CN115917904A - 光伏供电的电解设备 - Google Patents
光伏供电的电解设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115917904A CN115917904A CN202180050754.6A CN202180050754A CN115917904A CN 115917904 A CN115917904 A CN 115917904A CN 202180050754 A CN202180050754 A CN 202180050754A CN 115917904 A CN115917904 A CN 115917904A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- direct
- sub
- generator
- generators
- voltage converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 21
- AIXMJTYHQHQJLU-UHFFFAOYSA-N chembl210858 Chemical compound O1C(CC(=O)OC)CC(C=2C=CC(O)=CC=2)=N1 AIXMJTYHQHQJLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 102100032982 CCR4-NOT transcription complex subunit 9 Human genes 0.000 claims description 13
- 208000036893 GUCY2D-related dominant retinopathy Diseases 0.000 claims description 11
- 208000036357 GUCY2D-related recessive retinopathy Diseases 0.000 claims description 11
- 201000000440 cone-rod dystrophy 6 Diseases 0.000 claims description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 101710152866 CCR4-NOT transcription complex subunit 9 Proteins 0.000 claims 7
- 101100042683 Arabidopsis thaliana SLAC1 gene Proteins 0.000 description 6
- 101000942590 Homo sapiens CCR4-NOT transcription complex subunit 9 Proteins 0.000 description 6
- 101001026582 Homo sapiens KAT8 regulatory NSL complex subunit 3 Proteins 0.000 description 6
- 101001042415 Cratylia mollis Mannose/glucose-specific lectin Cramoll Proteins 0.000 description 5
- 102100029775 Eukaryotic translation initiation factor 1 Human genes 0.000 description 5
- 101001012787 Homo sapiens Eukaryotic translation initiation factor 1 Proteins 0.000 description 5
- 101000643378 Homo sapiens Serine racemase Proteins 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 101150108015 STR6 gene Proteins 0.000 description 4
- 101100386054 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) CYS3 gene Proteins 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 101150035983 str1 gene Proteins 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/10—Parallel operation of dc sources
- H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/36—Electrical components characterised by special electrical interconnection means between two or more PV modules, e.g. electrical module-to-module connection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/22—The renewable source being solar energy
