用于诊断光伏系统及装置的接触的方法制造方法及图纸

一种用于监控光伏系统（1，101）的接触的方法，该方法具有以下方法步骤：将包括多个频率的测试信号注入光伏系统（1，101）内；借助于与测试信号相关的响应信号的评价来确定光伏系统（1，101）的发电机阻抗（ZPV）；根据所确定的发电机阻抗（ZPV），通过光伏系统（1，101）的交流电响应的模拟来独立于光伏系统（1，101）的操作状态地监控光伏系统（1，101）的接触，其中该模拟是针对于光伏系统（1，101）的至少两个不同操作状态的。另外还公开了相应的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于诊断，尤其是监控光伏系统的接触的方法和装置。
技术介绍
光伏系统使用光伏设备来提供电能。特别地，本专利技术涉及用于监控光伏系统的接触的方法，该光伏系统具有一个或多个光伏模块，以便识别不利地影响光伏系统的校正操作的事件的发生。在光伏系统的操作期间，能够出现高电流，该高电流在某些情况下，以及结合光伏系统中的有缺陷的和/或损坏的构件，能够导致相当大的功率损耗。这特别地涉及模块间的接合点的触头的接触电阻，并且涉及电线连接。除了别的因素外，通过提高相关电连接的接触电阻，接触故障变得明显。DE 102006052295B3描述了用于监控光伏发电机的方法和电路布局，指出了以PV发电机(=光伏发电机)与逆变器之间的信号注入和测量进行发电机诊断的基本原理。该方法受限于没有太阳辐射的夜晚时间，在夜间，逆变器没有给电网系统馈入功率，并因此在PV发电机的直流线路中没有电流流过。迄今为止，还没有用于监控光伏系统的接触的满意的方法和装置。在此背景下，本专利技术的目的是解决该问题。
技术实现思路
本专利技术通过对应于权利要求I的方法以及通过根据权利要求14所述的装置来完成该目的。在这种情况下，光伏系统的发电机阻抗独立于光伏系统的工作状态，优选地通过注入光伏系统的具有不同频率的测试信号来确定，并且与接触有关的结论根据由测试信号确定的发电机阻抗，通过模拟光伏系统的交变电流响应来取得。为了该目的，本专利技术提出了一种方法，包括以下方法步骤-将包括多个频率的测试信号注入光伏系统内，-借助于与测试信号相关的响应信号的评价来确定光伏系统的发电机阻抗；以及-根据所确定的发电机阻抗，通过光伏系统的交流电响应的模拟来独立于光伏系统的操作状态地监控光伏系统的接触，其中该模拟是特定于光伏系统的至少两个不同操作状态的。通过在模拟的过程中考虑至少两个不同的操作状态，有可能独立于光伏系统的操作状态在任何时候监控光伏系统。在这种情况下，操作状态除了别的以外还可以包括昼间的太阳辐射、低太阳辐射(例如，在曙暮光下)、在夜间的无太阳辐射、低遮蔽和大量遮蔽。满负载、部分负载和无负载状态，开启状态和关闭状态等。在这种情况下，特定的优点是，故障能够被识别，只要它们出现，并且不仅是在不再有任何太阳辐射的夜间。在一种实施例中，模拟基于与所确定的发电机阻抗相关的量值和相位信息。与所确定的发电机阻抗相关的相位信息能够根据发电阻抗的实部和发电机阻抗的虚部来确定。光伏系统的交流电响应可以使用等效电路来模拟。分析设计的等效电路在这种情况下指定了用于近似地或几乎相同地描述交流电响应的电路。等效电路是能够与测量值匹配的频率相关的发电机阻抗的函数关系的代表。而且，有可能通过使用等效电路的个体构件的特征变量(电阻、电感和电容值)的计算来确定光伏发电机的交流电响应。光伏系统能够根据以这种方式确定的特征变量(或者这些特征变量 的子集)来监控，例如相对于接触电阻的水平。如果等效电路被技巧地选择，则在这种情况下有可能使等效电路的至少一个特征变量具有基本上独立于光伏系统的操作状态的值。当使用像这样的特征变量时，监控能够可靠地且独立于光伏系统的操作状态地执行。如果供电线是很长的，则这能够通过给等效电路添加另一个供电线电感、另一个供电线电阻并且也可能添加布置于供电线之间的供电线电容而对高频率进行模拟。在该背景下，应当明确指出，供电线电感的、供电线电阻的和供电线电容的值不一定仅与供电线自身关联，但是发电机，尤其是发电机内的电连接，同样能够对它们的值作出-Tj. 士 [>贝献。借助于等效电路进行的光伏发电机的交流电响应的模拟能够由包括多个部分等效电路的组合的等效电路来进一步提高，每个部分等效电路模拟光伏系统的一部分。例如，第一部分等效电路能够模拟处于第一操作状态的光伏系统的一部分，而第二部分等效电路能够模拟处于第二操作状态的光伏系统的第二部分。举例来说，温度影响能够通过包括相应的温度相关的构件的至少一个部分等效电路来予以考虑。举例来说，温度能够另外通过测量来确定。作为选择，温度还能够根据交流电响应，例如，根据由所述响应的模拟产生的特征变量推断出。而且，在监控光伏系统的接触时，评价能够根据专家知识来进行，在这种情形中大量的已知的事件及其特征能够有助于故障状态的快速识别。例如，专家知识的形式可以是一组规则，在这种情形中规则能够存储于例如数据处理系统或其程序代码中。用于监控光伏系统的接触的装置包括用于生成具有不同频率的数量可定的部分信号的测试信号的函数发生器；与函数发生器耦接用于将测试信号注入光伏系统内的注入设备；用于根据与测试信号相关的响应信号来确定光伏系统的频率相关的发电机阻抗的设备，以及用于参数识别并且用于独立于光伏系统的操作状态，通过执行以上所述的方法来模拟光伏系统的频率相关的发电机阻抗以及与之前规定的或之前所识别的参考值的比较来监控光伏系统的接触的至少一个处理设备。该至少一个处理设备可以具有用于表征例如能够与构件的老化和/或光伏系统的接触的劣化关联的至少一个性质的评价设备。在一种实施例中，装置被集成于光伏系统中的逆变器内，从而形成具有简单结构和可靠操作的紧凑设计。因此，光伏系统的交流电响应能够近似地通过等效电路来描述。在这种情况下，该响应通过确定等效电路的关联的特征变量来计算或模拟。特征变量根据注入光伏系统内的测试信号来确定。在这种情况下，该测试信号包括多个频率，从而允许记录光伏系统的频率响应及其发电机阻抗。模拟所需的信息(也包括任何必要的相位信息)能够根据该发电机阻抗的量值、实部和虚部来确定。因此，有可能容易地获得模拟所需的所有参数。在这种情况下，光伏系统能够与处于馈送模式的电网系统耦接，或者能够与其断开，能够在部分负载或满负载下，在太阳辐射或受到遮蔽的情况下操作。特别地，该监控还有可能独立于光伏系统的操作状态。对光伏系统的约束，例如，不同的电池类型、操作状态、线路长度等，能够借助于结合的局部等效电路通过简单的方式结合以形成等效电路，以便模拟光伏系统的交流电响应。该知识允许将瞬时响应与已知值比较，以诊断系统的操作状态，并从而在故障促使时立即识别出它们。根据该方法的一种有利变型，还有可能在相对长的时期内产生和/或存储并评价所确定的阻抗值或特征变量的记录，以便例如以这种方式允许根据长期行为来识别劣化和磨损或老化。 在本专利技术的一种有利改型中，包括信号发生器和控制设备的装置能够集成于逆变器的外壳内，尽管将这些构件全部或部分布置于逆变器的外壳之外同样是可行的。附图说明本专利技术将参照附图在下文中更详细地描述，在附图中图I示出了具有光伏系统的电系统的框图的实例，以便解释发电机阻抗是如何确定的；图2以图表的形式示出了根据频率的发电机阻抗的测量大小和模拟大小的示例图；图3示出了第一等效电路的示例；图4示出了第二等效电路的示例；图5示出了与关联的等效电路一起的作为在不同操作状态中的电池/模块的电路的实例的不意图；图6示出了第三等效电路的示例；图7a_d以图表形式示出了在不同的操作状态下根据频率的发电机阻抗的测量值和模拟值的示例图；图8示出了具有作为根据本专利技术的装置的一种示例性实施例的光伏系统的电系统的框图的示例；图9a示出了具有作为根据本专利技术的装置的另一种示例性实施例的光伏系统的电系统的框图的示例；图9b示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·布拉贝兹，O·哈斯，M·阿耶布，G·贝顿沃特，M·奥普夫，
申请(专利权)人：SMA太阳能技术股份公司，
类型：
国别省市：