專利名稱：電源裝置以及診斷電源裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及電源裝置，特別是包括串聯(lián)連接的幾個(gè)電源(比如光伏(PV)模塊)的電源裝置。
背景技術(shù)：
隨著對于可持續(xù)能量生產(chǎn)的興趣日益增加，有一個(gè)焦點(diǎn)是使用用于產(chǎn)生電力的光伏模塊。光伏(PV)模塊包括多個(gè)光伏(PV)電池，其也被稱作太陽能電池。通常把幾個(gè)太陽能模塊串聯(lián)連接以形成模塊串。由所述串提供的DC輸出電壓隨后可以被轉(zhuǎn)換成AC電壓，比如適合被供應(yīng)給電力網(wǎng)或驅(qū)動電動機(jī)的電壓。在理想情況下，每個(gè)串聯(lián)連接的模塊提供相同的輸出電壓。在實(shí)際的光伏裝置中，可能存在與其他模塊相比提供較低電壓的模塊。這可能是由于磨損、模塊內(nèi)接觸件的腐蝕等等造成的。為了優(yōu)化具有多個(gè)PV模塊的太陽能裝置的輸出，可以將最大功率點(diǎn)(MPP)跟蹤器耦合到每個(gè)模塊。MPP跟蹤器監(jiān)視各單獨(dú)模塊的輸出功率，并且將各單獨(dú)模塊操作在其MPP下。通過MPP跟蹤器，知道各單獨(dú)模塊的輸出功率，從而可以容易地檢測到一個(gè)模塊的輸出功率與其他模塊的輸出功率的偏差，進(jìn)而可以采取合適的措施。然而，MPP跟蹤器是昂貴的，因此在大的太陽能發(fā)電廠中，至多將MPP跟蹤器耦合到具有多個(gè)模塊的一串，而不是耦合到各單獨(dú)模塊。不過仍然需要以一種有成本效益的方式監(jiān)視在具有串聯(lián)連接的多個(gè)電源的一串中各電源(比如PV模塊)的輸出電壓。

發(fā)明內(nèi)容
第一方面涉及一種診斷電源裝置的方法，所述電源裝置包括串聯(lián)連接在輸出端子之間的復(fù)數(shù)η個(gè)電源，其中η >2。所述方法包括至少一次電壓比較。所述至少一次電壓比較包括:從所述電源裝置中選擇至少兩個(gè)不同組的電源，以及在所述輸出端子之間測量每個(gè)組的電壓，其中在測量一個(gè)組的電壓的過程中，所述電源裝置中的不屬于該組的電源被旁路。所述方法還包括:把通過測量所述至少兩個(gè)組中的每個(gè)組的電壓而獲得的至少兩個(gè)測量電壓進(jìn)行比較，或者把取決于所述至少兩個(gè)測量電壓的電壓進(jìn)行比較。第二方面涉及一種包括電源裝置和耦合到所述電源裝置的診斷電路的電路裝置，所述電源裝置具有輸出端子以及串聯(lián)連接在所述輸出端子之間的復(fù)數(shù)η個(gè)電源，其中η > 2。所述診斷電路被配置成執(zhí)行以下操作:從所述電源裝置中選擇至少兩個(gè)不同的組電源；在所述輸出端子之間測量每個(gè)組的電壓，其中在測量一個(gè)組的電壓的過程中，所述電源裝置中的不屬于該組的電源被旁路；以及把通過測量所述至少兩個(gè)組中的每個(gè)組的電壓而獲得的至少兩個(gè)測量電壓進(jìn)行比較，或者把取決于所述至少兩個(gè)測量電壓的電壓進(jìn)行比較。


現(xiàn)在將參照附圖解釋實(shí)例。附圖用來說明基本原理，從而只示出對于理解基本原理而言必要的方面。附圖不是按比例的。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的特征。圖1示意性地示出包括電源裝置和診斷電路的電路裝置的第一實(shí)施例，所述電源裝置具有多個(gè)電源；
圖2示出診斷電路的第一實(shí)施例；
圖3不出被實(shí)施為光伏(PV)模塊的電源的第一實(shí)施例；
圖4示出診斷電路的旁路電路的一個(gè)實(shí)施例；
包括圖5A和5B的圖5示出診斷電源裝置的方法的第一實(shí)施例；以及 包括圖6A、6B、6C和6D的圖6示出診斷電源裝置的方法的另一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中參照了形成其一部分的附圖，并且其中通過說明的方式示出可以實(shí)踐本發(fā)明的具體實(shí)施例。在這方面，參照所描述的附圖的取向使用了諸如“頂部”、“底部”、“前”、“后”、“前導(dǎo)”、“拖尾”等等之類的方向術(shù)語。由于可以將各實(shí)施例的組件定位在許多不同的取向中，因此使用所述方向術(shù)語是為了進(jìn)行說明而絕非進(jìn)行限制。應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以利用其他實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)或邏輯的改變。因此不應(yīng)當(dāng)將下面的詳細(xì)描述 視為進(jìn)行限制，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書來限定。應(yīng)當(dāng)理解，可以將在這里所描述的各種示例性實(shí)施例的特征彼此組合，除非另有專門說明。圖1示出電路裝置的第一實(shí)施例。所述電路裝置包括電源裝置1，其具有串聯(lián)連接在電源裝置I的輸出端子11、12之間的復(fù)數(shù)η (其中η≥2)個(gè)電源1(ν 02、103、10η。在電源裝置I的操作中，每個(gè)電源^^、^、^^、隊(duì)提供輸出電壓乂叫^取^取^^^使得輸出端子11、12之間的電源裝置I的輸出電壓Vl對應(yīng)于各單獨(dú)輸出電壓的總和:
權(quán)利要求
1.一種診斷電源裝置的方法，所述電源裝置包括串聯(lián)連接在輸出端子之間的復(fù)數(shù)η個(gè)電源，其中n ^ 2，所述方法包括: 從所述電源裝置中選擇至少兩個(gè)不同組的電源； 在所述輸出端子之間測量所述至少兩個(gè)不同組中的每個(gè)組的電壓，其中在測量一個(gè)組的電壓的過程中，所述電源裝置中的不屬于該組的電源被旁路； 把通過測量所述至少兩個(gè)不同組中的每個(gè)組的電壓而獲得的至少兩個(gè)測量電壓進(jìn)行比較，或者把取決于所述至少兩個(gè)測量電壓的至少兩個(gè)電壓進(jìn)行比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，各組具有彼此相同數(shù)目的電源并且彼此分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，選擇各包括η/2個(gè)電源的兩個(gè)組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，各組具有彼此不同數(shù)目的電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括: 對于每個(gè)組計(jì)算歸一化電壓，一個(gè)組的歸一化電壓取決于該組的測量電壓和該組中電源的數(shù)目；以及 比較所述歸一化電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中，計(jì)算一個(gè)歸一化電壓包括: 將所述測量電壓除以該組的電源的數(shù)目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 提供取決于所述比較的結(jié)果的診斷信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括: 當(dāng)所述至少兩個(gè)測量電壓中的兩個(gè)之間的差或者取決于所述測量電壓的所述至少兩個(gè)電壓中的兩個(gè)之間的差高于給定閾值時(shí)，生成所述診斷信號以呈現(xiàn)錯(cuò)誤水平。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:當(dāng)所述測量電壓中的兩個(gè)之間的差或者取決于所述測量電壓的所述電壓中的兩個(gè)之間的差高于給定閾值時(shí): a)從具有最低電壓的組中選擇至少兩個(gè)不同組的電源； b)在所述輸出端子之間測量每個(gè)組的電壓，其中在測量一個(gè)組的電壓的過程中，所述電源裝置中的不屬于該組的電源被旁路； c)把通過測量每個(gè)組的電壓而獲得的至少兩個(gè)電壓或者取決于所述至少兩個(gè)電壓的電壓進(jìn)行比較。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 重復(fù)方法步驟a)到b)，直到具有最低電壓的所述組僅僅包括一個(gè)電源為止。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，測量每個(gè)組的電壓包括測量開路電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中，將最大功率點(diǎn)跟蹤 器(MPP)連接到所述輸出端子；并且 其中，測量每個(gè)組的電壓包括利用連接到所述電源裝置的所述MPP來測量電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個(gè)電源包括具有串聯(lián)連接的多個(gè)太陽能電池的光伏模塊。
14.一種電路裝置，包括: 電源裝置，其包括輸出端子以及串聯(lián)連接在所述輸出端子之間的復(fù)數(shù)η個(gè)電源，其中η彡2 ;以及診斷電路，其被耦合到所述電源裝置， 所述診斷電路被配置成從所述電源裝置中選擇至少兩個(gè)不同組的電源， 所述診斷電路被配置成在所述輸出端子之間測量所述至少兩個(gè)不同組中的每個(gè)組的電壓，其中在測量一個(gè)組的電壓的過程中，所述電源裝置中的不屬于該組的電源被旁路，以及 所述診斷電路被配置成把通過測量所述至少兩個(gè)組中的每個(gè)組的電壓而獲得的至少兩個(gè)測量電壓進(jìn)行比較，或者把取決于所述至少兩個(gè)測量電壓的至少兩個(gè)電壓進(jìn)行比較。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路裝置，其中，所述診斷電路被配置成選擇具有相同數(shù)目的電源并且分離的各單獨(dú)組。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路裝置，其中，所述診斷電路被配置成選擇各包括η/2個(gè)電源的兩個(gè)組。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路裝置，其中，所述診斷電路還被配置成提供取決于所述比較的結(jié)果的診斷信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，當(dāng)所述至少兩個(gè)測量電壓中的兩個(gè)之間的差或者取決于所述測量電壓的所述至少兩個(gè)電壓中的兩個(gè)之間的差高于給定閾值時(shí)，所述診斷電路被配置成生成所述診斷信號以呈現(xiàn)錯(cuò)誤水平。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路裝置，其中，當(dāng)所述測量電壓中的兩個(gè)之間的差或者取決于所述測量電壓的所述電壓中的兩個(gè) 之間的差高于給定閾值時(shí)，所述診斷電路: a)被配置成從具有最低電壓的組中選擇至少兩個(gè)不同組的電源； b)被配置成在所述輸出端子之間測量每個(gè)組的電壓，其中在測量一個(gè)組的電壓的過程中，所述電源裝置中的不屬于該組的電源被旁路； c)被配置成把通過測量每個(gè)組的電壓而獲得的至少兩個(gè)測量電壓進(jìn)行比較，或者把取決于所述至少兩個(gè)測量電壓的兩個(gè)電壓進(jìn)行比較。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電路裝置，其中，所述診斷電路還被配置成重復(fù)方法步驟a)到b)，直到具有最低電壓的所述組僅僅包括一個(gè)電源為止。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路裝置，其中，所述診斷電路還包括: 旁路電路，其被耦合到所述電源裝置； 測量和控制電路，其被配置成測量所述輸出端子之間的電壓并且被配置成控制所述旁路電路。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電路裝置，其中，所述旁路電路還包括: 至少一個(gè)旁路單元，其被耦合到一個(gè)電源并且被配置成按照所述測量和控制電路的控制來旁路其所耦合到的所述電源。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電路裝置，其中，每個(gè)電源具有與之耦合的旁路單元。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電路裝置，其中，所述至少一個(gè)旁路單元包括: 開關(guān)元件，其與相關(guān)聯(lián)的電源并聯(lián)連接； 控制單元，其被耦合到所述測量和控制電路并且被配置成取決于從所述測量和控制電路接收的控制信號而驅(qū)動所述開關(guān)元件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電路裝置，其中，所述控制單元被配置成在其中沒有從所述測量和控制電路接收到控制信號的給定時(shí)間段期滿之后接通所述開關(guān)元件。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路裝置，其中，所述診斷電路被配置成測量在所述輸出端子處的開路電壓。
27.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路裝置，還包括: 最大功率點(diǎn)跟蹤器(MPP)，其被連接到所述輸出端子， 其中，所述診斷電路被配置成測量每個(gè)組的MPP電壓。
28.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路裝置，其中，每個(gè)電源包括具有串聯(lián)連接的多個(gè)太陽能電池的光伏 模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了電源裝置以及診斷電源裝置的方法。一種診斷電源裝置的實(shí)施例方法，所述電源裝置包括串聯(lián)連接在輸出端子之間的復(fù)數(shù)n個(gè)電源，其中n≥2。從所述電源裝置中選擇至少兩個(gè)不同組的電源。在所述輸出端子之間測量所述至少兩個(gè)不同組中的每個(gè)組的電壓。在測量一個(gè)組的電壓的過程中，所述電源裝置中的不屬于該組的電源被旁路。把通過測量所述至少兩個(gè)組中的每個(gè)組的電壓而獲得的至少兩個(gè)測量電壓進(jìn)行比較，或者把取決于所述至少兩個(gè)測量電壓的至少兩個(gè)電壓進(jìn)行比較。
文檔編號G01R31/40GK103091643SQ201110453420
公開日2013年5月8日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
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