專利名稱：具有用于ac模塊連接的ac接口的逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求1的特征的逆變器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的光伏(PV)逆變器，諸如中央或串式逆變器或者具有多個(gè)平行串的逆變器，除了將PV發(fā)電裝置產(chǎn)生的直流轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)兼容的交流這一主要任務(wù)以外，還執(zhí)行很多其它功能。其中，這些其它功能可以是·經(jīng)由HMI (人機(jī)接口)或者經(jīng)由其它通信信道與用戶通信·電網(wǎng)監(jiān)視功能·電網(wǎng)支持功能·安全功能·此外，通過(guò)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPP跟蹤)使PV發(fā)電裝置保持在最大功率點(diǎn)處。同時(shí)，PV發(fā)電裝置的大小通常由逆變器的標(biāo)稱功率來(lái)控制，由此限制整體光伏系統(tǒng)的可擴(kuò)縮性。由于串中的電流是由其最弱的PV模塊的特性來(lái)控制的，因此在該串中應(yīng)該使用相同技術(shù)的相同模塊或者盡可能相似的模塊。如果(由于部分遮蔽)PV發(fā)電裝置上的入射輻射不是均勻的，那么就不能從PV發(fā)電裝置提取最大可能功率，因?yàn)镻V模塊具有不同的最優(yōu)操作點(diǎn)(MPP)，在串聯(lián)或并聯(lián)電路中無(wú)法單獨(dú)地設(shè)定這些操作點(diǎn)。傳統(tǒng)的PV逆變器存在許多缺點(diǎn)，例如，受限制的可擴(kuò)縮性、當(dāng)不同類型的模塊被一起使用時(shí)出現(xiàn)的各種限制、以及對(duì)不均勻的入射輻射的高度敏感性，然而當(dāng)使用被認(rèn)為非常接近模塊、面向模塊或模塊集成的逆變器(也就是說(shuō)，具有AC輸出及其自己的用于每個(gè)模塊的MPP跟蹤的專用逆變器，這在下文中也被稱為AC模塊)時(shí)，幾乎可以完全避免這些缺點(diǎn)。但是，如果試圖將開(kāi)始時(shí)提到的其它功能都集成到AC模塊中，那么具體價(jià)格(與功率相關(guān)的成本)顯著地高于傳統(tǒng)的PV逆變器的價(jià)格。此外，AC模塊的功效大體上不能達(dá)到傳統(tǒng)的PV逆變器的功效。至今為止，這導(dǎo)致無(wú)法成功地將AC模塊引入市場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，希望提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)組合了這兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。由此，本發(fā)明的一個(gè)方面涉及集成在逆變器中的AC接口，經(jīng)由該AC接口來(lái)自與其連接的分散式AC模塊的功率被饋送至電網(wǎng)。在下文中，這種逆變器也被稱為基礎(chǔ)逆變器。這僅僅導(dǎo)致較小的額外成本，同時(shí)可以顯著地降低分散式AC模塊的成本，因?yàn)檫@些AC模塊的功能可以簡(jiǎn)化至諸如逆變和MPP跟蹤之類的基本功能，而上面提到的其它功能由基礎(chǔ)逆變器針對(duì)AC模塊產(chǎn)生的功率比例來(lái)提供。這使得對(duì)于PV安裝可以更好地使用幾乎所有的建筑物位置。具體地，諸如此類的系統(tǒng)代表接近模塊的比DC/DC控制器明顯劃算的變體，所謂的功率優(yōu)化器。
本發(fā)明的目的是提供一種用于光伏系統(tǒng)的逆變器，該逆變器部分地或者完全地滿足以下要求并提供以下功能:.將光伏系統(tǒng)中PV發(fā)電裝置產(chǎn)生的直流轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)兼容的交流.逐模塊優(yōu)化的MPP跟蹤 高能量效率 低具體價(jià)格.系統(tǒng)與用戶之間的經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)HMI的通信.電網(wǎng)監(jiān)視功能.電網(wǎng)支持功能.可調(diào)整的無(wú)功功率(供給、基準(zhǔn)、補(bǔ)償).安全功能.PV發(fā)電裝置的簡(jiǎn)單靈活的可擴(kuò)縮性.在一個(gè)光伏系統(tǒng)中使用不同的PV發(fā)電裝置類型和技術(shù)(例如，薄膜電池和單晶硅電池).受到不均勻照射(由于遮蔽、不同的模塊對(duì)準(zhǔn)、等等)的PV發(fā)電裝置的能量?jī)?yōu)化使用.能夠使用具有電隔離或不具有電隔離的PV逆變器，在這種情況下，這兩種類型可以在相同的光伏系統(tǒng)中使用根據(jù)第一獨(dú)立權(quán)利要求，這一目的是通過(guò)逆變器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中，所述逆變器包括:逆變橋，所述逆變橋用于將DC電壓轉(zhuǎn)換成第一 AC電壓；以及，電網(wǎng)接口，所述電網(wǎng)接口位于所述逆變橋和電網(wǎng)之間用于將所述第一 AC電壓轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)兼容的AC電壓，以饋送至所述電網(wǎng)。在所述逆變橋和所述電網(wǎng)接口之間布置AC接口，經(jīng)由所述AC接口連接有用于向所述電網(wǎng)饋送的一個(gè)或多個(gè)AC模塊。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，幾乎每一個(gè)安裝都具有在一年大部分時(shí)間內(nèi)均自由地受到均勻照射的一部分發(fā)電裝置區(qū)域，而不受投射陰影的障礙物的妨礙。對(duì)于鄉(xiāng)村安裝，這一部分通常代表整個(gè)區(qū)域。這一部分隨著受遮蔽障礙物影響的區(qū)域的增大而減小。一個(gè)典型的示例是帶有天窗的屋頂區(qū)域，該區(qū)域在一天的過(guò)程中在某些時(shí)間將陰影投射至安裝在附近的PV發(fā)電裝置上。然而，僅在極少的情況下，超過(guò)50%的發(fā)電裝置區(qū)域受到影響。因此，值得將自由地受到均勻照射的發(fā)電裝置的區(qū)域組合起來(lái)形成一個(gè)單元并且能夠在一個(gè)逆變器中集中地轉(zhuǎn)換功率。這就能量和投資成本來(lái)說(shuō)是最佳解決方案。盡可能地接近模塊的分散式功率調(diào)節(jié)在與功率相關(guān)的方面(energetically)對(duì)于在某些時(shí)間沒(méi)有被均勻地照射的部分是最佳解決方案。具體地，可以將AC模塊用于此目的，因?yàn)锳C模塊可以彼此獨(dú)立地執(zhí)行MPP跟蹤。為使AC模塊被設(shè)計(jì)成盡可能地劃算并且節(jié)約能源，希望將這些設(shè)備的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化成一些必要的基本功能。這使得可以明顯更好地利用現(xiàn)有的屋頂區(qū)域，因?yàn)榘凑者@種方式那些當(dāng)使用先前的系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)沒(méi)有被有效使用的區(qū)域部分變得實(shí)用。
根據(jù)本發(fā)明，逆變器被延伸使得一個(gè)或多個(gè)AC模塊借助AC接口可以連接至該逆變器。這使得可以簡(jiǎn)化AC模塊的基本功能，從而即使當(dāng)不允許用于饋送功率至電力電網(wǎng)的AC模塊的直接連接時(shí)也能夠?qū)C模塊包括在整體的光伏系統(tǒng)中。
顯然，通過(guò)逆變橋的DC電壓至第一 AC電壓的轉(zhuǎn)換以及第一 AC電壓至電網(wǎng)兼容的AC電壓的轉(zhuǎn)換伴隨著DC電流至第一 AC電流的轉(zhuǎn)換以及進(jìn)一步地至電網(wǎng)兼容的AC電流的轉(zhuǎn)換。從這個(gè)意義來(lái)講，權(quán)利要求書(shū)中術(shù)語(yǔ)“電壓”的使用并不是限制性的。在逆變器的一個(gè)實(shí)施例中，電網(wǎng)接口具有用于使逆變器從電網(wǎng)斷開(kāi)和/或?qū)⒛孀兤鬟B接至電網(wǎng)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)(switch disconnector)。尤其優(yōu)選的是,取決于電網(wǎng)的狀態(tài)來(lái)操作負(fù)荷開(kāi)關(guān)。進(jìn)一步優(yōu)選的是，電網(wǎng)的狀態(tài)涉及電網(wǎng)內(nèi)的電流的頻率和/或電壓和/或孤島條件(islanding condition)。負(fù)荷開(kāi)關(guān)是用于控制以電網(wǎng)兼容的形式將功率饋送至電網(wǎng)的裝置。在逆變器的又一個(gè)實(shí)施例中，電網(wǎng)接口具有濾波器設(shè)備。該濾波器設(shè)備被用來(lái)形成類似正弦的AC電壓，用于饋送功率至電網(wǎng)。該濾波器設(shè)備還是用于確保以電網(wǎng)兼容的形式將功率饋送至電網(wǎng)的裝置。在逆變器的又一個(gè)實(shí)施例中，電網(wǎng)接口具有安全設(shè)備。在逆變器的又一個(gè)實(shí)施例中，逆變器具有測(cè)量點(diǎn)，通過(guò)這些測(cè)量點(diǎn)可以記錄經(jīng)由逆變橋的電流值以及經(jīng)由AC接口的電流值。安全設(shè)備以及測(cè)量點(diǎn)使得可以控制以電網(wǎng)兼容的方式將功率饋送至電網(wǎng)。在逆變器的又一個(gè)實(shí)施例中，逆變器具有用于與連接至AC接口的AC模塊交換數(shù)據(jù)的通信單元。尤其優(yōu)選的是，該通信單元被設(shè)計(jì)成經(jīng)由AC接口的線路來(lái)交換數(shù)據(jù)或者被設(shè)計(jì)成以無(wú)線的方式交換數(shù)據(jù)。進(jìn)一步優(yōu)選的是，該通信單元被設(shè)計(jì)為針對(duì)以下目的之一來(lái)交換數(shù)據(jù):一遠(yuǎn)程控制或遠(yuǎn)程診斷連接的AC模塊；一存儲(chǔ)或發(fā)送連接的AC模塊的測(cè)量值、崩潰或故障；一發(fā)送控制信號(hào)至連接的AC模塊；一在逆變器的顯示單元上顯示連接的AC模塊的數(shù)據(jù)。通信單元允許對(duì)光伏系統(tǒng)的所有模塊(B卩，經(jīng)由AC接口連接至逆變器的AC模塊)進(jìn)行整體的控制和監(jiān)視。在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的其它實(shí)施例。


在下文中，將使用示例性實(shí)施例并且參照附圖來(lái)描述本發(fā)明。所圖解的附圖應(yīng)該被理解為是示例性的而非限制性的，并且旨在使得本發(fā)明更容易理解。在這種情況下:圖1示出了傳統(tǒng)逆變器的示意性圖示；圖2示出了具有電網(wǎng)接口的傳統(tǒng)逆變器的示意性圖示；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的逆變器的第一實(shí)施例；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的逆變器的第二實(shí)施例；圖5至圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的逆變器的其它實(shí)施例，其中，在逆變器內(nèi)部布置了各種測(cè)量點(diǎn)；以及圖8和圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的逆變器的更多的實(shí)施例。

圖1示出了具有傳統(tǒng)逆變器19的光伏系統(tǒng)100。逆變器19具有逆變橋21，借助該逆變橋21可以將來(lái)自連接的PV發(fā)電裝置10的直流轉(zhuǎn)換成交流。逆變橋21連接至電網(wǎng)40，用于以有效功率Pinv和無(wú)功功率Qinv的形式饋送PV發(fā)電裝置產(chǎn)生的功率。可以借助測(cè)量點(diǎn)24經(jīng)由中央處理器(CPU) 22監(jiān)視、同步和控制該饋送，其中，這些測(cè)量點(diǎn)24被設(shè)計(jì)成測(cè)量電流和/或電壓值。在這種情況下，PV發(fā)電裝置10包括多個(gè)串聯(lián)的PV模塊，這些多個(gè)串聯(lián)的PV模塊形成串。經(jīng)常，多個(gè)串并聯(lián)，并且連接至逆變器。傳統(tǒng)逆變器19的更多可選元件在圖2的光伏系統(tǒng)100中示出。這個(gè)逆變器19也具有HMI23，借助于該HMI23可以顯示逆變器19的操作值，并且，可以例如通過(guò)針對(duì)將由系統(tǒng)提供的有效功率Pref和/或無(wú)功功率Qref預(yù)置標(biāo)稱值28來(lái)影響系統(tǒng)100的操作。作為選擇，也可以經(jīng)由通信單元26將這些標(biāo)稱值28例如作為由電網(wǎng)40的操作人員預(yù)置的值來(lái)傳輸。逆變器19還具有電網(wǎng)接口 30，上述提到的附加功能可以由逆變器經(jīng)由該電網(wǎng)接口 30來(lái)提供。電網(wǎng)接口 30優(yōu)選地包含機(jī)電或電子負(fù)荷開(kāi)關(guān)32，以便能夠使基礎(chǔ)逆變器從電網(wǎng)40斷開(kāi)。安全設(shè)備30執(zhí)行安全功能，例如，電壓、頻率和隔離故障的檢測(cè)以及(對(duì)各種類型的電流敏感的)故障電流監(jiān)視或不希望的孤島效應(yīng)。在這種情況下，電網(wǎng)接口 30的各個(gè)單個(gè)部件可以集中地連接至CPU22，并且由CPU22控制，或者彼此之間直接連接。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的基礎(chǔ)逆變器20的一個(gè)實(shí)施例?；A(chǔ)逆變器20由AC接口 60經(jīng)由連接區(qū)域65連接至AC模塊50，該AC接口被集成在基礎(chǔ)逆變器20中并且被布置在逆變橋21和電網(wǎng)接口 30之間。所示出的基礎(chǔ)逆變器20還具有測(cè)量點(diǎn)61，該測(cè)量點(diǎn)61被用來(lái)選擇性地確定AC模塊50饋送的電流。由此，可以實(shí)現(xiàn)適合于上面提到的要求的PV系統(tǒng)配置。連接區(qū)域65可以具有用于AC模塊50的一個(gè)或多個(gè)連接，在這種情況下，一個(gè)或多個(gè)AC模塊50可以連接至每一個(gè)連接。按照這種方式，類似地，連接的AC模塊50可以由電網(wǎng)接口 30保護(hù)，而不用親自執(zhí)行電網(wǎng)接口 30提供的保護(hù)功能。電網(wǎng)接口 30中的負(fù)荷開(kāi)關(guān)32是針對(duì)系統(tǒng)100的總功率設(shè)計(jì)的，因此，AC模塊50不需要其自己的電網(wǎng)接口或其自己的負(fù)荷開(kāi)關(guān)。基礎(chǔ)逆變器20可以被設(shè)計(jì)成不具有變壓器的逆變器、具有高頻變壓器的逆變器、或者具有電網(wǎng)變壓器的逆變器。圖4中的基礎(chǔ)逆變器20具有被設(shè)計(jì)用于無(wú)線通信(例如，無(wú)線電發(fā)射)的通信單元26。在這種情況下，通信單元26可以以簡(jiǎn)單的方式經(jīng)由AC模塊50的通信單元51與AC模塊50通信，以便單向或雙向地傳輸數(shù)據(jù)，或者以便控制或監(jiān)視AC模塊50。作為選擇，當(dāng)然，該通信也可以經(jīng)由專用信號(hào)線或通過(guò)至AC線路上的調(diào)制來(lái)提供。HMI23可以經(jīng)由基礎(chǔ)逆變器的控制和顯示元件來(lái)為AC模塊50執(zhí)行控制和顯示功能?？梢越?jīng)由基礎(chǔ)逆變器20的通信單元26為AC模塊50提供遠(yuǎn)程評(píng)估、遠(yuǎn)程診斷和/或遠(yuǎn)程控制。類似地，可以存儲(chǔ)或傳輸AC模塊50的測(cè)量值或事件記錄(例如，崩潰或故障)。還可行的是，對(duì)連接的AC模塊50傳輸控制信號(hào)。為了使得可以單獨(dú)地確定逆變橋21的饋送參數(shù)和連接的AC模塊50的饋送參數(shù)，與圖1和圖2中的傳統(tǒng)逆變器19相比，提供了更多的測(cè)量點(diǎn)。在圖3和圖5中，在AC接口60和電網(wǎng)接口 30之間提供了另一個(gè)測(cè)量點(diǎn)61，以便額外地使得可以記錄逆變橋21和AC接口 60的和電流。因此，可以容易地通過(guò)減法確定AC接口 60的電流分?jǐn)?shù)。作為選擇，圖6示出了 AC接口 60的電流路徑中的用于確定不同的電流分?jǐn)?shù)的額外的測(cè)量點(diǎn)62。測(cè)量點(diǎn)的另一個(gè)的替代的布置(未示出)可以被用來(lái)測(cè)量連接的AC模塊50的總電流和整體系統(tǒng)100的和電流，并且被用來(lái)根據(jù)該測(cè)量結(jié)果確定逆變橋21的電流分?jǐn)?shù)。
如圖7中所示，連接點(diǎn)65的每一個(gè)連接也可以配備有測(cè)量點(diǎn)63，以便對(duì)來(lái)自連接至AC接口 60的AC模塊50的電流分?jǐn)?shù)進(jìn)行選擇性記錄，并且例如將該選擇性記錄用于安裝監(jiān)視。此外，圖5示出了具有濾波器設(shè)備33的電網(wǎng)接口 30。濾波器設(shè)備33被用來(lái)從將要饋送至電網(wǎng)40的AC電壓中去除或充分地抑制不在電網(wǎng)頻率處的AC電壓分量。例如，濾波器設(shè)備33可以是LC帶通濾波器的形式，并且可以被設(shè)計(jì)成使得其能夠?yàn)槟孀儤?1和連接的AC模塊50提供這種功能。作為選擇，如圖7中所示，還可以在連接區(qū)域65和AC接口60之間布置另一個(gè)濾波器設(shè)備34，選擇性地為連接的AC模塊50提供濾波器功能。作為附加元件，圖6還示出了用于連接區(qū)域65的每一個(gè)連接的斷開(kāi)設(shè)備67。這可以由基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換器20來(lái)控制，使得連接至相應(yīng)的連接的逆變器通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇性地從AC接口 60斷開(kāi)。在操作變體中，按照這種方式能夠記錄饋送參數(shù)或者針對(duì)連接至各種連接的相應(yīng)的模塊組或AC模塊50單獨(dú)地執(zhí)行對(duì)連接的AC模塊50的診斷，使得由另一個(gè)測(cè)量點(diǎn)61和62確定的測(cè)量值可以與AC模塊50或AC模塊組關(guān)聯(lián)。作為選擇，也可以提供一個(gè)單個(gè)的斷開(kāi)設(shè)備67，以便斷開(kāi)所有的連接的AC模塊50。該斷開(kāi)設(shè)備可以被集成到根據(jù)本發(fā)明的逆變器的所有示出的實(shí)施例中。連接區(qū)域65的一個(gè)連接可以被用作基準(zhǔn)輸入，并且可以單獨(dú)地記錄其電流或饋送功率。然后，值得的是，在PV安裝中的永遠(yuǎn)不會(huì)被障礙物遮蔽的點(diǎn)處安裝連接至AC模塊50的PV模塊，并且還值得的是，將對(duì)應(yīng)的AC模塊連接至基準(zhǔn)輸入。由此，可以評(píng)估基準(zhǔn)模塊的具體功率和剩余安裝(或者剩余安裝的一部分)的具體功率之間的差異。根據(jù)本發(fā)明的基礎(chǔ)逆變器20的用途的又一個(gè)選擇是針對(duì)負(fù)荷的功率因數(shù)校正。出于此目的，除了(可選的)AC模塊50以外，還有至少一個(gè)負(fù)荷被連接至AC接口 60。基礎(chǔ)逆變器20可以經(jīng)由輸入處以及電網(wǎng)連接處的測(cè)量點(diǎn)產(chǎn)生負(fù)荷自身需求的無(wú)功功率，使得整體的光伏系統(tǒng)100在電網(wǎng)上以中性的形式運(yùn)轉(zhuǎn)?？梢越?jīng)由基礎(chǔ)逆變器20的通信單元26接收針對(duì)有效功率PreJP針對(duì)無(wú)功功率Qref的標(biāo)稱值28，并且將標(biāo)稱值28轉(zhuǎn)入CPU22，以便能夠按照需要調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的輸出有效功率和無(wú)功功率。這使得可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)服務(wù)，盡管AC模塊50自身不必一定具有提供無(wú)功功率的能力。將基礎(chǔ)逆變器20設(shè)計(jì)成能夠提供無(wú)功功率的饋送單元是足夠的。類似地，上述陳述類似地應(yīng)用于三相系統(tǒng)；根據(jù)本發(fā)明的具有AC接口的基礎(chǔ)逆變器按照這種方式可以用于單相或多相電網(wǎng)。在多相電網(wǎng)的情況下，經(jīng)由連接的單相AC模塊50通過(guò)經(jīng)由AC接口 30在各種相位之間分?jǐn)?split)AC模塊50來(lái)執(zhí)行電力分配。可以針對(duì)連接的電網(wǎng)40由基礎(chǔ)逆變器20根據(jù)需要來(lái)控制這種電力分配。具體地，考慮按照三相電網(wǎng)的要求將AC模塊至相位(AC模塊饋送至這些相位)的分配配置成是可變的，例如，以便對(duì)抗電網(wǎng)不平衡。舉例來(lái)講，圖8示出了 AC接口 60的布置，其中，連接至連接區(qū)域65的三個(gè)連接的單相AC模塊中的每一個(gè)饋送到基礎(chǔ)逆變器20的三個(gè)相位中的一個(gè)中。在這種情況下，所有AC模塊都連接至基礎(chǔ)逆變器20的中性導(dǎo)體66。在每個(gè)情況下，還為每個(gè)饋送點(diǎn)設(shè)置另一個(gè)測(cè)量點(diǎn)62。作為選擇，圖9不出了如下布置，在該布置中一個(gè)三相AC模塊在每個(gè)情況下都可以連接至連接區(qū)域65的三個(gè)連接中的每一個(gè)。替代所示出的中性導(dǎo)體和選擇的相位之間的各個(gè)AC模塊的連接布置(星形布置)，同樣可行的是，在兩個(gè)選擇的相位之間連接AC 模塊(三角形布置(delta arrangement))。借助測(cè)量點(diǎn)24，61，62和63以及在CPU22中實(shí)現(xiàn)的算法，監(jiān)視外部AC模塊50的操作，這意味著在本發(fā)明的一個(gè)操作變體中，無(wú)需AC模塊50和基礎(chǔ)逆變器20之間的通信。由此，可以非常劃算地設(shè)計(jì)AC模塊50，因?yàn)榭梢詫⑺鼈兊墓δ芎?jiǎn)化至逆變和MPP跟蹤。盡管AC模塊進(jìn)行未調(diào)節(jié)的饋送，也可以確保對(duì)與整體系統(tǒng)100的預(yù)定饋送參數(shù)(例如，無(wú)功功率和有效功率的標(biāo)稱值)的兼容性的監(jiān)視，因?yàn)榛A(chǔ)逆變器20可以控制從逆變橋21的饋送使得整體上從逆變橋21和AC模塊50的饋送對(duì)應(yīng)于標(biāo)稱值。這導(dǎo)致劃算的且有效率的整體光伏系統(tǒng)。類似地，可以使用基礎(chǔ)逆變器20監(jiān)視AC模塊50的饋送操作，并且可以在出現(xiàn)能得出AC模塊50發(fā)生故障的推斷的差異時(shí)產(chǎn)生合適的警告，借助通信單元26或HMI23發(fā)送或指示該警告。無(wú)需出于此目的的與AC模塊的通信；可以基于連接至AC接口 60的AC模塊的饋送參數(shù)檢測(cè)這些差異，如上所述，可以經(jīng)由另一個(gè)測(cè)量點(diǎn)61，62和63選擇性地記錄饋送參數(shù)，即使在某些情況下無(wú)法清楚地識(shí)別出連接的AC模塊中的哪一個(gè)發(fā)生故障?；A(chǔ)逆變器20可以配備有對(duì)所有類型的電流都敏感的剩余電流斷路器。這使得能夠?qū)C模塊50配置成無(wú)變壓器逆變器，并且不需要自己的對(duì)所有類型的電流都敏感的安全部件，同時(shí)仍然遵守現(xiàn)有的安全規(guī)章。在一個(gè)有利的配置中，光伏系統(tǒng)100被設(shè)計(jì)成使得發(fā)電裝置區(qū)域中的任何時(shí)候都不被遮蔽的部分經(jīng)由逆變橋21饋送至連接的電網(wǎng)40中。借助AC模塊50經(jīng)由AC接口 60將發(fā)電裝置區(qū)域中的至少在某些時(shí)間被遮蔽的部分包括在系統(tǒng)100中?？傮w上，區(qū)域中總是不被遮蔽的部分將構(gòu)成總的發(fā)電裝置區(qū)域的絕大部分，使得有利地將基礎(chǔ)逆變器20配置成要經(jīng)由逆變橋21饋送的最大功率至少與要經(jīng)由AC接口 60饋送的最大功率一樣高。這使得基礎(chǔ)逆變器20的部件被相當(dāng)有效地使用，同時(shí)利用某些部件的所描述的聯(lián)合使用降低了整體光伏系統(tǒng)100的復(fù)雜性。附圖標(biāo)記10 PV發(fā)電裝置19逆變器20基礎(chǔ)逆變器21逆變橋22 中央處理器(CPU)23 人機(jī)接口(HMI)24測(cè)量點(diǎn)26通信單元28標(biāo)稱值30 電網(wǎng)接口31安全設(shè)備32負(fù)荷開(kāi)關(guān)33濾波器設(shè)備34濾波器設(shè)備40 電網(wǎng)50 AC 模塊
51通信單元60AC 接口61測(cè)量點(diǎn)62測(cè)量點(diǎn)63測(cè)量點(diǎn)65連接區(qū)域66中性導(dǎo)體67斷開(kāi)設(shè)備·100光伏系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于將電網(wǎng)兼容的AC電壓饋送至電網(wǎng)(40)的逆變器(20)，包括: —逆變橋(21)，用于將DC電壓轉(zhuǎn)換成第一 AC電壓；以及 一電網(wǎng)接口( 30 )，在所述逆變橋(21)和所述電網(wǎng)(40 )之間用于將所述第一 AC電壓轉(zhuǎn)換成饋送至所述電網(wǎng)(40)的電網(wǎng)兼容的AC電壓， 其特征在于: 在所述逆變橋(21)和所述電網(wǎng)接口( 30 )之間布置AC接口( 60 )，經(jīng)由所述AC接口( 60 )可連接有用于向所述電網(wǎng)(40 )饋送的AC模塊(50 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的逆變器，其特征在于，所述電網(wǎng)接口(30)具有用于使所述逆變器(20)從所述電網(wǎng)(40)斷開(kāi)和/或?qū)⑺瞿孀兤?20)連接至所述電網(wǎng)(40)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的逆變器，其特征在于，取決于所述電網(wǎng)(40)的狀態(tài)來(lái)操作所述負(fù)荷開(kāi)關(guān)(32)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的逆變器，其特征在于，所述電網(wǎng)(40)的狀態(tài)涉及所述電網(wǎng)(40)內(nèi)的電流的頻率和/或電壓和/或孤島條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一個(gè)的逆變器，其特征在于，所述電網(wǎng)接口(30)具有濾波器設(shè)備(33)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一個(gè)的逆變器，其特征在于，所述電網(wǎng)接口(30)具有安全設(shè)備(31)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一個(gè)的逆變器，其特征在于，斷開(kāi)設(shè)備(67)被布置在所述AC接口( 60 )和用于將所述AC模塊(50 )連接至所述逆變器(20 )的連接區(qū)域(65 )之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一個(gè)的逆變器，其特征在于，所述逆變器(20)具有測(cè)量點(diǎn)(24，61，62，63 )，經(jīng)由所述測(cè)量點(diǎn)(24，61，62，63 )可以記錄經(jīng)由所述逆變橋(21)的電流值和經(jīng)由所述AC接口(60)的電流值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任何一個(gè)的逆變器，其特征在于，經(jīng)由所述AC接口(60)饋送的最大功率小于經(jīng)由所述逆變橋(21)饋送的最大功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一個(gè)的逆變器，其特征在于，所述逆變橋(21)能夠提供無(wú)功功率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任何一個(gè)的逆變器，其特征在于，所述逆變橋(21)被設(shè)計(jì)為提供三相AC電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的逆變器，其特征在于，所述AC接口(60)被設(shè)計(jì)為在AC電壓的相位之間分配由所連接的AC模塊(50)饋送的功率。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任何一個(gè)的逆變器，其特征在于，所述逆變器(20)具有用于與連接至所述AC接口( 60 )的AC模塊(50 )交換數(shù)據(jù)的通信單元(26 )。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的逆變器，其特征在于，所述通信單元(26)被設(shè)計(jì)為經(jīng)由所述AC接口(60)的線路交換數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的逆變器，其特征在于，所述通信單元(26)被設(shè)計(jì)為以無(wú)線的方式交換數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任何一個(gè)的逆變器，其特征在于，所述通信單元(26)被設(shè)計(jì)為針對(duì)以下目的之一來(lái)交換數(shù)據(jù):一遠(yuǎn)程控制或遠(yuǎn)程診斷所連接的AC模塊(50)；一存儲(chǔ)或發(fā)送所連接的AC模塊(50)的測(cè)量值、崩潰或故障；一發(fā)送控制信號(hào)至所連接的AC模塊(50)；一在所述逆變器(20)的顯示單元上顯示所連接的AC模塊(50)的數(shù)據(jù)。
17.—種光伏系統(tǒng)(100) ,具有根據(jù)權(quán)利要求1至16中任何一個(gè)的逆變器。
全文摘要
描述了一種用于將電網(wǎng)兼容的AC電壓饋送至電網(wǎng)(40)的逆變器(20)，其中，所述逆變器包括逆變橋(21)，所述逆變橋(21)用于將DC電壓轉(zhuǎn)換成第一AC電壓；以及，電網(wǎng)接口(30)，所述電網(wǎng)接口(30)位于所述逆變橋(21)和所述電網(wǎng)(40)之間用于將所述第一AC電壓轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)兼容的AC電壓，以饋送至所述電網(wǎng)(40)。在所述逆變橋(21)和所述電網(wǎng)接口(30)之間布置AC接口(60)，經(jīng)由所述AC接口(60)連接有用于向所述電網(wǎng)(40)饋送的AC模塊(50)。
文檔編號(hào)H02M7/493GK103081334SQ201180040268
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者G·貝藤沃特, J·拉申斯基 申請(qǐng)人:Sma太陽(yáng)能技術(shù)股份公司