)電機(jī)的一部分(即其光伏模塊的一部分)周期地暫時地短路。在此，沒有由開關(guān)跨接的光伏電壓總是小于或等于所連接的設(shè)備的最大允許的電壓或者額定電壓。用于使光伏發(fā)電機(jī)的一部分短路的開關(guān)設(shè)置在光伏發(fā)電機(jī)處。當(dāng)光伏發(fā)電機(jī)具有由光伏模塊組成的多個并聯(lián)的鏈時，對于這些鏈中的每一個設(shè)有一個用于暫時短路的開關(guān)。
[0010]作為DE30 41 078 Al的教導(dǎo)的延伸，由DElO 2010 009 120 B4已知通過以下方式保護(hù)光伏大型設(shè)備在交流電流饋入缺失時不受過電壓的損害:僅僅對于其并聯(lián)的鏈中的一些設(shè)有短路開關(guān)，借助所述短路開關(guān)使相應(yīng)的鏈的光伏模塊的一部分短路。由此，也應(yīng)使沒有短路開關(guān)的鏈的電勢降到更低的電勢上并且因此降到不危險的值上。在此，在逆變器之外設(shè)置雖然更少但仍總設(shè)置一些開關(guān)，通過所述逆變器饋入交流電網(wǎng)中。此外，當(dāng)沒有借助附加的、進(jìn)一步增加所述解決方案的設(shè)備開銷的措施來防止這一情況時，使光伏發(fā)電機(jī)的幾個鏈的僅僅一部分短路幾乎不夠，因為否則存在以下危險:由此沒有降低系統(tǒng)電壓，而由部分短路的鏈引起反向電流。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所基于的任務(wù)是，闡明具有獨立權(quán)利要求1的前序部分的特征的用于在出現(xiàn)接地故障時保護(hù)光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊不受對地過電壓損害的方法，所述方法可以在沒有大的設(shè)備開銷和用于將電能由光伏發(fā)電機(jī)饋入交流電網(wǎng)的逆變器中的昂貴部件的情況下實現(xiàn)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，通過具有權(quán)利要求1的特征的方法來解決所述任務(wù)。在從屬權(quán)利要求中限定所述新方法的優(yōu)選實施方式。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的方法具有以下步驟:
[0014]-在出現(xiàn)接地故障或由接地故障引起的、超過絕緣測定電壓的對地過電壓方面監(jiān)視光伏發(fā)電機(jī)；
[0015]-在出現(xiàn)接地故障或所引起的過電壓時，
[0016]-首先將光伏發(fā)電機(jī)與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容分離并且將逆變器與交流電網(wǎng)分離；
[0017]-然后使逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容器通過電阻放電；
[0018]-然后永久閉合逆變器的逆變器橋的半導(dǎo)體開關(guān)并且使光伏發(fā)電機(jī)與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容再次連接，以便使光伏發(fā)電機(jī)短路。
[0019]由EP2 284 973 Al基本上已知的是，在逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容先前已經(jīng)通過電阻放電之后，可以通過逆變器的逆變器橋的半導(dǎo)體開關(guān)使光伏發(fā)電機(jī)短路，用于將電能饋入交流電網(wǎng)中的光伏發(fā)電機(jī)與所述逆變器連接。在此，進(jìn)行光伏發(fā)電機(jī)的短路，以便消除反向電流的主要原因，所述反向電流已經(jīng)在光伏發(fā)電機(jī)的并聯(lián)的鏈之一中記錄。通過電流傳感器進(jìn)行所述記錄，所述電流傳感器在此分配給每一個單個的鏈并且所述電流傳感器的信號從外部輸送給逆變器。在此不在接地故障方面監(jiān)視光伏發(fā)電機(jī)。也不間接以反向電流的形式記錄這種接地故障，因為至少簡單的接地故障不引起這種反向電流。此外，EP2284 973A1也不涉及保持光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的絕緣測定電壓。
[0020]為了實施根據(jù)本發(fā)明的方法，由電阻和開關(guān)組成的串聯(lián)電路與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容并聯(lián)以便通過閉合所述開關(guān)使中間回路電容通過電阻放電是足夠的，只要不是無論如何都設(shè)置所述可接通的放電電阻。通常無論如何都存在用于使光伏發(fā)電機(jī)與輸入側(cè)的中間回路電容分離并且使逆變器與交流電網(wǎng)分離的接觸器。
[0021]與電阻串聯(lián)地與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容并聯(lián)的開關(guān)不必滿足特別的要求，因為電阻即使在中間回路電容最大充電時也將流經(jīng)開關(guān)的電流限制到容易控制的程度上。因此，所述開關(guān)可以是半導(dǎo)體開關(guān)。但所述開關(guān)也可以構(gòu)造為繼電器或接觸器。
[0022]通過在使光伏發(fā)電機(jī)短路時通過先前放電的中間回路電容保護(hù)逆變器的逆變器橋的半導(dǎo)體開關(guān)不受大的短路電流損害，其能夠引起光伏發(fā)電機(jī)的為了降低系統(tǒng)電壓所期望的短路，即承受在此流動的短路電流。為了接通光伏發(fā)電機(jī)的空載電壓，其無論如何必須具有足夠的耐壓強(qiáng)度。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明的方法中容忍，在使光伏發(fā)電機(jī)與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容分離直至使光伏發(fā)電機(jī)與逆變器再次連接之間的時間段內(nèi)不僅不降低光伏發(fā)電機(jī)上的最大對地電壓而且甚至可以使其增大到其空載電壓上。但是，具有約一秒或數(shù)秒的持續(xù)時間的如此短時的過電壓對于光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的完好性而言不是緊要的。在此要考慮的是，由于接地故障在根據(jù)本發(fā)明的方法中將對地過電壓基本上限制到絕緣測定電壓的約50%上。當(dāng)過電壓例如保持I分鐘時，這種受限制的過電壓也不是緊要的。
[0024]優(yōu)選地，為了使光伏發(fā)電機(jī)短路，永久地閉合逆變器的逆變器橋的不僅一些、而是所有的半導(dǎo)體開關(guān)，以便使所引起的電流分配到并聯(lián)的半橋及其開關(guān)上。
[0025]優(yōu)選地，暫時斷開逆變器的逆變器橋的所有的半導(dǎo)體，更確切地說一旦逆變器與交流電網(wǎng)分離或在逆變器與交流電網(wǎng)分離之前，直至其在逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容放電之后永久閉合。但是，基本上可以如此長的時鐘控制逆變器的逆變器橋的半導(dǎo)體開關(guān)，直至其持久閉合。
[0026]優(yōu)選地，與使逆變器與交流電網(wǎng)分離同時地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中使光伏發(fā)電機(jī)與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容分離。但是，基本上也可以在其之前進(jìn)行分離。例如可設(shè)想的是，使光伏發(fā)電機(jī)立即與逆變器分離，而在其輸入側(cè)的中間回路電容上的中間回路電壓仍能夠?qū)崿F(xiàn)電能饋入交流電網(wǎng)中的情況下逆變器一直與交流電網(wǎng)保持連接并且其逆變器橋的半導(dǎo)體開關(guān)一直繼續(xù)被時鐘控制。
[0027]此外，在光伏發(fā)電機(jī)再次與逆變器的輸入側(cè)的中間回路電容連接之前，當(dāng)逆變器的逆變器橋的半導(dǎo)體開關(guān)永久閉合時，在根據(jù)本發(fā)明的方法中從時序出發(fā)是優(yōu)選的。在此，通過中間回路電容的緩沖效果也能夠?qū)崿F(xiàn)同時性或者快速的反向的順序。
[0028]雖然，由于短路電流在逆變器的逆變器橋的閉合的開關(guān)中產(chǎn)生的損耗熱量保持得較小。然而有利的是，當(dāng)不保證通過交流電網(wǎng)的能量供給時也確保其冷卻。為此，可以將特定的能量存儲器分配給逆變器。此外，在逆變器橋的半導(dǎo)體開關(guān)通常不閉合時，對于交流電網(wǎng)的失效也保證:可以將半導(dǎo)體開關(guān)永久地控制到其閉合狀態(tài)中，以便使光伏發(fā)電機(jī)持久短路以避免過電壓。
[0029]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在出現(xiàn)接地故障或所引起的過電壓的情形中切斷在逆變器上潛在存在的、對逆變器的輸入端處的光伏發(fā)電機(jī)的連接端中的一個的電勢的偏置控制，只要所述偏置控制沒有通過根據(jù)本發(fā)明的方法范疇內(nèi)改變的逆變器控制終止。
[0030]在出現(xiàn)以下接地故障時不必使光伏發(fā)電機(jī)短路:所述接地故障不引起超過絕緣測定電壓的過電壓。替代地，可以將光伏發(fā)電機(jī)的電能繼續(xù)借助逆變器饋入交流電網(wǎng)中。用于根據(jù)本發(fā)明的方法使光伏發(fā)電機(jī)短路的硬標(biāo)準(zhǔn)首先是超過絕緣測定電壓的過電壓的出現(xiàn)，所述過電壓在預(yù)給定的最大時間內(nèi)沒有自身降低。
[0031 ] 可以參考用于使光伏發(fā)電機(jī)短路的所有措施在逆變器內(nèi)或至少在逆變器處實施根據(jù)本發(fā)明的方法。同樣適于在接地故障的出現(xiàn)方面或尤其在所引起的超過絕緣測定電壓的過電壓的出現(xiàn)方面監(jiān)視光伏發(fā)電機(jī)。具體地，可以通過測量其在逆變器上的連接端的對地電壓來監(jiān)視光伏發(fā)電機(jī)。
[0032]由權(quán)利要求書、說明書和附圖得到本發(fā)明的有利擴(kuò)展方案。在說明書引言中提及的特征優(yōu)點和多個特征組合的優(yōu)點僅僅是示例性的并且能夠替代地或累計地起作用，而不必強(qiáng)制由根據(jù)本發(fā)明的實施方式必須實現(xiàn)所述優(yōu)點。在不由此改變所附權(quán)利要求的主題的情況下，在原始申請文件及專利的公開內(nèi)容方面適用如下:從附圖——尤其所示出的多個部件相互的幾何形狀和相對尺寸中以及從其相對布置與有效連接中獲得其他特征。本發(fā)明的不同實施方式的特征的組合或者不同權(quán)利要求的特征的組合同樣能夠不同于權(quán)利要求的所選擇的引用并且以此激勵。這也涉及那些在分開的附圖中示出的或在其說明書中提及的特征。這些特征也能夠與不同的權(quán)利要求的特征進(jìn)行組合。同樣，能夠取消權(quán)利要求中所提及的用于本發(fā)明的其他實施方式的特征?？梢酝ㄟ^其他的特征來補充在權(quán)利要求中提及的特征或者限定唯一的步驟，由所述步驟組成所述方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]下面參考附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0034]圖1示出通過逆變器與交流電網(wǎng)連接的正常運行中的光伏發(fā)電機(jī)；
[0035]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟的時間順序和所引起的根據(jù)圖1的逆變器上的對地電壓。

【具體實施方式】
[0036]根據(jù)圖1，光伏發(fā)電機(jī)I通過第一接觸器SI與逆變器3的輸入側(cè)的中間回路2連接，所述光伏發(fā)電機(jī)通常不僅具有各個光伏模塊成所謂的鏈的串聯(lián)電路而且具有光伏模塊的這種鏈的并聯(lián)電路。中間回路2具有中間回路電容4。逆變器3的逆變器橋5從由光伏發(fā)電機(jī)I充電的中間回路2將電能饋入交流電網(wǎng)6中。在此，逆變器3通過接觸器S2和電流隔離的變壓器7與交流電網(wǎng)6連接。在此，為了將三相交流電流饋入交流電網(wǎng)6中，逆變器橋5具有三個半橋8，在所述三個半橋中分別串聯(lián)兩個半導(dǎo)體開關(guān)Vl和V2、V3和V4或者V5和V6。在接觸器SI和逆變器橋5之間，由電阻Rl和開關(guān)S3組成的串聯(lián)電路與中間回路電容4并聯(lián)，以便能夠使中間回路電容4通過開關(guān)S3的閉合通過電阻Rl快速放電，尤其比通過為了安全性永久與中間回路電容4并聯(lián)的、高歐姆的放電電阻R2更快。具體地，電阻Rl的大小如此確定，使得中間回路電容4上的最初的中間回路電壓Uzwk在時間t內(nèi)衰減到閾值電壓Umax上，所述中間回路電壓具有光伏發(fā)電機(jī)的空載電壓U0的大小，其中有:
[0037]Ufflax = U0- e-t/E1-c
[0038]其中C是中間回路電容4的值。在例如30V的閾值電壓(其中中間回路電壓4可以視為放電)以及10至20毫法的典型的中間回路電容以及例如一秒的中間回路電容4的可容忍的最大放電時間的情況下，在Utl例如為1500V時得到12.5至25歐姆的電阻R1。在電壓為1500V時，所述電阻將起初的短路電流限制到60至120安培上，開關(guān)S3必須為此設(shè)計。能夠借助廉價的半導(dǎo)體開關(guān)、繼電器或接觸器實現(xiàn)所述設(shè)計。
[0039]當(dāng)在測量光伏發(fā)電機(jī)I到逆變器3的連接端9和10上的電壓時確定對地存在超過光伏發(fā)電機(jī)I或者其光伏模塊的絕緣測定電壓的過電壓時，才使用開關(guān)S3使中間回路電容4放電，其中所述測量可以例如借助電壓表11和12實施。在光伏發(fā)電機(jī)I的正常運行中，所述光伏發(fā)電機(jī)的輸出電壓Upv對地對稱地分配為逆變器3的系統(tǒng)電壓，從而兩個電壓表11和12測量分別為Upv的一半的、在量值方面相等的電壓Ul和U2。在此，中間回路電SUzwk等于UPV。然而，當(dāng)發(fā)生接地故障時(其例如將連接端9與地連接)，由電壓表11記錄的對地電壓驟降到零，而由電壓表12記錄的對地電壓增大到UPV。當(dāng)Upv在此超過絕緣測定電壓時(這可能取決于當(dāng)前的入射條件)，必須短時消除所述狀態(tài)。為此，首先打開接觸器SI和S2，以便使逆變器3不僅與光伏發(fā)電機(jī)I而且與交流電網(wǎng)6分離。然后，通過開關(guān)S3的閉合使中間回路電容4通過Rl快速放電。在達(dá)到對于半導(dǎo)體開關(guān)Vl至V6可接受的閾值電壓時，使逆變器橋5的所有半導(dǎo)體開關(guān)Vl至V6 (其在斷開接觸器SI和S2時已暫時斷開)永久閉合，并且然后通過接觸器SI的重新閉合通過逆變器橋5使光伏發(fā)電機(jī)I短路。在此，可以使開關(guān)S3繼續(xù)保持閉合。但是，所述開關(guān)S3單獨不適合使光伏發(fā)電機(jī)I短路以限制在其上出現(xiàn)的對地電壓，因為所述開關(guān)S3與電阻Rl不是設(shè)計用于為此目的傳導(dǎo)的電流的。但是，由逆變器橋5的半導(dǎo)體開關(guān)Vl至V6沒問題地傳導(dǎo)所述電流，其中所述電流通過所述逆變器橋的三個半導(dǎo)體橋8分配。
[0040]圖2示出信號和由所述信號引起的電壓，借助所述信號由于過電壓的記錄來控制開關(guān)SI至S3和Vl至V6，以便使光伏發(fā)電機(jī)I短路。首先對于直至tl的時間段示出正常運行。在所述時間段內(nèi)，對半導(dǎo)體開關(guān)Vl至V6進(jìn)行時鐘控制，這以控制信號I’來說明。接觸器SI和S2閉合。相應(yīng)的控制信號位于I上。開關(guān)S3斷開。相應(yīng)的控制信號位于O上。中間回路電壓Uzwk具有與光伏電壓Upv相同的值。由兩個電壓表11和12測量的對地電壓Ul和U2的量值分別為UPV/2。在此，示出由電壓表12測量的電壓U2的量值的變化。在時刻tl發(fā)生接地故障,所述接地故障使連接端9與地硬連接。相應(yīng)地，連接端10的電勢(即U2)升高到UpvI，這在電壓表12上記錄。如果如同在附圖中示出的示例中假設(shè)的那樣電壓Upv的量值超過光伏模塊的允許的絕緣測定電壓，則作為對此的反應(yīng)在時刻t2斷開接觸器SI和S2和所有半導(dǎo)體開關(guān)Vl至V6。隨后，電壓U2增大到光伏發(fā)電機(jī)的空載電壓U0上。然后在時刻t3閉合開關(guān)S3，以便使中間回路電容4放電。相應(yīng)地，中間回路電壓Uzwk指數(shù)地衰減。在時刻t4，中間回路電壓衰減到閾值電壓上，在所述閾值電壓時可以無危險地永久閉合半導(dǎo)體開關(guān)Vl至V6，這通過值2’的控制電壓說明。當(dāng)在隨后的時刻t5再次閉合接觸器SI并且使光伏發(fā)電機(jī)重新與逆變器連接時，通過逆變器橋5的閉合的半導(dǎo)體開關(guān)Vl至V6使所述光伏發(fā)電機(jī)短路，從而使電壓U2快速向零衰減。tl與U2衰減到開始值UPV/2以下并且因此衰減到光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的絕緣測定電壓以下之間的時間段為幾秒鐘并且可以限制到三秒、二秒或甚至一秒上。在圖2中示出的時刻tl至t5的間隔不一定是按照比例的，因此t4至t5的間隔例如可能明顯短于所示出的間隔，此外不一定同時進(jìn)行在一個時刻同時示出的所有開關(guān)事件。已指出開關(guān)事件的順序方面的不同變型可能性。
[0041]參考標(biāo)記列表
[0042]I光伏發(fā)電機(jī)
[0043]2中間回路
[0044]3逆變器
[0045]4中間回路電容
[0046]5逆變器橋
[0047]6交流電網(wǎng)
[0048]7變壓器
[0049]8半橋
[0050]9連接端
[0051]10連接端
[0052]11電壓表
[0053]12電壓表
[0054]SI接觸器
[0055]S2接觸器
[0056]S3開關(guān)
[0057]Vl半導(dǎo)體開關(guān)
[0058]V2半導(dǎo)體開關(guān)
[0059]V3半導(dǎo)體開關(guān)
[0060]V4半導(dǎo)體開關(guān)
[0061]V5半導(dǎo)體開關(guān)
[0062]V6半導(dǎo)體開關(guān)
[0063]Rl電阻
[0064]R2放電電阻
[0065]Uzwk中間回路電壓
[0066]Upv光伏電壓
[0067]U0空載電壓
[0068]U2連接端10上的對地電壓(由電壓表12測量)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在出現(xiàn)接地故障時保護(hù)光伏發(fā)電機(jī)(I)不受所引起的、超過絕緣測定電壓的對地過電壓損害的方法，所述光伏發(fā)電機(jī)具有大于所述光伏發(fā)電機(jī)的光伏模塊的絕緣測定電壓的空載電壓并且所述光伏發(fā)電機(jī)通過逆變器(3)與交流電網(wǎng)(6)連接，其中，所述方法具有以下步驟: 在所述接地故障或所引起的過電壓的出現(xiàn)方面監(jiān)視所述光伏發(fā)電機(jī)(I); 在出現(xiàn)所述接地故障或所引起的過電壓時使所述光伏發(fā)電機(jī)(I)短路， 其特征在于，在出現(xiàn)所述接地故障或所引起的過電壓時， 首先將所述光伏發(fā)電機(jī)(I)與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)分離并且將所述逆變器(3)與所述交流電網(wǎng)(6)分離； 然后使所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)通過電阻(Rl)放電； 然后使所述逆變器(3)的逆變器橋(5)的半導(dǎo)體開關(guān)(VI至V6)永久閉合并且使所述光伏發(fā)電機(jī)⑴再次與所述逆變器⑶的輸入側(cè)的中間回路電容⑷連接，以便使所述光伏發(fā)電機(jī)(I)短路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過斷開所有極分離的第一接觸器(SI)使所述光伏發(fā)電機(jī)⑴與所述逆變器⑶的輸入側(cè)的中間回路電容⑷分離，通過斷開所有極分離的第二接觸器(S2)使所述逆變器(3)與所述交流電網(wǎng)(6)分離，并且通過閉合與所述電阻(Rl)串聯(lián)的開關(guān)(S3)使所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)放電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述開關(guān)(S3)是繼電器、接觸器或另一個半導(dǎo)體開關(guān)。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，永久閉合所述逆變器(3)的逆變器橋(5)的所有半導(dǎo)體開關(guān)(VI至V6)，以便使所述光伏發(fā)電機(jī)(I)短路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在使所述逆變器(3)與所述交流電網(wǎng)(6)分離之前暫時斷開所述逆變器(3)的逆變器橋(5)的所有半導(dǎo)體開關(guān)(VI至V6)，直至在使所述中間回路電容(4)放電之后永久閉合所述半導(dǎo)體開關(guān)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，與使所述逆變器(3)與所述交流電網(wǎng)(6)分離同時地，使所述光伏發(fā)電機(jī)(I)與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容⑷分離。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在使所述光伏發(fā)電機(jī)(I)再次與所述逆變器(3)的輸入側(cè)的中間回路電容(4)連接之前，永久閉合所述逆變器(3)的逆變器橋(5)的所有半導(dǎo)體開關(guān)(VI至V6)。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述交流電網(wǎng)(6)失效時在使用來自分配給所述逆變器(3)的能量存儲器的電能的情況下繼續(xù)控制和/或冷卻所述逆變器(3)的逆變器橋(5)的永久閉合的半導(dǎo)體開關(guān)(VI至V6)。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在出現(xiàn)所述接地故障或所引起的過電壓時切斷對于所述光伏發(fā)電機(jī)⑴在所述逆變器⑶的輸入端上的連接端(9，10)中的一個的電勢的偏置控制。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在出現(xiàn)不引起超過所述絕緣測定電壓的過電壓的接地故障時，繼續(xù)使電能由所述光伏發(fā)電機(jī)(I)借助所述逆變器(3)饋入所述交流電網(wǎng)(6)中。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過測量所述光伏發(fā)電機(jī)(I)在所述逆變器(3)上的連接端(9，10)的對地電壓在所述接地故障的出現(xiàn)或所引起的過電壓的出現(xiàn)方面監(jiān)視所述光伏發(fā)電機(jī)(I)。
【文檔編號】H01L31/02GK104137268SQ201380010192
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月20日
【發(fā)明者】A·法爾克 申請人:艾思瑪太陽能技術(shù)股份公司