專利名稱:采用直流發(fā)電模塊和多個(gè)串保護(hù)器的串和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
所公開(kāi)的構(gòu)思通常涉及串(String),更特別地,涉及包含多個(gè)例如光伏發(fā)電模塊等的直流發(fā)電模塊的這種串。所公開(kāi)的構(gòu)思還涉及系統(tǒng)、單個(gè)串、組成陣列的多個(gè)串以及例如串陣列的多個(gè)陣列,其中,串陣列包含多個(gè)具有多個(gè)直流發(fā)電模塊的串。
背景技術(shù):
已經(jīng)知道,在光伏(PV)(例如,光電;太陽(yáng)能發(fā)電)系統(tǒng)中不存在已知的裝置能夠在發(fā)生能夠造成火災(zāi)的短路故障(例如但不限于,并聯(lián)電弧)時(shí)阻止串或串陣列產(chǎn)生能量。 例如,串的負(fù)載端上的熔斷器不能阻止這種故障的發(fā)生。例如,電弧消耗沒(méi)有到達(dá)逆變器或負(fù)載的能量。已知的實(shí)踐是在串的負(fù)載端在一個(gè)饋電導(dǎo)體(例如,電線;典型地為正極電線)中放置保護(hù)裝置(即,熔斷器),來(lái)防止出現(xiàn)反饋狀況和反饋短路。正極或負(fù)極饋電線包含保護(hù)裝置(即熔斷器),取決于制造者。系統(tǒng)可具有接地連接或者可以不接地,取決于當(dāng)?shù)亟ㄖ?guī)范。一些已知的匯流箱(combiner box)在饋電端而不是遠(yuǎn)端上在用于不接地系統(tǒng)的導(dǎo)線上均包含熔斷器。據(jù)信,保護(hù)裝置沒(méi)有用于PV發(fā)電模塊、串的遠(yuǎn)端或回路導(dǎo)體(return conductor)。據(jù)信,PV發(fā)電模塊和回路導(dǎo)體之間的所有連接饋電導(dǎo)體不受免遭發(fā)生各種電弧事件或短路的保護(hù)。圖1示出了串聯(lián)連接的直流(DC)發(fā)電模塊8(例如,PV發(fā)電模塊)的幾個(gè)并聯(lián)串 2,4,6,其具有位于每串的正極導(dǎo)體12上的保護(hù)裝置10。此保護(hù)裝置10是熔斷器,僅當(dāng)相應(yīng)串2,4,6短路并被匯流連接在匯流箱16內(nèi)的主DC母線14上的其他PV串反饋時(shí)防止出現(xiàn)反向過(guò)電流。采用熔斷器來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)和采用二極管來(lái)阻止反向電流是已知的。據(jù)信,已知的DC發(fā)電模塊的串和陣列沒(méi)有提供串聯(lián)或并聯(lián)電弧故障保護(hù)。包含多個(gè)直流發(fā)電模塊的串在電氣安全方面存在改善的空間。包含具有多個(gè)直流發(fā)電模塊的串的系統(tǒng)——例如串陣列——也存在改善的空間。
實(shí)用新型內(nèi)容這些和其他的需求通過(guò)所公開(kāi)構(gòu)思的實(shí)施例得以滿足,其檢測(cè)直流發(fā)電模塊的串聯(lián)連接串中的電弧放電,并在例如但不限于發(fā)生“電路內(nèi)(in-circuit) ”電弧(通常稱為串聯(lián)電弧)或“短路”電弧(通常稱為并聯(lián)電弧)的情況下中斷電流的流動(dòng)。這也為這些串中的導(dǎo)體和直流發(fā)電模塊,以及從發(fā)電串到電匯流箱——其中,來(lái)自相鄰串的電流被合并和端接(terminat)——的導(dǎo)體提供了保護(hù),以防止發(fā)生其他的短路。這緩解了在否則不受保護(hù)的直流發(fā)電模塊串中的潛在的電火災(zāi)的危險(xiǎn)。根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的一個(gè)方面,串包含多個(gè)直流發(fā)電模塊,其串聯(lián)電連接以形成第一端和第二遠(yuǎn)端(a remote second end);電力線,其在第一端上電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè);回路線,其在第二遠(yuǎn)端上電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè);串的電力線中的串保護(hù)器,其包含電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的若干個(gè)。根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的另一個(gè)方面,串包含多個(gè)直流發(fā)電模塊,其串聯(lián)電連接以形成第一端和第二遠(yuǎn)端;電力線,其在第一端上電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè);回路線,其在第二遠(yuǎn)端上電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè);第二遠(yuǎn)端上在串的回路線中的串保護(hù)器,其包含過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的若干個(gè)。根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的另一個(gè)方面,串包含多個(gè)直流發(fā)電模塊,其串聯(lián)電連接以形成第一端和第二遠(yuǎn)端;電力線,其在第一端上電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè);回路線,其在第二遠(yuǎn)端上電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè);串的電力線中的第一串保護(hù)器;第二遠(yuǎn)端上在串的回路線中的第二串保護(hù)器,其中,第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器中的一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的若干個(gè),且其中,第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器中的另一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器、接地故障保護(hù)器以及與電力線或回路線串聯(lián)的遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)中的若干個(gè)。第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器中的至少一個(gè)可被構(gòu)造成監(jiān)視或報(bào)告在串的電力線或回路線中流動(dòng)的電流。第二串保護(hù)器可位于遠(yuǎn)程匯流箱中或被布置在第二遠(yuǎn)端。第二串保護(hù)器可被構(gòu)造成測(cè)量由所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的這樣另外一個(gè)產(chǎn)生的電流和電壓,而不考慮所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的這樣另外一個(gè)是否與串隔離。第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器可被構(gòu)造成分別跳閘斷開(kāi)串的電力線和回路線;第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器可被進(jìn)一步構(gòu)造成在互相之間進(jìn)行通信,以使第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器中的一個(gè)的跳閘引發(fā)第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器中另一個(gè)的跳閘。第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的所述一個(gè)可被構(gòu)造成分別跳閘斷開(kāi)串的電力線和回路線;第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器中的另一個(gè)可包含遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān);第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器可被進(jìn)一步構(gòu)造成在互相之間進(jìn)行通信,以使得該跳間引發(fā)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)跳閘斷開(kāi)電力線和回路線中的一個(gè),從而使電力線和回路線都斷開(kāi)。根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的另一個(gè)方面,串包含多個(gè)直流發(fā)電模塊,其串聯(lián)電連接以形成第一端和第二遠(yuǎn)端;電力線,其在第一端上電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè);回路線,其在第二遠(yuǎn)端上電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè);多個(gè)第一保護(hù)器,其可操作地與串的電力線相關(guān)聯(lián);多個(gè)第二串保護(hù)器,所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的每一個(gè)位于所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的對(duì)應(yīng)一個(gè)上,其中,所述多個(gè)第一保護(hù)器和所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的每一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的若干個(gè)。所述多個(gè)直流發(fā)電模塊可以為光伏發(fā)電模塊;所述多個(gè)第二串保護(hù)器的這樣每一個(gè)可被構(gòu)造成監(jiān)視光伏發(fā)電模塊的電流、電壓和在光伏發(fā)電模塊的相應(yīng)一個(gè)上的照度。所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的每一個(gè)可被構(gòu)造成,響應(yīng)于過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的至少一個(gè),將所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相
應(yīng)一個(gè)與串隔離。[0020]所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)可包含接線盒;所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的一個(gè)可與接線盒成為一體。所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)可包含接線盒;所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的一個(gè)可操作地與接線盒相關(guān)聯(lián)。所述多個(gè)第一保護(hù)器可選自所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè)和直流電力母線之間的電力線中的第三串保護(hù)器,直流電力母線和逆變器之間的主饋線上的第四保護(hù)器,匯流箱內(nèi)的第五串保護(hù)器。所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的每一個(gè)可被構(gòu)造成將其狀態(tài)傳送到遠(yuǎn)程位置,該位置可確定所述多個(gè)直流發(fā)電模塊的每一個(gè)的狀態(tài)。所述多個(gè)第一保護(hù)器中可操作地與所述串的電力線相關(guān)聯(lián)的多個(gè)可被構(gòu)造成將其狀態(tài)傳送到遠(yuǎn)程位置,該位置可進(jìn)一步確定串的狀態(tài)。根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的另一個(gè)方面,系統(tǒng)包含第一匯流箱;第二匯流箱;多個(gè)串,其在第一匯流箱和第二匯流箱之間延伸,所述多個(gè)串中的多個(gè)的每個(gè)串包含多個(gè)直流發(fā)電模塊,其串聯(lián)電連接以形成第一端和第二相對(duì)端,電力線,其在第一端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè),回路線,其在第二相對(duì)端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè),這樣的每個(gè)串的電力線中的第一串保護(hù)器,在第二相對(duì)端上在這樣的每個(gè)串的回路線中的第二串保護(hù)器,其中,第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器中的一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的若干個(gè),且其中,第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器中的另一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器、接地故障保護(hù)器、 串聯(lián)在電力線或回路線上的遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)中的若干個(gè),其中,對(duì)于所述多個(gè)串中的多個(gè),第一和第二匯流箱中的一個(gè)位于第一端,其中,對(duì)于所述多個(gè)串中的多個(gè),第一和第二匯流箱中的另一個(gè)位于第二相對(duì)端,其中,所述多個(gè)串中的多個(gè)的電力線位于第一匯流箱中,且其中,所述多個(gè)串中最后的這樣的多個(gè)的回路線位于第二匯流箱內(nèi)。位于第一匯流箱中的第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器中的多個(gè)可由第一匯流箱內(nèi)的直流母線電壓供電;位于第二匯流箱中的第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器中的多個(gè)可由第二匯流箱內(nèi)的直流母線電壓供電。根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的另一個(gè)方面,串包含多個(gè)直流發(fā)電模塊,其串聯(lián)電連接以形成第一端和第二遠(yuǎn)端;電力線,其在第一端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè);回路線,其在第二遠(yuǎn)端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè);多個(gè)串保護(hù)器,所述多個(gè)串保護(hù)器中多個(gè)的每一個(gè)可操作地與電力線、在第二遠(yuǎn)端的回路線和所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè)的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián),所述多個(gè)串保護(hù)器中所述多個(gè)的每一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的若干個(gè),其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的一個(gè)被構(gòu)造成確定串的正常狀態(tài)并做出響應(yīng)地發(fā)送信號(hào),且其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的另一個(gè)被構(gòu)造成接收信號(hào)并做出響應(yīng)地保持所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)與所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的至少另一個(gè)的串聯(lián)電連接。所述多個(gè)串保護(hù)器中這樣的另一個(gè)可被構(gòu)造成,當(dāng)沒(méi)有接收到信號(hào)時(shí),做出響應(yīng)地將所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)與所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的至少這樣的另一個(gè)隔離。所述多個(gè)串保護(hù)器中的多個(gè)可被構(gòu)造成確定串的正常狀態(tài),做出響應(yīng)地將相應(yīng)得信號(hào)發(fā)送到所述多個(gè)串保護(hù)器中的其他串保護(hù)器。信號(hào)可包含與串的正常狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)以及與串的故障狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的非工作狀態(tài);所述多個(gè)串保護(hù)器中這樣的另一個(gè)可構(gòu)造成接收具有正常狀態(tài)的信號(hào),做出響應(yīng)地保持所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)與所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的至少這樣的另一個(gè)的串聯(lián)電連接,并可進(jìn)一步構(gòu)造成,在沒(méi)有接收到具有正常狀態(tài)的信號(hào)時(shí),做出響應(yīng)地?cái)嚅_(kāi)所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)與所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的至少這樣的另一個(gè)的電連接。信號(hào)可包含與串的正常狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)以及與串的故障狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的非工作狀態(tài);信號(hào)的缺失或信號(hào)的減弱可指示串的故障。所述多個(gè)串保護(hù)器中的多個(gè)可被構(gòu)造成向遠(yuǎn)程位置報(bào)告串的故障狀態(tài)或串的健康狀況;遠(yuǎn)程位置可被構(gòu)造成,基于所述多個(gè)串保護(hù)器中所述多個(gè)的哪一個(gè)報(bào)告故障狀態(tài)或沒(méi)有報(bào)告健康狀況,確定故障位置。
結(jié)合附圖閱讀下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述,可充分理解所公開(kāi)的構(gòu)思,在附圖中圖1是具有對(duì)于每個(gè)串位于正極導(dǎo)體上的單個(gè)保護(hù)裝置的多個(gè)直流(DC)發(fā)電模塊串的原理框圖;圖2A-2C是多個(gè)串的原理框圖,其顯示出可能的故障及其在DC發(fā)電電路上的位置;圖3是根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思一實(shí)施例在正極饋電導(dǎo)體上的第一串保護(hù)器和位于串的遠(yuǎn)端上的回路導(dǎo)體上的第二串保護(hù)器的原理框圖;圖4是根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思另一實(shí)施例在多個(gè)串的每個(gè)DC發(fā)電模塊上的串保護(hù)器的原理框圖;圖5是根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施例,在串的中部具有短路的情況下在串的每一端上的串保護(hù)器,在另一個(gè)DC發(fā)電模塊上的串保護(hù)器,以及第一和第二保護(hù)器之間的通信的原理框圖;圖6是根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施例在多個(gè)串和串陣列的每一端上的匯流箱的原理框圖;圖7是根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的其他實(shí)施例的串保護(hù)器的原理框圖;圖8是根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施例包含遠(yuǎn)程串保護(hù)器的串的原理框圖;圖9是根據(jù)所公開(kāi)構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施例包含匯流箱內(nèi)的串保護(hù)器的串的原理框圖。
具體實(shí)施方式
這里所采用的術(shù)語(yǔ)“若干個(gè)”、“多個(gè)”是指一個(gè)或多于一個(gè)(即復(fù)數(shù)個(gè))的整數(shù)個(gè)。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“處理器”是指能夠存儲(chǔ)、取回和處理數(shù)據(jù)的預(yù)先編程、可編程或?qū)S玫倪壿嬆M和/或數(shù)字裝置;計(jì)算機(jī);工作站;個(gè)人電腦;微處理器;微控制器;微型計(jì)算機(jī);中心處理單元;主計(jì)算機(jī);小型計(jì)算機(jī);服務(wù)器;網(wǎng)絡(luò)處理器;或任何合適的處理裝置或設(shè)備。[0045]這里所采用的術(shù)語(yǔ)“短路”是指與相反極性或地的栓接故障或電弧故障。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“栓接故障”是指與相反極性或地的堅(jiān)固或直接的或合適地低的阻抗的電連接,典型地導(dǎo)致電流增加。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“與相反極性的電弧故障”是指通過(guò)導(dǎo)電的等離子體到相反極性的電連接。例如但不限于,這樣的電弧故障包含(1)金屬蒸汽電弧(或火花);(2)需要相對(duì)較熱的電離導(dǎo)電路徑的等離子體電??;和(3)通過(guò)電解質(zhì)或碳痕(electrolyte or carbon tracking)的方式受到其絕緣性能劣化影響的表面上的電弧。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“電路內(nèi)電弧故障”或“電路內(nèi)電弧”是指在發(fā)電模塊內(nèi)部、在多個(gè)發(fā)電模塊之間或在到或來(lái)自匯流箱或任何其他電節(jié)點(diǎn)、端子或連接的電路中的串聯(lián)電連接中的持續(xù)電弧破裂(sustained arcing beak)(例如等離子體)。這里,串聯(lián)是指存在另一個(gè)電路元件(例如,逆變器)防止電弧直接與發(fā)電模塊并聯(lián)。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“開(kāi)路”是指斷開(kāi)且不在串的串聯(lián)電路電連接上產(chǎn)生電弧。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“電弧故障電路斷續(xù)器”、“AFCI”和“電弧故障保護(hù)器”是指電弧故障檢測(cè)器和響應(yīng)于電弧故障檢測(cè)器的多個(gè)DC開(kāi)關(guān)。 這里所采用的術(shù)語(yǔ)“串,,是指多個(gè)發(fā)電模塊的串聯(lián)電路連接。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“串保護(hù)器”是指用于串和/或串的發(fā)電模塊的保護(hù)裝置。串保護(hù)器包含若干個(gè)AFCI、過(guò)流、反向電流和/或接地故障保護(hù)功能。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“匯流箱”是指箱、外殼或其他適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu),其中,多個(gè)串的一端裝有熔斷器和/或受到保護(hù)。匯流箱將來(lái)自多個(gè)串的DC電流并聯(lián)電氣合并。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“直流發(fā)電模塊”是指光伏發(fā)電模塊,電池或燃料電池。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“電力線”通常是指在串的饋電端的電力導(dǎo)體。這里所采用的術(shù)語(yǔ)“回路線”通常是指從串的遠(yuǎn)端向饋電端延伸的電力導(dǎo)體。光伏發(fā)電模塊串是多個(gè)發(fā)電模塊的串聯(lián)電路電連接的實(shí)例。例如,當(dāng)包含多個(gè)發(fā)電模塊的串聯(lián)電路電連接的電路在負(fù)載下斷開(kāi)、在使電弧持續(xù)的間隙兩端之間產(chǎn)生電弧時(shí),能發(fā)生“電路內(nèi)電弧”。例如,當(dāng)形成到相反極性或地的替代性的(例如,從“正常”的導(dǎo)電路徑的改變(例如,從逆變器的回路導(dǎo)體,通過(guò)所有發(fā)電模塊,到饋電導(dǎo)體,并返回到逆變器))短路路徑, 能發(fā)生“短路電弧”。例如但不限于,短路能形成替代性的不希望的導(dǎo)電路徑,傳統(tǒng)的保護(hù)功能不能檢測(cè)或保護(hù)電流采取替代性路徑,以致于過(guò)大的電流可造成過(guò)熱,電弧可引發(fā)火災(zāi)。由于從相鄰的串到短路路徑的反饋電流,替代性的短路路徑(例如,上述不希望的導(dǎo)電路徑)可造成過(guò)流。 短路路徑也可在沿著串聯(lián)發(fā)電模塊的任何點(diǎn)上形成。短路路徑也可形成在回路導(dǎo)體或饋電導(dǎo)體之間,該回路導(dǎo)體或饋電導(dǎo)體來(lái)自以共用位置或電纜管道為路徑的多個(gè)串,或到接地架、導(dǎo)管或?qū)w。結(jié)合包含多個(gè)光伏發(fā)電模塊的串對(duì)所公開(kāi)的實(shí)用新型進(jìn)行了介紹,但所公開(kāi)的構(gòu)思可應(yīng)用到包含多個(gè)直流發(fā)電模塊的串和串陣列。圖2A-2C示出了在DC發(fā)電模塊20中可能的短路(并聯(lián))和電路內(nèi)電弧故障以及它們的位置。電路內(nèi)電弧出現(xiàn)在串聯(lián)的串中,例如,由故障插頭或電連接、破裂的導(dǎo)線或松動(dòng)的熔絲夾而產(chǎn)生。電路內(nèi)電弧可在單個(gè)位置上檢測(cè)(例如,在匯流箱M的保護(hù)裝置22 上),相應(yīng)的串26、觀、30、32可被斷開(kāi),以阻止電弧并保護(hù)電路20。圖2A示出了遠(yuǎn)程與饋電短路的開(kāi)路故障(a remote short with feed open fault) 34,其是與回路導(dǎo)體36接觸的損壞的正極導(dǎo)體(來(lái)自發(fā)電模塊8)。圖2B示出了饋電與遠(yuǎn)程短路的開(kāi)路故障(a feed short with remote open fault) 38,其是與回路導(dǎo)體40接觸的損壞的負(fù)極導(dǎo)體(來(lái)自發(fā)電模塊8)。圖2C示出了收縮短路故障(a pinch short fault) 42,其是與回路導(dǎo)體44接觸的收縮的連接導(dǎo)體。電弧放電可產(chǎn)生,例如,在例如A64(遠(yuǎn))、B66(中)或C70(近)的多種位置。圖2A中,在位置A46處,電弧(例如,遠(yuǎn)程與饋電短路的開(kāi)路,其中損壞的正極導(dǎo)體48接觸回路導(dǎo)體36)經(jīng)受第一發(fā)電模塊8 (根據(jù)圖2A,在串觀的左側(cè))電壓和電流IA (取決于電弧阻抗),同時(shí),串觀的剩余部分朝向負(fù)載(饋電端)斷開(kāi)。在位置B50處,電弧51 經(jīng)受相對(duì)較高的全幅度串電壓和電流IB,同時(shí),串30的剩余部分朝向負(fù)載(饋電端)斷開(kāi)。圖2B中示出了另一個(gè)電弧38 (例如,饋電與遠(yuǎn)程短路的開(kāi)路,其中損壞的負(fù)極導(dǎo)線52接觸回路導(dǎo)體40)。在位置AM處,串沈?yàn)槎潭痰囊粋€(gè)發(fā)電模塊8,電弧電壓是主母線56和短路串電壓之間的差,串的電壓和電流IA減少(如同是電路內(nèi)電弧一樣)。在位置B58處,串觀被反向饋電,電弧電壓是母線(陣列)電壓減去通過(guò)工作的發(fā)電模塊8的正向偏壓PV 二極管(未圖示)的頂壓降,電弧電流IB相對(duì)較低且反向。在位置C60處, 最后一個(gè)(連接的)發(fā)電模塊8(根據(jù)圖2B,在串30的右側(cè))被反向饋電,電弧電壓是母線(陣列)電壓減去通過(guò)最后一個(gè)發(fā)電模塊8(例如但不限于,-350VDC;如果僅存在一個(gè)附著的串,那么由于逆變器適應(yīng)其控制,電壓小得多或消失;在所有這些情況下,電弧表現(xiàn)如同更短串上的電路內(nèi)實(shí)體,因?yàn)槟孀兤鲗㈦娀∨c模塊分離開(kāi))的正向偏壓PV 二極管(未圖示)的頂壓降,串電流IC相對(duì)較高且反向。圖2C中示出了另一個(gè)電弧42 (例如,收縮短路,其中,在發(fā)電模塊8之間的互連導(dǎo)體62與回路線44接觸)。在位置A64處,并聯(lián)故障(parallel fault)阻抗由遠(yuǎn)程模塊子串和饋電模塊子串分擔(dān)。這兩個(gè)環(huán)流電流(根據(jù)圖2C定義為取順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?將減去和包含電弧電流,其是遠(yuǎn)程電流減去饋電電流(從電力側(cè)到回路側(cè))。對(duì)于電弧位置A 64,使得兩電流均為正并使故障電流為短路的單個(gè)模塊電流(相對(duì)更大)和負(fù)載吸取的電流(相對(duì)更小)之間的數(shù)值差的負(fù)載上存在最小的影響。隨著故障在位置B 66和C 70上朝著電力線(負(fù)載)的“頂部”行進(jìn),負(fù)載(饋電)電流反向(特別是對(duì)于被電氣連接、使母線電壓更加“穩(wěn)定(stiff)”的相對(duì)較多的串)并在數(shù)字上增加到遠(yuǎn)程電流,從而對(duì)故障進(jìn)行饋送。圖3示出了在正電力線82(例如電力導(dǎo)體)上的第一串保護(hù)器(SP)80(例如但不限于,AFCI)和在回路線86 (例如回路導(dǎo)體)上的第二 SP84(例如但不限于,AFCI)。這種結(jié)構(gòu)能夠有利地檢測(cè)到例如在串88中的任何單個(gè)電弧故障,不論其位置。實(shí)例1示例性串90包含串聯(lián)電連接以形成第一端92和第二遠(yuǎn)端94的多個(gè)直流(DC)發(fā)電模塊(EGM)8(如圖3的模塊所示),在第一端92上與DC EGM 8中的一個(gè)電連接的電力線96,在第二遠(yuǎn)端94上與DC EGM 8中的另一個(gè)電連接的回路線98,以及在串90的回路線 98上的SP 100(例如但不限于,AFCI)。如將在下面聯(lián)系圖7介紹的,SP 100具有過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的若干個(gè)。在該實(shí)例中,對(duì)于僅僅內(nèi)電路(串聯(lián))的故障,不需要串90的電力線96上的SP 99(例如但不限于,AFCI)(如虛線所示)。優(yōu)選地,二極管101設(shè)置在串90的第一端92的電力線96上。通過(guò)阻止反向電流,反饋電流或起源于第一端92向著第二端94的電流,這消除了對(duì)SP 99 (例如,在匯流箱中(未圖示))的需求,允許在回路線98的第二端94上設(shè)置單個(gè)SP 100。這通過(guò)消除SP 99而減少了成本,并允許在SP 100中的DC開(kāi)關(guān)(未圖示) 的相對(duì)低的電流中斷額定值。實(shí)例2示例性SP100被結(jié)構(gòu)化為監(jiān)視或報(bào)告串90的電力線96中流動(dòng)的電流。例如,如圖 7所示,示例性SP100包含電流傳感器102、模擬前端104和處理器106 (例如但不限于微處理器),該處理器監(jiān)視并報(bào)告檢測(cè)到的串電流108(例如但不限于,通過(guò)通信端口 110)。處理器106包含過(guò)流保護(hù)器程序112、電弧故障保護(hù)器程序114、反向電流保護(hù)器程序116和接地故障保護(hù)器程序118中的若干個(gè)(例如,一個(gè)、一些或所有)。專利號(hào)為6577138的美國(guó)專利公開(kāi)了用于程序114的DC電弧故障檢測(cè)和保護(hù)的非限制性實(shí)例,其并入此處作為參考。如果采用DC接地故障保護(hù),那么,例如但不限于,電流傳感器102'和模擬前端 104'向處理器106提供串回路電流108'以供程序118使用。電流傳感器102'位于回路線98上。電流傳感器102'與模擬前端104'電連接來(lái)向處理器106提供檢測(cè)到的串回路電流108'。程序118計(jì)算電流108和108'之間的差,以確定是否存在剩余或接地故障電流。實(shí)例3示例性SP 100 (圖3)位于串90的與DC EGM 8中的一個(gè)的第二遠(yuǎn)端94上。有利的是,SP 100可用于改造應(yīng)用,使得電工不必進(jìn)入?yún)R流箱(例如,圖2A-2C中的24)來(lái)安裝保護(hù)裝置或重新接線。相反,電工在最后一個(gè)DC EGM 8(根據(jù)圖3,在串90的左側(cè))上簡(jiǎn)單地安裝(例如但不限于,插入)SP 100。實(shí)例 4在這個(gè)實(shí)例中,與實(shí)例1有些相似,串88 (圖幻包含串聯(lián)電連接以形成第一端120 和第二遠(yuǎn)端122的多個(gè)DC EGM 8、在第一端120上與DCEGM 8中的一個(gè)電連接的電力線82、 在第二遠(yuǎn)端122上與DC EGM 8中的另一個(gè)電連接的回路線86、串88的電力線82上的第一 SP80和串88的回路線86上的第二 SP84。與SP100 —樣,SP 80、84各自包含過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的若干個(gè)。SP80、84中的一個(gè)還可包含遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)(S) 168,其分別與電力線82或回路線86串聯(lián),如下面聯(lián)系圖5所討論的那樣。雖然示例性串88包含故障124(例如但不限于,短路電路;并聯(lián)電弧故障),從這里的說(shuō)明可以明了,這樣的故障是異常的,并可由SP 80、84中的一個(gè)或二者檢測(cè)和/或報(bào)告。例如,對(duì)于圖2A所示的電路內(nèi)電弧34,電弧可由圖3的第一和第二 SP 80、84 二者檢測(cè)。因此,串88的兩個(gè)端可通過(guò)第一和第二 SP 80、84斷開(kāi)。作為替代的是,如果第二 (遠(yuǎn)的)SP 84包含遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)168(圖5),則它可響應(yīng)于來(lái)自第一 SP 80的通信,并且斷開(kāi)串88的遠(yuǎn)端122。[0082]作為另一個(gè)實(shí)例,對(duì)于圖2C和3分別所示的并聯(lián)電弧42和124,電弧可由第一和第二 SP 80、84檢測(cè)。因此,串88的兩個(gè)端120、122可通過(guò)第一和第二 SP 80、84斷開(kāi)。作為替代的是,如果第二(SW)SP 84包含遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)168(圖5),則它可響應(yīng)于來(lái)自第一 SP 80的通信,也斷開(kāi)串88的遠(yuǎn)端122。在此實(shí)例中,僅在第一 SP 80簡(jiǎn)單斷開(kāi)串88是不夠的,原因在于并聯(lián)電弧IM可能由于來(lái)自遠(yuǎn)程發(fā)電模塊8(例如,根據(jù)圖3,在串88的左側(cè))的電壓而持續(xù)。因此,圖3的結(jié)構(gòu)有利于通過(guò)斷開(kāi)串88的兩個(gè)端120、122來(lái)檢測(cè)和中斷并聯(lián)電弧124。在圖3的實(shí)例中示出了電弧124、126、128(例如,短路電弧類型3,其中,發(fā)電模塊8之間的互連導(dǎo)體與回路線——例如86——相接觸)。在位置A 130處,串電流和電壓減小。在位置B 132處,最后兩個(gè)連接的發(fā)電模塊8(例如,根據(jù)圖3,在串134的右側(cè))可被反向饋電,串電流相對(duì)較高(例如,IB 136可被反饋)。在位置C 138處,一個(gè)發(fā)電模塊 8(例如,根據(jù)圖3,在串134的右側(cè))以相對(duì)較高的反向電流被反向饋電,電弧電流相對(duì)較高(例如,IC 140被反饋且相對(duì)非常高)。圖3中,SP 80、84位于第一導(dǎo)體——例如電力線82——以及位于第二導(dǎo)線——例如回路線86——中。例如,在回路線86上附加第二 SP 84可檢測(cè),可能被僅位于正電力線 82的單個(gè)保護(hù)器漏掉的單個(gè)短路或電弧事件。合適的保護(hù)裝置196(例如但不限于,電弧故障和/或接地故障保護(hù)器)——例如所公開(kāi)的SP 80、84、100中的一個(gè)——可與逆變器178 可操作地相關(guān)聯(lián)(例如但不限于,位于逆變器178中或逆變器178處;在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)195處; 在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)195和逆變器178之間)。實(shí)例 5示例性第二 SP 84被布置在串88的第二遠(yuǎn)端122上。實(shí)例6與圖7的SP 100相似,第一和第二 SP 80,84中的至少一個(gè)可被結(jié)構(gòu)化為分別監(jiān)視或報(bào)告串88的電力線82或回路線86中流動(dòng)的電流。實(shí)例 7如圖6所示,第二 SP 84可位于第二(遠(yuǎn)的)匯流箱142上,而第一 SP 80可位于第一(近的)匯流箱144上。在其他方面,串88'可以與圖3的串88相同或相似。實(shí)例8圖6中,第一 SP 80A和第二 SP 84分別由第一匯流箱144和第二匯流箱142的主直流母線或電力線146供電。實(shí)例9第一 SP 80和第二 SP 84A分別由分別在第一匯流箱144和第二匯流箱142外部的相應(yīng)的電源148和150供電。實(shí)例10如圖8所示,第二遠(yuǎn)程SP 84可在第二遠(yuǎn)端122與DC EGM 8中的一個(gè)可操作地相關(guān)聯(lián)(例如但不限于,根據(jù)圖8,與在串88"左側(cè)的最后一個(gè)DC EGM 8)。實(shí)例11第二 SP84可在第二遠(yuǎn)端122由DC EGM 8中的一個(gè)供電(例如但不限于,根據(jù)圖 8,用串88〃左側(cè)的最后一個(gè)DC EGM 8)。[0099]實(shí)例12圖 8 示出了第一 DC EGM 8B、第二 DC EGM 8A 和第三 DC EGM 8,第三 DC EGM 8 位于串88〃的第二遠(yuǎn)端122。第三DC EGM 8包含通過(guò)第二 SP 84電連接到回路線156的第二電力端巧4和第一電力端子152。第二 DC EGM 8A包含電連接到第三DC EGM 84的第一電力端子152的第二電力端子160和第一電力端子158。第二 SP 84由第三DC EGM 8供 H1^ ο實(shí)例13第二 SP84被結(jié)構(gòu)化為中斷第三DC EGM 8的第一電力端子152和第二電力端子 154中的至少一個(gè),例如,圖8示出了第二電力端子154的中斷。實(shí)例14圖5的SP 84B示出了采用雙極開(kāi)關(guān)160實(shí)現(xiàn)的DC EGM 158的接線盒(J-盒)156 的第一電力端子152A和第二電力端子154A 二者的中斷。實(shí)例15與圖7的SP100相似,圖3的第二 SP 84或圖5的SP 84、84B可響應(yīng)于過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器程序112、114、116、118中的至少一個(gè),將相應(yīng)的DC EGM 8與各自的串88或210隔離開(kāi)。實(shí)例16在圖5的實(shí)例中,SP 84B由在串210的遠(yuǎn)端的相應(yīng)DC EGM 158供電,而不論DC EGM 158是否通過(guò)雙極開(kāi)關(guān)160與串210斷開(kāi)。實(shí)例17與圖7的SP 100相似,SP 84B可配置為測(cè)量通過(guò)電流傳感器102的電流和通過(guò)分壓器161 (圖7)的DC EGM 158產(chǎn)生的電壓。例如,如果斷開(kāi),測(cè)量的電流簡(jiǎn)單地為由SP 84B(例如,由電源274)插入的“測(cè)試” 負(fù)載,如果沒(méi)有隔離,測(cè)量的電流是SP 84B的負(fù)載電流加上串210的電流。實(shí)例18如將在下面聯(lián)系圖5討論的,圖3的第一 SP 80和第二 SP 84可配置為分別跳閘斷開(kāi)串88的電力線82和回路線86,并且,還在相互之間通信(例如但不限于,通過(guò)使用電力線載波(PLC)信號(hào)(例如但不限于,音調(diào));硬接線通信信號(hào);無(wú)線通信信號(hào))以使得第一和第二 SP 80、84中的一個(gè)的跳閘引發(fā)第一和第二 SP 80、84中的另一個(gè)的跳閘。例如, 圖5示出了第一 SP 80中的發(fā)送器(Tx),其可使用信號(hào)166與第二 SP 84中接收器(Rx)通信。將會(huì)明了,第二 SP 84也可包含發(fā)送器(未圖示),其可使用信號(hào)(未圖示)與第一 SP 80中的接收器(未圖示)通信。實(shí)例19對(duì)實(shí)例18進(jìn)一步的是,例如,如果第一和第二 SP 80、84中的一個(gè)包含遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)(S) 168(例如但不限于,所第二 SP 84所示),則可采用從第一 SP發(fā)送器162到第二 SP 接收器164的信號(hào)166的通信,使得電力線82的第一 SP 80跳閘引發(fā)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)168跳閘斷開(kāi)回路線86,以使得電力線82和回路線86均斷開(kāi)。將會(huì)明了,遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)168可以是第一 SP 80的一部分,以使得可采用從第二 SP發(fā)送器(未圖示)到第一 SP接收器(未圖示)的信號(hào)(未圖示)的通信,使得回路線86的第二 SP84跳閘引發(fā)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)168跳閘斷開(kāi)電力線82,使電力線82和回路線86 二者都斷開(kāi)。實(shí)例20圖4示出了在每個(gè)DC EGM 8C上的SP 170 (例如但不限于,AFCI)。例如,多個(gè)SP 170可檢測(cè)對(duì)于多個(gè)短路路徑的短路環(huán)流電流。圖4中,示例性電弧類型和位置A 172, B 174和C 176可以與圖3的相應(yīng)電弧類型和位置相同或相似。圖4的結(jié)構(gòu)提供了最大程度的保護(hù),并可檢測(cè)例如在串中、在DC EGM 8C的一個(gè)中以及在DC EGM 8之間連接導(dǎo)體上的所有可能的電弧和短路事件。通過(guò)在每個(gè)DC EGM 8C上提供SP 170,多重故障可被檢測(cè)到。 這提高了系統(tǒng)208的檢測(cè)和保護(hù)性能,并可檢測(cè)例如在串180、202、204、206或例如190的回路線的任何位置上的多重以及同時(shí)的短路或電弧放電。與主母線56最接近的DC EGM 8C中的SP 170可檢測(cè)在正常情況下的正向流動(dòng)電流,并可檢測(cè)(例如但不限于,使用SP 170中的電流傳感器102(圖7))在任何短路情況下的反向流動(dòng)(反饋)電流。檢測(cè)反饋電流的功能允許命令該SP來(lái)終止該反饋電流的流動(dòng)。 反饋電流是不希望的,原因是它們會(huì)使發(fā)電模塊8C過(guò)熱并減少輸送到逆變器(例如,中央逆變器)178或其負(fù)載(未圖示)的凈電流。反饋電流可比前向饋送電流更大。一種常見(jiàn)的熔斷器一一例如圖2A的22——的大小典型地是串沈的前向短路電流(Isc)的1.56倍。過(guò)電流會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)危險(xiǎn)。位于圖4的串180的相應(yīng)DC EGM 8C上的 SP 170可在位置A 172、B 174或C 176上檢測(cè)到替代性短路路徑中任意一個(gè)中流動(dòng)的電流。在檢測(cè)到故障時(shí),可命令SP170終止電流的流動(dòng)并清除故障。盡管故障可能仍舊存在, 斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)182(圖7)緩解和/或阻止危險(xiǎn)電流的流動(dòng)。例如,在每個(gè)發(fā)電模塊8C上配置SP 170可檢測(cè),在發(fā)電串180和其連接導(dǎo)線中多重和同時(shí)發(fā)生的故障和所有可能發(fā)生的電弧放電或所有類型的短路路徑。示例性串180包含多個(gè)串聯(lián)連接以形成第一端184和第二遠(yuǎn)端186的DC EGM 8C、 在第一端184上與DC EGM 8C中的一個(gè)電連接的電力線188、在第二遠(yuǎn)端186上與DC EGM 8C中的另一個(gè)電連接的回路線190、與串180的電力線188可操作地相關(guān)聯(lián)的多個(gè)第一保護(hù)器192(例如但不限于,AFCI)和多個(gè)第二 SP 170。每個(gè)第二 SP 170位于對(duì)應(yīng)的一個(gè) DCEGM 8C上。所述多個(gè)第一保護(hù)器192和所述多個(gè)第二 SP 170各自包含過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的若干個(gè)。例如但不限于,多個(gè)第一保護(hù)器192和多個(gè)第二 SP170可與圖7的SP100相同或相似。將會(huì)明了,這種結(jié)構(gòu)有利地保護(hù)整個(gè)串180和所有電路導(dǎo)線(例如,194)免受多重和同時(shí)發(fā)生的短路和電弧事件影響。實(shí)例21DC EGM 8C可以是包含SP 170的光伏(PV)發(fā)電模塊,SP 170配置成監(jiān)視PV發(fā)電模塊的電流、電壓和在PV發(fā)電模塊的相應(yīng)一個(gè)上的照度。與圖7的SP 100相似,SP 170可監(jiān)視電流(I)和電壓(V)。照度可通過(guò)獲知模塊電壓和電流特性來(lái)間接地計(jì)算。實(shí)例22每一個(gè)第二 SP 170可配置為,響應(yīng)于圖7的過(guò)流保護(hù)器程序112、故障保護(hù)器程序114、反向電流保護(hù)器程序112和接地故障保護(hù)器程序118中至少一個(gè),將相應(yīng)的一個(gè)DC EGM 8C與串180斷開(kāi)。實(shí)例23盡管第二 SP 170被示為和相應(yīng)DC EGM 8C—體化(例如但不限于,在其內(nèi)部),第二 SP 170可與相應(yīng)的DC EGM 8C可操作地相關(guān)聯(lián)。例如,如圖5所示,DC EGM 158A包含接線盒(J-盒)156A,且SP 84C和接線盒156A是一個(gè)整體。將會(huì)明了,第二遠(yuǎn)程SP 84可配置為與SP 84C相同或相似,SP 84C和DC EGM 158A 的接線盒156A是一個(gè)整體。第二 SP 84位于串210的遠(yuǎn)端222處的DC EGM上。這解決 (address) 了并聯(lián)故障——例如212,從最后一個(gè)DC EGM獲得能量,并提供檢測(cè)故障以及在 DC EGM的一側(cè)或兩側(cè)斷開(kāi)的功能。如果串保護(hù)器檢測(cè)到故障(例如但不限于,電?。环聪螂娏?,不論故障地點(diǎn),它斷開(kāi)電路。優(yōu)選地,多個(gè)本地狀態(tài)指示器——例如圖7的268—— 用來(lái)快速定位故障地點(diǎn)。作為替代或作為附加的是,該功能可通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)視/到遠(yuǎn)程位置 200的通知來(lái)提供。實(shí)例M另外如圖5所述,DC EGM 158包含接線盒156,SP 84B與接線盒156可操作地相關(guān)聯(lián)(例如,耦合于其上)。將會(huì)明了,第二遠(yuǎn)程SP 84可被配置為與SP 84B相同或相似。實(shí)例25圖4中,多個(gè)第一保護(hù)器192包含SP 192,在串180的第一端184上的一個(gè)DC EGM 8C和直流主母線56之間的電力線188上;主SP 193,在串180的第一端184上的一個(gè) DC EGM 8C和直流主母線56之間的電力線188上;另一個(gè)保護(hù)器196,在直流主母線56和逆變器178之間的主饋線198上。實(shí)例洸以與圖7的SP 100相同或相似的方式,圖4的每個(gè)SP 170配置為使用通信端口 110向遠(yuǎn)程位置200 (如虛線所示)傳送SP 170和/或相應(yīng)DCEGM 8C的狀態(tài),遠(yuǎn)程位置200 可確定每個(gè)DC EGM 8C的狀態(tài)。實(shí)例27以與圖7的SP 100相同或相似的方式,每個(gè)第一保護(hù)器192、196配置為使用通信端口 110向遠(yuǎn)程位置200(如虛線所示)傳送該保護(hù)器的狀態(tài),遠(yuǎn)程位置200可確定圖4的相應(yīng)串180、202、204、206或系統(tǒng)208的狀態(tài)。實(shí)例沘圖5示出了當(dāng)串210的中間或遠(yuǎn)離端部214、222發(fā)生短路事件212時(shí)在串210的每一端上的SP 80、84。例如,這種結(jié)構(gòu)提供了檢測(cè)短路故障或串聯(lián)連接中斷開(kāi)的連接或損壞的導(dǎo)體或電弧。例如但不限于,發(fā)送器162 (Tx)(例如但不限于音調(diào)發(fā)生器)可位于串210 的第一端214上的任何、一些或所有的SP 80處,在匯流箱216內(nèi)的主母線56上,或在逆變器或負(fù)載220的主母線218上。發(fā)送器162 (Tx)從SP 80沿串210下行向第二遠(yuǎn)端222上的第二 SP 84發(fā)送信號(hào)166(例如但不限于,音調(diào))。SP 84包含接收器(Rx) 164,其接收信號(hào)166。只要第二 SP 84接收合適的信號(hào)166(例如但不限于合適的音調(diào)),串210上的所有電連接都是好的。如果合適的信號(hào)166丟失或被電弧破壞,那么第二遠(yuǎn)程SP 84(或遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)184)將斷開(kāi)和清除故障。例如,短路212會(huì)削弱信號(hào)166(例如但不限于,音調(diào)), 而在任何導(dǎo)體或回路線86上的斷開(kāi)阻止信號(hào)166適當(dāng)?shù)貍鞑?。?10包含串聯(lián)電連接以形成第一端214和第二遠(yuǎn)端222的多個(gè)DCEGM 158、 158A、8、8,在第一端214上電連接到DC EGM 8中的一個(gè)的電力線82,在第二遠(yuǎn)端222上通過(guò)SP 84電連接到DC EGM 158的另一個(gè)的回路線86,多個(gè)SP 80、84、84B、84C。雖然所示 DC EGM 158、158A分別具有SP 84B、84C,將會(huì)明了,不需要這樣的SP中的一個(gè)或二者。而且,雖然所示DC EGM 8不具有相應(yīng)的SP,將會(huì)明了,這樣的DC EGM8中的一個(gè)或二者可具有相應(yīng)的SP。圖5中,所述多個(gè)SP 80、84、84B、84C中的多個(gè)的每一個(gè)可操作地與電力線82、回路線86和多個(gè)DC EGM 158、158A之一的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)。以與圖7的SP 100相同或相似的方式,SP 80、84、84B、84C中的每一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器程序112、電弧故障保護(hù)器程序 114、反向電流保護(hù)器程序116和接地故障保護(hù)器程序118中的若干個(gè)。SP 80構(gòu)造成確定串210的正常狀態(tài)并做出響應(yīng)地傳送信號(hào)166。第二遠(yuǎn)程SP 84構(gòu)造成接收信號(hào)166并做出響應(yīng)地保持相應(yīng)的DC EGM 158與至少一個(gè)其他DC EGM——例如158A——的串聯(lián)電連接。實(shí)例四第一 SP 80被定位為在第一端214與DC EGM 8相鄰,第二遠(yuǎn)程SP 84被定位為在串210的第二遠(yuǎn)端222與另一個(gè)DC EGM 158相鄰。實(shí)例30信號(hào)166選自無(wú)線信號(hào)、有線信號(hào)和多個(gè)DC EGM 158、158A、8、8之間的在串210 的電力導(dǎo)體中的電力線載波(PLC)信號(hào)。實(shí)例31當(dāng)沒(méi)有接收到信號(hào)166(例如但不限于,作為短路212、電弧放電、損壞的導(dǎo)體、串 210斷開(kāi)的結(jié)果)時(shí),SP 84構(gòu)造成做出響應(yīng)地將相應(yīng)的DCEGM 158從至少鄰近的DC EGM 158A斷開(kāi)(例如但不限于,使用開(kāi)關(guān)(S) 168;使用圖7的隔離開(kāi)關(guān)182)。實(shí)例32如圖6所示,多個(gè)SP 224,226,228,230可構(gòu)造成確定相應(yīng)串232或234的正常狀態(tài)并做出響應(yīng)地向多個(gè)其他SP傳送相應(yīng)的信號(hào)236、238、M0、M2。例如,SP 2 包含發(fā)送器(TX) M4,其向SP 2 的接收器(RX) 248傳送具有音調(diào)246 (A》的信號(hào)236,SP 2 包含發(fā)送器(TX) 250,其向SP 230的接收器(RX) 2M傳送具有音調(diào)252(A1)的信號(hào)238,SP228 包含發(fā)送器(TX) 256,其向SP 2M的接收器(RX) 260傳送具有音調(diào)258 (B2)的信號(hào)M0, SP 230包含發(fā)送器(TX)沈2,其向SP 2 的接收器(RX) 266傳送具有音調(diào)沈4 (Bi)的信號(hào) 2420將會(huì)明了,圖6的DC EGM 8中的一個(gè)、一些或所有可包含發(fā)送器和/或接收器。實(shí)例33將會(huì)明了,圖5的發(fā)送器162可以是串保護(hù)器——例如SP 80——的一部分,或?yàn)橛糜谥髂妇€56、主母線218或逆變器220的保護(hù)器的一部分,使得SP 80、84、84B、84C和保護(hù)器可操作地與匯流箱216、逆變器220或不同的DC EGM 158、158A、8、8中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。實(shí)例;34圖5的信號(hào)166包含與串210的正常狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)和與串210的故障狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的非工作狀態(tài)。SP中的一個(gè)一例如SP 84——可構(gòu)造成接收具有正常狀態(tài)的信號(hào)166并做出響應(yīng)地保持相應(yīng)DC EGM 158和DC EGM中至少另一個(gè)——例如在第一端214 的8——的串聯(lián)電連接,并可被進(jìn)一步構(gòu)造成,在沒(méi)有接收到具有正常狀態(tài)的信號(hào)166時(shí), 做出響應(yīng)地?cái)嚅_(kāi)相應(yīng)DC EGM 158與第一端214(例如,通過(guò)回路線86)上的DCEGM 8的電連接。實(shí)例;35例如,通過(guò)移除信號(hào)166(例如但不限于,音調(diào)),SP 80可造成SP 84跳閘或斷開(kāi)。 相反地,通過(guò)發(fā)送或外加信號(hào)166(例如但不限于,音調(diào)),SP 80會(huì)造成SP 84重置或關(guān)閉。 例如,如果故障(例如但不限于,短路212;電弧放電狀況)被SP 80檢測(cè)到,則其停止向第二遠(yuǎn)程SP 84發(fā)送信號(hào)166,從而命令它斷開(kāi)/跳閘。如圖6所示,對(duì)于結(jié)合到公共主DC母線270的具有多個(gè)串——例如232、234—— 的PV陣列,已調(diào)制音調(diào)——例如A2246或Al 252——唯一地標(biāo)識(shí)特定的遠(yuǎn)程SP,例如2 或230,因?yàn)橐颜{(diào)制音調(diào)可通過(guò)主DC母線270傳播到多個(gè)SP。如果已調(diào)制音調(diào)沒(méi)有被遠(yuǎn)程 SP接收,那么假設(shè)相應(yīng)的串——例如232、234——上發(fā)生了故障(例如但不限于,短路或并聯(lián)故障)或斷開(kāi)(例如但不限于,電路內(nèi)故障),并關(guān)掉。如圖5所示,如果通用音調(diào)272在匯流箱216或逆變器220或負(fù)載處在主DC母線 56上產(chǎn)生/廣播且第一 SP80斷開(kāi),那么此通用音調(diào)272不沿著串210下行傳送,另外,不被第二遠(yuǎn)程SP 84接收。實(shí)例36信號(hào)166可包含與串210的正常狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)和與串166的故障狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的非工作狀態(tài)。因此,信號(hào)166的缺失或減弱可指示串210的故障,以使得即使第一 SP 80沒(méi)有檢測(cè)到故障,第二遠(yuǎn)程SP 84會(huì)至少檢測(cè)到信號(hào)166的缺失或減弱,并跳閘或斷開(kāi)串 210。實(shí)例37多個(gè)SP 80、84、84B、84C可構(gòu)造成將信號(hào)166用于維修功能。例如,通過(guò)移除信號(hào) 166(例如但不限于,音調(diào)),SP 80可使SP84斷開(kāi)。相反地,通過(guò)發(fā)送或外加信號(hào)166 (例如但不限于,音調(diào)),SP 80會(huì)使SP 84閉合。例如,電力線載波(PLC)調(diào)制音調(diào)可遠(yuǎn)程控制發(fā)電模塊遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān),例如 168(圖5)。只要接收器164聽(tīng)到已調(diào)制音調(diào),它閉合開(kāi)關(guān)168。如果已調(diào)制音調(diào)丟失或因維修而關(guān)閉,那么開(kāi)關(guān)168(或圖7的SP 100的隔離開(kāi)關(guān)182)隔離相應(yīng)的DC EGM來(lái)防止其產(chǎn)生任何外部電流/電壓并斷開(kāi)串210。如圖7所示,SP 100包含電源274,其可從例如圖6的148或150的外部電源(在位置A和D上的開(kāi)關(guān)275)、從主母線270 (在位置A和D上的開(kāi)關(guān)275)和/或從相應(yīng)的本地DC EGM(在位置B和C上的開(kāi)關(guān)275)接收電能(另外見(jiàn)圖5的SP 84B,其中,電源274 從端子B和C接收電能)。實(shí)例38實(shí)例37的維修功能可選自啟用DC EGM 158、158A、8、8或SP 80、84、84B、84C中的相應(yīng)一個(gè),停用DC EGM 158、158A、8、8或SP 80、84、84B、84C中的相應(yīng)一個(gè)。實(shí)例39維修功能可選自啟用相應(yīng)匯流箱216或逆變器220,停用相應(yīng)匯流箱216或逆變器220。例如,可操作地與發(fā)送器(Tx) 162相關(guān)聯(lián)的保護(hù)器可包含相應(yīng)的接收器,如圖6的 SP 224、226、228、230 所示。實(shí)例40[0168]與圖7 的 SP 10 相似,圖 5 和 6 的多個(gè) SP 80、84、84B、84C、224、226、228、230 可構(gòu)造成向遠(yuǎn)程位置——例如圖7的200(如虛線所示)——報(bào)告相應(yīng)串210、232、234的故障狀態(tài)或健康狀況。遠(yuǎn)程位置200可構(gòu)造成基于所述多個(gè)SP中的哪一個(gè)報(bào)告故障狀態(tài)或沒(méi)有報(bào)告相應(yīng)串的健康狀況來(lái)確定故障位置。另外,如圖7的SP 100所示,SP可包含多個(gè)本地狀態(tài)指示器沈8,例如LED,以便本地指示相應(yīng)串、匯流箱、逆變器或DC EGM的警報(bào)或故障狀態(tài)。實(shí)例41圖6示出了一系統(tǒng),例如示例性串陣列結(jié)構(gòu)276,其包含第二(相對(duì)的)匯流箱 142。這包含在多個(gè)串——例如232、234——的每一端上的匯流箱142、144。第二相對(duì)匯流箱142解決并聯(lián)故障。在匯流箱142、144內(nèi)可獲得電力(例如,從外電源148、150 ;從主母線270的母線電壓)。這重構(gòu)了導(dǎo)體拓?fù)?,使得存在在串——例?78、232、234——的每一端具有多個(gè)SP——例如84A、2^、230和80A、224、226——的第二匯流箱142。第二相對(duì)匯流箱142可提供用于SP集群——如84A、2^、230——的本地供電和外圍保護(hù)的外殼。這以用于多個(gè)串278、232、234、88'、284、286的單個(gè)返回路徑280緩和了很多并聯(lián)故障,與用于這些串中的每一個(gè)的已知的替代性回路路徑(例如但不限于,沿著接地模塊架或緊接著正電力線)觀8(如虛線所示)形成對(duì)比。因此,優(yōu)選為,對(duì)于六個(gè)示例性串278、232、234、 88' ,284,286,消除六個(gè)示例性替代性回路路徑288 (如虛線所示)。圖6的示例性系統(tǒng)包含第一匯流箱144、第二(例如,相對(duì)的)匯流箱142和在第一和第二匯流箱144、142之間延伸的多個(gè)示例性串88' ,284,286,278,232,2340這些串的每一個(gè)包含多個(gè)串聯(lián)電連接以形成第一端290和第二相對(duì)端四2的DC EGM 8、在第一端 290電連接到DC EGM 8中的一個(gè)的電力線四4、在第二相對(duì)端292電連接(通過(guò)相應(yīng)SP)到多個(gè)DC EGM 8中的另一個(gè)的回路線四6與四8,在每個(gè)串的電力線四4上的第一 SP 80A、 224、226、84和在每個(gè)串的回路線四6、298上的第二 SP 84A、2^、230、80。對(duì)于每一個(gè)串, 第一 SP 80A、224、226、84和第二 SP 84A、2^、230、80中的一個(gè)包含圖7中的過(guò)流保護(hù)器程序112、電弧故障保護(hù)器程序114、反向電流保護(hù)器程序116和接地故障保護(hù)器程序118中的若干個(gè);這些第一 SP和這些第二 SP中的另一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器程序112、電弧故障保護(hù)器程序114、反向電流保護(hù)器程序116和接地故障保護(hù)器程序118和分別與電力線294或回路線四6、四8串聯(lián)的遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)(S) 168(圖5)中的若干個(gè)。對(duì)于示例性串88' ,284, 觀6,第二匯流箱142位于第一端四0,第一匯流箱144位于第二相對(duì)端四2。對(duì)于示例性串 278、232、234,電力線146位于第一匯流箱144中,回路線298位于第二匯流箱142中。對(duì)于示例性串88' ,284,286,電力線146位于第二匯流箱142中,回路線296位于第一匯流箱 144中。這在兩個(gè)匯流箱142、144之間分配電力線和回路線,使得SP能夠從主DC母線270 獲得電力(未圖示)。實(shí)例42位于第一匯流箱144中的示例性SP 80A.224.226從第一匯流箱144內(nèi)的主母線 270的電力線146供電。位于第二匯流箱142中的示例性SP 84從第二匯流箱142內(nèi)的主母線270的電力線146供電。其他SP,例如80、84A,從相應(yīng)的外部電源148、150供電。實(shí)例43第二 SP,例如在第二匯流箱142中的84A、2^、230,可檢測(cè)到例如在串278、232、234的相對(duì)端292上的電弧,以便提供完全的隔離/緩解。SP 2觀、230還可分別將不同的信號(hào)M0、M2(例如但不限于,不同的已調(diào)制音調(diào))發(fā)送回到其他SP 224、226,以便指示不存在故障(例如,相應(yīng)串的健康狀況是好的)。實(shí)例44圖7示出了用于串(例如但不限于,具有在大于大約7A的最大值下大約400VDC 到600VDC的串電壓)或DC EGM的示例性SP 100。例如,多種保護(hù)/警告功能可由過(guò)流保護(hù)器程序112、電弧故障(例如,串聯(lián);并聯(lián))保護(hù)器程序114、反向電流保護(hù)器程序116、接地故障保護(hù)器程序118,以及串的性能(例如,開(kāi)路;低輸出)來(lái)提供。示例性SP 100包含由處理器106(例如但不限于,微處理器)控制的隔離開(kāi)關(guān)182。優(yōu)選地,還提供多個(gè)本地狀態(tài)指示器268和/或通信端口 110,用于遠(yuǎn)程監(jiān)視和警報(bào)。實(shí)例45作為示例性隔離開(kāi)關(guān)182的一個(gè)替代性方案,例如但不限于,SP 100可輸出跳閘/ 控制信號(hào)到外部DC開(kāi)關(guān),對(duì)斷路器進(jìn)行斷開(kāi)或分路跳閘。實(shí)例46作為另一個(gè)替代性方案,隔離開(kāi)關(guān)182可為雙極開(kāi)關(guān)(例如,圖5的160),其可斷開(kāi)正母線(例如,如圖5和7所示,在端子B和A之間)以及負(fù)/回路母線(例如,圖5所示端子C和D之間的母線),其在SP 100的外部示出,以便避免裝置內(nèi)出現(xiàn)高電壓電勢(shì)差。 圖5中,另一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)182'位于端子C和D之間。圖7中,點(diǎn)C和D以虛線示出,僅供參考。實(shí)例47參照?qǐng)D8,遠(yuǎn)程SP 84和DC EGM 8位于串88'的遠(yuǎn)端122。該遠(yuǎn)程SP84可以與 DC EGM 8的接線盒(未圖示)一體化或位于其外部,并從之獲得電力。除其他故障外,SP 80,84可如圖所示地解決并聯(lián)故障。實(shí)例48圖9示出了由SP 302在匯流箱300處進(jìn)行的串聯(lián)檢測(cè)和保護(hù)。作為替代的是,將會(huì)明了,SP 302可被設(shè)置在圖3的逆變器178或負(fù)載(未圖示)上。圖9的這種相對(duì)較為簡(jiǎn)單的解決方案并不能解決所有類型的并聯(lián)故障。串304包含多個(gè)DC EGM 8,其串聯(lián)電連接以形成第一端306和第二遠(yuǎn)端308。電力線309在第一端306電連接到DC EGM 8中的一個(gè)?;芈肪€310在第二遠(yuǎn)端308電連接到DC EGM 8中的另一個(gè)。SP 302在串304的電力線309上。以與圖7的SP 100相似的方式,SP 302包含圖7的電弧故障保護(hù)器程序114、 反向電流保護(hù)器程序116和接地故障保護(hù)器程序118中的若干個(gè)。雖然未圖示,SP 302可位于DC/DC變換器或DC/AC逆變器內(nèi)或其上。SP302可包含過(guò)流保護(hù)器程序112,或和另一個(gè)與電力線309上的SP 302串聯(lián)電連接的過(guò)電流保護(hù)器(例如但不限于,電路中斷器;斷路器;熔斷器)可操作地相關(guān)聯(lián)。實(shí)例49作為另一個(gè)可選方案,SP 302可和一個(gè)DC EGM 8位于第一端306。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于改造應(yīng)用是便利的,使得電工不必進(jìn)入?yún)R流箱300來(lái)安裝保護(hù)裝置或重新接線。相反,電工只需在將SP 302在串304的第一端306上的DC EGM 8上插入。[0189]實(shí)例50以與圖7的SP 100相同或相似的方式,SP 302構(gòu)造成監(jiān)視或報(bào)告串304的電力線309上流動(dòng)的電流。例如但不限于,圖3所公開(kāi)的串88、90、134改進(jìn)了對(duì)短路和電弧的緩解。例如但不限于,它們保護(hù)回路線86、98并保護(hù)電力線路免受在正極和負(fù)極導(dǎo)體之間單獨(dú)發(fā)生的例如124的短路或電弧事件的影響。所公開(kāi)的SP 80,84和保護(hù)器196保護(hù)串陣列和逆變器178之間的相對(duì)較高電流、 高電壓導(dǎo)體,并可在串陣列的電力線路中可出現(xiàn)的多種故障情況下被命令關(guān)閉。這樣的SP 和保護(hù)器可位于這里所公開(kāi)的PV系統(tǒng)、串和陣列的任何部件(例如但不限于,斷路器;匯流箱;遠(yuǎn)程匯流箱;DC EGM ;逆變器;中央逆變器;串逆變器;變換器;模塊變換器;模塊接線盒;斷開(kāi)器)之上或之中。圖6的第二匯流箱142和主母線270減少了返回到單個(gè)匯流箱(例如,圖2A的 24)的導(dǎo)體,并降低了短路導(dǎo)體的可能性。盡管已經(jīng)詳細(xì)介紹了所公開(kāi)構(gòu)思的特定實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明了,在所公開(kāi)內(nèi)容的全面教導(dǎo)下,可開(kāi)發(fā)出對(duì)這些細(xì)節(jié)的多種修改和替代。因此,所公開(kāi)的特定裝置的目的僅用于說(shuō)明,不對(duì)所公開(kāi)構(gòu)思的范圍進(jìn)行限制,該范圍由所附權(quán)利要求書及其任意及所有等價(jià)內(nèi)容的整個(gè)寬度給出。附圖標(biāo)記列表2 并聯(lián)串4 并聯(lián)串6 并聯(lián)串8 串聯(lián)連接的直流(DC)發(fā)電模塊(例如,PV發(fā)電模塊)8A 發(fā)電模塊8B 發(fā)電模塊8C 發(fā)電模塊10 保護(hù)裝置12 正導(dǎo)體14 主 DC 母線16 匯流箱20 DC發(fā)電電路22 保護(hù)裝置24 匯流箱26 串28 串30 串32 串34 遠(yuǎn)程與饋電短路的開(kāi)路故障36 回路導(dǎo)體38 饋電與遠(yuǎn)程短路的開(kāi)路故障[0217]40回路導(dǎo)體42收縮短路故障44回路導(dǎo)體46位置 A48正極性破裂導(dǎo)線50位置 B51電弧52負(fù)極性破裂導(dǎo)線54位置 A56主母線58位置 B60位置 C62互連導(dǎo)體64位置 A66位置 B68IB70位置 C72負(fù)母線74IC80第一串保護(hù)器(例如但不限于,AFCI)80A第一串保護(hù)器82正饋電導(dǎo)體84第二串保護(hù)器(例如但不限于,AFCI)84A第二串保護(hù)器84B串保護(hù)器84CSP86回路線88串88 ‘串88串90串92第一端94第二遠(yuǎn)端96 電力線98 回路線99 串保護(hù)器(例如但不限于,AFCI)100 串保護(hù)器(例如但不限于,AFCI)101 二極管102 電流傳感器[0256102'電流傳感器[0257104模擬前端[0258104'模擬前端[0259106處理器(例如但不限于,微處理器)[0260108檢測(cè)到的串電流[0261108'檢測(cè)到的串回路電流[0262110通信端口[0263112過(guò)流保護(hù)器程序[0264114電弧故障保護(hù)器程序[0265116反向電流保護(hù)器程序[0266118接地故障保護(hù)器程序[0267120笛一總弟 漸[0268122Λ-Λ- ~·、二.丄山弟一姬而[0269124故障或并聯(lián)電弧[0270126電弧[0271128電弧[0272130位置A[0273132位置B[0274134串[0275136IB[0276138位置C[0277140IC[0278142第二匯流箱[0279144第一匯流箱[0280146主直流母線或電力線[0281148電源[0282150電源[0283152第一電力端子[0284152A第一電力端子[0285154第二電力端子[0286154A第二電力端子[0287155回路線[0288156接線盒[0289156A接線盒[0290158直流發(fā)電模塊(DC EGM)[0291158ADC EGM[0292160雙極開(kāi)關(guān)[0293161分壓器[0294162發(fā)送器(Tx)[0295164接收器(Rx)[0296166信號(hào)[0297168遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)(S)[0298170串保護(hù)器[0299172位置A[0300174位置B[0301176位置C[0302178逆變器[0303180串[0304182隔離開(kāi)關(guān)[0305182'隔離開(kāi)關(guān)[0306184笛一總弟 漸[0307186Λ-Λ- ~·、二.丄山弟一姬而[0308188電力線[0309190回路線[0310192多個(gè)第一保護(hù)器[0311193主DC保護(hù)器(AFCI)[0312194電路導(dǎo)線[0313195分離開(kāi)關(guān)[0314196保護(hù)器[0315198主饋電[0316200遠(yuǎn)程位置[0317202串[0318204串[0319206串[0320208系統(tǒng)[0321210串[0322212短路事件[0323214笛一總弟 漸[0324216匯流箱[0325218主母線[0326220逆變器或負(fù)載[0327222Λ-Λ- ~·、二.丄山弟一姬而[0328224SP[0329226SP[0330228SP[0331230SP[0332232串[0333234串[0334]236信號(hào)[0335]238信號(hào)[0336]240信號(hào)[0337]242信號(hào)[0338]244發(fā)送器(TX)[0339]246音調(diào)(A2)[0340]248接收器(RX)[0341]250發(fā)送器(TX)[0342]252音調(diào)(Al)[0343]254接收器(RX)[0344]256發(fā)送器(TX)[0345]258音調(diào)(B2)[0346]260接收器(RX)[0347]262發(fā)送器(TX)[0348]264音調(diào)(Bi)[0349]266接收器(RX)[0350]268多個(gè)狀態(tài)指示器[0351]270普通主DC母線[0352]272通常音調(diào)[0353]274電源[0354]275開(kāi)關(guān)[0355]276串陣列結(jié)構(gòu)[0356]278串[0357]280單個(gè)回路路徑[0358]284串[0359]286串[0360]288可選回路路徑[0361]290笛一總弟 漸[0362]292第二相對(duì)端[0363]294電力線[0364]296回路線[0365]298回路線[0366]300匯流箱[0367]302SP[0368]304串[0369]306笛一總弟 漸[0370]308Λ-Λ- ~·、二.丄山弟一姬而[0371]309電力線[0372]310回路線
權(quán)利要求1.一種串(304),包含多個(gè)直流發(fā)電模塊(8),其串聯(lián)電連接以形成第一端(306)和第二遠(yuǎn)端(308); 電力線(309),其在第一端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè); 回路線(310),其在第二遠(yuǎn)端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè);以及串保護(hù)器(302),其在所述串的電力線上,所述串保護(hù)器包含電弧故障保護(hù)器(114)、 反向電流保護(hù)器(116)和接地故障保護(hù)器(118)中的若干個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的串(304),其中,所述串保護(hù)器和所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè)位于第一端(306)。
3.如權(quán)利要求1所述的串(304),其中,所述串保護(hù)器構(gòu)造成(110)監(jiān)視或報(bào)告所述串的電力線中流動(dòng)的電流。
4.如權(quán)利要求1所述的串(304),其中,所述串保護(hù)器進(jìn)一步包含過(guò)流保護(hù)器(112)。
5.一種串(90),包含多個(gè)直流發(fā)電模塊(8),其串聯(lián)電連接以形成第一端(9 和第二遠(yuǎn)端(94); 電力線(96),其在第一端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè); 回路線(98),其在第二遠(yuǎn)端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè);以及串保護(hù)器(100),其在第二遠(yuǎn)端在所述串的回路線上,所述串保護(hù)器包含過(guò)流保護(hù)器 (112)、電弧故障保護(hù)器(114)、反向電流保護(hù)器(116)和接地故障保護(hù)器(118)中的若干個(gè)。
6.如權(quán)利要求5所述的串(90),其中,所述串保護(hù)器構(gòu)造成(110)監(jiān)視或報(bào)告所述串的回路線中流動(dòng)的電流。
7.如權(quán)利要求5所述的串(90),其中,所述串保護(hù)器和所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè)(8)位于第二遠(yuǎn)端(94)。
8.如權(quán)利要求5所述的串(90),其中,二極管(101)在串的第一端被布置在電力線上, 以便阻塞反向電流、反饋電流或源自串的第一端流向第二端的電流。
9.一種串(88 ;210 ;278 ;282 ;88"),包含:多個(gè)直流發(fā)電模塊(8),其串聯(lián)電連接以形成第一端(120)和第二遠(yuǎn)端(122); 電力線(82),其在第一端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè); 回路線(86),其在第二遠(yuǎn)端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè); 第一串保護(hù)器(80),其在所述串的電力線上;以及第二串保護(hù)器(84),其在第二遠(yuǎn)端的所述串的回路線上,其中,所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器(112)、電弧故障保護(hù)器(114)、反向電流保護(hù)器(116)和接地故障保護(hù)器(118)中的若干個(gè),且其中,所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的另一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器(112)、電弧故障保護(hù)器(114)、反向電流保護(hù)器(116)、接地故障保護(hù)器(118)和與電力線或回路線串聯(lián)的遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)(168)中的若干個(gè)。
10.如權(quán)利要求9所述的串(88),其中,所述第二串保護(hù)器設(shè)置在第二遠(yuǎn)端(122)。
11.如權(quán)利要求9所述的串(88),其中,所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的至少一個(gè)構(gòu)造成監(jiān)視或報(bào)告所述串的電力線或回路線中流動(dòng)的電流。
12.如權(quán)利要求9所述的串078;282),其中,所述第二串保護(hù)器(84A)位于遠(yuǎn)程匯流箱(142 ; 144)中。
13.如權(quán)利要求9所述的串078;282),其中,所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的一個(gè)分別從第一匯流箱和第二匯流箱的主直流母線(270)被供電。
14.如權(quán)利要求9所述的串078;282),其中,所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的一個(gè)分別從第一匯流箱和第二匯流箱外部的電源(148 ; 150)被供電。
15.如權(quán)利要求9所述的串078;282),其中,第二串保護(hù)器可操作地與在第二遠(yuǎn)端 (292)上的所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述另一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
16.如權(quán)利要求15所述的串Ο10;88"),其中,第二串保護(hù)器(84B;84)由在第二遠(yuǎn)端上的所述多個(gè)直流發(fā)電模塊(158 ;8)中的所述另一個(gè)供電。
17.如權(quán)利要求16所述的串(88〃),其中,在第一端上的所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述一個(gè)是第一直流發(fā)電模塊(88);其中,所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè)是第二直流發(fā)電模塊(M);其中,在第二遠(yuǎn)端上的所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述另一個(gè)是第三直流發(fā)電模塊(8);其中,所述第三直流發(fā)電模塊包含第一電力端子(15 和電連接到回路線 (155)的第二電力端子(154);其中,所述第二直流發(fā)電模塊包含第一電力端子(158)和電連接到所述第三直流發(fā)電模塊的第一電力端子的第二電力端子(160);且其中,所述第二串保護(hù)器(84)由所述第三直流發(fā)電模塊(8)供電。
18.如權(quán)利要求17所述的串(88〃),其中,所述第二串保護(hù)器構(gòu)造成中斷所述第三直流發(fā)電模塊的第一電力端子和第二電力端子中的至少一個(gè)。
19.如權(quán)利要求17所述的串(88"),其中,所述第二串保護(hù)器(84B)構(gòu)造成中斷所述第三直流發(fā)電模塊(158)的第一電力端子(152A)和第二電力端子(154A) 二者。
20.如權(quán)利要求9所述的串(210),其中,所述第二串保護(hù)器(84B)構(gòu)造成(160),響應(yīng)于過(guò)流保護(hù)器、電弧電流保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的至少一個(gè),將所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述另一個(gè)(158)與所述串隔離。
21.如權(quán)利要求20所述的串010),其中,第二串保護(hù)器由在第二遠(yuǎn)端上的所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述另一個(gè)供電,不論所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述另一個(gè)是否與所述串隔尚。
22.如權(quán)利要求20所述的串010),其中,第二串保護(hù)器構(gòu)造成(102;161)測(cè)量所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述另一個(gè)產(chǎn)生的電流和電壓,不論所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述另一個(gè)是否與所述串隔離。
23.如權(quán)利要求9所述的串010),其中,所述第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器構(gòu)造成,分別跳閘斷開(kāi)所述串的電力線和回路線;且其中,所述第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器進(jìn)一步構(gòu)造成(162,164),在相互之間進(jìn)行通信,以使得所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的一個(gè)的跳閘引發(fā)所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的另一個(gè)的跳閘。
24.如權(quán)利要求9所述的串010),其中,所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的一個(gè)構(gòu)造成,分別跳閘斷開(kāi)所述串的電力線和回路線;其中,所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的另一個(gè)(84)包含所述遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)(168);且其中,所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器進(jìn)一步構(gòu)造成(162,164),在相互之間進(jìn)行通信,以使得所述跳閘引發(fā)所述遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)跳閘斷開(kāi)電力線和回路線中的一條,從而使電力線和回路線二者都斷開(kāi)。
25.—種串(180),包含多個(gè)直流發(fā)電模塊(8C),其串聯(lián)電連接以形成第一端(184)和第二遠(yuǎn)端(186); 電力線(188),其在第一端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè); 回路線(190),其在第二遠(yuǎn)端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè); 多個(gè)第一保護(hù)器(192 ;302),可操作地與所述串的電力線相關(guān)聯(lián);以及多個(gè)第二串保護(hù)器(170),所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的每一個(gè)位于所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)的一個(gè)上,其中,所述多個(gè)第一保護(hù)器和所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的每一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的若干個(gè)。
26.如權(quán)利要求25所述的串(180),其中,所述多個(gè)直流發(fā)電模塊是光伏發(fā)電模塊 (8C);且其中,所述多個(gè)第二串保護(hù)器的所述每一個(gè)構(gòu)造成(102 ;161 ; 106)監(jiān)視光伏發(fā)電模塊的電流、電壓和在所述光伏發(fā)電模塊的相應(yīng)一個(gè)上的照度。
27.如權(quán)利要求25所述的串(180),其中,所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的所述每一個(gè)構(gòu)造成(182 ;160),響應(yīng)于過(guò)流保護(hù)器、電弧故障保護(hù)器、反向電流保護(hù)器和接地故障保護(hù)器中的至少一個(gè),將所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)與所述串隔離。
28.如權(quán)利要求27所述的串(180),其中,所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)包含接線盒(156A);且其中,所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的一個(gè)(84C)與所述接線盒一體化。
29.如權(quán)利要求27所述的串(180),其中,所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)包含接線盒(156);且其中,所述多個(gè)第二串保護(hù)器中的一個(gè)(84B)可操作地與所述接線盒相關(guān)聯(lián)。
30.如權(quán)利要求25所述的串(180),其中,所述多個(gè)第一保護(hù)器(192;302)選自在所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè)和直流電力母線(56)之間的電力線(188)上的第三串保護(hù)器(192 ;193),在所述直流電力母線和逆變器(178)之間的主饋線(198)上的第四保護(hù)器 (196),在匯流箱(300)內(nèi)的第五串保護(hù)器(302)。
31.如權(quán)利要求25所述的串(180),其中,所述多個(gè)第二串保護(hù)器的每一個(gè)構(gòu)造成 (110),將它的狀態(tài)傳送到遠(yuǎn)程位置000),該位置能夠確定所述多個(gè)直流發(fā)電模塊的每一個(gè)的狀態(tài)。
32.如權(quán)利要求31所述的串(180),其中,可操作地與所述串的電力線相關(guān)聯(lián)的所述多個(gè)第一保護(hù)器(196)中的多個(gè)構(gòu)造成,將它的狀態(tài)傳送到所述遠(yuǎn)程位置,該位置能夠進(jìn)一步確定所述串的狀態(tài)。
33.一種系統(tǒng)(276),包含 第一匯流箱(144);第二匯流箱(142);多個(gè)串(88',284,286,278,232,234),其在所述第一匯流箱和所述第二匯流箱之間延伸,所述多個(gè)串中的多個(gè)中的每個(gè)串包含多個(gè)直流發(fā)電模塊(8),其串聯(lián)電連接以形成第一端( 和第二相對(duì)端094), 電力線094),其在第一端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè), 回路線096),其在第二相對(duì)端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè), 第一串保護(hù)器(80),其在所述每個(gè)串的電力線上,以及第二串保護(hù)器(84),其在第二相對(duì)端上在所述每個(gè)串的回路線上,其中,所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器(112)、電弧故障保護(hù)器(114)、反向電流保護(hù)器(116)和接地故障保護(hù)器(118)中的若干個(gè),且其中,所述第一串保護(hù)器和所述第二串保護(hù)器中的另一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器(112)、電弧故障保護(hù)器(114)、反向電流保護(hù)器(116)、接地故障保護(hù)器(118)和與電力線或回路線串聯(lián)的遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)(168)中的若干個(gè),其中,對(duì)于所述多個(gè)串中的多個(gè),所述第一和第二匯流箱中的一個(gè)(144)位于第一端, 其中,對(duì)于所述多個(gè)串中的多個(gè),所述第一和第二匯流箱中的另一個(gè)(14 位于第二相對(duì)端,其中,所述多個(gè)串中的多個(gè)的電力線位于第一匯流箱內(nèi),且其中,所述多個(gè)串中最后的所述多個(gè)的回路線位于第二匯流箱內(nèi)。
34.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)076),其中,位于第一匯流箱中的多個(gè)第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器由第一匯流箱內(nèi)的直流母線電壓(146)供電;且其中,位于第二匯流箱中的多個(gè)第一串保護(hù)器和第二串保護(hù)器由第二匯流箱內(nèi)的所述直流母線電壓供電。
35.一種串(210),包含多個(gè)直流發(fā)電模塊(158,158A,8,8),其串聯(lián)電連接以形成第一端(214)和第二遠(yuǎn)端 (222);電力線(82),其在第一端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的一個(gè); 回路線(86),其在第二遠(yuǎn)端電連接到所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的另一個(gè);以及多個(gè)串保護(hù)器(80,84),所述多個(gè)串保護(hù)器中的多個(gè)的每一個(gè)可操作地與電力線、第二遠(yuǎn)端上的回路線和所述多個(gè)直流發(fā)電模塊的一個(gè)中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián),所述多個(gè)串保護(hù)器中的所述多個(gè)的每一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器(112)、電弧故障保護(hù)器(114)、反向電流保護(hù)器 (116)和接地故障保護(hù)器(118)中的若干個(gè),其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的一個(gè)(80)構(gòu)造成確定所述串的正常狀態(tài)并做出響應(yīng)地傳送(162)信號(hào)(166),且其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的另一個(gè)(84)構(gòu)造成,接收(164)所述信號(hào),做出響應(yīng)地保持所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)與所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的至少另一個(gè)的串聯(lián)電連接。
36.如權(quán)利要求35所述的串010),其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的所述一個(gè)設(shè)置為在第一端鄰近所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述一個(gè);且其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的所述另一個(gè)在第二遠(yuǎn)端鄰近所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述另一個(gè)。
37.如權(quán)利要求35所述的串010),其中,所述信號(hào)選自無(wú)線信號(hào)、有線信號(hào)和所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的多個(gè)之間的電力導(dǎo)體上的電力線載波信號(hào)。
38.如權(quán)利要求35所述的串010),其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的所述另一個(gè)構(gòu)造成, 當(dāng)沒(méi)有接收到所述信號(hào)時(shí),做出響應(yīng)地將所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的所述相應(yīng)一個(gè)與所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的至少所述另一個(gè)隔離。
39.如權(quán)利要求35所述的串010),其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的多個(gè)(224,226,228, 230)構(gòu)造成,確定所述串的正常狀態(tài),并做出響應(yīng)地將相應(yīng)信號(hào)(236,238,M0,M2)發(fā)送到所述多個(gè)串保護(hù)器中的其他的串保護(hù)器。
40.如權(quán)利要求39所述的串010),其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的所述多個(gè)的每一個(gè)可操作地與所述多個(gè)直流發(fā)電模塊(8)中的一個(gè)、匯流箱(142,144)或逆變器(220)相關(guān)聯(lián)。
41.如權(quán)利要求35所述的串010),其中,所述信號(hào)包含與所述串的正常狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)以及與所述串的故障狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的非工作狀態(tài);且其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的所述另一個(gè)構(gòu)造成,接收具有正常狀態(tài)的所述信號(hào),并做出響應(yīng)地保持所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)與所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的至少所述另一個(gè)的串聯(lián)電連接,并進(jìn)一步構(gòu)造成,在沒(méi)有接收到具有正常狀態(tài)的所述信號(hào)時(shí),做出響應(yīng)地將所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的相應(yīng)一個(gè)與所述多個(gè)直流發(fā)電模塊中的至少所述另一個(gè)電氣斷開(kāi)。
42.如權(quán)利要求35所述的串010),其中,所述信號(hào)包含與所述串的正常狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)和與所述串的故障狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的非工作狀態(tài);且其中,所述信號(hào)的缺失或所述信號(hào)的減弱指示所述串的故障。
43.如權(quán)利要求35所述的串010),其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的多個(gè)構(gòu)造成,將所述信號(hào)用于維修功能。
44.如權(quán)利要求43所述的串010),其中,所述維修功能選自啟用所述多個(gè)直流發(fā)電模塊或所述多個(gè)串保護(hù)器中的相應(yīng)一個(gè),停用所述多個(gè)直流發(fā)電模塊或所述多個(gè)串保護(hù)器中的相應(yīng)一個(gè)。
45.如權(quán)利要求43所述的串010),其中,所述維修功能選自啟用相應(yīng)的匯流箱 (216)或逆變器020),停用相應(yīng)的匯流箱016)或逆變器020)。
46.如權(quán)利要求35所述的串010),其中,所述多個(gè)串保護(hù)器中的多個(gè)構(gòu)造成(110),向遠(yuǎn)程位置(200)報(bào)告所述串的故障狀態(tài)或所述串的健康狀況;且其中,所述遠(yuǎn)程位置構(gòu)造成,基于所述多個(gè)串保護(hù)器中的所述多個(gè)中的哪一個(gè)報(bào)告所述故障狀態(tài)或沒(méi)有報(bào)告所述健康狀況,確定故障位置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及采用直流發(fā)電模塊和多個(gè)串保護(hù)器的串和系統(tǒng)。一種串(88;210;278;282;80″)包含串聯(lián)電連接以形成第一端(120)和第二遠(yuǎn)端(122)的直流(DC)發(fā)電模塊(EGM)(8)。電力線(82)在第一端電連接到一個(gè)DC EGM。回路線(86)在第二遠(yuǎn)端電連接到另一個(gè)DC EGM。第一串保護(hù)器(SP)(80)位于串的電力線上,在第二遠(yuǎn)端,第二SP(84)位于串的回路線上。第一和第二SP中的一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器(112)、電弧故障保護(hù)器(114)、反向電流保護(hù)器(116)和接地故障保護(hù)器(118)中的若干個(gè)。第一和第二SP中的另一個(gè)包含過(guò)流保護(hù)器(112)、電弧故障保護(hù)器(114)、反向電流保護(hù)器(116)、接地故障保護(hù)器(118)以及與電力線或回路線串聯(lián)的遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)(168)中的若干個(gè)。
文檔編號(hào)H02H3/08GK201994645SQ201020660638
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者B·帕爾, C·J·利布基, J·C·齊歇爾, J·K·黑斯廷斯, R·揚(yáng)尼羅 申請(qǐng)人:伊頓公司