识别光伏模块盗窃和光伏模块旁路二极管失效的方法、相应的光伏副发电机接线盒、光伏逆变器和相应的光伏设备技术

本发明专利技术涉及一种用于对光伏设备的至少一个光伏（ＰＶ）模块（３）进行盗窃识别的方法。光伏设备具有串联的光伏模块（３）的至少一个并联的支路（３１），用于提供场电压（ｕＦ），其中光伏模块（３）自身具有多个串联的光伏电池（７）。根据本发明专利技术，设置有反并联的旁路二极管（８）用于保护光伏电池（７）。在非馈电运行中，尤其是傍晚和夜间，将相对于场电压（ｕＦ）为负的测试电压连接到至少一个光伏支路线路（２）上，以便设定一个通过旁路二极管（８）的测试电流。如果测试电流和／或测试电压变化显著，则自动输出盗窃报警信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对光伏(PV)设备的至少一个光伏(PV)模块进行盗窃识别的方 法，该光伏设备具有串联的光伏模块的至少一个并联的支路，用于提供场电压。光伏模块自 身具有多个串联的光伏电池。此外本专利技术还涉及一种对光伏设备中的光伏模块的至少一个旁路二极管进行失 效识别的方法，该光伏设备具有串联的光伏模块的至少一个并联的支路，用于提供场电压， 其中光伏模块各具有多个串联的光伏电池以及与之光伏电池反并联且彼此串联的多个旁路二极管。此外本专利技术还涉及一种光伏设备的光伏副发电机接线盒，该光伏副发电机接线盒 具有多个电接口，用于将多个串联的光伏模块的各光伏支路线路分别与多个串联的光伏 电池连接；副发电机接口，用于连接尤其是远离地布置的中央光伏逆变器；以及电子控制 单元。除此之外本专利技术还涉及一种用于光伏设备的光伏逆变器，该光伏设备具有至少 一个副发电机接口，用于连接多个光伏副发电机接线盒的各个光伏副发电机线路；和/或 用于连接中间接入的光伏副发电机接线盒的各个光伏直流主线路。光伏逆变器具有用于连 接供电电网的电网接口，和用于控制光伏逆变器的中央控制单元。本专利技术最后还涉及一种光伏设备，其具有至少一个通常的、或者具有一种这样的 中央光伏逆变器，其具有多个这样的光伏副发电机接线盒。
技术介绍
已知的光伏设备、或者也称为太阳能场大多具有一个中央的光伏逆变器和多个串 联的光伏模块。典型地使大约10至20个光伏模块与一个支路串联，以便实现一种对于光 伏逆变器来说适宜的、大约为1000V的场电压。光伏逆变器然后将输入的直流电压转变成 单相的、优选为三相的电源电压，用于馈电输入供电电网。为了使功率损失最小化，通常在光伏设备的中心布置了光伏逆变器。光伏模块 优选成星形围绕光伏逆变器四周布置。也存在有多个光伏逆变器。在最大馈电功率大于 100KW、尤其是大于1丽的光伏设备中，存在有多个光伏副发电机接线盒，它们一方面分别 通过光伏副发电机线路连接到中央光伏逆变器上，并且另一方面连接到光伏模块的多个串 联的支路上。在这样的光伏副发电机接线盒上典型地连接了少量的光伏模块的支路、例如 八个支路。光伏副发电机接线盒为了连接多个光伏支路线路，具有多个电接口。各个光伏支 路线路的端部可以安放并固定在这些接口上。此外光伏副发电机接线盒通常具有用于连接 光伏副发电机线路的副发电机接口。对于具有馈电功率为多兆瓦(Megawatt)的特别大的光伏设备来说，还可以在多 个光伏副发电机接线盒和中央逆变器之间接入光伏发电机接线盒。由一个这种光伏发电机接线盒可以引出多个光伏副发电机接线盒。所接的光伏副发电机接线盒的数量通常在16 至20个的范围中。这样的光伏设备可以占有许多公顷的面积，其中可能分布了几百至几千 个光伏模块。由于光伏模块的单位成本高达几百欧元，则这样延伸布置的很宽广的光伏设备被 盗的风险特别高。一段时间以来随着对光伏模块的需求的日益增长，发生的盗窃数量也迅 速增加。结果是，在光伏模块被盗窃之后，一些保险企业自己取消了保险合同或者这样地提 高保险金，即保险仅仅在有限的范围中在经济上才是可行的。为了增加盗窃难度，已知的方法是将光伏设备的整个区域用栅栏包围。当探测到 在栅栏区内有活动时，声学的、光学的和机械的监测系统(如运动报警器或照相机)起到警 告作用。然而一方面这样的系统很昂贵，另一方面容易发生故障，尤其是当栅栏区内闯入动 物时。此外也已知基于指示线(Meldedraht)的监测系统，这种指示线通过有边框的光 伏模块的型钢架。然而这样的监测系统可容易识别，并可被“熟练的”盗窃者容易地操纵， 例如可跨接。另外一种已知的可能性是对称监测多个串联的光伏模块的支路电流。为此在已知 的光伏副发电机接线盒中存在有用于采集支路电流的电流测量单元。当其中任一个测得的 支路电流明显地与另一个测得的支路电流存在偏差时，则监测单元将警报激活。一种这样 的监测单元例如是SMA公司的“Sunny String Monitor”。这样的系统在白天是可靠的。不利的是，傍晚或者夜间由于缺乏值得重视的支路电流不再可能进行对称监测。 典型地也使中央光伏逆变器在馈电功率低于大约10W/m2时断开，这是因为此后光伏逆变器 的电损耗功率大多数高于仍需提供的馈电功率。然而正是在黑暗的掩护下发生更多的盗 窃。此外对于一种光伏设备的运行来说必需有一种重复昂贵的测量技术，以便连续地 校验光伏模块的质量。这通常在场测量的范畴中进行。测量的方面也是测量旁路二极管， 该旁路二极管通常在所有的光伏模块中用于保护多个光伏电池。旁路二极管反并联于光伏 电池，以阻止受损的光伏电池在有故障时或者在部分被遮光时发生烧损。在这些情况下总 的支路电流不再流过这些光伏电池，而是经过并联的旁路二极管。当然这些旁路二极管由 于老化或者由于闪电损伤可能变得高阻或者也可能低阻并因此失效。由此不再保证对光伏 模块进行保护，从而在一种故障情况下必须将光伏模块的所有支路都断开。另一方面旁路 二极管(例如在热过载时)能发生故障并失效。在这种情况下这样的光伏模块的功率，也 就是说部分场电压下降。
技术实现思路
因此根据前面所述的现有技术，本专利技术的目的是提出一种更加简单的、并且同时 更加可靠的用于对光伏模块进行盗窃识别的方法。本专利技术的另一个目的是提出一种更加简单、并且同时更加可靠地对光伏模块中的 旁路二极管进行失效识别的方法。此外本专利技术的目的是提出一种与所述方法相应的光伏副发电机接线盒。最后，本专利技术的目的是提出一种适合的光伏逆变器以及一种具有大量这样的光伏副发电机接线盒的光伏设备。本专利技术的目的，即用于对至少一个光伏模块进行盗窃识别的方法由权利要求1所 述的特征来实现，在权利要求2中说明了一种有利的方法变体。本专利技术的目的，即用于对至少一个旁路二极管进行失效识别的方法由权利要求3 所述的特征和权利要求4所述的特征来实现。有利的方法变体在从属权利要求5和6中加以说明。在权利要求7中说明了一种与根据权利要求1、3和4所述的方法相应的光伏副发 电机接线盒。有利的实施形式在从属权利要求8至12中被列举。在权利要求13中说明了 一种适合的光伏逆变器。在从属权利要求14中列举了光伏逆变器的一种实施形式。在权 利要求15中说明了一种光伏设备，其具有一个光伏逆变器，并具有多个这样的根据本专利技术 的光伏副发电机接线盒。在权利要求16中说明了一种光伏设备，其具有一个根据本专利技术的 光伏逆变器，并具有多个根据专利技术的光伏副发电机接线盒。在权利要求17中列出了光伏设 备的一种有利的实施形式。根据本专利技术，设置有反并联的旁路二极管，用于保护光伏电池。在非馈电运行时， 尤其是傍晚和夜间，相对于场电压来说为负的测试电压连接到至少一个光伏支路线路上， 以便设定一个通过旁路二极管的测试电流。当测试电流在预定的测试电压时或者测试电压 在预定的测试电流时变化显著，则自动地输出盗窃信号。较大的优点是测试电流或者测试电压的每一个显著的变化都是对于在各自光伏 支路线路中的人工篡改的可靠的指示。对“显著”意味着，在小于1秒的时间间隔中，测试电压对于预定不变的测试电流 突然下降。如果测试电压至少变化少数几个伏特的话，则例如就出现显著的变化。优选的 是，输入的测试电流具有大小在IOmA至IOOmA的范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对光伏设备（１００）的至少一个光伏模块（３）进行盗窃识别的方法，所述光伏设备具有串联的所述光伏模块（３）的至少一个并联的支路（３１－３ｎ），用于提供场电压（ｕＦ），其中所述光伏模块（３）自身具有多个串联的光伏电池（７），其特征在于，－设置反并联的旁路二极管（８），用于保护所述光伏电池（７）；－在非馈电运行中，尤其是在傍晚和夜间，将相对于所述场电压（ｕＦ）为负的测试电压（ｕＴ）连接到至少一个光伏支路线路（２）上，以便设定一个通过所述旁路二极管（８）的测试电流（ｉＴ）；和－如果所述测试电流（ｉＴ）在预定的测试电压（ｕＴ）时或者所述测试电压（ｕＴ）在预定的测试电流（ｉＴ）时显著地变化，则自动输出盗窃信号（ＤＭ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2008-2-11 102008008504.9一种对光伏设备(100)的至少一个光伏模块(3)进行盗窃识别的方法，所述光伏设备具有串联的所述光伏模块(3)的至少一个并联的支路(31 3n)，用于提供场电压(uF)，其中所述光伏模块(3)自身具有多个串联的光伏电池(7)，其特征在于， 设置反并联的旁路二极管(8)，用于保护所述光伏电池(7)； 在非馈电运行中，尤其是在傍晚和夜间，将相对于所述场电压(uF)为负的测试电压(uT)连接到至少一个光伏支路线路(2)上，以便设定一个通过所述旁路二极管(8)的测试电流(iT)；和 如果所述测试电流(iT)在预定的测试电压(uT)时或者所述测试电压(uT)在预定的测试电流(iT)时显著地变化，则自动输出盗窃信号(DM)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果当前采集到的测试电压(uT)在预定 的所述测试电流(iT)时大致下降了所述光伏模块(3)的所有旁路二极管(8)的导通电压 值之和或者其整数倍，则输出所述盗窃信号(DM)。3.一种用于对光伏设备(100)中的光伏模块(3)的至少一个旁路二极管(8)进行失效 识别的方法，所述光伏设备具有串联的所述光伏模块(3)的至少一个并联的支路(31-3n)， 用于提供场电压(uF)，其中所述光伏模块(3)分别具有多个串联连接的光伏电池(7)以及 用于保护所述光伏电池(7)的、与所述光伏电池反并联且彼此串联的多个旁路二极管(8)， 其特征在于，_在非馈电运行时，尤其在傍晚和夜间，将相对于场电压(uF)为负的测试电压(uT)连 接到串联的所述光伏模块(3)的光伏支路线路(2)上，以便设定一个通过所述旁路二极管 (8)的测试电流(iT)；和_如果当前采集到的测试电压(uT)与此前已测量的比较电压(uV)相比较大致下降了 所述旁路二极管(8)的导通电压的整数倍，则自动输出失效信号(AM)。4.一种用于对光伏设备(100)中的光伏模块(3)的至少一个旁路二极管(8)进行失效 识别的方法，所述光伏设备具有串联的所述光伏模块(3)的至少一个并联的支路(31-3n)， 用于提供场电压(uF)，其中所述光伏模块(3)分别具有多个串联连接的光伏电池(7)以及 用于保护光伏电池(7)的、与所述光伏电池反并联且彼此串联的多个所述旁路二极管(8)， 其特征在于，_在非馈电运行时，尤其在傍晚和夜间，将相对于场电压(uf)为负的测试电压(uT)连 接到串联的所述光伏模块(3)的光伏支路线路(2)上，以便设定一个的通过所述旁路二极 管(8)的测试电流(iT)；和-如果由于至少一个旁路二极管(8)的开路状态，代替所要设定的测试电流(iT)只能 设定一个与之相比较小的剩余电流，则自动输出失效信号(AM)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，多个支路(31-3n)并联连接， 以及在各个支路(31-3n)中设定各个支路测试电流(iTl-iTn)，以用于对涉及支路的盗窃 或者旁路二极管的失效进行识别。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在每个所述支路(31-3n)中周期性地设定 各个所述支路测试电流(iTl-iTn)。7.一种用于光伏设备(100)的光伏副发电机接线盒，具有多个电接口(11)，用于将多 个串联的光伏模块(3)的各个光伏支路线路(2)分别与多个串联的光伏电池(7)连接；副发电机接口(12)，用于连接到尤其是远离地布置的中央光伏逆变器(5)的光伏副发电机线 路(4)上；以及电子控制单元(10)，其特征在于，-在非馈电运行时、尤其是在傍晚和夜间，所述光伏副发电机接线盒设计用于将相对于 场电压(uF)为负的测试电压(uT)连接到所述光伏副发电机线路(4)上，从而设定一个通 过所述光伏模块(3)的一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：博多吉斯勒，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]