- H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于由光伏产生的直流电功率进行电解的设备(10)，其包括电解装置(E)和直流电压转换器(12，14)。直流电压转换器设置用于通过DC总线(16)直流电功率供应给电解装置(E)，其中，直流电功率能够通过与直流电压转换器(12，14)连接的光伏子发电机(TG1，TG2，TG3)产生，其中，所述子发电机(TG1，TG2，TG3)通过第一隔离开关(TS2，TS6)与直流电压转换器(12，14)连接，其中，所述第一隔离开关(TS2，TS6)与绝缘监测装置(ISO1，ISO2)这样耦合，以使得第一隔离开关(TS2，TS6)的闭合以成功检验子发电机(TG1，TG2，TG3)的充分绝缘为先决条件，其中，所述子发电机(TG1，TG2，TG3)具有主组串(HS1，HS2，HS3)，其中，在主组串(HS1，HS2，HS3)和第一隔离开关(TS2，TS6)之间布置第二隔离开关(TS1，TS4，TS5)，所述第二隔离开关与主组串(HS1，HS2，HS3)的故障电流的监测器(RCD1，RCD2，RCD3)这样耦合，以使得在超过故障电流的可预定的极限值的情况中断开第二隔离开关(TS1，TS4，TS5)。本发明此外涉及一种用于运行用于由光伏产生的直流电功率进行电解的设备(10)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于借助于光伏产生的直流电功率进行电解的设备以及一种用于所述设备的运行方法。
背景技术
下述设备称为电解装置，在所述设备中，借助于电流引起化学反应、即物质转换。发生电解。在水电解时进行将水分解成氢气和氧气。给出的建议是，借助于直流电压转换器将光伏发电机(PV发电机)与电解装置连接。
直流电压转换器称为下述电路，所述电路将在输入端供应的直流电压转换成具有较高的、较低的或相反的电压水平的直流电压。所述转换借助于周期性工作的电子开关以及一个或多个蓄能器进行。直流电压转换器属于自换向变流器，所述自换向变流器也称为直流调节器。
光伏设备(PV设备)可以包括多个电部件、特别是PV模块，所述电部件以分散的方式分布在大的面上。一组PV模块串式地、即彼此以串联的方式被编组，该组PV模块也称为PV组串。彼此并联的多个PV组串称为PV主组串。彼此并联的多个PV主组串称为PV子发电机。PV设备的PV发电机可以具有彼此并联的一个或多个PV子发电机。
PV发电机通常在超过500kW的大型设备的情况中通过GFDI(ground faultdetection interruption，接地故障检测隔离)被接地，或者PV发电机未接地运行。这在系统设计中随之带来限制。特别是可以遵守标准UL62109。
供应给电解装置的电功率必须与电解装置的功率消耗相匹配地被选择。电解装置例如典型地具有1至20MW的功率消耗。供应的电功率必须相应地基于该功率消耗来设计。
发明内容
本发明的任务在于，实现将来自光伏(PV)的尽可能高的、能符合需要地定标的功率供应给电解装置。
该任务通过一种具有权利要求1的特征的设备并且通过一种具有权利要求14的特征的方法来解决。优选的实施方式在从属权利要求中给出。
用于由光伏产生的直流电功率进行电解的设备包括电解装置和直流电压转换器以及至少一个PV子发电机。电解装置例如是用于将水分解成氢气和氧气的水电解装置。直流电压转换器设置用于通过DC总线将直流电功率供应给电解装置，其中，直流电功率通过与直流电压转换器连接的光伏子发电机能够产生。子发电机通过第一隔离开关与直流电压转换器连接，其中，第一隔离开关与绝缘监测装置这样耦合，以使得第一隔离开关的闭合以成功检验子发电机的充分绝缘为先决条件。子发电机具有主组串，其中，在主组串和第一隔离开关之间布置第二隔离开关，所述第二隔离开关与主组串的故障电流的监测器这样耦合，以使得在超过故障电流的可预定的极限值的情况中断开第二隔离开关。
所述设备实现，例如借助通过电解液的软接地实现电解装置并且将尽可能高的、符合需要地能定标的PV功率供应给电解装置。电解装置可以在此例如通过其电解液在负极处或者在零点处被接地。接地可以通过1至100欧姆范围内的欧姆电阻进行。相应的至少一个PV子发电机的耦合分别通过直流电压转换器进行。
通过所述设备可以实现通过PV子发电机将电功率供应给电解装置，其中，PV子发电机中的接地故障能够通过PV子发电机的所述主组串的故障电流的监测器可靠地被探测到，并且导致关闭相关的PV子发电机。所述关闭通过第二隔离开关实现。如果另外的PV子发电机与直流电压转换器连接，则所述另外的PV子发电机具有另外的第二隔离开关，所述另外的第二隔离开关具有属于另外的第二隔离开关的、故障电流的另外的监测器。故障电流的所述另外的监测器则监测这个主组串或这些主组串的故障电流，所述主组串配置给另外的PV子发电机。故障电流的监测器例如设计为RCD(Residual Current Device，剩余电流装置)。在子发电机处或中的接地故障中，由故障电流的监测器、例如RCD识别出的故障电流流过。相关的子发电机则可以通过第二隔离开关被关闭，所述第二隔离开关例如实施为双极开关。
