BR112021003879B1 - Método para a testagem de um ponto de desconexão de um inversor fotovoltaico com um circuito intermediário e inversor fotovoltaico para converter uma tensão cc em uma tensão ca - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA A TESTAGEM DE UM PONTO DE DESCONEXÃO DE UM INVERSOR FOTOVOLTAICO E INVERSOR FOTOVOLTAICO PARA CONVERTER UMA TENSÃO CC EM UMA TENSÃO CA . A presente invenção refere-se a um método para testagem um ponto de desconexão (12) de um inversor fotovoltaico (1) e a um inversor fotovoltaico (1) deste tipo. De acordo com a invenção, em modo de testagem, uma tensão auxiliar (U_Lx) é aplicada entre a entrada (E_Lx) de cada linha (Lx) do ponto de desconexão (12) e um potencial de circuito intermediário (M), em cada caso, os primeiros contatos de comutação (SW_Lx, 1) são fechados e os segundos contatos de comutação (SW_Lx, 2) são abertos, alternadamente e vice-versa, de acordo com um padrão de comutação e, para cada padrão de comutação, as tensões (U_Lx, GD; U_MN) entre a saída (A_Lx) de cada linha (Lx) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) são medidos, e a funcionalidade de cada contato de comutação (SW_Lx, j) é derivada das tensões medidas (U_Lx, GD; U_MN).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um método para testagem de um ponto de desconexão de um inversor fotovoltaico com um circuito intermediário, em que o ponto de desconexão tem pelo menos duas linhas, cada uma com dois contatos de comutação em série em cada linha, cujos contatos de comutação são controlados de acordo para testar a funcionalidade.

[0002] A invenção também se refere a um inversor fotovoltaico para converter uma tensão CC em uma tensão CA para alimentar a tensão CA em uma rede de alimentação de energia e / ou para abastecer consumidores, tendo um conversor CC-CC de entrada, um circuito intermediário, um conversor CC-CA de saída e um ponto de desconexão com pelo menos duas linhas, cada uma com dois contatos de comutação em série em cada linha.

[0003] Normalmente, uma disposição de um par de relés por linha é utilizada como ponto de desconexão entre o inversor fotovoltaico e a rede de alimentação ou os consumidores, a fim de conseguir uma desconexão segura da rede de alimentação ou dos consumidores. A conformidade com as normas e regulamentos relevantes é um pré- requisito para a aprovação para alimentação paralela à rede usando inversores sem isolamento galvânico. Por exemplo, um ponto de desconexão consistindo de dois dispositivos independentes para monitoramento da rede com chaves atribuídas em série é prescrito. A integridade funcional dos pontos de comutação deve ser verificada para garantir que um conjunto duplo intacto de contatos de comutação esteja disponível antes de fechar os relés e antes de iniciar uma operação de alimentação, e que todos os condutores portadores de corrente ainda podem ser desconectados, se um único contato de comutação está aderindo.

[0004] Os documentos EP 2 837 012 B1 e AT 513 866 B1 descrevem métodos para testar um ponto de desconexão de um inversor fotovoltaico e um inversor fotovoltaico do tipo descrito pela presente invenção, em que os contatos de comutação são comutados em etapas de acordo com um padrão de comutação específico e o as tensões antes e depois do ponto de desconexão são medidas e usadas para derivar a funcionalidade dos contatos de comutação.

[0005] A presente invenção é aplicável a redes trifásicas com três fases e um condutor neutro, redes monofásicas com uma fase e um condutor neutro, mas também redes trifásicas sem condutores neutros ou redes monofásicas sem condutores neutros, tais como a rede dividida americana ou a rede monofásica de três condutores.

[0006] O objetivo da presente invenção consiste na criação de um método acima mencionado para testar um ponto de desconexão de um inversor fotovoltaico e de um inversor fotovoltaico deste tipo, que pode ser implementado de forma simples e econômica e com o mínimo possível de despesas de hardware. A funcionalidade do ponto de desconexão deve ser verificada o mais rápido possível e com pouco esforço de medição. As desvantagens dos métodos conhecidos devem ser evitadas ou pelo menos reduzidas.

[0007] O objetivo de acordo com a invenção é obtido em relação ao método pelo fato de que, em um modo de testagem, uma tensão auxiliar gerada pelo inversor fotovoltaico é aplicada entre a entrada de cada linha do ponto de desconexão e um potencial de circuito intermediário em cada caso, e, alternadamente, de acordo com um padrão de comutação, os primeiros contatos de comutação são fechados e os segundos contatos de comutação são abertos e, posteriormente, os segundos contatos de comutação são fechados e os primeiros contatos de comutação são abertos, e para cada padrão de comutação dos contatos de comutação as tensões entre a saída de cada linha do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário são medidas, e a partir das tensões medidas para cada padrão de comutação dos contatos de comutação, a funcionalidade de cada contato de comutação é derivada. De acordo com a invenção, o teste do ponto de desconexão é realizado no modo de teste utilizando uma tensão auxiliar gerada pelo inversor fotovoltaico, em particular o seu conversor CC-CA de saída, de modo que, ao contrário da técnica anterior, o método é independente da presença de uma tensão de linha específica. Isso significa que o método de teste de acordo com a invenção também pode ser usado para inversores autônomos e também para redes e circuitos isolados, incluindo circuitos de emergência, nos quais nenhuma tensão está presente antes de ligar o inversor fotovoltaico. O fato de a tensão auxiliar ser gerada com o hardware existente do inversor fotovoltaico significa que o gasto de hardware é particularmente baixo, o que significa que o método pode ser executado de forma muito simples e econômica. Essencialmente, a execução do modo de teste requer uma certa sequência, que pode ser implementada de forma relativamente fácil em software em um dispositivo de controle existente do inversor fotovoltaico ou em um dispositivo de controle dedicado (por exemplo, um microprocessador). A queda de tensão em cada contato de comutação pode ser calculada a partir das várias tensões medidas em relação ao potencial do circuito intermediário e as tensões calculadas podem ser usadas para determinar a funcionalidade dos contatos de comutação e, portanto, o funcionamento correto do ponto de desconexão. Em procedimentos de teste anteriores, a tensão da rede foi usada para testar os contatos de comutação. A desvantagem aqui é que, com contatos de chaveamento em funcionamento, capacitores de filtro de relógio dispostos em paralelo com a tensão de rede fornecida, conectam a tensão de linha ao circuito intermediário e uma tensão de 50 Hz é sobreposta aos módulos fotovoltaicos. Isso significa que uma corrente inaceitavelmente alta pode fluir através do circuito intermediário para a capacitância parasita do módulo solar e a chave de corrente de falha pode ser acionada. No entanto, o presente método de teste essencialmente não gera correntes de fuga que poderiam acionar a chave de corrente de falha. Uma vez que diferentes tensões são medidas antes e depois do ponto de desconexão em inversores fotovoltaicos para diferentes sistemas de controle, esses dispositivos também podem ser usados para realizar o modo de teste do ponto de desconexão. É importante que as tensões auxiliares fornecidas formem circuitos que permitam fazer uma declaração sobre a tensão aplicada a cada contato de chaveamento, a fim de poder determinar se um contato de chaveamento está incorretamente fechado ou emperrado. As tensões auxiliares são preferencialmente fornecidas por tensões extra- baixas, o que normalmente significa tensões abaixo de 25 V (CA).

[0008] Vantajosa e alternativamente, todos os primeiros contatos de comutação do ponto de desconexão são fechados simultaneamente e todos os segundos contatos de comutação são abertos e, em seguida, todos os segundos contatos de comutação são fechados simultaneamente e todos os primeiros contatos de comutação são abertos. Fechando e abrindo simultaneamente o primeiro e o segundo contatos de comutação de todas as linhas (fases e, se for o caso, condutor neutro) do ponto de desconexão, o método de teste pode ser executado de forma particularmente rápida e fácil com uma única operação de comutação.

[0009] Em um inversor fotovoltaico para uma rede de alimentação trifásica com três fases e um condutor neutro, três tensões auxiliares geradas pelo inversor fotovoltaico são aplicadas entre a entrada de cada fase do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário e pelo menos uma tensão auxiliar é aplicada entre a entrada do condutor neutro do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário por meio de um capacitor de acoplamento, e as tensões entre a saída de cada fase e a saída do condutor neutro do ponto de desconexão e a tensão entre a saída do condutor neutro do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário, bem como pelo menos uma tensão entre a entrada de uma fase e a entrada do condutor neutro do ponto de desconexão são medidas, e a partir das tensões medidas a funcionalidade de cada contato de comutação é derivada para cada padrão dos contatos de comutação. Isso representa um método preferido para realizar o método de teste para uma rede trifásica com um condutor neutro. No caso mais simples, três tensões auxiliares são aplicadas à entrada do ponto de desconexão, pelo menos uma tensão auxiliar sendo acoplada ao condutor neutro por meio de um capacitor de acoplamento para testar os dois contatos de comutação no condutor neutro. Neste caso, durante o modo de teste, a entrada do condutor neutro do ponto de desconexão não é conectada ao potencial do circuito intermediário. Ao medir as tensões correspondentes na saída do ponto de desconexão, no ponto de desconexão e pelo menos uma tensão na entrada do ponto de desconexão, as tensões em todos os contatos de comutação do ponto de desconexão podem ser derivadas ou calculadas e a funcionalidade dos contatos de comutação do ponto de desconexão pode ser determinada.

[0010] Em um inversor fotovoltaico para uma rede de alimentação monofásica com uma fase e um condutor neutro, duas tensões auxiliares geradas pelo inversor fotovoltaico são aplicadas entre a entrada da fase do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário e entre a entrada do condutor neutro do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário, e a tensão entre a saída da fase do ponto de desconexão e a saída do condutor neutro do ponto de desconexão e a tensão entre a saída do condutor neutro do ponto de desconexão e o circuito intermediário potenciais são medidos e, a partir das tensões medidas, a funcionalidade de cada contato de comutação é derivada para cada padrão de comutação dos contatos de comutação. Isso representa uma variante de design preferencial para uma rede monofásica com condutor neutro, em que duas tensões auxiliares são aplicadas e apenas duas tensões são medidas em pontos adequados após o ponto de desconexão e no ponto de desconexão, o que significa que a funcionalidade de todos os quatro contatos de comutação do ponto de desconexão pode ser determinada.

[0011] Em um inversor fotovoltaico para uma rede de alimentação de fase única com duas fases sem condutor neutro, a chamada rede de fase dividida, duas tensões auxiliares geradas pelo inversor fotovoltaico são aplicadas entre a entrada de cada fase do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário e a tensão entre as saídas das fases do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário são medidos, e das tensões medidas para cada padrão de comutação dos contatos de comutação é derivada a funcionalidade de cada contato de comutação. Este método é semelhante ao procedimento de teste descrito acima para uma rede monofásica com condutor neutro.

[0012] Se as várias tensões são medidas simultaneamente no modo de testagem, o método pode ser executado de forma muito rápida e simples. Claro, neste caso, vários dispositivos são necessários para medir as tensões, que geralmente estão presentes em inversores fotovoltaicos de qualquer maneira. Também é possível medir as tensões necessárias para derivar a funcionalidade dos contatos de comutação sequencialmente com menos dispositivos para medir as tensões entre os condutores (fases e o condutor neutro, se apropriado).

[0013] As tensões medidas no modo de teste podem ser medidas ao longo de uma pluralidade de períodos, de preferência 2 a 20 períodos, e os valores medidos são calculados em média. Esta média em uma pluralidade de medições pode melhorar a razão sinal-ruído. O cálculo da média pode ser realizado de diferentes maneiras, e. formando um valor médio ao quadrado (RMS, raiz quadrada média).

[0014] Em caso de mau funcionamento de um contato de comutação do ponto de desconexão, pode ser emitida uma mensagem de erro. A mensagem de erro pode ser transmitida remotamente acusticamente, opticamente ou através de uma interface de usuário, a fim de poder relatar rapidamente uma falha no ponto de desconexão ao usuário do inversor fotovoltaico, de forma adequada.

[0015] De acordo com outra característica da invenção, a corrente em cada linha é medida no modo de teste e um limitador de corrente é ativado, se um valor limite especificado for excedido. Ao ativar esse limitador de corrente, que está presente em muitos inversores fotovoltaicos de alguma maneira, é possível evitar uma situação em que, se ambos os contatos de chaveamento conectados em série de uma fase ou o condutor neutro forem, de modo acidental, fechados simultaneamente, uma corrente excessiva flui que poderia levar à destruição dos componentes do circuito.

[0016] Um filtro de linha pode ser colocado na frente do ponto de desconexão. Esse filtro de linha pode impedir a transmissão de altas frequências inadmissíveis para a rede de alimentação ou para os consumidores.

[0017] O objetivo, de acordo com a invenção, também é alcançado por meio de um inversor fotovoltaico como descrito acima, em que em um modo de teste para testar os contatos de comutação do ponto de desconexão, o conversor CC-CA de saída é projetado para gerar tensões auxiliares, em que as tensões auxiliares podem ser aplicadas entre a entrada de cada linha do ponto de desconexão e um potencial de circuito intermediário, um dispositivo de controle é projetado de tal forma que, alternadamente, de acordo com um padrão de comutação, os primeiros contatos de comutação do ponto de desconexão são fechados e os segundos contatos de comutação são abertos e, em seguida, os segundos contatos de comutação são fechados e todos os primeiros contatos de comutação são abertos, e que dispositivos para medir as tensões entre a saída de cada linha do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário são fornecidos, e um dispositivo de avaliação é fornecido para derivar a funcionalidade de cada contato de comutação das tensões medidas para cada padrão de comutação dos contatos de comutação. Como já mencionado acima, o inversor fotovoltaico de acordo com a invenção é caracterizado por um gasto de hardware particularmente baixo. Para obter detalhes sobre outras vantagens alcançáveis como resultado, é feita referência à descrição acima do método de teste.

[0018] Para uma rede de alimentação trifásica com três fases e um condutor neutro, o conversor CC-CA de saída do inversor fotovoltaico é projetado para gerar três tensões auxiliares, em que as tensões auxiliares são aplicadas entre a entrada de cada fase do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário e pelo menos uma tensão auxiliar pode ser aplicada entre a entrada do condutor neutro do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário por meio de um capacitor de acoplamento e dispositivos são fornecidos para medir as tensões entre a saída de cada fase do ponto de desconexão e um dispositivo é fornecido para medir a tensão entre a saída do condutor neutro do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário, bem como pelo menos um dispositivo para medir a tensão entre a entrada de uma fase e a entrada do condutor neutro do ponto de desconexão, e o dispositivo de avaliação é projetado para derivar a funcionalidade de cada contato de comutação das tensões medidas para cada padrão de comutação dos contatos de comutação.

[0019] Se o pelo menos um capacitor de acoplamento for formado pelo capacitor de um filtro de linha, o hardware existente pode ser usado para o dispositivo de teste. Um filtro de linha colocado na frente do ponto de desconexão pode impedir a transmissão de sinais de alta frequência e os regulamentos EMC (compatibilidade eletromagnética) podem ser observados.

[0020] Para uma rede de alimentação monofásica com uma fase e um condutor neutro, o conversor CC-CA de saída é projetado para gerar duas tensões auxiliares, em que as tensões auxiliares podem ser aplicadas entre a entrada da fase do ponto de desconexão e entre a entrada do condutor neutro do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário, e um dispositivo é fornecido para medir as tensões entre a saída da fase e a saída do condutor neutro do ponto de desconexão, e um dispositivo é fornecido para medir a tensão entre a saída do condutor neutro do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário, e o dispositivo de avaliação é projetado para derivar a funcionalidade de cada contato de comutação das tensões medidas para cada padrão de comutação dos contatos de comutação.

[0021] Para uma rede de alimentação de fase única com duas fases sem um condutor neutro, o conversor CC-CA de saída é projetado para gerar duas tensões auxiliares, em que as tensões auxiliares podem ser aplicadas entre as entradas das fases do ponto de desconexão e o potencial do link CC, e um dispositivo é fornecido para medir a tensão entre as saídas das fases do ponto de desconexão e um dispositivo é fornecido para medir a tensão entre a saída de uma fase do ponto de desconexão e o potencial do circuito intermediário, e o dispositivo de avaliação é projetado para derivar a funcionalidade de cada contato de comutação das tensões medidas para cada padrão de comutação dos contatos de comutação.

[0022] Se um dispositivo for fornecido para armazenar em buffer e calcular a média das tensões medidas antes e depois do ponto de desconexão ao longo de vários períodos, de preferência 2 a 20, a relação sinal-ruído pode ser melhorada.

[0023] Se for fornecido um dispositivo de aviso para emitir uma mensagem de erro se for detectado um mau funcionamento em um contato de comutação do ponto de desconexão, o operador do inversor fotovoltaico pode ser rápida e facilmente informado do mau funcionamento do ponto de desconexão.

[0024] De preferência, é fornecido um dispositivo para limitar a corrente através de cada fase no modo de teste. Conforme já afirmado acima em relação ao método de teste, uma limitação de corrente pode ser alcançada no caso de fechamento simultâneo não intencional de ambos os contatos de comutação conectados em série.

[0025] Os primeiros contatos de comutação de todas as linhas podem ser formados por pelo menos um relé multipolar e os segundos contatos de comutação de todas as linhas podem ser formados por pelo menos um outro relé multipolar. Os contatos de comutação podem ser formados por relés duplos ou relés multipolares. No caso mais simples, todos os primeiros contatos de comutação são formados por um relé multipolar e todos os segundos contatos de comutação por um outro relé multipolar, o que significa que apenas dois relés são necessários para implementar o ponto de desconexão.

[0026] A presente invenção será explicada em mais detalhes com referência aos desenhos anexos. São mostrados:

[0027] A Figura 1 é um diagrama de circuito de blocos esquemático de um inversor fotovoltaico;

[0028] A Figura 2 é a estrutura de um ponto de desconexão entre um inversor fotovoltaico e uma rede de alimentação ou consumidor em uma rede trifásica;

[0029] A Figura 3 é a estrutura esquemática de um ponto de desconexão entre um inversor fotovoltaico e uma rede de alimentação trifásica com condutor neutro, usando o método de acordo com a invenção para testar o ponto de desconexão;

[0030] A Figura 4 é a estrutura esquemática de um ponto de desconexão entre um inversor fotovoltaico e uma rede de alimentação monofásica com condutor neutro, utilizando o método de acordo com a invenção para testar o ponto de desconexão; e

[0031] A Figura 5 é a estrutura esquemática de um ponto de desconexão entre um inversor fotovoltaico e uma rede de alimentação monofásica sem condutor neutro, usando o método de acordo com a invenção para testar o ponto de desconexão.

[0032] A figura 1 mostra uma estrutura de um inversor fotovoltaico 1, especificamente um inversor de RF. O inversor fotovoltaico 1 tem pelo menos um conversor CC-CC de entrada 2, um circuito intermediário 3 e um conversor CC-CA de saída 4. Uma fonte de energia 5 é conectada ao conversor CC-CC de entrada 2, que é preferencialmente formado por um ou mais módulos solares 6 conectados em paralelo e / ou em série. O inversor fotovoltaico 1 e os módulos solares 6 também são designados por sistema fotovoltaico ou sistema PV. A saída do inversor fotovoltaico 1 ou do conversor de saída CC-CA 4 pode ser conectada a uma rede de alimentação 7, como uma rede de alimentação de energia de CA pública ou privada ou uma rede multifásica e / ou a pelo menos um consumidor elétrico 8, que representa uma carga. Por exemplo, um consumidor 8 é formado por um motor, uma geladeira, um aparelho de rádio, etc. Da mesma forma, o consumidor 8 também pode ser um abastecimento doméstico.

[0033] Um inversor fotovoltaico 1 deste tipo é usado, preferencialmente, como um denominado inversor fotovoltaico conectado à rede 1, cuja gestão de energia é otimizada para alimentar o máximo de energia possível na rede de alimentação 7. Como alternativa, o inversor fotovoltaico 1 também pode ser utilizado exclusivamente para abastecer os consumidores 8. Neste caso, o termo utilizado é o denominado inversor autônomo.

[0034] Os componentes individuais do inversor fotovoltaico 1, como o conversor CC-CC de entrada 2, podem ser conectados a um dispositivo de controle 10 por meio de um barramento de dados 9. O dispositivo de controle 10 do inversor fotovoltaico 1 é formado por um microprocessador, microcontrolador ou computador, por exemplo. O dispositivo de controle 10 pode ser usado para realizar um controle adequado dos componentes individuais do inversor fotovoltaico 1, como o conversor CC-CC de entrada 2 ou o conversor CC-CA de saída 4, em particular, os elementos de comutação nele dispostos. Para este propósito, as sequências de controle de laço aberto ou fechado individuais são armazenadas no dispositivo de controle 10 por meio de programas de software apropriados e / ou dados ou curvas características.

[0035] Além disso, através do barramento de dados 9, os elementos de operação 11 podem ser conectados ao dispositivo de controle 10, por meio do qual o usuário pode, por exemplo, configurar o inversor fotovoltaico 1 e / ou exibir e definir estados ou parâmetros operacionais (por exemplo, por meio de LEDs). Estes elementos de operação 11 são conectados ao dispositivo de controle 10, por exemplo, através do barramento de dados 9 ou diretamente. Tais elementos de operação 11 estão dispostos, por exemplo, na frente do inversor fotovoltaico 1, de modo que a operação externa seja possível. Os elementos de operação 11 também podem ser dispostos diretamente em conjuntos e / ou módulos dentro do inversor fotovoltaico 1.

[0036] Em particular, quando usando um inversor fotovoltaico 1 para alimentação em uma rede de alimentação 7, as normas requerem um ponto de desconexão 12 para ser conectado entre o inversor fotovoltaico 1 e a rede de alimentação 7. Este ponto de desconexão 12 deve ser verificado quanto ao funcionamento correto antes de conectar o inversor fotovoltaico 1 à rede de alimentação 7 ou ao consumidor 8. Para este propósito, em um modo de teste, tensões auxiliares são aplicadas às linhas do ponto de desconexão 12 por meio de um dispositivo de controle, que pode ser formado pelo dispositivo de controle existente 10 do inversor fotovoltaico 1, os contatos de comutação do ponto de desconexão 12 são ativados de acordo com um padrão de comutação e várias tensões são aplicadas à saída do ponto de desconexão 12, medido no ponto de desconexão 12 e idealmente na entrada do ponto de desconexão 12, a partir do qual as tensões individuais nos contatos de comutação individuais do ponto de desconexão 12 podem ser calculadas para cada padrão de comutação e o funcionamento adequado de todos os contatos de comutação pode ser determinado. As tensões são medidas em relação a um potencial de circuito intermediário M do circuito intermediário 3. Para medir as tensões, dispositivos já existentes para medição de tensão são preferencialmente usados. Em um dispositivo de avaliação 17 conectado ao dispositivo de controle 10, as tensões nos contatos de comutação individuais são determinadas e a funcionalidade dos contatos de comutação é deduzida. Um dispositivo 18 é usado para armazenamento em buffer e possível média das tensões medidas ao longo de vários períodos. Um dispositivo de aviso 19 pode ser usado para emitir um aviso a um usuário ou operador do sistema fotovoltaico de várias maneiras, por exemplo, acusticamente, opticamente ou semelhantes.

[0037] Um filtro de linha 21 pode ser disposto entre o conversor CC- CA de saída 4 e o ponto de desconexão 12, o que evita a transmissão de altas frequências inadmissíveis para a rede de alimentação 7 ou os consumidores 8 através da tensão CA de saída UAC.

[0038] A Figura 2 mostra a estrutura de um ponto de desconexão 12 para quatro linhas Lux, de preferência para uma rede trifásica com três fases L1, L2, L3 e um condutor neutro N. Dois contatos de comutação SW_Lx, 1 e SW_Lx, 2 estão dispostos em série em cada linha Lx. Todas as linhas Lx do ponto de desconexão 12 possuem entradas E_Lx, no exemplo mostrado as entradas E_Li das fases Li e a entrada E_N do condutor neutro N assim como as saídas A_Lx, aqui especificamente as saídas A_Li das fases Li e a saída A_N do condutor neutro N. No modo de teste para testar a função dos contatos de comutação SW_Lx, j, tensões auxiliares U_Lx são aplicadas às entradas E_Lx do ponto de desconexão 12 e, alternativamente, de acordo com um padrão de comutação, os primeiros contatos de comutação SW_Lx, 1 do ponto de desconexão 12 são fechados e os segundos contatos de comutação SW_Lx, 2 são abertos em cada caso e então os segundos contatos de comutação SW_Lx, 2 são fechados e os primeiros contatos de comutação SW_Lx, 1 são abertos em cada caso. Para cada padrão de comutação dos contatos de comutação SW_Lx, j, as tensões são medidas entre a saída A_Lx de cada linha Lx do ponto de desconexão 12 e o potencial do circuito intermediário M do inversor fotovoltaico 1. Essas tensões medidas para cada padrão de comutação dos contatos de comutação SW_Lx, j são usadas para derivar a funcionalidade de cada contato de comutação SW_Lx, j.

[0039] A figura 3 mostra a estrutura A Fig. 3 mostra a estrutura de um ponto de desconexão 12 entre um inversor fotovoltaico 1 e uma rede de alimentação 7 ou consumidor 8 em uma rede trifásica com três fases L1, L2 e L3 e um condutor neutro, usando o método de acordo com a invenção para testar o ponto de desconexão 12. De acordo com a invenção, as tensões auxiliares U_Li são geradas pelos dispositivos correspondentes 13 e, no modo de teste, para testar os contatos de comutação SW_Li, j e SW_N, j são injetadas entre a entrada E_L1, E_L2, E_L3 de cada fase L1, L2, L3 do ponto de desconexão 12 e o potencial do circuito intermediário M. Para testar os contatos de comutação SW_N, 1 e SW_N, 2 no condutor neutro N, uma tensão auxiliar U_L1 é injetada através de um capacitor de acoplamento C entre a entrada E_N do condutor neutro N do ponto de desconexão 12 e o potencial do circuito intermediário M. Os dispositivos 14 são usados para medir as tensões U_L1, GD; U_L2, GD; U_L3, GD entre a saída A_L1; A_L2; A_L3 de cada fase L1; L2; L3 do ponto de desconexão 12 e a saída A_N do condutor neutro N do ponto de desconexão 12. Por meio de um dispositivo 16, a tensão U_MN entre a saída A_N do condutor neutro N do ponto de desconexão 12 e o potencial do circuito intermediário M é detectada. Finalmente, na entrada do ponto de desconexão 12, pelo menos um dispositivo 14 é fornecido para medir a tensão U_L1, LT entre a entrada E_L1 da fase L1 e a entrada E_N do condutor neutro N do ponto de desconexão 12. Na unidade de avaliação 17 (ver Figura 1), as tensões são calculadas em todos os contatos de comutação SW_Li, j e SW_N, j para derivar a funcionalidade de cada contato de comutação SW_Li, j e SW_N, j das tensões medidas em cada padrão de comutação dos contatos de comutação SW_Li, j e SW_N, j. É crucial que informações de medição suficientes estejam disponíveis para determinar as tensões caídas nos contatos de comutação, a fim de determinar sua funcionalidade. Assumindo que todos os primeiros contatos de comutação SW_Li, 1 e SW_N, 1 e, em seguida, todos os segundos contatos de comutação SW_Li, 2 e SW_N, 2 são comutados simultaneamente, a testagem do ponto de desconexão 12 pode ser realizada com uma única operação de comutação durante o modo de teste. Se a diferença de tensão no contato de comutação for virtualmente zero, isso é uma indicação de que o contato de comutação está travando, ou seja, não está funcionando corretamente. Se a diferença de tensão em um contato de comutação for essencialmente igual à tensão auxiliar injetada U_Li, U_N, o contato de comutação correspondente SW_Li, j ou SW_N, j está funcionando.

[0040] A tabela a seguir mostra o padrão de comutação para testar os contatos de comutação SW_Li, j; SW_N, j do ponto de desconexão 12 de acordo com a Figura 3. O total de oito contatos de comutação são ativados de acordo com um padrão de comutação que contém dois estados de comutação 1 e 2, e as tensões correspondentes são medidas para cada estado de comutação 1 ou 2, de modo que as tensões diferenciais em todos os contatos de comutação SW_Lx, j podem ser calculadas e, portanto, qualquer travamento dos contatos de comutação SW_Lx, j pode ser determinado.

[0041] Por exemplo, as tensões nos contatos de comutação individuais SW_Li, j e SW_N, j são calculadas da seguinte forma:

[0042] As tensões U_Li, LT não são necessárias para medir as tensões nos contatos de comutação SW_Li, j das fases Li.

[0043] 1.) Cálculo da tensão do relé da fase L1: U_L1 - SW_L1,1 - SW_L1,2 - U_L1, GD + U_MN = 0 ou SW_L1, 1 + SW_L1, 2 = U_L1 - U_L1,GD + U_MN

[0044] 2.) Cálculo da tensão do relé da fase L2: U_L2 - SW_L2,1 - SW_L2,2 - U_L2,GD + U_MN = 0 ou SW_L2,l + SW_L2,2 = U_L2 - U_L2,GD + U_MN

[0045] 3.) Cálculo da tensão do relé da fase L3: U_L3 - SW_L3,1 - SW_L3,2 - U_L3,GD + U_MN = 0 ou SW_L3,1 + SW_L3,2 = U_L3 - U_L3,GD + U_MN

[0046] 3.) Cálculo da tensão do relé do condutor neutro N (3 possibilidades):

[0047] As tensões U_Li, GD após o ponto de desconexão 12 não são necessárias para medir as tensões nos contatos de comutação SW_N, j do condutor neutro N. U_L1 - U_L1,LT - SW_N,1 - SW_N,2 + U_MN = 0 ou SW_N,1 + SW_N,2 = U_L1 - U_L1,LT + U_MN U_L2 - U_L2,LT - SW_N,1 - SW_N,2 + U_MN = 0 ou SW_N,1 + SW_N,2 = U_L2 - U_ L2,LT + U_MN U_L3 - U_L3,LT - SW_N,1 - SW_N,2 + U_MN = 0 ou SW_N,1 + SW_N,2 = U_L3 - U_L3,LT + U_MN

[0048] A figura 4 mostra a estrutura de um ponto de desconexão 12 entre o inversor fotovoltaico 1 e uma rede de alimentação 7 ou consumidor 8 em uma rede monofásica com uma fase L1 e um condutor neutro N, usando o método de acordo com a invenção para testar o ponto de desconexão 12. Neste caso, duas tensões auxiliares U_L1 e U_N são geradas pelo inversor fotovoltaico 1, em particular pelo conversor de saída CC-CA 4, e injetadas entre a entrada E_L1 da fase L1 do ponto de desconexão 12 e entre a entrada E_N do condutor neutro N do ponto de desconexão 12 e o potencial do circuito intermediário M. Usando um dispositivo 14, a tensão U_L1N, GD é medida entre a saída A_L1 da fase L1 e a saída A_N do condutor neutro N do ponto de desconexão 12. Usando o dispositivo 16, a tensão U_MN entre a saída A_N do condutor neutro N do ponto de desconexão 12 e o potencial do circuito intermediário M é detectada. Por meio da unidade de avaliação 17, as tensões diferenciais nos contatos de comutação SW_L1, j e SW_N, j são calculadas, a partir dos quais sua funcionalidade pode ser derivada. Neste caso, o padrão de comutação é preferencialmente como segue:

[0049] 1.) Cálculo da tensão de relé na fase L1: U_L1 - SW_L1,1 - SW_L1,2 + U_L1N,GD - U_MN = 0 ou SW_L1,1 + SW_L1,2 = U_L1 + U_L1N,GD - U_MN

[0050] 2.) Cálculo da tensão de relé no condutor neutro N: U_L1N,GD não é requerido para isso. U_N - SW_N,1 - SW_N,2 - U_MN = 0 ou SW_N,1 + SW_N,2 = U_N - U_MN

[0051] A figura 5 mostra a estrutura de um ponto de desconexão 12 entre um inversor fotovoltaico 1 e uma rede de alimentação 7 ou consumidor 8 em uma rede monofásica com duas fases L1 e L2 e sem condutor neutro N, usando o método de acordo com a invenção para testar o ponto de desconexão 12. Neste caso, duas tensões auxiliares U_L1 e U_L2 são geradas pelo inversor fotovoltaico 1, em particular pelo conversor de saída CC-CA 4, e injetadas entre as entradas E_L1 e E_L2 das fases L1 e L2 do ponto de desconexão 12 e o potencial do circuito intermediário M. Usando um dispositivo 14, a tensão U_L1L2, GD é medida entre a saída A_L1 da fase L1 e a saída A_L2 da fase 2 do ponto de desconexão 12. Usando o dispositivo 16, a tensão U_MN entre a saída A_L2 da fase L2 do ponto de desconexão 12 e o potencial do circuito intermediário M é detectado. Por meio da unidade de avaliação 17, as tensões diferenciais nos contatos de comutação SW_L1, j e SW_L2, j são calculadas, a partir das quais sua funcionalidade pode ser derivada. Neste caso, o padrão de comutação é preferencialmente como segue:

[0052] 1.) Cálculo da tensão de relé na fase L1: U_L1 - SW_L1,1 - SW_L1,2 + U_L1L2,GD - U_MN = 0 ou SW_L1,1 + SW_L1,2 = U_L1 + U_L1L2,GD - U_MN

[0053] 2.) Cálculo da tensão de relé na fase L2: U_L1L2,GD não é requerido para isso U_L2 - SW_L2,1 - SW_L2,2 - U_MN = 0 ou SW_L2,1 + SW_L2,2 = U_L2 - U_MN

[0054] Naturalmente, outras disposições dos dispositivos de medição de tensões também são concebíveis, em que deve ser assegurado que um número correspondente de tensões são sempre medidas, de modo que as tensões nos contatos de comutação individuais do ponto de desconexão 12 possam ser calculadas unicamente.

Claims (15)

1. Método para a testagem de um ponto de desconexão (12) de um inversor fotovoltaico (1) com um circuito intermediário (3), sendo que o ponto de desconexão (12) apresenta pelo menos duas linhas (Lx), cada uma com dois contatos de comutação (SW_Lx, j) em série em cada linha (Lx), cujos contatos de comutação (SW_Lx, j) são controlados em conformidade com a funcionalidade de teste, caracterizado pelo fato de que, em um modo de teste, uma tensão auxiliar (U_Lx) gerada pelo inversor fotovoltaico (1) é aplicada entre a entrada (E_Lx) de cada linha (Lx) do ponto de desconexão (12) e um potencial de circuito intermediário (M), em cada caso, alternadamente de acordo com um padrão de comutação, os primeiros contatos de comutação (SW_Lx, 1) do ponto de desconexão (12) são fechados e os segundos contatos de comutação (SW_Lx, 2) são abertos e então os segundos contatos de comutação (SW_Lx, 2) são fechados e os primeiros contatos de comutação (SW_Lx, 1) são abertos e, para cada padrão de comutação dos contatos de comutação (SW_Lx, j), as tensões (U_Lx, GD; U_MN) entre a saída (A_Lx) de cada linha (Lx) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) são medidas e a partir das tensões medidas (U_Lx, GD; U_MN) para cada padrão de comutação dos contatos de comutação (SW_Lx, j), a funcionalidade de cada contato de comutação (SW_Lx, j) é derivada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, alternadamente, todos os primeiros contatos de comutação (SW_Lx, I) do ponto de desconexão (12) são fechados simultaneamente e todos os segundos contatos de comutação (SW_Lx, 2) são abertos e, em seguida, todos os segundos contatos de comutação (SW_Lx, 2) são fechados simultaneamente e todos os primeiros contatos de comutação (SW_Lx, l) são abertos.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que em um inversor fotovoltaico (1) para uma rede de alimentação trifásica (7) com três fases (L1, L2, L3) e um condutor neutro (N), três tensões auxiliares (U_L1, U_L2, U_L3) geradas pelo inversor fotovoltaico (1) são aplicadas entre a entrada (E_L1, E_L2, E_L3) de cada fase (L1, L2, L3) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) e pelo menos uma tensão auxiliar (U_L1) é aplicada entre a entrada (E_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) por meio de um capacitor de acoplamento (C), e as tensões (U_L1, GD, U_L2, GD, U_L3, GD) entre a saída (A_L1, A_L2, A_L3) de cada fase (L1, L2, L3) e a saída (A_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) e a tensão (U_MN) entre a saída (A_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M), bem como pelo menos uma tensão (U_Li, LT) entre a entrada (E_Li) de uma fase (Li) e a entrada (E_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) são medidas, e a partir das tensões medidas (U_L1, GD, U_L2, GD, U_L3, GD, U_MN, U_Li, LT) para cada padrão de comutação dos contatos de comutação (SW_Li, j; SW_N, j) a funcionalidade de cada contato de comutação (SW_Li, j; SW_N, j) é derivada.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, em um inversor fotovoltaico (1), para uma rede de alimentação monofásica (7) com uma fase (L1) e um condutor neutro (N), duas tensões auxiliares (U_L1, U_N) geradas pelo inversor fotovoltaico (1) são aplicadas entre a entrada (E_L1) da fase (L1) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) e entre a entrada (E_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M), e a tensão (U_L1N, GD) entre a saída (A_L1) da fase (L1) do ponto de desconexão (12) e a saída (A_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) e a tensão ( U_MN) entre a saída (A_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) são medidas, e a partir das tensões medidas (U_L1N, GD; U_MN) para cada padrão de comutação dos contatos de comutação (SW_Li, j; SW_N, j) a funcionalidade de cada contato de comutação (SW_Li, j; SW_N, j) é derivada.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, em um inversor fotovoltaico (1), para uma rede de alimentação monofásica (7) com duas fases (L1, L2), duas tensões auxiliares (U_L1, U_L2) geradas pelo inversor fotovoltaico (1) são aplicadas entre a entrada (E_L1, E_L2) de cada fase (L1, L2) do ponto de desconexão (12) e do potencial do circuito intermediário (M), e a tensão (U_L1L2, GD) entre as saídas (A_L1, A_L2) das fases (L1, L2) do ponto de desconexão (12) e a tensão (U_MN) entre a saída (A_L2) de uma fase (L2) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) são medidas, e a partir das tensões medidas (U_L1L2, GD; U_MN) para cada padrão de comutação dos contatos de comutação (SW_Li, j) a funcionalidade de cada contato de comutação (SW_Li, j) é derivada.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as tensões (U_Lx, LT; U_Lx, GD; U_MN) medidas no modo de teste são medidas ao longo de uma pluralidade de períodos, de preferência 2 a 20 períodos, e os valores medidos têm a média calculada.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que, no modo de teste, a corrente (I_Lx) em cada linha (Lx) é medida e um limitador de corrente é ativado quando um valor limite especificado (I_Lx, g) é excedido.

8. Inversor fotovoltaico (1) para converter uma tensão CC (UCC) em uma tensão CA (UCA) para alimentar a tensão CA (UCA) em uma rede de alimentação (7) e / ou para abastecer consumidores (8), com um conversor CC-CC de entrada (2), um circuito intermediário (3), um conversor CC-CA de saída (4) e um ponto de desconexão (12) com pelo menos duas linhas (Lx), cada um com dois contatos de comutação (SW_Lx, j) em série em cada linha (Lx), caracterizado pelo fato de que, em um modo de teste para testar os contatos de comutação (SW_Lx, j) do ponto de desconexão (12), o conversor CC-CA de saída (4) é projetado para gerar tensões auxiliares (U_Lx), sendo que as tensões auxiliares (U_Lx) podem ser aplicadas entre a entrada (E_Lx) de cada linha (Lx) do ponto de desconexão (12) e um potencial de circuito intermediário (M), um dispositivo de controle (10) é projetado de tal forma que, alternadamente de acordo com um padrão de comutação, os primeiros contatos de comutação (SW_Lx, 1) do ponto de desconexão (12) são fechados e os segundos contatos de comutação (SW_Lx, 2) são abertos e então os segundos contatos de comutação (SW_Lx, 2) são fechados e todos os primeiros contatos de comutação (SW_Lx, 1) são abertos, e dispositivos (14) para medir as tensões (U_Lx, GD; U_MN) entre a saída (A_Lx) de cada linha (Lx) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) são fornecidos, e um dispositivo de avaliação (17) é fornecido para derivar a funcionalidade de cada contato de comutação (SW_Lx, j) a partir das tensões medidas (U_Lx, LT; U_Lx, GD; U_MN) para cada padrão de comutação dos contatos de comutação (SW_Lx, j).

9. Inversor fotovoltaico (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que para uma rede de alimentação trifásica (7) com três fases (L1, L2, L3) e um condutor neutro (N), o conversor CC-CA de saída (4) é projetado para gerar três tensões auxiliares (U_L1, U_L2, U_L3), sendo que as tensões auxiliares (U_Li) são aplicadas entre a entrada (E_L1; E_L2; E_L3) de cada fase (L1; L2; L3) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) e pelo menos uma tensão auxiliar (U_L1) pode ser aplicada entre a entrada (E_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) por meio de um capacitor de acoplamento (C), e sendo que dispositivos (14) são fornecidos para medir as tensões (U_L1, GD; U_L2, GD; U_L3, GD) entre a saída (A_L1; A_L2; A_L3) de cada fase (L1; L2 ; L3) do ponto de desconexão (12) e a saída (A_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12), um dispositivo (16) para medir a tensão (U_MN) entre a saída (A_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M) é fornecido bem como pelo menos um dispositivo (14) para medir a tensão (U_Li, LT) entre a entrada (E_Li) de uma fase (Li) e a entrada (E_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12), e sendo que o dispositivo de avaliação (17) é projetado para derivar a funcionalidade de cada contato de comutação (SW_Li, j; SW_N, j) a partir das tensões medidas (U_L1, GD; U_L2, GD; U_L3, GD; U_MN; U_L1, LT) para cada padrão de comutação dos contatos de comutação (SW_Li, j; SW_N, j).

10. Inversor fotovoltaico (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um capacitor de acoplamento (C) é formado pelo capacitor (C) de um filtro de linha (21).

11. Inversor fotovoltaico (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que, para uma rede de alimentação monofásica (7) com uma fase (L1) e um condutor neutro (N), o conversor CC-CA de saída (4) é projetado para gerar duas tensões auxiliares (U_L1, U_N), sendo que as tensões auxiliares (U_L1, U_N) podem ser aplicadas entre a entrada (E_L1) da fase (L1) do ponto de desconexão (12) e entre a entrada (E_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) e do potencial do circuito intermediário (M), e sendo que um dispositivo (14) é fornecido para medir as tensões (U_L1N, GD) entre a saída (A_L1) da fase (L1) e a saída (A_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12), e um dispositivo (16) é fornecido para medir a tensão (U_MN) entre a saída (A_N) do condutor neutro (N) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M), e sendo que o dispositivo de avaliação (17) é projetado para derivar a funcionalidade de cada contato de comutação (SW_Li, j; SW_N, j) a partir das tensões medidas (U_L1N, GD; U_MN) para cada padrão de comutação dos contatos de comutação (SW_Li, j; SW_N, j).

12. Inversor fotovoltaico (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que é para uma rede de alimentação monofásica (7) com duas fases (L1, L2) do conversor CC-CA de saída (4) para a geração de duas tensões auxiliares (U_L1, U_L2), sendo que as tensões auxiliares (U_L1, U_L2) podem ser aplicadas entre as entradas (E_L1, E_L2) das fases (L1, L2) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M), e sendo que um dispositivo (15) é fornecido para medir a tensão (U_L1L2, GD) entre as saídas (A_L1, A_L2) das fases (L1, L2) do ponto de desconexão (12) e um dispositivo (16) é fornecido para medição da tensão (U_MN) entre a saída (A_L2) de uma fase (L2) do ponto de desconexão (12) e o potencial do circuito intermediário (M), e sendo que o dispositivo de avaliação (17) é projetado para derivar a funcionalidade de cada contato de comutação (SW_Li, j; SW_N, j) a partir das tensões medidas (U_L1L2, GD; U_MN) para cada padrão de comutação dos contatos de comutação (SW_Li, j; SW_N, j).

13. Inversor fotovoltaico (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que é fornecido um dispositivo de aviso (19) para a emissão de uma mensagem de erro em caso de detecção de uma falta de funcionalidade de um contato de comutação (SW_Lx, j) do ponto de desconexão (12).

14. Inversor fotovoltaico (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado pelo fato de que é fornecido um dispositivo (20) para limitar a corrente (I_Lx) através de cada linha (Lx) no modo de teste.

15. Inversor fotovoltaico (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 14, caracterizado pelo fato de que os primeiros contatos de comutação (SW_Lx, 1) de todas as linhas (Lx) do ponto de desconexão (12) são formados por pelo menos um relé de múltiplos polos (22) e os segundos contatos de comutação (SW_Lx, 2) de todas as linhas (Lx) do ponto de desconexão (12) são formados por pelo menos um outro relé multipolar (23).