CN102460878B - 用于光伏系统中过电压保护的系统和方法 - Google Patents

用于光伏系统中过电压保护的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于电功率系统中的光伏阵列，其包括多个光伏模块(105a-105d，105)和耦合到至少一个光伏模块的电压转换器(125)。光伏阵列还包括过电压保护电路(130，400，500)。过电压保护电路包括适用于耦合到电压转换器输出的接口。过电压保护电路还包括尖峰检测器，其被配置为检测电压转换器输出电压的电压尖峰。过电压保护电路进一步包括电压控制模块，其被配置为响应于从尖峰检测器接收的过电压信号而调整电压转换器的输出电压转换速率。

Description

用于光伏系统中过电压保护的系统和方法
相关申请的交叉引用和优先权声明
本申请根据35U.S.C§119(e)要求对2009年4月17日提交的美国临时专利申请No.61/170,585的优先权，该申请通过引用合并到此。
技术领域
本申请总体涉及电功率系统，更具体地说，涉及用于光伏功率系统中过电压保护的系统和方法。
背景技术
光伏(PV)板(在此也称为“太阳能板”)使用来自太阳的辐射光产生电能。太阳能板包括多个PV电池，从而将日光转化为电能。多数太阳能板使用基于晶圆的晶体硅电池或基于碲化镉或硅的薄膜电池。以晶圆形式常用于PV电池中的晶体硅是由硅(一种常用半导体)得到的。PV电池是将光直接转化为能量的半导体器件。当光照在PV电池上时，在电池两端产生电压，并且当电池连接至负载时，电流流过电池。电压和电流随着若干因素而变化，包括电池的物理尺寸、照在电池上光量、电池的温度和外部因素。
太阳能板(也称为“PV模块”)由串联和并联布置的PV电池构成。例如，PV电池首先在组中串联耦合。然后，多个组并联耦合到一起。同样地，PV阵列(也称为“太阳能阵列”)由串联和并联布置的太阳能板构成。
每个太阳能板产生的电功率由太阳能板的电压和电流决定。在太阳能阵列中，以串联方式进行连接以实现期望的输出串电压(outputstringvoltage)和/或以并联方式进行连接以提供期望量的串电流源能力(stringcurrentsourcecapability)。在一些例子中，借助DC-DC转换器升高或降低每个板电压。
太阳能阵列连接到电气负载、电网或电功率存储装置，例如(但不限于)蓄电池组电池。太阳能板输送直流(DC)电功率。当电气负载、电网或电功率存储装置使用交流电(AC)(例如，每秒60周期或60Hz)工作时，太阳能阵列通过DC-AC逆变器(inverter)连接到电气负载、电网或电功率存储装置。
通常，太阳能板有大和快的功率瞬变的能力。在这些瞬变期间，由太阳能板产生的功率和由逆变器置于电网上的功率(例如，在太阳能阵列连接到电网的情况下)之间的差通过电能存储装置(例如，逆变器输入电容器)存储和释放。在称为串过电压的某些情况下，功率差会导致逆变器输入电压超过逆变器的最大额定值，导致逆变器严重且永久损伤。
发明内容
本公开提供对光伏系统进行过电压保护的系统和方法。
提供一种用于电功率系统中的光伏阵列。光伏阵列包括多个光伏模块和电压转换器。电压转换器耦合到至少一个光伏模块。光伏模块进一步包括过电压保护电路。过电压保护电路包括适于耦合到电压转换器输出的接口。过电压保护电路还包括被配置为检测电压转换器的输出电压中电压尖峰的尖峰检测器(spikedetector)。过电压保护电路进一步包括电压控制模块，其配置为响应于从尖峰检测器接收的过电压信号而调整电压转换器的输出电压转换速率。
还提供一种用在太阳能电池功率系统中的装置。该装置包括适于耦合到电压转换器输出的接口。该装置还包括被配置为检测电压转换器输出电压的电压尖峰的尖峰检测器。该装置进一步包括电压控制模块，其被配置为响应于从尖峰检测器接收的过电压信号而调整电压转换器的输出电压转换速率。
进一步提供一种用于光伏阵列中过电压避免的方法。该方法包括感测电压转换器的输出电压。该方法进一步包括基于输出电压变化速率超过阈值来检测过电压事件。该方法还包括响应于检测到过电压事件而调整电压转换器。
在说明以下具体实施方式之前，陈述在整个该专利文件中使用的某些单词和短语的定义是有利的。术语“耦合”及其衍生词指代两个或更多个元件之间的任何直接或间接通信，不论这些元件是否物理上彼此接触。术语“发送”、“接收”和“传送”及其衍生词包括直接和间接通信。术语“包括”和“包含”及其衍生词表示包括但无限制。术语“或”是包括性的，表示和/或。短语“与…关联”和“与其关联”及其衍生词可以表示包括、被包括在其中、相互连接、包含、被包含在其中、连接到或与之连接、能与之通信、与之协作、交错、并列、相邻至、束缚至或束缚于、具有、具有…属性等。术语“控制器”表示任何装置、系统或其控制至少一种操作的一部分。控制器可以以硬件、固件、软件或它们中至少两个的组合来实现。与任何特定控制器关联的功能可以是集中式的或分布式的，不论是本地还是远程。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优势，现结合附图参考以下说明，在附图中类似的标号表示类似的元件：
图1示出了根据本公开实施例的示例光伏(PV)阵列系统；
图2示出了根据本公开实施例的示例太阳能板；
图3示出了根据本公开实施例的另一示例PV阵列系统；
图4示出了根据本公开实施例的示例模拟过电压保护电路(OVPC)；
图5示出了根据本公开实施例的示例数字OVPC；以及
图6示出了根据本公开实施例的PV阵列中示例过电压保护方法。
具体实施方式
后面所讨论的图1至图6以及本专利文件中用于描述本公开的原理的各个实施例仅为了说明，且不应以任何方式视为限制本公开的范围。本领域技术人员应当理解，本公开的原理可以实现在任何适当布置的光伏阵列系统中。
图1示出根据本公开实施例的示例光伏(PV)阵列系统100。图1示出的PV阵列系统100的实施例仅为了说明。可以使用PV阵列系统100的其它实施例，而不偏离本公开的范围。
PV阵列系统100包括多个太阳能板105a-105d(共同称为太阳能板105)。太阳能板105以串联方式、并联方式或两者布置。例如，第一串110包括与太阳能板105b串联耦合的太阳能板105a，而第二串115包括与太阳能板105d串联耦合的太阳能板105c。此外，第一串110与第二串115并联耦合。进一步地，每个相应的串110或串115两端的电压称为串电压，经过每个相应的串110或串115的电流称为串电流。
PV阵列系统100还包括DC-AC逆变器135。每个太阳能板105耦合到DC-AC逆变器135。太阳能板105可以与一个或多个额外的太阳能板105串联耦合到DC-AC逆变器135。另外地和替换地，太阳能板105可以与一个或多个额外的太阳能板105并联耦合到DC-AC逆变器135。DC-AC逆变器135从PV阵列系统100提取功率并且将提取的功率从DC转换为AC，以便与配电网(“电网”)140互连。
PV阵列系统100的每个串110，115是根据为了与DC-AC逆变器135一起操作而规定的尺寸来设计大小的。规定尺寸被确定为使得在串110，115中的所有太阳能板105的开路电压总和不会超过DC-AC逆变器135对应于PV阵列应用规定的温度条件的最大输入电压额定值。
图2示出根据本公开实施例的示例太阳能板105。图2示出的太阳能板105的实施例仅为了说明。可以使用太阳能板105的其它实施例，而不偏离本公开的范围。
每个太阳能板105包括多个以串联方式、并联方式或两者布置的PV电池205a-205i(共同称为PV电池205)。例如，当PV电池205a、205b和205c串联耦合时形成第一串210PV电池。当PV电池205d、205e和205f串联耦合时形成第二串215PV电池。当PV电池205g、205h和205i串联耦合时形成第三串220PV电池。之后，第一串210、第二串215和第三串220并联耦合从而形成太阳能板105。
PV电池205是将光直接转化为能量的半导体器件。当光照在PV电池205上时，电池两端产生电压，并且当电池连接至负载时，电流流过电池。电压和电流随着若干因素而变化，包括电池的物理尺寸、照在电池上光量、电池的温度和外部因素。PV模块耦合在一起，使得每个太阳能板包括正电势(例如电压)。
回到图1，在一些实施例中，每个太阳能板105在其输出端子耦合到板专用转换器(PanelDedicatedConverter)(PDC)120。PDC120包括耦合到太阳能板105的DC-DC转换器125。因此，串联耦合的DC-DC转换器125两端的电压是串电压，且经过串联耦合的DC-DC转换器125的电流是串电流。DC-DC转换器125被配置为为太阳能板105提供功率升高。DC-DC转换器125将功率转换为更适合于系统被设计来驱动的任何负载的电压或电流水平。例如，DC-DC转换器125对从太阳能板105接收的电压执行二比一(2∶1)升压。在这种示例中，太阳能板105被配置为输出范围在三十伏(30V)到五十伏(50V)之间的电压(例如，输出电压可能取决于太阳能板105接收的日光量)。DC-DC转换器125将电压升高至六十伏(60V)到一百伏(100伏)的对应范围(例如，当其为高压转换器时)。在另一个示例中，太阳能板被配置为输出范围在一伏(1V)到三十伏(30V)之间的电压。DC-DC转换器125将电压升高至二伏(2V)至六十伏(60V)的对应范围(例如，当其为低压转换器时)。
PDC120还包括耦合到DC-DC转换器125的过电压保护电路(OVPC)130。在一些实施例中，OVPC130在DC-DC转换器125内部。在其他实施例中，OVPC130在DC-DC转换器125外部。OVPC130被配置为感测DC-DC转换器125的输出电压转换速率。输出电压转换速率代表任何点上输出电压信号变化的最大速率。OVPC130检测DC-DC转换器125的输出电压转换速率的突发和/或大瞬变。OVPC130可操作来调整DC-DC转换器125的输出电压。OVPC130将控制信号发送至DC-DC转换器125，所述控制信号限制DC-DC转换器125的占空比，从而将输出电压转换速率减慢到期望的输出电压转换速率。
图3示出了根据本公开实施例的另一个示例PV阵列系统300。图3示出的PV阵列系统300的实施例仅为了说明。可以使用PV阵列系统300的其它实施例，而不偏离本公开的范围。
PV阵列系统300包括多个太阳能板105a-105b(共同称为太阳能板105)。太阳能板105以串联方式、并联方式或两者布置(在该实例中，串联布置在串110内)。应当理解，示出一个串110包括两个太阳能板105仅出于示例的目的，可以使用包括多个包含任何数目的太阳能板105的串110的实施例，而不偏离本公开的范围。
在一些实施例中，DC-DC转换器125耦合到每个串110。在其他和替换实施例中，DC-DC转换器125耦合到多个串110。在一些实施例中，OVPC130在DC-DC转换器125外部。OVPC130耦合到DC-DC转换器125，使得OVPC130感测DC-DC转换器125的输出电压转换速率并且经由控制信号305来调整DC-DC转换器125。在一些实施例中(未示出)，DC-DC转换器125包括OVPC130。
OVPC130感测DC-DC转换器125的输出电压转换速率。OVPC130检测在DC-DC转换器125的输出电压转换速率的突发和/或大瞬变。OVPC130可操作来调整DC-DC转换器125的输出电压。OVPC130将控制信号发送至DC-DC转换器125，所述控制信号限制DC-DC转换器的占空比，从而将输出电压转换速率限制到期望的输出电压转换速率。
图4示出了根据本公开实施例的示例模拟OVPC400。图4所示的模拟OVPC400的实施例仅用于说明。可以使用模拟OVPC400的其它实施例，而不偏离本公开的范围。
OVPC400包括第一接口402，该第一接口402被配置为感测DC-DC转换器125的电压输出转换速率。OVPC400还包括第二接口404，该第二接口404被配置为感测DC-DC转换器125的输出转换速率。第一接口402耦合到分压电路406。分压电路406包括第一电阻器408和第二电阻器410。第二接口404耦合到第一电压输入电路412和第二电压输入电路414。第一电压输入电路412耦合到运算放大器(op-amp)416的反相端子。第二电压输入电路414耦合到运算放大器416的非反相端子。
第一电压输入电路412包括分压电路，其中第一电阻器418耦合到节点420且第二电阻器422与第一电容器424并联耦合在节点420和地426之间。第二电压输入电路414包括分压电路，其中第一电阻器428耦合到节点430且第二电阻器432与第二电容器434并联耦合在节点430和地426之间。第一电压输入电路412的节点420耦合到运算放大器416的反相端子，而第二电压输入电路414的节点430耦合到运算放大器416的非反相端子。
运算放大器416的输出耦合到阈值节点436。运算放大器416的正电源耦合到五伏(5V)源438。运算放大器416的负电源耦合到地426。此外，第三电容器442耦合在运算放大器416的正电源和运算放大器416的负电源之间。进一步地，阈值电阻器440耦合在运算放大器416的正电源和阈值节点436之间。
二极管444从阈值节点436耦合到位于分压器406中的AV输出节点446(例如，耦合电阻器408和电阻器410的节点)。磁滞电阻器448耦合在AV输出节点446和运算放大器416的非反相端子之间。进一步地，低压控制器450耦合到AV输出节点446。
模拟OVPC400耦合到DC-DC转换器125。在一些实施例中，DC-DC转换器125包括OVPC400。OVPC400耦合到DC-DC转换器125，使得第一接口402和第二接口404各自感测DC-DC转换器125的输出电压。输出电压施加到电压输入电路412，414中的每一个。在每个节点420和430处的电压相对于电压输入电路412，414的电容升高。因此，电容器424和电容器434的大小被关联地设计为对电压转换速率极限进行编程。例如，可以将电容器424的大小设计为五十五微法拉(50μF)，且可以将电容器434的大小设计为十八纳法拉(18nF)。
在稳态下，运算放大器416的反相端子(例如，节点420)的电压维持在比运算放大器416的非反相端子(例如，节点430)的电压更高的电压。电阻器418，422，428和432的大小被设计为使得在节点420的电压略高于在节点430的电压。例如，电阻器418，422，428和432的大小可以被设计为使得在节点420的电压比节点430的电压高一百毫伏(100mV)。因此，由于非反相端子的电压小于反相端子的电压，因此运算放大器416不将电压输出至阈值节点436上，电路被禁用。
当过电压情况发生时，由于电容器434和424的尺寸设计，节点430的电压比节点420的电压更块地升高。如果在第二接口404处感测的输出电压增加一个Δ电压(deltavoltage)，则在运算放大器416的非反相端子处的电压变得比运算放大器416处的反相端子的电压更大。例如，一旦DC-DC转换器125的输出电压以由电容器424和434设定的每秒五伏(5V/S)的最小转换速率针对四十伏输出电压增加三伏(即，在40VΔV＝3V)，则运算放大器416将电压输出至阈值节点436上。阈值电阻器440的大小被设计为使得在启动时添加到阈值节点436的电压不会触发OVPC400。一旦运算放大器416将高于由电阻器440设定的阈值的电压输出到阈值节点436上，AV输出节点446就模拟软过电压情况。低电压控制器450检测在AV输出节点446上的软件过电压情况并且调整DC-DC转换器125。
之后，随着电容器424上的电压增加，节点420的电压达到节点430的电压，并且超过节点430的电压一个小量。相应地，由于节点420的电压超过节点430的电压，因此运算放大器416的反相端子上的对应电压超过运算放大器416的非反相端子上的电压。结果，运算放大器416停止将电压输出至阈值节点436上，电路禁用。
磁滞电阻器448工作从而将磁滞现象引入至OVPC400中。磁滞现象可以用于过滤信号，使得输出通过考虑近期历史而缓慢反应。这防止了当电压在阈值点附近漂移时的快速导通和截止。有意将一定量的磁滞添加至OVPC400，从而防止不期望的快速切换。
图5示出了根据本公开实施例的示例数字OVPC500。图5中所示的数字OVPC500的实施例仅为了说明。可以使用数字OVPC500的其它实施例，而不偏离本公开的范围。
OVPC500包括中央处理器(“CPU”)505、存储器单元510、输入/输出(“I/O”)接口515、模数(“A/D”)转换器520及一个或多个输入端子525。输入端子525被配置为感测(例如，检测和/或测量)在DC-DC转换器125的输出电压。OVPC500的部件通过一个或多个通信链接530(例如，总线)互连。应当理解，可以以不同方式配置OVPC500并且每个列举的部件实际上可以代表若干不同的部件。例如，CPU505实际上可以代表多处理器或分布式处理系统。存储器单元510可以包括不同层次的高速缓冲存储器、主存储器、硬盘及远程存储位置(remotestoragelocation)。I/O接口515可以包括监视器、键盘等。此外，存储器单元510存储多条指令，这些指令被配置为使CPU505执行一个或多个以下描述的OVPC500的功能。存储器单元510也能够存储经由输入端子525接收且由A/D转换器520数字化的信号的一个或多个感测值。此外，存储器单元510能够存储阈值及期望的电压转换速率。
OVPC500耦合到DC-DC转换器125。在一些实施例中，DC-DC转换器125包括OVPC500。输入端子525被配置为感测DC-DC转换器125的输出电压。输入端子525将与输出电压对应的信号转发至A/D转换器520。A/D转换器520将从输入端子525接收的模拟信号转换为代表DC-DC转换器125的输出电压的一个或多个数字信号。I/O接口515使操作者能够输入、存储和改变阈值电压转换速率、期望的电压转换速率、磁滞参数、其它值或它们的组合。
CPU505接收来自A/D转换器520的数字信号。CPU505确定数字信号是否反映DC-DC转换器125的输出电压变化。在一些实施例中，CPU505将信号存储在存储器单元510中。CPU505通过以规定间隔对数字信号进行采样来确定DC-DC转换器125的输出电压的变化速率。例如，CPU505可以以每秒钟一百次、每秒钟一千次或其它采样频率来对数字信号进行采样。在一些实施例中，A/D转换器520执行采样，且CPU505读取从A/D转换器520接收的所有数字信号。
CPU505将确定的输出电压转换速率与存储在存储器单元510中的阈值电压转换速率进行比较。输出电压转换速率代表信号中任意点处的信号(例如，代表输出电压的数字信号)变化的最大速率。如果CPU505确定DC-DC转换器125的电压转换速率超过阈值电压转换速率，则CPU505发送控制信号，以调整DC-DC转换器125的输出。例如，CPU505可以限制DC-DC转换器125的占空比，使得放慢DC-DC转换器125的输出。
在一些实施例中，DC-DC转换器125将与OVPC500输出电压对应的值发送至OVPC500。在这样的实施例中，DC-DC转换器125可以被配置为具有A/D转换器520，且OVPC500经由输入接口525接收数字化信号。相应地，在这样的实施例中，OVPC500可以不包括A/D转换器520。
进一步地，CPU505被配置为在处理中实现磁滞现象。CPU505过滤数字信号且通过考虑近期历史来缓慢反应。这防止了当电压在阈值点附近漂移时的快速导通和截止。有意将一定量的磁滞添加至OVPC500，从而防止不期望的快速切换。
一旦OVPC130(例如，OVPC400或500)检测到过电压事件(例如但不限于，电压尖峰或大瞬态电压)，OVPC130就通过减小DC-DC转换器125的占空比来减小或避免过电压。OVPC130可以通过以下方法来改变DC-DC转换器125的占空比：将转换比强制为特定值；限制DC-DC转换器125的占空比；将DC-DC转换器125的占空比改变一个与输出电压或输出电压转换速率成比例的量；将DC-DC转换器125的输出设置到最大输出电压；或以上方法的任意组合。
作为示例，OVPC130可以将DC-DC转换器125的转换比率设定到规定值，例如(但不限于)一(例如，1∶1)。因此，OVPC130强制DC-DC转换器125不升高来自太阳能板105的电压。当太阳能板105被配置为输出范围在30V-50V的电压时，DC-DC转换器125输出范围在30V-50V的对应电压。此外，当太阳能板105被配置为输出范围在1V-30V的电压，DC-DC转换器125输出范围在1V-30V的对应电压。
另外地和替换地，OVPC130可以将DC-DC转换器125的占空比改变一个与期望的输出电压转换速率成比例的量。给定某个电压转换速率阈值，OVPC130调整DC-DC转换器125的占空比，使系统工作在与期望输出电压转换速率对应的电流。
此外，OVPC130可以将DC-DC转换器125的输出电压限制到最大值。例如，当DC-DC转换器125耦合到被配置为输出范围在30V-50V电压的太阳能板105时，可以将DC-DC转换器125的电压限制到100V的最大值。另外地和替换地，当DC-DC转换器125耦合到被配置为输出范围在1V-30V电压的太阳能板105时，可以将DC-DC转换器125的电压限制到50V的最大值。
图6示出了根据本公开实施例的在PV阵列中示例过电压保护方法600。图6中示出的过电压保护方法600的实施例仅用于说明。可以使用过电压保护方法600的其它实施例，而不偏离本公开的内容。
OVPC在步骤605测量DC-DC转换器的输出电压。OVPC130(即，400或500)被配置为检测电压转换速率。电压转换速率代表信号上任意点的输出电压变化的最大速率。OVPC被配置为响应于电压转换速率超过阈值而触发。例如，当DC-DC转换器输出电压以最小电压转换速率(设定为每秒5伏)增加ΔV(设定为在40伏输出增加3伏)时，OVPC触发。在一些实施例中，OVPC130将测量的电压、阈值或两者存储在存储器单元510中。
在步骤610，过电压事件发生。由于过电压事件，在输出电压出现大瞬变(或电压中出现尖峰)。由于过电压事件，OVPC在步骤615触发。OVPC130决定输出电压的变化速率超过阈值。
OVPC在步骤620调整DC-DC转换器。OVPC130将控制信号发送至DC-DC转换器125。控制信号调整DC-DC转换器125的输出。例如，限制DC-DC转换器125的占空比，从而将DC-DC转换器125的输出电压减慢至期望的电压转换速率。
OVPC在步骤625继续调整DC-DC转换器直至实现稳态。OVPC130继续监控DC-DC转换器125的输出电压，从而确定输出电压何时稳定。OVPC130继续发送控制信号，从而调整DC-DC转换器125的输出。进一步地，OVPC130被配置为如果输出电压的变化速率接近阈值，防止快速切换。一旦DC-DC转换器的输出电压达到稳态，OVPC在步骤630禁用(例如，关闭)。
虽然本公开已经说明了多种示例实施例，但可以对本领域技术人员建议各种改变和修改。这意味着本公开包含落入随附的权利要求范围内的这类改变和修改。

Claims (20)

1.一种用于电功率系统中的光伏阵列，所述光伏阵列包括：
至少一串串联连接的多个光伏模块；
逆变器，其被配置为将功率从模块串耦合到负载；
所述多个模块中的至少一个具有关联的电压转换器和关联的过电压保护电路：
所述电压转换器，其被配置为将来自所述模块的功率输出转换到所述串；以及
所述过电压保护电路，其包括：
接口，其适于耦合到所述电压转换器的输出；
尖峰检测器，其被配置为基于所述电压转换器的输出电压的变化速率，即输出电压转换速率超过阈值来检测串过电压事件；以及
电压控制模块，其被配置为响应于所述串过电压事件而调整所述电压转换器的输出电压转换速率，从而将所述电压转换器的所述输出电压转换速率限制到小于所述阈值。
2.根据权利要求1所述的光伏阵列，其中所述尖峰检测器包括：
模数转换器，其被配置为将所述电压转换器的所述输出电压转换成数字输出电压表示；以及
数字检测模块，其被配置为响应于所述数字输出电压表示，检测所述串过电压事件。
3.根据权利要求1所述的光伏阵列，其中所述电压转换器包括所述过电压保护电路。
4.根据权利要求1所述的光伏阵列，其中所述尖峰检测器包括：
放大器；
第一电压输入电路，其耦合到所述放大器的第一输入；和
第二电压输入电路，其耦合到所述放大器的第二输入；
其中所述放大器被配置为响应于检测到来自所述第一电压输入电路的电压和来自所述第二电压输入电路的电压之间的差而发送所述串过电压事件信号。
5.根据权利要求4所述的光伏阵列，进一步包括：
阈值电路，其被配置为建立电压阈值，以触发所述串过电压事件。
6.根据权利要求4所述的光伏阵列，进一步包括：
磁滞电路，其被配置为磁滞地控制发送连续串过电压事件。
7.根据权利要求1所述的光伏阵列，其中所述电压控制模块被配置为限制所述电压转换器的占空比。
8.一种用于太阳能电池功率系统中的装置，所述太阳能电池功率系统包括至少一串串联连接的多个光伏模块，以及逆变器，其被配置为将来自模块串的功率耦合到负载，至少一个模块可用所述装置操作，所述装置包括：
电压转换器，其被配置为将来自所述模块的电压输出转换到所述串；
过电压保护电路，其耦合到所述电压转换器，所述过电压保护电路包括：
接口，其适于耦合到所述电压转换器的输出；
尖峰检测器，其被配置为基于所述电压转换器的输出电压的变化速率，即输出电压转换速率超过阈值来检测串过电压事件；以及
电压控制模块，其被配置为响应于所述串过电压事件而调整所述电压转换器的输出电压转换速率，从而将所述电压转换器的所述输出电压转换速率限制到小于所述阈值。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述尖峰检测器包括：
模数转换器，其被配置为将所述电压转换器的所述输出电压转换成数字输出电压表示；以及
数字检测模块，其被配置为响应于所述数字输出电压表示，检测所述串过电压事件。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述尖峰检测器被配置为当所述输出电压转换速率超过阈值电压转换速率时，输出对应于所检测的串过电压事件的过电压信号。
11.根据权利要求8所述的装置，其中所述尖峰检测器包括：
放大器；
第一电压输入电路，其耦合到所述放大器的第一输入；以及
第二电压输入电路，其耦合到所述放大器的第二输入；
其中所述放大器被配置为响应于检测到来自所述第一电压输入电路的电压和来自所述第二电压输入电路的电压之间的差而发送所述串过电压事件信号。
12.根据权利要求11所述的装置，进一步包括：
阈值电路，其被配置为建立电压阈值，以触发所述串过电压事件。
13.根据权利要求11所述的装置，进一步包括：
磁滞电路，其被配置为磁滞地控制发送连续串过电压事件。
14.根据权利要求8所述的装置，其中所述电压控制模块被配置为限制所述电压转换器的占空比。
15.根据权利要求8所述的装置，其中所述电压转换器包括所述过电压保护电路。
16.一种用于光伏阵列中串过电压避免的方法，所述光伏阵列包括至少一串串联连接的多个光伏模块，以及包括逆变器，其被配置为将来自所述串的功率耦合到负载，所述模块中的每个具有关联的电压转换器，其被配置为将来自所述模块的功率输出转换到所述串，所述方法包括：
感测所述关联电压转换器的输出电压；
基于所述关联电压转换器的所述输出电压的变化速率，即输出电压转换速率超过阈值来检测串过电压事件；以及
响应于检测到所述串过电压事件而调整所述电压转换器的所述输出电压转换速率，从而将所述电压转换器的所述输出电压转换速率限制到小于所述阈值。
17.根据权利要求16所述的方法，其中感测所述电压转换器的输出电压包括：
将所述输出电压的模拟测量值转换为表示所述输出电压的数字信号；以及
以规定采样频率对所述数字信号进行采样。
18.根据权利要求16所述的方法，其中检测所述串过电压事件包括：
检测第一电压输入电路和第二电压输入电路之间的电压差；以及
当所述电压差超过所述阈值时，发送所述串过电压事件信号。
19.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：
磁滞地控制发送连续串过电压事件信号。
20.根据权利要求16所述的方法，其中调整所述电压转换器的所述输出电压转换速率包括限制所述电压转换器的占空比。
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