实现由PV子发电机和直流电压转换器构成的灵活的、能定标的组合，直流电压转换器给电解装置并行地供电。也可能的是，多个PV子发电机与直流电压转换器连接。与直流电压转换器连接的PV子发电机则共同构成PV发电机。所述设备具有多个直流电压转换器，PV发电机分别与相应的直流电压转换器连接，其中，直流电压转换器设置用于通过DC总线将直流电功率供应给电解装置。所述PV发电机可以分别具有一个或多个PV子发电机。由此改善所述设备的能定标性和灵活性。
所述设备可以除了该直流电压转换器以外还具有另外的直流电压转换器，其中，每个直流电压转换器可以与一个或多个子发电机连接。每个子发电机可以具有一个或多个主组串，其中，第二隔离开关分别布置在相应的主组串和第一隔离开关之间。同样可能的是，第二隔离开关分别布置在相应的子发电机和第一隔离开关之间。
在直流电压转换器布置内部的子发电机的每个子发电机这样确定尺寸，以使得漏电电流在标准条件下是如此小的，从而不会引起所述子发电机燃烧。
尤其可能的是，实现DC耦合，在所述DC耦合中在负载侧被接地。可能的是，将负载、即电解装置接地。将零点或电解装置的极(负极或正极)接地是可能的。接地也可以在任意的中间电位处进行。直接的低欧姆的接地或通过阻抗的接地是可能的。接地可以在运行中通过不对称在电解装置中移动。电解装置由串联的多个电解槽构成。接地也能够可选地间接地通过电解液的寄生电阻进行。
在一个实施方式中，直流电压转换器是降压变换器。降压变换器将在输入端处所供应的直流电压转换成具有较低的电压值的直流电压。
PV发电机绝缘地运行。这意味着，PV发电机不具有独立的接地连接。这通过绝缘监测装置被检验，并且当确保PV发电机的绝缘时，才闭合第一隔离开关。在通过第一隔离开关每次接通之前，通过例如实施为绝缘测量仪的绝缘监测装置来确定每个PV发电机的绝缘电阻。只有当绝缘电阻大于最小电阻时，第一隔离开关才被接通，即第一隔离开关才闭合。
此外在所述设备中实现接地装置，所述接地装置可以在超过故障电流时通过接地连接闭合被。这提高了设备的安全性。
在一个实施方式中，子发电机的极能够与DC总线的极电连接，其中，特别是在子发电机的运行中，子发电机的极与DC总线的极在子发电机的运行中电连接。优选地，直流电压转换器具有转换开关用于选择子发电机的被电连接的极。此外，在一个实施方式中，直流电压转换器设置用于在考虑故障电流的监测器的情况下进行要连接的极的选择。
在一个实施方式中，故障电流的监测器具有用于要监测的导线的同轴导体。这具有的优点是，即使额定电流变得更大并且超过例如250A，也仅仅以小的程度产生监测器、例如RCD的磁芯、例如环形磁芯中的漏磁场。在一个替换的实施方式中，故障电流的监测器具有用于要监测的导线的叠层的交替的层堆叠体。
在一个实施方式中，主组串具有多个并联的组串，其中，故障电流的监测器对于主组串和/或对于相应的组串进行。可选地，RCD由此可以处于每个组串或每个主组串处或者处于子发电机的多个主组串处。每个子发电机由多个主组串构成，所述多个主组串在每个极上附加地设置有所谓的主组串保护装置。
在一个实施方式中，所述设备具有PV发电机，所述PV发电机具有一个子发电机或多个子发电机，其中，PV发电机通过第一隔离开关与直流电压转换器连接，其中，第一隔离开关与绝缘监测装置这样耦合，以使得第一隔离开关的闭合以成功检验PV发电机的充分绝缘为先决条件。在所述实施方式中，进一步改善所述设备的能定标性。
在优选的实施方式中，主组串具有大于500kW的额定功率，和/或直流电压转换器具有大于2MW的额定功率。可能的是，PV发电机以大的、灵活的总功率、特别是也超过8MW的峰值实现。这特别是通过定标、借助第一隔离开关的绝缘识别以及通过第二隔离开关进行PV子发电机的隔离的保护来实现。
所述并联的PV发电机的每个PV发电机与直流电压转换器连接并且这样实施，以使得所述寄生漏电电流也在最坏情况中、例如在湿气和/或高的电压下不超过例如1.66A的确定的极限值。在一些实施方式中，在所述并联的PV发电机之一中的短路的情况中，来自另外的发电机的电流可以被识别并且通过控制另外的直流电压转换器的半导体开关被阻断。在一些实施方式中，子发电机可以借助保护装置这样被保护，以使得在相关子发电机中的短路的情况中另外的直流电压转换器这样施加电流，以给予PV发电机的与短路相关的部分的保护。
除了第二隔离开关以外，子发电机和第一隔离开关还可以设置在PV发电机中的另外的DC开关。这进一步提高安全性。
在用于运行用于由光伏产生的直流电功率进行电解的设备的方法中，所述设备具有电解装置和直流电压转换器，所述直流电压转换器通过DC总线将直流电功率供应给电解装置，所述直流电功率通过与直流电压转换器连接的光伏子发电机产生，子发电机能切换地与直流电压转换器连接。子发电机具有主组串，其中，主组串具有故障电流的监测器，并且主组串能切换地与直流电压转换器连接。所述方法包括以下步骤：
-在子发电机接通到被连接的直流电压转换器之前：通过绝缘监测装置检验子发电机的绝缘，其中，只有当超过最小绝缘时，才被接通，
-在接通子发电机之后：通过故障电流的监测器来监测主组串，其中，当被监测的故障电流超过可预定的极限值时，将主组串与直流电压转换器隔离。
附图说明
下面借助附图描述本发明，附图中：
图1示出用于由光伏产生的直流电功率进行电解的设备，
图2示出用于进行电解由光伏产生的直流电功率的一个示例性的设备，
图3示意性地示出用于运行用于由光伏产生的直流电功率进行电解的设备的方法。
具体实施方式
图1示出用于由光伏产生的直流电功率进行电解的设备10。电解装置E通过DC总线与直流电压转换器12，14连接。直流电压转换器12，14能够分别通过隔离开关TS3，TS7与DC总线16断开。DC总线16设计用于将直流电功率供应给电解装置E，借助于所述直流电功率在电解装置E中实施电解，例如将水分解成氢气和氧气。电解装置通过欧姆电阻18被接地。
在图1中示出两个直流电压转换器12，14。设备10能够被定标并且也可以具有仅仅一个直流电压转换器12，14或多于两个直流电压转换器12，14。PV发电机PV-G1，PV-G2与每个直流电压转换器12，14连接。由PV发电机PV-G1，PV-G2产生的电功率通过直流电压转换器12，14被转换并且通过DC总线16供应给电解装置E。所述PV发电机PV-G1，PV-G2的每个PV发电机能够通过第一隔离开关TS2，TS6与属于的直流电压转换器12，14断开。
PV发电机PV-G1与直流电压转换器12的第一侧连接。在直流电压转换器12的第二侧，DC总线16通过隔离开关TS3和转换器保护装置与直流电压转换器12连接。直流电压转换器12能够通过隔离开关TS3与DC总线16断开。PV发电机PV-G1能够通过第一隔离开关TS2与直流电压转换器12断开。第一隔离开关TS2与绝缘监测装置ISO1连接。在设备10开始运行时，借助于绝缘监测装置ISO1检验，PV发电机PV-G1是否电绝缘。只有当所述电绝缘的情况，才将第一隔离开关TS2闭合并且PV发电机PV-G1与直流电压转换器12电连接。
PV发电机PV-G1具有两个子发电机TG1，TG2auf。PV发电机PV-G1也可以具有仅仅一个子发电机TG1，TG2或多于两个子发电机TG1，TG2。所述子发电机TG1，TG2的每个子发电机具有例如呈剩余电流装置(英文为Residual Current Device)形式的故障电流监测器RCD1，RCD2。故障电流的监测器RCD1监测子发电机TG1中的故障电流，并且如果检测到的故障电流超过一定的可预定的极限值，该子发电机通过第二隔离开关TS1与直流电压转换器12断开。故障电流的监测器RCD2监测子发电机TG2中的故障电流，并且如果检测到的故障电流超过一定的可预定的极限值，则该子发电机通过第二隔离开关TS4与直流电压转换器12断开。
在示出的实例中，子发电机TG1具有主组串HS1，该主组串自身具有两个组串STR1，STR2。子发电机TG1也可以具有多个主组串HS1。主组串HS1也可以具有仅仅一个组串STR1，STR2或多于两个组串STR1，STR2。
在示出的实例中，子发电机TG2具有主组串HS2，该主组串自身具有两个组串STR3，STR4。子发电机TG2也可以具有多个主组串HS2。主组串HS2也可以具有仅仅一个组串STR3，STR4或多于两个组串STR3，STR4。
PV发电机PV-G2与直流电压转换器14的第一侧连接。在直流电压转换器14的第二侧，DC总线16通过隔离开关TS7和欧姆电阻与直流电压转换器14连接。直流电压转换器14能够通过隔离开关TS7与DC总线16断开。PV发电机PV-G2能够通过第一隔离开关TS6与直流电压转换器14断开。第一隔离开关TS6与绝缘监测装置ISO2连接。在设备10开始运行时，借助于绝缘监测装置ISO2检验，PV发电机PV-G2是否电绝缘。只有当所述电绝缘的情况，才将第一隔离开关TS6闭合并且PV发电机PV-G2与直流电压转换器14电连接。
PV发电机PV-G2具有子发电机TG3。PV发电机PV-G2也可以具有多个子发电机TG3。子发电机TG3具有例如呈剩余电流检测装置形式的故障电流监测器RCD3。故障电流的监测器RCD3监测子发电机TG3中的故障电流，并且如果检测到的故障电流超过一定的可预定的极限值，则该子发电机通过第二隔离开关TS5与直流电压转换器14断开。
在示出的实例中，子发电机TG3具有主组串HS3，该主组串自身具有两个组串STR5，STR6。子发电机TG3也可以具有多个主组串HS3。主组串HS3也可以具有仅仅一个组串STR5，STR6或多于两个组串STR5，STR6。
在图2中所示的设备10的一个实施方式中，设备10具有电解装置E，所述电解装置通过欧姆电阻18被接地。直流电功率通过DC总线16被供应给电解装置E。直流电功率通过两个PV发电机PV-G1，PV-G2被产生并且通过直流电压转换器12，14被转换并且被输入到DC总线16中。
直流电压转换器12通过隔离开关TS3和欧姆电阻与DC总线16连接并且能够通过隔离开关TS3与所述DC总线断开。直流电压转换器14通过隔离开关TS7和欧姆电阻与DC总线16连接并且能够通过隔离开关TS7与所述DC总线断开。
PV发电机PV-G1具有绝缘监测装置ISO1，该绝缘监测装置与第一隔离开关TS2连接。只有当通过绝缘监测装置ISO1识别出PV发电机PV-G1的充分绝缘时，才将第一隔离开关TS2闭合并且PV发电机PV-G1与直流电压转换器12连接。
PV发电机PV-G1具有子发电机TG1，该子发电机通过故障电流监测器RCD1及所属的第二隔离开关TS1被保护。如果通过监测器RCD1识别出过高的故障电流，则子发电机TG1通过第二隔离开关TS1与直流电压转换器12断开。子发电机TG1具有带有组串STR1的主组串HS1。
PV发电机PV-G2具有绝缘监测装置ISO2，该绝缘监测装置与第一隔离开关TS6连接。只有当通过绝缘监测装置ISO2识别出PV发电机PV-G2的充分绝缘时，才将第一隔离开关TS6闭合并且PV发电机PV-G2与直流电压转换器14连接。
PV发电机PV-G2具有子发电机TG3，该子发电机通过故障电流监测器RCD3及所属的第二隔离开关TS5被保护。如果通过监测器RCD3识别出过高的故障电流，则子发电机TG3通过第二隔离开关TS5与直流电压转换器14断开。子发电机TG3具有带有组串STR5的主组串HS3。
图3示意性地示出用于运行设备10的方法的流程图。
在设备10开始运行中实施步骤S1。如果在步骤S1中绝缘监测装置ISO1，ISO2，ISO3识别出所配置的PV发电机PV-G1，PV-G2的充分绝缘(参见图1+图2)，则在步骤S2中将所配置的第一隔离开关TS2，TS6(参见图1+图2)闭合并且PV发电机PV-G1，PV-G2与所配置的直流电压转换器12，14(参见图1+图2)电连接。
在设备10的运行中实施步骤S3。在步骤S3中借助于监测器RCD1，RCD2，RCD3监测，分别所配置的子发电机TG1，TG2，TG3(参见图1+图2)中的故障电流是否超过可预定的阈值。如果是超过可预定的阈值的情况，则在步骤S4中使得被识别出超过阈值的故障电流的子发电机TG1，TG2，TG3借助于所配置的第二隔离开关TS1，TS4，TS5(参见图1+图2)与所配置的直流电压转换器12，14(参见图1+图2)断开。
附图标记列表
10 用于电解的设备
12，14 直流电压转换器
16 DC总线
18 欧姆电阻
E 电解装置
PV-G1，PV-G2 PV发电机
TG1，TG2，TG3 子发电机
HS1，HS2，HS3 主组串
STR1，STR2，STR3，STR4，STR5，STR6 组串
TS1，TS4，TS5 第二隔离开关
TS2，TS6 第一隔离开关
TS3，TS7 第三隔离开关
RCD1，RCD2，RCD3 监测器
ISO1，ISO2 绝缘监测装置
S1，S2，S3，S4 方法步骤。
Claims (14)
1.一种用于由光伏产生的直流电功率进行电解的设备(10)，其包括：
-电解装置(E)，
-直流电压转换器(12，14)，所述直流电压转换器设置用于通过DC总线(16)将直流电功率供应给电解装置(E)，其中，所述直流电功率能够通过与所述直流电压转换器(12，14)连接的光伏子发电机(TG1，TG2，TG3)产生，
其中，所述子发电机(TG1，TG2，TG3)通过第一隔离开关(TS2，TS6)与所述直流电压转换器(12，14)连接，其中，所述第一隔离开关(TS2，TS6)与绝缘监测装置(ISO1，ISO2)耦合，以使得所述第一隔离开关(TS2，TS6)的闭合以成功检验所述子发电机(TG1，TG2，TG3)的充分绝缘为先决条件，
其中，所述子发电机(TG1，TG2，TG3)具有主组串(HS1，HS2，HS3)，其中，在所述主组串(HS1，HS2，HS3)和所述第一隔离开关(TS2，TS6)之间布置第二隔离开关(TS1，TS4，TS5)，所述第二隔离开关与所述主组串(HS1，HS2，HS3)的故障电流的监测器(RCD1，RCD2，RCD3)耦合，以使得在超过所述故障电流的可预定的极限值的情况中断开所述第二隔离开关(TS1，TS4，TS5)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述直流电压转换器(12，14)是降压变换器。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述子发电机(TG1，TG2，TG3)的极能够与DC总线(16)的极电连接，其中，特别是在所述子发电机(TG1，TG2，TG3)的运行中，所述子发电机(TG1，TG2，TG3)的极与所述DC总线(16)的极电连接。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述直流电压转换器(12，14)具有转换开关用于选择所述子发电机(TG1，TG2，TG3)的被电连接的极。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述直流电压转换器(12，14)设置用于在考虑所述故障电流的监测器(RCD1，RCD2，RCD3)的情况下进行要连接的极的选择。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述故障电流的监测器(RCD1，RCD2，RCD3)具有用于要监测的导线的同轴导体。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述故障电流的监测器(RCD1，RCD2，RCD3)具有用于要监测的导线的叠层的交替的层堆叠体。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述主组串(HS1，HS2，HS3)具有多个并联的组串(STR1，STR2，STR3，STR4，STR5，STR6)，其中，所述故障电流的监测器(RCD1，RCD2，RCD3)对于所述主组串(HS1，HS2，HS3)和/或对于相应的组串(STR1，STR2，STR3，STR4，STR5，STR6)进行。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述子发电机(TG1，TG2，TG3)具有多个并联的主组串(HS1，HS2，HS3)，其中，在相应的主组串(HS1，HS2，HS3)和第一隔离开关(TS2，TS6)之间分别布置第二隔离开关(TS1，TS4，TS5)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述设备具有PV发电机(PV-G1，PV-G2)，所述PV发电机具有一个子发电机(TG1，TG2，TG3)或多个子发电机(TG1，TG2，TG3)，其中，所述PV发电机(PV-G1，PV-G2)通过所述第一隔离开关(TS2，TS6)与所述直流电压转换器(12，14)连接，其中，所述第一隔离开关(TS2，TS6)与所述绝缘监测装置(ISO1，ISO2)耦合，以使得所述第一隔离开关(TS2，TS6)的闭合以成功检验PV发电机(PV-G1，PV-G2)的充分绝缘为先决条件。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述设备具有多个PV发电机(PV-G1，PV-G2)，其中，PV发电机(PV-G1，PV-G2)分别与直流电压转换器(12，14)连接，并且所述直流电压转换器(12，14)设置用于通过所述DC总线(16)将直流电功率供应给所述电解装置(E)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述主组串(HS1，HS2，HS3)具有大于500kW的额定功率。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述直流电压转换器(12，14)具有大于2MW的额定功率。
14.一种用于运行用于由光伏产生的直流电功率进行电解的设备(10)的方法，所述设备包括电解装置(E)和直流电压转换器(12，14)，所述直流电压转换器通过DC总线将直流电功率供应给电解装置，所述直流电功率通过与所述直流电压转换器(12，14)连接的光伏子发电机(TG1，TG2，TG3)产生，其中，所述子发电机(TG1，TG2，TG3)能切换地与所述直流电压转换器(12，14)连接，其中，所述子发电机(TG1，TG2，TG3)具有主组串(HS1，HS2，HS3)，其中，所述主组串(HS1，HS2，HS3)具有所述故障电流的监测器(RCD1，RCD2，RCD3)，并且所述主组串(HS1，HS2，HS3)能切换地与所述直流电压转换器(12，14)连接，其中，所述方法具有以下步骤：
-在所述子发电机(TG1，TG2，TG3)接通到被连接的直流电压转换器(12，14)之前：通过绝缘监测装置(ISO1，ISO2)检验所述子发电机的绝缘，其中，只有当超过最小绝缘时，才被接通，
-在接通所述子发电机(TG1，TG2，TG3)之后：通过所述故障电流的监测器(RCD1，RCD2，RCD3)来监测所述主组串(HS1，HS2，HS3)，其中，当被监测的故障电流超过可预定的极限值时，将所述主组串(HS1，HS2，HS3)与直流电压转换器(12，14)隔离。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102020121593.2A DE102020121593A1 (de) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | Photovoltaisch gespeiste elektrolyse |
| DE102020121593.2 | 2020-08-18 | ||
| PCT/EP2021/072848 WO2022038146A1 (de) | 2020-08-18 | 2021-08-17 | Photovoltaisch gespeiste elektrolyse |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115917904A true CN115917904A (zh) | 2023-04-04 |
Family
ID=77640667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202180050754.6A Pending CN115917904A (zh) | 2020-08-18 | 2021-08-17 | 光伏供电的电解设备 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230198247A1 (zh) |
| EP (1) | EP4200463B1 (zh) |
| JP (1) | JP2023539560A (zh) |
| CN (1) | CN115917904A (zh) |
| DE (1) | DE102020121593A1 (zh) |
| WO (1) | WO2022038146A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022204401A1 (de) | 2022-05-04 | 2023-11-09 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Elektrolyseanlage und Anlagenverbund umfassend eine Elektrolyseanlage und eine Erneuerbare-Energien-Anlage |
| DE102022207495A1 (de) | 2022-07-21 | 2024-02-01 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Elektrolysesystem |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001338672A (ja) | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Shinko Pantec Co Ltd | 家庭用電力供給システム |
| US8837097B2 (en) | 2010-06-07 | 2014-09-16 | Eaton Corporation | Protection, monitoring or indication apparatus for a direct current electrical generating apparatus or a plurality of strings |
| US20120026631A1 (en) | 2010-08-02 | 2012-02-02 | Greenvolts, Inc | Photovoltaic array ground fault detection in an ungrounded solar electric power generating system and techniques to transition onto and off the utility grid |
| DE102010039692A1 (de) | 2010-08-24 | 2012-03-01 | Dipl.-Ing. Walther Bender Gmbh & Co. Kg | Gerät zur Isolationsüberwachung eines nicht geerdeten Gleichspannungsnetzes, besonders einer Fotovoltaikanlage, und Anlage mit einem solchen Gerät |
| US20120049627A1 (en) | 2010-08-24 | 2012-03-01 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Current collecting box for photovoltaic power generation |
| DE102013112431A1 (de) | 2012-11-13 | 2014-06-05 | Aeg Power Solutions B.V. | Anordnung aus einem Kraftwerk und einer Vorrichtung zur Erzeugung von Gas mittels von dem Kraftwerk erzeugter elektrischer Energie |
| JP6337468B2 (ja) | 2013-12-27 | 2018-06-06 | オムロン株式会社 | 地絡検出装置 |
| DE102013227174B4 (de) | 2013-12-27 | 2019-06-19 | Fronius International Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines Isolationswiderstandes einer Photovoltaikanlage |
| CN104630815B (zh) | 2015-01-29 | 2017-11-28 | 湖北民族学院 | 光伏制氢系统 |
| DE102016209799A1 (de) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | Bender Gmbh & Co. Kg | Schaltungsanordnungen zur Reduzierung der potenzialinduzierten Degradation bei Fotovoltaik-Modulen |
| EP3811484A4 (en) * | 2018-06-20 | 2022-03-02 | Aquahydrex, Inc. | MULTI-STAGE DIRECT CURRENT DISTRIBUTION SYSTEM |
-
2020
- 2020-08-18 DE DE102020121593.2A patent/DE102020121593A1/de active Pending
-
2021
- 2021-08-17 JP JP2023509383A patent/JP2023539560A/ja active Pending
- 2021-08-17 EP EP21765872.3A patent/EP4200463B1/de active Active
- 2021-08-17 CN CN202180050754.6A patent/CN115917904A/zh active Pending
- 2021-08-17 WO PCT/EP2021/072848 patent/WO2022038146A1/de unknown
-
2023
- 2023-02-13 US US18/108,751 patent/US20230198247A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4200463A1 (de) | 2023-06-28 |
| DE102020121593A1 (de) | 2022-02-24 |
| EP4200463B1 (de) | 2024-03-27 |
| JP2023539560A (ja) | 2023-09-15 |
| WO2022038146A1 (de) | 2022-02-24 |
| US20230198247A1 (en) | 2023-06-22 |
| EP4200463C0 (de) | 2024-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10734944B2 (en) | Inverter having grid disconnection point and insulation resistance measurement and method for measuring an insulation resistance | |
| CN102474172B (zh) | 电压中间电路变换器的中间电路电容器的放电方法 | |
| US8743514B2 (en) | HVDC power transmission with cable fault ride-through capability | |
| US20230198247A1 (en) | Photovoltaically supplied electrolysis | |
| CN104052032B (zh) | 直流电力系统中的电弧防止 | |
| JP2012515519A (ja) | 電力供給システムおよびそのための太陽電池装置 | |
| CN109412146B (zh) | 一种电力电缆交叉互联在线修正装置及方法 | |
| CN101276713B (zh) | 漏电检测装置 | |
| US20220021335A1 (en) | Photovoltaic string combiner box with protection functions | |
| EP2306607A2 (en) | Device and method to protect an electric power distribution network against current faults | |
| Inamori et al. | 380-VDC power distribution system for 4-MW-scale cloud facility | |
| CN114389353A (zh) | 电力装置端备用开关单元 | |
| US20110140529A1 (en) | Battery Unit Arrangement For High Voltage Applications, Connector And Disconnector Arrangement And Method | |
| US11909203B2 (en) | DC power distribution architecture and method applicable to data centers | |
| US20220320870A1 (en) | Direct current power supply system, photovoltaic system, energy storage system, and optical storage system | |
| Bleilevens et al. | Identification of Relevant Fault Types for Grid Planning of DC Distribution Grids | |
| CN211981511U (zh) | 一种基于双极直流输电系统的换流装置 | |
| CN110504670B (zh) | 直流配电网的供电系统及供电方法 | |
| Battaglia et al. | LCC and beyond: the new SaCoI link | |
| CN115800224B (zh) | 一种超导电缆直流输电系统及直流故障快速隔离方法 | |
| CN219697312U (zh) | 风力发电机组及并网接触器柜 | |
| CN210957782U (zh) | 一种基于混合型超导限流器的35kV变电站分段母线系统 | |
| CN206807021U (zh) | 阵列式三相负荷失衡调整装置 | |
| CN115800224A (zh) | 一种超导电缆直流输电系统及直流故障快速隔离方法 | |
| CN117293701A (zh) | 一种新型多功能智能型新能源汇流设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |