光伏板电路制造技术

本发明专利技术涉及光伏板电路。所述电路集成或可集成有光伏板以向光伏板提供内置功能，其包括安全特征，例如电弧探测和消除、接地故障探测和消除、反向电流保护、光伏板的性能的监测、监测参数的传输、以及光伏板的防盗。电路可避免功率转换，例如DC/DC功率转换，可避免执行最大功率跟踪以包括最少数量的部件，并因而增大整体可靠性。

Photovoltaic panel circuit

The invention relates to a photovoltaic panel circuit. The integrated circuit or integrated photovoltaic panels to provide built-in functions to photovoltaic panels, including its security features, such as arc detection and elimination, grounding fault detection and elimination, reverse current protection, a photovoltaic panel performance monitoring, monitoring parameters, transmission and security of photovoltaic panels. The circuit avoids power conversion, such as DC/DC power conversion, avoiding the maximum power tracking to include a minimum number of components and thereby increase overall reliability.

【技术实现步骤摘要】
光伏板电路本申请是申请日为2013年1月30日，申请号为201310035221.8，专利技术名称为“光伏板电路”的申请的分案申请。
本公开的方面涉及分布式电力系统，特别是用于集成有光伏板或附接到光伏板的电路。
技术介绍
常规光伏分布式能量收集系统的多个光伏板互连，并连接到逆变器。各种环境和操作条件影响光伏板的功率输出。例如，入射太阳能、环境温度和其它因素影响从每个光伏板提取的功率。根据所使用的板的数量和类型，所提取的功率可从一个板到另一个板在电压和电流方面变化很大。温度、太阳辐照度和来自近处物体例如树或远处物体例如云的遮蔽的变化可引起功率损耗。所有者和甚至专业安装者可能发现很难验证系统的正确操作。随着时间的变化，更多的因素例如老化、灰尘和污垢聚集以及光伏板劣化影响太阳能光伏分布式电力系统的性能。在逆变器处收集的数据可能不足以提供系统的操作的正确监测。此外，当系统经历功率损耗时，期望确定它是由于环境条件还是由于太阳能分布式电力系统的部件的故障和/或维护不佳。此外，期望容易地定位可能是功率损耗的原因的任何特定的太阳电池板。然而，从每个电池板收集信息需要与中央数据收集系统的通信的装置。期望控制数据传输以避免传输冲突并确定数据的每个发送者。这样的要求可能最容易使用双工传输方法来实现。然而，双工传输方法需要额外的传输线，并使系统复杂。另一方面，单向传输可能有冲突的倾向，并更难以比较从各种源传输的数据。由于这样的系统的功率输出的广泛的变化性以及影响功率输出的各种各样的环境条件，来自总系统的输出参数可能不足以验证太阳能电池阵列是否工作在峰值功率产生状态。局部干扰例如有错误的安装、不正确的维护、可靠性问题和障碍可能引起局部功率损耗，其可能难以从总监测参数探测到。电弧形成可能对电力分布系统和电子设备有不利影响。电弧形成可出现在开关、断路器、继电器触点、保险丝和不良电缆封端中。当电路被切断或坏的连接出现在连接器中时，电弧放电可横跨连接的触头两端而形成。电弧放电是产生正在进行的等离子体放电的气体的电击穿，等离子体放电从流经通常不导电的介质例如空气的电流产生。在断开开始时，在两个触头之间的分隔距离非常小。作为结果，在触头之间的气隙两端的电压以每毫米电压为单位产生非常大的电场。这个大的电场引起在断路的两侧之间的电弧的点火。如果电路具有足够的电流和电压来维持电弧，则电弧可能引起对设备的损坏，例如导体的熔化、绝缘的破坏、以及火灾。交流(AC)电力系统的零交叉可能使电弧不重新点火。由于DC电力系统中的零交叉的缺乏，直流系统可能比AC系统更容易形成电弧。在光伏电力系统和国家电气规范中，所提议的实践是：条款690-18要求提供禁用PV阵列的部分或整个PV阵列的机制。接地故障探测、中断和阵列禁用设备可根据特定的设计实现下面的行动：感测超过规定值的接地故障电流，中断或显著减少故障电流，断开阵列和负载之间的电路，使阵列或子阵列短路。根据IEE布线规范(BS7671:2008)，用于由于接地故障电流而引起的断开的直流(DC)光伏侧上的剩余电流设备(RCD)类型II设备参照规范712.412。基于光伏板的电力生成系统的使用从环境观点看是有吸引力的。然而，光伏板的成本及其盗窃的相对容易可能限制其在电力生成系统中的采用。因此，需要具有可集成或集成有提供包括下列项的特征的光伏板的电路，或有这样的电路将是有利的：光伏板的监测，接地故障探测和消除，电弧探测和消除，防盗和安全操作模式，同时在电路中维持最少数量的部件以降低成本并增加可靠性。
技术实现思路
公开了各种电路，其集成或可集成有光伏板，以向光伏板提供内置功能，其包括安全特征例如电弧探测和消除、接地故障探测和消除、反向电流保护、光伏板的性能的监测、所监测的参数的传输和光伏板的防盗。电路可避免功率转换，例如DC/DC功率转换，可避免执行最大功率跟踪以包括最少数量的部件并从而增大整体可靠性。根据本专利技术的特征，提供了光伏板的电路。该电路可包括可附接到光伏板的输入端子、输出端子和控制器。开关可操作地连接在输入端子和输出端子之间，以及控制端子操作地连接到控制器。开关在闭合时可提供到输出端子的、用于可由光伏板产生的直流的低阻抗直流路径。该电路可包括多个输入端子和多个输出端子、高电压输入和输出端子以及可以或可以不是地电位的低电压输入和输出端子。该电路还可包括可连接在输出端子两端的输出旁路电路。该旁路电路可操作来绕过开关和光伏板来旁路电流。该电路可避免在输入端子和输出端子之间的功率、电压和电流转换。该电路还可包括操作地附接到控制器的至少一个传感器。传感器可配置成测量至少一个参数，例如通过输入端子的电流、输入端子处的电压、通过输出端子的电流或在输入端子处的电压。发送器可操作地附接到控制器。发送器可操作来发送至少一个参数。该电路还可包括到光伏板的永久附接件。该电路可包括操作地连接到或集成有控制器的至少两个模块或至少三个模块，所述模块选自盗窃探测模块、电弧消除模块、接地故障探测模块和/或安全模块。盗窃探测模块可操作来探测光伏板的潜在盗窃，并将控制器配置成响应于探测到潜在盗窃而启动开关并使光伏板从输出端子断开。电弧消除模块可操作来探测在光伏板或电路内或附近的电弧。控制器可配置成响应于探测到电弧而启动开关并使光伏板从输出端子断开。接地故障探测模块可操作来探测在该电路或光伏板内的接地故障。控制器可配置成响应于探测到接地故障而启动开关并使光伏板从输出端子断开。对于安全模块，控制器可配置成启动开关以选择安全操作模式来在输出端子上产生安全的限制输出功率，或选择正常操作模式以从光伏板产生实质上最大输出功率。该电路还可包括可操作来监测光伏板的性能的监测模块。监测模块可操作来探测过电流、过电压或过温度中的至少一个条件。控制器可配置成响应于所述至少一个条件而启动开关。根据本专利技术的特征，提供了光伏板的电路。该电路可包括可附接到光伏板的输入端子、输出端子和控制器。开关可操作地连接在输入端子和输出端子之间。开关可包括操作地连接到控制器的控制端子。开关可包括单极开关，其第一极连接到输入端子中的至少一个，第二极连接到输出端子中的至少一个，以及控制端子操作地连接到控制器。该电路还可包括可连接在输入端子两端的输入旁路电路。该旁路电路可操作来使电流绕过光伏板。该电路还可包括可连接在输出端子两端的输出旁路电路。该旁路电路可操作来绕过开关和光伏板来旁路电流。开关在闭合时可提供在光伏板到输出端子之间的直流的低阻抗路径。该电路可避免在输入端子和输出端子之间的功率转换。该电路还可包括直流(DC)到DC功率转换器以执行输入端子和输出端子之间的功率转换。功率转换器可以是降压电压、升压电路、降压加上升压电路、Cuk转换器或降压-升压电路。该电路可包括可操作地连接到控制器或集成有控制器的至少两个模块或至少三个模块，包括监测模块、盗窃探测模块、电弧消除模块和/或接地故障探测模块。监测模块可操作来监测光伏板的性能。监测模块可操作来探测至少一个条件，例如过额定电流、欠额定电流、过额定电压、欠额定电压、过额定温度和欠额定温度。控制器可配置成响应于所述至少一个条件来启动开关。监测模块可操作来监测电路的性能。盗窃探测模块可操作来探测光伏板的潜在盗窃。控制器可配置成响应于探测到潜在盗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：探测电力分布系统的故障；响应于所述故障，使光伏板从所述电力分布系统断开；通过所述光伏板的旁路电路来绕过所述光伏板；以及响应于在所述光伏板被绕过时所述故障未被消除的确定，将所述光伏板重新连接到所述电力分布系统。

【技术特征摘要】
2012.01.30 GB 1201506.11.一种方法，包括：探测电力分布系统的故障；响应于所述故障，使光伏板从所述电力分布系统断开；通过所述光伏板的旁路电路来绕过所述光伏板；以及响应于在所述光伏板被绕过时所述故障未被消除的确定，将所述光伏板重新连接到所述电力分布系统。2.如权利要求1所述的方法，还包括：对所述电力分布系统的其他光伏板重复所述断开和绕过直到所述故障被消除为止。3.如权利要求1所述的方法，还包括断开光伏板的整个串；响应于在所述光伏板的整个串被断开时所述故障未被消除的确定，将所述整个串重新连接到所述电力分布系统；以及对所述电力分布系统的光伏板的另一整个串重复所述断开直到所述故障被消除为止。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述故障是电弧或接地故障中的一个或多个。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述探测包括：探测所述电力分布系统内的所述电弧。6.如权利要求4所述的方法，其中，所述探测包括：探测在所述电力分布系统的所述光伏板之...

【专利技术属性】
技术研发人员：利龙·哈尔沙伊，阿龙·祖海尔，伊兰·约斯科维奇，Y·戈林，L·汉德尔斯曼，
申请(专利权)人：太阳能安吉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL