用于测试光伏逆变器的分离点的方法以及这种类型的光伏逆变器技术

本发明专利技术涉及一种用于测试光伏逆变器(1)的分离点(12)的方法，并且涉及这种类型的光伏逆变器(1)。根据本发明专利技术，在测试模式下，将辅助电压(U_Lx)施加在分离点(12)的每条线路(Lx)的输入端(E_Lx)与中间电路电位(M)之间；在每种情况下，按照一开关模式以交替方式，闭合第一开关触头(SW_Lx,1)并断开第二开关触头(SW_Lx,2)，然后反向操作；并且，对于每种开关模式，测量分离点(12)的每条线路(Lx)的输出端(A_Lx)与中间电路电位(M)之间的电压(U_Lx,GD；U_MN)，并根据所测得的电压(U_Lx,GD；U_MN)，推导出每个开关触头(SW_Lx,j)的功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测试光伏逆变器的分离点的方法以及这种类型的光伏逆变器
本专利技术涉及一种用于测试光伏逆变器的分离点的方法，该光伏逆变器具有中间电路，其中，所述分离点具有至少两条线路，每条线路中具有串联的两个开关触头，对这些开关触头进行相应地控制以测试功能性。本专利技术还涉及一种光伏逆变器，用于将直流电压转换为交流电压，以将交流电压馈入供电电网，并且/或者用于给用电设备供电，该光伏逆变器具有输入侧DC-DC转换器、中间电路、输出侧DC-AC转换器和至少具有两条线路的分离点，每条线路中具有两个串联的开关触头。
技术介绍
通常，为了实现与供电电网或用电设备之间的安全断开，每条线路布置一对继电器用作光伏逆变器与供电电网或用电设备之间的分离点。遵守相关标准和规定是准许使用不带电隔离的逆变器进行并网馈电的前提。例如，规定了一种分离点由两个独立的电网监视装置组成，电网监视装置具有串联的分配开关。必须检查开关点的功能完整性，以确保在闭合继电器之前和开始馈电操作之前，获得完好无损的两组开关触头，并且如果一个开关触头粘连，仍然可以断开所有载流导体。文献EP2837012B1和AT513866B1描述了用于测试光伏逆变器的分离点的方法以及本专利技术所述类型的光伏逆变器，其中，开关触头按照特定的开关模式逐步切换，并且测量分离点之前和之后的电压，并使用这些电压得出开关触头的功能。本专利技术适用于具有三条相线和一条中性线的三相网络、具有一条相线和一条中性线的单相网络，还可应用于不具有中性线的三相网络或不具有中性线的单相网络，诸如美国的分相电网或单相三线电网。
技术实现思路
本专利技术的目的在于创建一种上面提到的用于测试光伏逆变器的分离点的方法以及这种类型的光伏逆变器，本专利技术的目的可以简单且成效比高地实现，并且具有最小的可能硬件支出。对分离点功能的检查应该尽可能快速，且测量工作量少。应避免或至少减少已知方法的缺点。与方法相关地，根据本专利技术的目的通过以下方式实现：在测试模式中，将在各种情形下光伏逆变器产生的辅助电压施加在分离点的每条线路的输入端与中间电路电位之间，并且按照某一开关模式以交替方式，闭合第一开关触头并断开第二开关触头，随后闭合第二开关触头并断开第一开关触头，并针对开关触头的每种开关模式，测量分离点的每条线路的输出端与中间电路电位之间的电压，并根据针对开关触头的每种开关模式测得的电压，推导出每个开关触头的功能。根据本专利技术，对分离点的测试是在测试模式中使用由光伏逆变器(特别是其输出侧DC-AC转换器)产生的辅助电压进行的，于是，与现有技术不同，这种方法与是否存在特定的线路电压无关。这意味着，根据本专利技术的测试方法还可以用于独立逆变器，也可以用于隔离的网络和电路，包括应急电路，在这些网络和电路中在接通光伏逆变器之前不存在电压。辅助电压由光伏逆变器的现有硬件产生，这个情况意味着硬件支出特别低，意味着这种方法实施起来非常简单且成效比高。基本上，测试模式的执行要求一定的顺序，这种顺序可以用光伏逆变器的现有控制装置中或专用控制装置(例如微处理器)中的软件比较容易地实现。可以根据相对于中间电路电位测得的各种电压，计算出每个开关触头两端的电压降，然后可以利用所计算出的电压确定开关触头的功能，并因此确定分离点的正确功能。在以前的测试程序中，使用电网电压来测试开关触头。这样做的缺点是，在开关触头正常工作的情况下，与所提供的电网电压并联布置的时钟滤波电容器会将线路电压连接到中间电路，因此在光伏模块上叠加了50Hz的电压。这意味着高到无法接受的电流可能会流经中间电路进入太阳能模块的寄生电容，并触发故障电流开关。但是，本专利技术测试方法基本上不会产生可能触发故障电流开关的泄漏电流。由于针对不同控制系统在光伏逆变器的分离点之前和之后测量了不同的电压，因此这些装置也可以用于执行分离点的测试模式。重要的是，通过提供的辅助电压来形成电路，该电路允许对施加到每个开关触头上的电压做出说明，以便能够确定开关触头是否错误闭合或者粘连。辅助电压优选由特低电压提供，特低电压通常表示低于25V(AC)的电压。有利的是，按照交替方式，同时闭合分离点的所有第一开关触头并断开所有第二开关触头，然后同时闭合所有第二开关触头并断开所有第一开关触头。通过同时闭合和断开分离点的所有线路(相线，如果合适的话还有中性线)的第一和第二开关触头，可以通过仅一次开关操作特别快速、轻松地执行测试方法。在用于具有三条相线和一中性线的三相供电网络的光伏逆变器中，将由光伏逆变器产生的三个辅助电压施加在分离点的每条相线的输入端与中间电路电位之间，并将至少一个辅助电压通过耦合电容器施加在分离点的中性线的输入端与中间电路电位之间，并且测量分离点的各相线输出端与中性线输出端之间的电压、分离点的中性线输出端和中间电路电位之间的电压以及分离点的相线输入端和中性线输入端之间的至少一个电压，并根据针对开关触头的每种开关模式所测得的电压，推导出每个开关触头的功能。这种方案代表了一种用于执行带中性线三相网络测试方法的优选方法。在最简单的情况下，将三个辅助电压施加到分离点的输入端，至少一个辅助电压通过耦合电容器耦合到中性线中，用以测试中性线的两个开关触头。在这种情况下，在测试模式期间，分离点的中性线输入端没有连接到中间电路电位。通过测量分离点输出端、分离点的相应电压，以及分离点输入端的至少一个电压，可以推导出或计算出分离点的所有开关触头处的电压，并且能够确定分离点的开关触头的功能。在用于具有一条相线和一中性线的单相供电网络的光伏逆变器中，将由光伏逆变器产生的两个辅助电压施加在分离点的相线的输入端与中间电路电位之间以及分离点的中性线的输入端与中间电路电位之间，并且测量分离点的相线输出端与分离点的中性线输出端之间的电压以及分离点的中性线输出端与中间电路电位之间的电压，并根据针对开关触头的每种开关模式所测得的电压，推导出每个开关触头的功能。对于具有中性线的单相网络，这代表了一种优选设计变型，其中，施加了两个辅助电压，并且在分离点之后的适当点处和分离点仅测量了两个电压，这意味着分离点的所有四个开关触头的功能都得到确定。在用于具有两条相线而没有中性线的单相供电网络(所谓分相电网)的光伏逆变器中，将由光伏逆变器产生的两个辅助电压施加在分离点的各相线输入端和中间电路电位之间，并测量分离点的各相线输出端之间的电压以及分离点的一条相线输出端与中间电路电位之间的电压，并根据针对开关触头每种开关模式所测得的电压，推导出每个开关触头的功能。此方法类似上面针对带中性线的单相网络描述的测试程序。如果在测试模式下同时测量各种电压，则可以非常快速、简单地执行该方法。当然，在这种情况下，需要几个装置来测量电压，而无论如何，这些装置通常都存在于光伏逆变器中。也可以用更少的用于测量导线(相线，如果合适的话还有中性线)之间电压的装置，来依次测量用于推导出开关触头的功能所需的电压。在测试模式下测得的电压可以是在多个周期内测量得到的，优选为2至20个周期，并将测量值取平均。对多次测量取平均可以提高信噪比。取平均可以以不同的方式进行，例如，通过形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试光伏逆变器(1)的分离点(12)的方法，该光伏逆变器(1)具有中间电路(3)，其中，所述分离点(12)具有至少两条线路(Lx)，在每条线路(Lx)中具有两个串联的开关触头(SW_Lx,j)，对开关触头(SW_Lx,j)进行相应地控制以测试功能，其特征在于，在测试模式下，将由光伏逆变器(1)产生的辅助电压(U_Lx)施加在分离点(12)的每条线路(Lx)的输入端(E_Lx)与中间电路电位(M)之间，在每种情况下，按照一开关模式以交替方式，闭合分离点(12)的第一开关触头(SW_Lx,1)并断开第二开关触头(SW_Lx,2)，然后闭合第二开关触头(SW_Lx,2)并断开第一开关触头(SW_Lx,1)，并且针对开关触头(SW_Lx,j)的每种开关模式，测量分离点(12)的每条线路(Lx)的输出端(A_Lx)与中间电路电位(M)之间的电压(U_Lx,GD；U_MN)，并根据针对开关触头(SW_Lx,j)的每种开关模式所测得的电压(U_Lx,GD；U_MN)，推导出每个开关触头(SW_Lx,j)的功能。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181003 EP 18198509.41.一种用于测试光伏逆变器(1)的分离点(12)的方法，该光伏逆变器(1)具有中间电路(3)，其中，所述分离点(12)具有至少两条线路(Lx)，在每条线路(Lx)中具有两个串联的开关触头(SW_Lx,j)，对开关触头(SW_Lx,j)进行相应地控制以测试功能，其特征在于，在测试模式下，将由光伏逆变器(1)产生的辅助电压(U_Lx)施加在分离点(12)的每条线路(Lx)的输入端(E_Lx)与中间电路电位(M)之间，在每种情况下，按照一开关模式以交替方式，闭合分离点(12)的第一开关触头(SW_Lx,1)并断开第二开关触头(SW_Lx,2)，然后闭合第二开关触头(SW_Lx,2)并断开第一开关触头(SW_Lx,1)，并且针对开关触头(SW_Lx,j)的每种开关模式，测量分离点(12)的每条线路(Lx)的输出端(A_Lx)与中间电路电位(M)之间的电压(U_Lx,GD；U_MN)，并根据针对开关触头(SW_Lx,j)的每种开关模式所测得的电压(U_Lx,GD；U_MN)，推导出每个开关触头(SW_Lx,j)的功能。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照交替方式，同时闭合分离点(12)的所有第一开关触头(SW_Lx,1)并断开所有第二开关触头(SW_Lx,2)，然后同时闭合所有第二开关触头(SW_Lx,2)并断开所有第一开关触头(SW_Lx,l)。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在用于具有三条相线(L1，L2，L3)和一中性线(N)的三相供电网络(7)的光伏逆变器(1)中，将由光伏逆变器(1)产生的三个辅助电压(U_L1，U_L2，U_L3)施加在分离点(12)的每条相线(L1，L2，L3)的输入端(E_L1，E_L2，E_L3)与中间电路电位(M)之间，并将至少一个辅助电压(U_L1)通过耦合电容器(C)施加在分离点(12)的中性线(N)的输入端(E_N)与中间电路电位(M)之间，并且测量分离点(12)的每条相线(L1，L2，L3)的输出端(A_L1，A_L2，A_L3)与中性线(N)的输出端(A_N)之间的电压(U_L1,GD，U_L2,GD，U_L3,GD)、分离点(12)的中性线(N)的输出端(A_N)与中间电路电位(M)之间的电压(U_MN)、以及分离点(12)的相线(Li)的输入端(E_Li)与中性线(N)的输入端(E_N)之间的至少一个电压(U_Li,LT)，并根据针对开关触头(SW_Li,j；SW_N,j)的每种开关模式所测得的电压(U_L1,GD，U_L2,GD，U_L3,GD，U_MN，U_Li,LT)，推导出每个开关触头(SW_Li,j；SW_N,j)的功能。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在用于具有一条相线(L1)和一中性线(N)的单相供电网络(7)的光伏逆变器(1)中，将由光伏逆变器(1)产生的两个辅助电压(U_L1，U_N)施加在分离点(12)的相线(L1)的输入端(E_L1)与中间电路电位(M)之间以及分离点(12)的中性线(N)的输入端(E_N)与中间电路电位(M)之间，并且测量分离点(12)的相线(L1)的输出端(A_L1)与分离点(12)的中性线(N)的输出端(A_N)之间的电压(U_L1N,GD)以及分离点(12)的中性线(N)的输出端(A_N)与中间电路电位(M)之间的电压(U_MN)，并根据针对开关触头(SW_Li,j；SW_N,j)的每种开关模式所测得的电压(U_L1N,GD；U_MN)，推导出每个开关触头(SW_Li,j；SW_N,j)的功能。


5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在用于具有两条相线(L1，L2)的单相供电网络(7)的光伏逆变器(1)中，将由光伏逆变器(1)产生的两个辅助电压(U_L1，U_L2)施加在分离点(12)的每条相线(L1，L2)的输入端(E_L1，E_L2)与中间电路电位(M)之间，并且测量分离点(12)的各相线(L1，L2)的输出端(A_L1，A_L2)之间的电压(U_L1L2,GD)以及分离点(12)的一条相线(L2)的输出端(A_L2)与中间电路电位(M)之间的电压(U_MN)，并根据针对开关触头(SW_Li,j)的每种开关模式所测得的电压(U_L1L2,GD；U_MN)，推导出每个开关触头(SW_Li,j)的功能。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在测试模式下测得的电压(U_Lx,LT；U_Lx,GD；U_MN)是在多个周期内测量的，优选在2至20个周期内测量的，并对测量值进行平均。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在测试模式下，测量每条线路(Lx)中的电流(I_Lx)，并且当超过规定的极限值(I_Lx,g)时，启动限流器。


8.一种光伏逆变器(1)，用于将直流电压(UDC)转换为交流电压(UAC)，并将交流电压(UAC)馈入供电电网(7)，并且/或者用于给用电设备(8)供电，所述光伏逆变器(1)具有输入侧DC-DC转换器(2)、中间电路(3)、输出侧DC-AC转换器(4)和具有至少两条线路(Lx)的分离点(12)，每条线路(Lx)中具有串联的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：格哈德·瓦利施，约阿希姆·丹迈尔，
申请(专利权)人：弗罗纽斯国际有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT