DE102013111075B4

DE102013111075B4 - Verfahren und Wechselrichter zum Ermitteln eines Betriebszustands einer Photovoltaikanlage

Info

Publication number: DE102013111075B4
Application number: DE102013111075.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Unru
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2016-08-04
Anticipated expiration: 2033-10-08
Also published as: WO2015052052A1; DE102013111075A1

Abstract

Verfahren zum Ermitteln eines Betriebszustands einer Photovoltaikanlage, wobei
– die Photovoltaikanlage einen Photovoltaikgenerator (1) aufweist, der einen oder mehrere Teilgeneratoren (1a, 1b, 1c) umfasst, und
– jeder Teilgenerator (1a, 1b, 1c) über Gleichstromleitungen (3a, 3b, 3c) mit mindestens einem Gleichstromeingang (11, 11a, 11b, 11c) eines Wechselrichters (10) verbunden ist, wobei optional zwischen jedem der Teilgeneratoren (1a, 1b, 1c) und dem Gleichstromeingang (11, 11a, 11b, 11c) ein Gleichspannungswandler (2a, 2b, 2c) angeordnet sein kann,
mit den folgenden Schritten
– Messen mindestens eines Zeitverlaufs (21, 21a, 21b, 21c) eines Stroms (I, Ia, Ib, Ic) an dem mindestens einen Gleichstromeingang (11, 11a, 11b, 11c), und
– Feststellen, dass zumindest einem der Teilgeneratoren (1a, 1b, 1c) ein aktiv wandelnder Gleichspannungswandler (2a, 2b, 2c) nachgeschaltet ist, wenn der mindestens eine Zeitverlauf (21, 21a, 21b, 21c) einen Stromrippel aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Betriebszustands einer Photovoltaikanlage, wobei die Photovoltaikanlage einen Photovoltaikgenerator aufweist, der einen oder mehrere Teilgeneratoren umfasst, und jeder Teilgenerator über Gleichstromleitungen mit mindestens einem Gleichstromeingang eines Wechselrichters verbunden ist, und wobei optional zwischen jedem der Teilgeneratoren und dem Gleichstromeingang ein Gleichspannungswandler angeordnet sein kann. Die Erfindung betrifft weiterhin einen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Wechselrichter.
Der Photovoltaikgenerator, im Folgenden auch abgekürzt als PV-Generator bezeichnet, einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) umfasst in der Regel eine Vielzahl von Photovoltaikmodulen (PV-Modulen), von denen jeweils mehrere zusammengeschaltet sein können, beispielsweise serienverschaltet zu sogenannten Strings. Häufig bilden ein oder mehrere Strings (oder eine andere Kombination von PV-Modulen) einen Teilgenerator, der über separate Gleichstromleitungen mit einem Wechselrichter verbunden ist. Bei Dachflächenanlagen bietet sich beispielsweise an, auf unterschiedlichen Dachflächen montierte PV-Module zu jeweils einem Teilgenerator zusammenzufassen. Dabei kann für einen Teilgenerator ein separater Wechselrichter eingesetzt werden. Es ist aber auch möglich, mehrere Teilgeneratoren mit einem Wechselrichter zu verbinden, der nur einen gemeinsamen Gleichstromeingang aufweist, oder mit einem Wechselrichter, der mehrere Gleichstromeingänge aufweist, die innerhalb des Wechselrichters zur Einspeisung in einen gemeinsamen Zwischenkreis parallel geschaltet sind.
Ein maximaler Ertrag an photovoltaischer Energie wird erzielt, wenn ein PV-Generator in einem Arbeitspunkt betrieben wird, an dem er die maximale elektrische Leistung abgibt. Dieser optimale Arbeitspunkt, auch MPP (Maximum Power Point) genannt, ist abhängig von dem jeweiligen PV-(Teil-)Generator und dessen Betriebsparametern, beispielsweise der Intensität der Sonneneinstrahlung und der Temperatur der PV-Module des PV-Generators. Üblicherweise weist eine PV-Anlage eine Nachführeinrichtung für den Arbeitspunkt eines PV-Generators auf, den sogenannten MPP-Tracker. Der Spannungsbereich, innerhalb dessen die Arbeitsspannung beim Nachführen des Arbeitspunkts durch den MPP-Tracker variiert, ist damit abhängig von den Eigenschaften des PV-Generators sowie von klimatischen Bedingungen am Standort der PV-Anlage. Darüber hinaus verschiebt sich der Arbeitsspannungsbereich im Laufe der Lebenszeit von PV-Generatoren durch deren Alterungsverhalten (Degradation) zu niedrigeren Spannungen hin.
Bei einstufigen Wechselrichtern, also solchen Wechselrichtern, die nur eine Wandlerstufe in Form einer Wechselrichterbrücke aufweisen, erfolgt eine Änderung der Arbeitsspannung des PV-Generators durch eine Variation des Spannungsübertragungsverhältnisses der Wechselrichterbrücke. Eine solche Variation des Spannungsübertragungsverhältnisses kann beispielweise durch unterschiedliche Schaltparameter von Schaltern der Wechselrichterbrücke (Schaltdauer, Tastverhältnis, Phasenlage des Schaltvorgangs im Bezug auf die Phasenlage der Wechselspannung) erfolgen. Die erzielbare Variation ist jedoch häufig nicht ausreichend, um neben dem für das MPP-Tracking notwendigen Variationsbereich auch noch ein laufzeitbedingtes Absinken des Arbeitsspannungsbereichs zu niedrigeren Spannungen hin auszugleichen. Unter extremen klimatischen Bedingungen, insbesondere bei großen Temperaturschwankungen, denen ein PV-Generator unterworfen ist, kann der Variationsbereich für das MPP-Tracking nicht ausreichend groß sein. Zudem wird bei einem einstufigen Wechselrichter eine Spannung des PV-Generators benötigt (im Folgenden PV-Spannung genannt), die je nach Topologie der Wechselrichterbrücke mindestens so groß ist wie die einfache oder doppelte Netzkuppenspannung im Energieversorgungsnetz. Diese Anforderung schränkt die Gestaltungsfreiheit bei der Auslegung des PV-Generators ein.
Um einen ausreichend großen Variationsbereich für das MPP-Tracking bereitzustellen und um PV-Anlagen auch für eine geringere PV-Spannung auslegen zu können, kann eine mehrstufige Umsetzung der vom PV-Generator gelieferten Spannung vorgesehen sein. Dazu wird der eigentlichen Wechselrichterstufe des Wechselrichters, die nachfolgend auch als DC/AC(direct current/alternating current)-Wandler bezeichnet wird, ein Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) vorgeschaltet. DC/DC-Wandler weisen eine ggf. große Variationsmöglichkeit ihres Spannungsübertragungsverhältnisses auf, durch das der Arbeitspunkt eines mit dem DC/DC-Wandler verbundenen PV-Generators in weiten Grenzen variiert werden kann. Wenn die DC/DC-Wandler als Hochsetzsteller ausgebildet sind, kann zudem auch dann noch in das Energieversorgungsnetz eingespeist werden, wenn die PV-Spannung kleiner ist als die benötigte Mindestspannung.
Im Hinblick auf die räumliche Anordnung von DC/DC-Wandlern in PV-Anlagen sind verschiedene Konzepte gebräuchlich, die auch teilweise innerhalb einer Anlage kombiniert werden. Die DC/DC-Wandler können in den Wechselrichter integriert sein, als separate Einheiten zwischen PV-Generator bzw. Teilgenerator und Wechselrichter positioniert werden oder auch in die PV-Module integriert sein.
Bei einem Wechselrichter mit mehreren Gleichstromeingängen kann jedem der Eingänge ein separater DC/DC-Wandler mit einem MPP-Tracker zugeordnet sein. Vorteilhaft wird dann jeder der mit einem Gleichstromeingang verbundenen Teilgeneratoren bei seinem optimalen Arbeitspunkt betrieben. Diese Lösung ist jedoch schaltungstechnisch aufwändig und kostenintensiv, insbesondere wenn von mehreren vorhandenen Gleichstromeingängen dann bei einer tatsächlichen Installation einer oder mehrere der Gleichstromeingänge gar nicht verwendet werden.
Auch ist es bekannt, Wechselrichter mit nur einem gemeinsamen Gleichstromeingang und gegebenenfalls einem internen DC/DC-Wandler in Verbindung mit mehreren Teilgeneratoren zu verwenden. Darüber hinaus sind Wechselrichter nicht unüblich, bei denen mehrere verschiedene Gleichstromeingänge vorhanden sind, die dann innerhalb des Wechselrichters parallel geschaltet sind und – gegebenenfalls über einen internen DC/DC-Wandler – mit der Wechselrichterbrücke verbunden sind. Die zuletzt genannten Wechselrichter sind universell verwendbar und stellen einen oft praxisgerechten Kompromiss dar, da sie ohne großen zusätzlichen Schaltungsaufwand eine die Installation vereinfachende Anschlussmöglichkeit für mehrere Teilgeneratoren bereitstellen. In beiden beschriebenen Wechselrichtertypen werden jedoch alle angeschlossenen Teilgeneratoren bei einem gemeinsamen MPP betrieben.
Zur Effektivitätssteigerung kann es in den genannten Fällen, in denen der Wechselrichter nur ein gemeinsames MPP-Tracking für alle angeschlossenen Teilgeneratoren durchführt, vorgesehen sein, einem oder mehreren der Teilgeneratoren einen separaten DC/DC-Wandler mit integriertem MPP-Tracker nachzuschalten, ggf. räumlich in unmittelbarer Nähe des Teilgenerators. Solche extern von dem Wechselrichter generatornah positionierte DC/DC-Wandler können einzelnen PV-Modulen oder Strings zugeordnet sein. Eine PV-Anlage mit derartigen innerhalb der Anlage verteilt angeordneten DC/DC-Wandlern ist beispielsweise aus der Druckschrift US 2010/0195361 A1 bekannt.
Wenn derartige externe separate DC/DC-Wandler autark das MPP-Tracking für den jeweiligen angeschlossenen Teilgenerator vornehmen, muss vom Wechselrichter eine Zwischenkreisspannung an einem dem Gleichstromeingang des Wechselrichters nachgeschalteten Zwischenkreis eingestellt werden, die mindestens so hoch ist wie die maximale PV-Spannung (Leerlaufspannung) aller angeschlossenen Teilgeneratoren, da nur bei einer derart gewählten Zwischenkreisspannung der gesamte Arbeitsbereich jedes Teilgenerators durch das MPP-Tracking der DC/DC-Wandler abgedeckt werden kann. Das bedeutet allerdings, dass Zwischenkreiskondensatoren im Zwischenkreis des Wechselrichters dauerhaft einer hohen Spannungsbelastung ausgesetzt sind. Zudem erzielt die Wechselrichterstufe den höchsten Wirkungsgrad bei einer Zwischenkreisspannung im Bereich der benötigten Mindestspannung, d. h. abhängig von der Topologie der einfachen oder doppelten Netzkuppenspannung. Eine dauerhaft hohe Zwischenkreisspannung hat daher eine geringere Effizienz der PV-Anlage zur Folge. Ein Wechselrichter mit einem manuell abschaltbaren MPP-Tracking, der bei einer fest vorgebbaren Eingangsspannung betrieben werden kann, ist aus der Schrift: SMA Regelsysteme GmbH: Sunny Boy 3000 Technische Beschreibung. Niestetal, 2008. – Firmenschrift bekannt.
Prinzipiell könnte die Zwischenkreisspannung an dem dem Gleichstromeingang des Wechselrichters nachgeschalteten Zwischenkreis durch den Wechselrichter ggf. bis auf die einfache bzw. doppelte Netzkuppenspannung abgesenkt werden, wenn die Teilgeneratoren bedingt durch das MPP-Tracking der DC/DC-Wandler an Arbeitspunkten mit niedrigerer Spannung betrieben werden. Die Zwischenkreisspannung bräuchte nur dann wieder, in dem Fall durch das interne MPP-Tracking des Wechselrichters, angehoben werden – ggf. bis zur maximalen Leerlaufspannung aller Teilgeneratoren –, wenn sich der optimale Arbeitspunkt zu entsprechend erhöhter Arbeitsspannung verschiebt. Eine solche Anpassung der Zwischenkreisspannung kann erfolgen, wenn dem Wechselrichter Informationen über die Arbeitspunkte der Teilgeneratoren vorliegen, was jedoch einen Informationsaustausch zwischen den externen DC/DC-Wandlern und dem Wechselrichter voraussetzt. Ein solcher Informationsaustausch bedingt eine leitungsgebundene oder drahtlose Signal- bzw. Datenverbindung, die mit zusätzlichem Material- und Installationsaufwand und somit zusätzlichen Kosten für die PV-Anlage verbunden ist.
Zudem kann es abhängig davon, ob jedem Teilgenerator ein externer DC/DC-Wandler zugeordnet und aktiv ist, oder nur einem Teil der Teilgeneratoren, sinnvoll sein, das wechselrichterinterne MPP-Tracking konfigurations- und/oder situationsbezogen zu aktivieren oder zu deaktivieren. Eine konfigurations- und/oder situationsbezogene Steuerung des internen MPP-Trackers setzt bislang ebenso einen Informationsaustausch zwischen den externen DC/DC-Wandlern und dem Wechselrichter voraus.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung eines Betriebszustands einer PV-Anlage zu schaffen, durch das ein wechselrichterinterner MPP-Tracker so aktiviert bzw. deaktiviert werden kann, dass ein möglichst effektiver Betrieb der PV-Anlage konfigurations- und/oder situationsunabhängig gegeben ist, ohne dass eine Signal- bzw. Datenverbindung aufgebaut werden muss. Weiterhin soll ein zu diesem Zweck geeigneter Wechselrichter geschaffen werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und einen Wechselrichter mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein Verfahren zum Ermitteln eines Betriebszustands einer Photovoltaikanlage der eingangs genannten Art weist erfindungsgemäß die folgenden Schritte auf: Es wird mindestens ein Zeitverlauf eines Stroms an dem mindestens einen Gleichstromeingang gemessen. Dann wird festgestellt, dass zumindest einem der Teilgeneratoren ein aktiv wandelnder Gleichspannungswandler nachgeschaltet ist, wenn der mindestens eine Zeitverlauf einen Stromrippel aufweist.
Das Ausgangssignal eines aktiv wandelnden DC/DC-Wandlers weist einen Stromrippel auf aufgrund der Taktung von Schaltelementen in dem DC/DC-Wandler, die einen Energiespeicher, meist einen Kondensator oder eine Induktivität, periodisch mit Energie befüllen und entleeren. Erfindungsgemäß werden die für DC/DC-Wandler charakteristischen Stromrippel zur Identifizierung eines aktiven, d. h. seine Schaltelemente taktenden DC/DC-Wandlers verwendet. Die Identifizierung des Stromrippels erfolgt dabei an den Gleichstromeingängen des Wechselrichters, wodurch der Wechselrichter die Information, ob an ein aktiver DC/DC-Wandler vorhanden ist, ermitteln kann, ohne dass eine separate Signal- oder Datenleitung zwischen dem DC/DC-Wandler und dem Wechselrichter benötigt wird. Die Kenntnis, ob den Teilgeneratoren separate DC/DC-Wandler zugeordnet sind und diese aktiv sind, kann zur Aktivierung bzw. Deaktivierung eines wechselrichterinternen MPP-Trackers und/oder eines wechselrichterinternen DC/DC-Wandlers verwendet werden, um die Effektivität der PV-Anlage zu erhöhen.
Falls der Wechselrichter mindestens zwei Gleichstromeingänge aufweist, kann vorgesehen sein, jedem der Gleichstromeingänge ein Strommessmittel zuzuordnen. Es kann dann für jeden der Eingänge gesondert festgestellt werden, ob extern ein aktiver DC/DC-Wandler vorgeschaltet ist. Weist der Wechselrichter nur einen gemeinsamen Gleichstromeingang auf, oder sind zwar mehrere Gleichstromeingänge vorhanden, diese aber im Wechselrichter zusammengeschaltet, kann alternativ ein gemeinsames Strommessmittel vorgesehen sein, das den Summenstrom aller Gleichstromeingänge misst. In dem Fall sind nur die Aussagen möglich, dass zumindest einem der Teilgeneratoren ein aktiv wandelnder Gleichspannungswandler nachgeschaltet ist, wenn der mindestens eine Zeitverlauf einen Stromrippel aufweist, oder, dass keinem der Teilgeneratoren ein aktiv wandelnder Gleichspannungswandler nachgeschaltet ist, wenn der mindestens eine Zeitverlauf keinen Stromrippel aufweist.
Falls der Wechselrichter einen internen MPP-Tracker aufweist, der eine Zwischenkreisspannung an einem dem mindestens einen Gleichstromeingang nachgeschalteten Zwischenkreis einstellt, kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens der interne MPP-Tracker aktiviert werden, wenn festgestellt wird, dass zumindest einem der Teilgeneratoren kein aktiv wandelnder Gleichspannungswandler nachgeschaltet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der mindestens eine Zeitverlauf einer Fouriertransformation unterzogen, wobei aus dem Ergebnis der Fouriertransformation auf das Vorhandensein eines Stromrippels geschlossen wird. Ebenfalls bevorzugt wird der mindestens eine Zeitverlauf einer Hochpass-Filterung unterzogen, wobei aus dem Ergebnis der Hochpass-Filterung auf das Vorhandensein eines Stromrippels geschlossen wird. Auch ist es eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens, auf das Vorhandensein eines Stromrippels zu schließen, wenn eine Frequenzkomponente des Zeitverlaufs bei einer von null verschiedenen Frequenz einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die genannten Verfahren stellen geeignete und unaufwändig implementierbare Methoden zur Ermittlung eines Stromrippels dar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der mindestens eine Zeitverlauf im Hinblick auf einen innerhalb einer Beobachtungszeit angenommenen Mindestwert analysiert, wobei auf das Vorhandensein eines Stromrippels geschlossen wird, wenn der Mindestwert einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Bei dieser Ausgestaltung wird analysiert, ob der Strom innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums unter einen ebenfalls vorgegebenen Schwellenwert fällt. Diese Analyse ist insbesondere dann geeignet, wenn der Summenstrom mehrerer Teilgeneratoren analysiert wird. Wenn eventuell vorhandene externe DC/DC-Wandler ihre Schaltelemente nicht synchronisiert takten, könnte eine Situation auftreten, in der sich ein im Wesentlichen konstanter Summenstrom einstellt, beispielsweise wenn zwei DC/DC-Wandler ihre Schaltelemente gerade wechselseitig schalten. Bei einer nicht synchronisierten Zeitbasis zur Bestimmung der Schaltzeitpunkte wird diese Situation jedoch nur für einen kurzen Zeitraum vorliegen. Wenn der Beobachtungszeitraum lang genug gewählt ist, werden die Schaltzeitpunkte der DC/DC-Wandler auseinanderlaufen und eine Situation zu beobachten sein, in der sich das Takten auch in dem Summenstrom zeigt und die Stromhöhe entsprechend zumindest kurzzeitig unter den genannten Schwellenwert absinkt.
Ein erfindungsgemäßer Wechselrichter für eine Photovoltaikanlage mit einem Photovoltaikgenerator, der einen oder mehrere Teilgeneratoren umfasst, weist mindestens einen Gleichstromeingang zum Anschluss der Teilgeneratoren mit mindestens einem Strommessmittel auf und mindestens einen Wechselstromausgang zur Verbindung mit einem Energieversorgungsnetz. Der Wechselrichter zeichnet sich durch eine Auswerteeinheit auf, um eine Größe eines Stromrippels auf einem von dem Strommessmittel gemessenen Strom zu ermitteln und auszuwerten. Die Auswerteeinheit ist dazu eingerichtet, abhängig von der Größe des Stromrippels einen internen MPP-Tracker, der eine Zwischenkreisspannung an einem zwischen dem mindestens einen Gleichstromeingang und einer Wechselrichterstufe angeordneten Zwischenkreis einstellt, zu aktivieren oder zu deaktivieren. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem Verfahren zuvor genannten Vorteile.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer PV-Anlage mit einem Wechselrichter;
2 Diagramme mit beispielhaften Leistungskurven und Stromverläufen von Teilgeneratoren der in 1 gezeigten PV-Anlage;
3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer PV-Anlage mit einem Wechselrichter;
4 beispielhafte Spannungs- und Stromverläufe von Teilgeneratoren des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels;
5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer PV-Anlage mit einem Wechselrichter und
6 beispielhafte Leistungskurven und Stromverläufe der Teilgeneratoren des Ausführungsbeispiels aus 5.
1 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm den Aufbau einer PV-Anlage mit einem Wechselrichter zur Umsetzung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In dieser wie in den nächsten Figuren kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwirkende Elemente.
Die PV-Anlage weist einen PV-Generator 1 auf, der mehrere, hier beispielhaft drei (PV-)Teilgeneratoren 1a, 1b, 1c umfasst. Die Teilgeneratoren 1a bis 1c sind vorliegend als Module symbolisiert. Es versteht sich, dass als Teilgeneratoren 1a bis 1c sowohl einzelne Module als auch Verschaltungen mehrerer Module, insbesondere Reihenschaltungen mehrerer Module, sogenannte Strings, eingesetzt werden können. Die von den Teilgeneratoren 1a bis 1c bereitgestellten Spannungen werden als PV-Spannung Ua, Ub bzw. Uc bezeichnet.
Die Teilgeneratoren 1a bis 1c sind über Gleichstromleitungen 3a bis 3c jeweils mit einem separaten Gleichstromeingang 11a bis 11c eines Wechselrichters 10 verbunden. Dabei ist der Teilgenerator 1a unmittelbar über die Gleichstromleitungen 3a mit dem Gleichstromeingang 11a verbunden. Den anderen beiden Teilgeneratoren 1b und 1c sind jeweils separate Gleichspannungswandler 2b bzw. 2c, im Folgenden auch als DC/DC-Wandler 2b bzw. 2c bezeichnet, nachgeschaltet, bevor sie über die Gleichstromleitungen 3b bzw. 3c mit den entsprechenden Gleichstromeingängen 11b und 11c des Wechselrichters 10 verbunden sind. Dabei ist es zunächst nicht erheblich, an welcher Stelle räumlich die DC/DC-Wandler 2b und 2c angeordnet sind. Da die DC/DC-Wandler 2b, 2c üblicherweise jedoch hochsetzstellende, also die Spannung erhöhende Funktion haben, ist eine Anordnung in räumlicher Nähe zu den Teilgeneratoren 2b, 2c vorteilhaft, um die Gleichstromleitungen 3b, 3c auf möglichst hohem Spannungsniveau betreiben zu können und so ohmsche Verluste in diesen Leitungen 3b, 3c bei gleichbleibendem Leitungsquerschnitt reduzieren zu können bzw. um bei gleichen maximal in Kauf genommenen Verlusten Gleichstromleitungen 3b, 3c mit geringerem Leitungsquerschnitten nutzen zu können.
Innerhalb des Wechselrichters 10 ist jedem der Gleichstromeingänge 11a bis 11c ein Strommessmittel 12a bis 12c zugeordnet, um den an den Gleichstromeingängen 11a, 11b, 11c jeweils fließenden Strom Ia, Ib bzw. Ic messen zu können. Weiter können jedem der Gleichstromeingänge 11a bis 11c weitere Elemente zugeordnet sein, beispielsweise Überstrom- und/oder Überspannungssicherungen und/oder Schaltorgane. Diese sind aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht eingezeichnet.
In Energieflussrichtung hinter den Strommessmitteln 12a bis 12c sind die Gleichstromeingänge 11a bis 11c zur Einspeisung in einen gemeinsamen Zwischenkreis mit einem Zwischenkreiskondensator 13 zusammengeschaltet. Der gemeinsame Zwischenkreis ist dann mit einem Eingang eines DC/AC-Wandlers verbunden, der die eigentliche Wechselrichterstufe 14 darstellt. Die am Zwischenkreis anliegende Spannung wird nachfolgend Zwischenkreisspannung Uz genannt. Der Wechselrichter 10 ist dabei mit einem internen MPP-Tracker ausgestattet, wobei eine Variation der Zwischenkreisspannung Uz zur Durchführung des MPP-Trackings bei einer einstufigen Ausbildung des Wechselrichters 10 zum Beispiel über eine entsprechende Ansteuerung der Wechselrichterstufe 14 erreicht werden kann. Es ist auch möglich, den Wechselrichter 10 zwei- oder mehrstufig auszubilden. Dabei ist der Wechselrichterstufe mindestens ein interner DC/DC-Wandler vorgeschaltet, mit dessen Hilfe dann bevorzugt das MPP-Tracking durchgeführt wird.
Der Wechselrichter 10 ist über einen Wechselstromausgang 15 mit einem Energieversorgungsnetz 4 gekoppelt, um die von dem PV-Generator 1 erzeugte Leistung in das Energieversorgungsnetz 4 einspeisen zu können. Die dargestellte PV-Anlage ist zur Einspeisung in ein dreiphasiges Energieversorgungsnetz 4 ausgelegt. Die Anzahl von drei Phasen ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Ein erfindungsgemäßer Wechselrichter 10 und eine damit aufgebaute PV-Anlage können ebenso für einen Betrieb mit einer beliebigen Anzahl an Phasen, insbesondere für einen einphasigen Betrieb geeignet sein.
Neben den bereits erwähnten zusätzlichen Elementen innerhalb des Wechselrichters 10 können DC- und/oder AC-seitig weitere Komponenten vorgesehen sein, die der einfacheren Darstellung halber hier nicht gezeigt sind. Dieses können beispielsweise gleich- oder wechselstromseitige Schaltorgane (z. B. Schütze, Trenner) oder Sicherungsorgane oder Filter (z. B. ein Sinus-Filter) oder ein Transformator sein.
Der Wechselrichter 10 der 1 ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet, durch das der Wechselrichter 10 erkennen kann, ob zumindest einer der an ihn angeschlossenen Teilgeneratoren 1a bis 1c ohne einen vorgeschalteten und arbeitenden DC/DC-Wandler 2b, 2c, und in diesem Sinne unmittelbar mit dem Gleichstromeingang 11a bis 11c des Wechselrichters 10 verbunden ist. Wenn festgestellt wird, dass zumindest einer der Teilgeneratoren 1a bis 1c in diesem Sinne unmittelbar mit dem Wechselrichter 10 verbunden ist, wird vorteilhaft der wechselrichterinterne MPP-Tracker verwendet, um den oder die unmittelbar angeschlossenen Teilgeneratoren, in dem in 1 dargestellten Beispiel den Teilgenerator 1a, in seinem Arbeitspunkt optimaler Leistungsabgabe zu betreiben. Die weiteren Teilgeneratoren, hier die Teilgeneratoren 1b und 1c, werden durch die separaten, ihnen nachgeschalteten DC/DC-Wandler 2b, 2c von diesen autark in ihrem jeweiligen optimalen Arbeitspunkt betrieben. Am Ausgang der DC/DC-Wandler 2b, 2c stellt sich dabei die Spannung ein, die der wechselrichterinterne MPP-Tracker über die Zwischenkreisspannung Uz als Arbeitspunkt für den Teilgenerator 1a festlegt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Wechselrichter 10 eine Auswerteeinheit zur Auswertung gemessener Stromverläufe an den Gleichstromeingängen 11a bis 11c auf. Die Auswerteeinheit kann Teil einer zentralen internen Steuereinrichtung des Wechselrichters 10 sein.
Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in 2a zunächst charakteristische Leistungskennlinien 20a bis 20c für die Teilgeneratoren 1a bis 1c der PV-Anlage dargestellt. Die Leistungskennlinien 20a bis 20c geben die von den Teilgeneratoren 1a bis 1c abgegebene Leistung P auf der Vertikalachse eines Koordinatensystems in Abhängigkeit der Ausgangsspannung U der Teilgeneratoren 1a bis 1c auf der Horizontalachse des Koordinatensystems an. Die Leistungskennlinien 20a bis 20c werden entsprechend auch als P/U-Kurven bezeichnet. Alle drei Leistungskurven 20a bis 20c entsprechen in ihrem Verlauf typischen P/U-Kurven eines nicht teilverschatteten PV-Generators. Sie weisen jeweils ein Leistungsmaximum auf, das hier bei unterschiedlicher Leistung P und auch bei unterschiedlicher Spannung U liegt.
Im Teilbild b der 2 ist die zeitliche Abhängigkeit des durch die Strommessmittel 12a, 12b, 12c gemessenen Stroms Ia, Ib, Ic an den einzelnen Gleichstromeingängen 11a bis 11c in entsprechenden Stromverlaufskurven 21a bis 21c wiedergegeben. Auf der vertikalen Achse ist die Höhe des jeweiligen Stroms I und auf der horizontalen Achse die Zeit t angegeben. Abgesehen von unterschiedlichen mittleren Werten der Ströme Ia, Ib, Ic, zeigt sich an den Stromverlaufskurven 21a bis 21c ein grundsätzlich unterschiedliches Verhalten der Ströme zwischen dem Strom Ia am Gleichstromeingang 11a und den Strömen Ib bzw. Ic an den Gleichstromeingängen 11b und 11c: Der Stromverlauf 21a zeigt einen über den betrachteten Zeitraum im Wesentlichen konstanten Wert des Stroms, wohingegen die Stromverläufe 21b und 21c gepulst sind, wobei sie zwischen einem Maximalwert und einem Wert gleich oder annähernd gleich null periodisch variieren. Der Stromverlauf ist dabei in etwa rechteckförmig, wobei der Maximalwert jedoch nicht konstant ist, sondern in etwa linear bis zur steil abfallenden Flanke verläuft. Insgesamt ergibt sich ein ungefähr trapezförmiger Stromverlauf.
Die unterschiedlichen Stromverläufe sind auf die den entsprechenden Teilgeneratoren 1b, 1c nachgeschalteten DC/DC-Wandler 2b, 2c zurückzuführen. Ein aktiver DC/DC-Wandler erzeugt derartige Stromrippel aufgrund der Taktung von Schaltelementen in den DC/DC-Wandlern, die einen Energiespeicher, meist einen Kondensator oder eine Induktivität, periodisch mit Energie befüllen und entleeren. Erfindungsgemäß werden die für DC/DC-Wandler charakteristischen Stromrippel zur Identifizierung eines aktiven, d. h. seine Schaltelemente taktenden DC/DC-Wandlers verwendet. Die Identifizierung der Stromrippel erfolgt dabei an den Gleichstromeingängen des Wechselrichters. Der Wechselrichter kann die Information, ob ein aktiver DC/DC-Wandler vorhanden ist, somit ermitteln, ohne dass eine separate Signal- oder Datenleitung zwischen dem DC/DC-Wandler und dem Wechselrichter benötigt wird.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu dem Zweck vorgesehen, die Stromverläufe 21a bis 21c, die an den verschiedenen Gleichstromeingängen 11a bis 11c von den Strommessmitteln 12a bis 12c gemessen werden, durch die Steuereinrichtung des Wechselrichters 10 auszuwerten. Wird festgestellt, dass zumindest einer der Stromverläufe 21a bis 21c keine ausgeprägten Stromrippel zeigt, wird darauf geschlossen, dass zumindest einer der Teilgeneratoren 1a bis 1c ohne einen zwischengeschalteten DC/DC-Wandler 2b, 2c mit dem Wechselrichter 10 verbunden ist oder ein ggf. vorhandener DC/DC-Wandler inaktiv ist. Wird dieses erkannt, wird der interne MPP-Tracker des Wechselrichters 10 aktiviert und entsprechend der unmittelbar angeschlossene Teilgenerator, hier der Teilgenerator 1a, an seinem Arbeitspunkt optimaler Leistung betrieben.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1, bei dem jedem der Gleichstromeingänge 11a bis 11c ein eigenes Strommessmittel 12 zugeordnet ist, kann zudem ermittelt werden, welcher der Gleichstromeingang 11a bis 11c unmittelbar mit dem zugeordneten Teilgenerator 1a bis 1c verbunden ist. Bei einem Wechselrichter, der nicht nur einen internen MPP-Tracker, sondern mehrere, den einzelnen Gleichstromeingängen nachgeschaltete interne DC/DC-Wandler aufweist, kann diese Information dazu genutzt werden, um die internen DC/DC-Wandler bedarfsweise zu aktivieren oder zu deaktivieren. Wird bei dem Verfahren festgestellt, dass einem der Teilgeneratoren 1a bis 1c ein externer DC/DC-Wandler 2b, 2c zugeordnet ist, wird der entsprechende interne DC/DC-Wandler des Wechselrichters 10 deaktiviert, um doppelte Wandlerverluste auszuschließen. Dabei kann vorgesehen sein, den DC/DC-Wandler durch ein zusätzliches Schaltorgan mit geringem Durchgangswiderstand, beispielsweise ein Schütz oder einen geeigneten Halbleiterschalter zu überbrücken.
3 zeigt eine zu 1 vergleichbare PV-Anlage, die insbesondere einen ebenfalls mit drei Gleichstromeingängen 11a bis 11c versehenen Wechselrichter 10 aufweist. Weiterhin sind hier ebenfalls drei Teilgeneratoren 1a bis 1c vorhanden. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1, ist vorliegend jedem der Teilgeneratoren 1a bis 1c ein separater, externer DC/DC-Wandler 2a bis 2c nachgeschaltet.
Wie bereits zuvor erwähnt, kann bei Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, den internen MPP-Tracker dann nicht zu verwenden, wenn bei jedem der angeschlossenen Teilgeneratoren 1a bis 1c ein nachgeschalteter aktiver externer DC/DC-Wandler 2a bis 2c erkannt wird.
Wie nachfolgend anhand von Diagrammen in 4 erläutert wird, ist dabei das Aktiveren bzw. Deaktivieren des internen MPP-Trackers nicht zwingend statisch, sondern kann sich dynamisch während des Betriebs der PV-Anlage verändern.
4 zeigt im Teilbild a die zeitliche Veränderung verschiedener relevanter Spannungen der PV-Anlage. Dazu ist auf der vertikalen Achse eines Koordinatensystems eine Spannung U in Abhängigkeit der auf der horizontalen Achse dargestellten Zeit t dargestellt. Zunächst sind die Zeitverläufe 22a bis 22c der Spannungen Ua, Ub, Uc der Teilgeneratoren 1a bis 1c wiedergegeben. Die Spannungen sind über den betrachteten Zeitraum nicht konstant, sondern werden in einer für MPP-Nachführverfahren typischen Art und Weise dem optimalen Arbeitspunkt des PV-Generators nachgeführt. Weiter ist ein Spannungsverlauf 23 der Zwischenkreisspannung Uz wiedergeben.
In einem ersten Abschnitt des betrachteten Zeitraums bis zu einem Zeitpunkt t₀ ist die Zwischenkreisspannung Uz konstant bei einer minimalen Zwischenkreisspannung U₀. Diese Mindestspannung U₀ wird im Zwischenkreis benötigt, damit die Wechselrichterstufe 14 einen zur Einspeisung geeigneten Wechselstrom bereitstellen kann. Die Mindestspannung U₀ entspricht abhängig von der Topologie der Wechselrichterstufe im Wesentlichen der einfachen oder doppelten Netzkuppenspannung der Wechselspannung im Energieversorgungsnetz 4. Wie ein Vergleich der Kurvenverläufe 22a bis 22c mit dem Kurvenverlauf 23 der Zwischenkreisspannung Uz für t < t₀ zeigt, sind die Spannungen an den Teilgeneratoren 1a bis 1c ausnahmslos kleiner als die mindestens erforderliche Zwischenkreisspannung U₀. Entsprechend sind für alle drei Teilgeneratoren 1a bis 1c die zugeordneten DC/DC-Wandler 2a bis 2c aktiv, um die benötigte Zwischenkreisspannung Uz = U₀ liefern zu können.
Im Teilbild b der 4 ist in ähnlicher Weise wie in Teilbild 2b die Zeitabhängigkeit der an den Gleichstromeingängen 11a bis 11c gemessenen Ströme Ia bis Ic in Form von Stromverläufen 21a bis 21c dargestellt. Für Zeiten t < t₀ sind Stromrippel bei allen drei Strömen Ia bis Ic zu beobachten. Entsprechend ist der interne MPP-Tracker des Wechselrichters 10 inaktiv.
Wenn durch geänderte Einstrahlungsbedingungen zum Zeitpunkt t₀ die Ausgangsspannung eines der Teilgeneratoren 1a bis 1c, hier beispielhaft des Teilgenerators 1a, größer wird als die erforderliche Mindestspannung U₀ im Zwischenkreis 13, schaltet sich entsprechend der DC/DC-Wandler 2a inaktiv. In den gemessenen Strömen Ia bis Ic zeigt sich dieses daran, dass der am Gleichstromeingang 11a gemessene Strom Ia im Wesentlichen konstant wird und keinen Stromrippel mehr zeigt. Entsprechend dem zuvor geschilderten Verfahren wird beim Wechselrichter 10 nun der interne MPP-Tracker aktiviert, der damit die Einstellung des optimalen Arbeitspunkts für den Teilgenerator 1a übernimmt. Daraus resultiert die für Zeiten t > t₀ zu beobachtende stufenweise Variation der Zwischenkreisspannung U_z bei Werten Uz > U₀.
Wenn die Zwischenkreisspannung U_z wieder auf den Wert U₀ absinkt, weil die PV-Spannung Ua des Teilgenerators 1a unter den Wert U₀ abfällt (in den Diagrammen der 4 nicht dargestellt), wird sich umgekehrt der DC/DC-Wandler 2a aktivieren, was wiederum am Gleichstromeingang 11a zu beobachtendem Stromrippel im Stromverlauf 21a führt. Entsprechend wird der interne MPP-Tracker im Wechselrichter 10 deaktiviert.
Zur Detektion der Stromrippel können verschiedene Methoden verwendet werden. Beispielsweise kann eine Signalanalyse, zum Beispiel durch eine schnelle Fouriertransformation (FFT – fast fourier transform) verwendet werden. Diese ermöglicht es, von null verschiedene Frequenzkomponenten des Stromverlaufs als Indikator für das Vorliegen eines Stromrippels auszuwerten. Eine weitere Möglichkeit, den Stromrippel zu detektieren, ist es, den gemessenen Strom Ia bis Ic einer Hochpassfilterung zu unterziehen. Das Ausgangssignal des Hochpassfilters geht gegen null, wenn dem entsprechenden Eingang 11a bis 11c kein aktiver externer DC/DC-Wandler vorgeschaltet ist.
5 zeigt in wiederum vergleichbarer Weise wie 1 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer PV-Anlage mit einem Wechselrichter zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wiederum sind beispielhaft drei Teilgeneratoren 1a bis 1c vorgesehen, von denen zumindest einer, hier der Teilgenerator 1a, nicht über einen externen DC/DC-Wandler mit dem Wechselrichter 10 verbunden ist. Im Unterschied zu den zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Wechselrichter 10 hier mit nur einem Gleichstromeingang 11 ausgestattet. Die Teilgeneratoren 1a bis 1c sind am Ende ihrer Gleichstromleitungen 3a bis 3c parallel geschaltet und mit dem genannten Gleichstromeingang 11 des Wechselrichters 10 verbunden. Entsprechend weist der Wechselrichter auch nur ein Strommessmittel 12 auf, das geeignet ist, den Strom an dem einen Gleichstromeingang 11 zu messen.
6 zeigt in den Teilbildern a und b wiederum beispielhafte Leistungskurven für die Teilgeneratoren 1a bis 1c und die sich ergebenden Ströme Ia bis Ic in den Gleichstromleitungen 3a bis 3c. Die 6a und 6b entsprechen damit den 2a und 2b, mit dem Unterschied, dass die Ströme Ia bis Ic in den Gleichstromleitungen aus 3c hier nur zur Illustration des Verfahrens wiedergegeben sind, aber vom Wechselrichter 10 nicht separat gemessen werden. Stattdessen steht dem Wechselrichter das im Teilbild 6c dargestellte Messsignal des Gesamtstroms I zur Verfügung, das von dem in diesem Sinne gemeinsamen Strommessmittel 12 gemessen wird.
Im Teilbild c der 6 ist eine Stromverlaufskurve 21 des Gesamtstroms I beispielhaft wiedergegeben. Es zeigt sich, dass bei dieser Stromverlaufskurve 21, bedingt durch die DC/DC-Wandler 2b und 2c, zwar auch ein Stromrippel zu beobachten ist, dass der Strom aufgrund des im Wesentlichen konstanten Teilstroms I des Teilgenerators 1a zu keinem Zeitpunkt t einen Wert von null oder annähernd null einnimmt. Wäre dagegen jedem der Teilgeneratoren 1a bis 1c ein in dem entsprechenden Betriebszustand aktiver externer DC/DC-Wandler zugeordnet, würde die beobachtete Variation des Stromrippels ebenso groß werden, wie der beobachtete maximale Strom. Anders ausgedrückt würde zu zumindest bestimmten Zeitpunkten ein Gesamtstrom I beobachtet werden können, der bis auf null bzw. auf einen Wert nahe null zurückgeht. Auch über nur eine Strommessung ist somit eine Aussage möglich, ob zumindest einer der an den Wechselrichter 10 angeschlossenen Teilgeneratoren 1a bis 1c unmittelbar, d. h. ohne einen aktiv taktenden zwischengeschalteten externen DC/DC-Wandler 2a bis 2c an den Wechselrichter 10 angeschlossen ist. Eine Aussage darüber, welcher der Teilgeneratoren 1a bis 1c unmittelbar angeschlossen ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel dagegen nicht möglich.
Wie ein Vergleich der Stromverlaufskurven 21b und 21c in 6b zeigt, wurde bei der bisherigen Erläuterung dieses Ausführungsbeispiels davon ausgegangen, dass die Taktung von Schaltelementen innerhalb der DC/DC-Wandler 2b, 2c synchron erfolgt. Dieses kann beim Ausführungsbeispiel der 5 beispielsweise durch eine Synchronisationsleitung zwischen den DC/DC-Wandlern 2b, 2c erfolgen. Allerdings kann auch ohne Synchronisation der Schaltzeitpunkte das beschriebene Verfahren durchgeführt werden. Bei nicht miteinander synchronisierten DC/DC-Wandlern 2b, 2c ist davon auszugehen, dass die verwendeten Taktgeneratoren sich entweder in ihrer Frequenz und/oder ihrer Phasenlage zumindest minimal unterscheiden. Wenn alle Teilgeneratoren 1a bis 1c nachgeschaltete DC/DC-Wandler 2a bis 2c aufweisen, wird sich nahezu unvermeidbar ein Zeitpunkt ergeben, zu dem jeder der Teilströme Ia bis Ic zum gleichen Zeitpunkt zu null wird. Damit ist auch der Gesamtstrom I zu zumindest einem Zeitpunkt gleich null. Wird eine solche Situation detektiert, kann ausgeschlossen werden, dass einer der Teilgeneratoren 1a bis 1c unmittelbar an den Gleichstromeingang 11 angeschlossen ist, da der von einem solchen unmittelbar angeschlossenen Teilgenerator 1a bis 1c gelieferte Strom permanent größer null ist und entsprechend ein zu null werdender Gesamtstrom I nicht beobachtet werden kann. Gegebenenfalls ist bei einem solchen Verfahren, bei dem nicht synchronisierte DC/DC-Wandler eingesetzt werden, jedoch der Beobachtungszeitraum, für den auf ein eventuell bis auf den Wert null bzw. auf einen Wert annähernd gleich null abfallendes Gesamtstromsignal I_g gewartet wird, bevor eine Aussage getroffen wird, zu verlängern.
Ebenso wie im Zusammenhang mit 4 für das Ausführungsbeispiel von 3 gezeigt, kann auch in dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Aktivierung bzw. Deaktivierung des internen MPP-Trackers des Wechselrichters 10 dynamisch erfolgen. Wenn bei einer Konfiguration der PV-Anlage gemäß 5, in der alle Teilgeneratoren 1a bis 1c mit einem nachgeschalteten DC/DC-Wandler 2a bis 2c verbunden sind, sich zumindest einer der DC/DC-Wandler deaktiviert, da die vom entsprechenden Teilgenerator 1a bis 1c gelieferte Spannung bereits oberhalb der Mindestspannung U₀ des Zwischenkreises 13 liegt, kann auch hier vorgesehen sein, den wechselrichterinternen MPP-Tracker in dieser Betriebssituation zu aktivieren und den Arbeitspunkt des oder der Teilgeneratoren 1a bis 1c, deren zugeordneter DC/DC-Wandler 2a bis 2c sich deaktiviert hat, zu übernehmen.
Bezugszeichenliste

1: PV-Generator
1a, 1b, 1c: Teilgenerator
2a, 2b, 2c: Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler)
3a, 3b, 3c: Gleichstromleitung
4: Energieversorgungsnetz
10: Wechselrichter
11: Gleichstromeingang
11a, 11b, 11c: Gleichstromeingang
12: Strommessmittel
12a, 12b, 12c: Strommessmittel
13: Zwischenkreiskondensator
14: Wechselrichterstufe (DC/AC-Wandler)
15: Wechselstromausgang
20a, 20b, 20c: Leistungskurve
21: Zeitverlauf des Gesamtstroms I
21a, 21b, 21c: Zeitverläufe des Stroms Ia, Ib bzw. Ic
22a, 22b, 22c: Zeitverläufe der PV-Spannungen Ua, Ub bzw. Uc
23: Zeitverlauf der Zwischenkreisspannung Uz
I: Gesamtstrom
Ia, Ib, Ic: Strom
Ua, Ub, Uc: PV-Spannung
Uz: Zwischenkreisspannung

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines Betriebszustands einer Photovoltaikanlage, wobei – die Photovoltaikanlage einen Photovoltaikgenerator (1) aufweist, der einen oder mehrere Teilgeneratoren (1a, 1b, 1c) umfasst, und – jeder Teilgenerator (1a, 1b, 1c) über Gleichstromleitungen (3a, 3b, 3c) mit mindestens einem Gleichstromeingang (11, 11a, 11b, 11c) eines Wechselrichters (10) verbunden ist, wobei optional zwischen jedem der Teilgeneratoren (1a, 1b, 1c) und dem Gleichstromeingang (11, 11a, 11b, 11c) ein Gleichspannungswandler (2a, 2b, 2c) angeordnet sein kann, mit den folgenden Schritten – Messen mindestens eines Zeitverlaufs (21, 21a, 21b, 21c) eines Stroms (I, Ia, Ib, Ic) an dem mindestens einen Gleichstromeingang (11, 11a, 11b, 11c), und – Feststellen, dass zumindest einem der Teilgeneratoren (1a, 1b, 1c) ein aktiv wandelnder Gleichspannungswandler (2a, 2b, 2c) nachgeschaltet ist, wenn der mindestens eine Zeitverlauf (21, 21a, 21b, 21c) einen Stromrippel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Zeitverlauf (21, 21a, 21b, 21c) einer Fouriertransformation unterzogen wird, wobei aus dem Ergebnis der Fouriertransformation auf das Vorhandensein eines Stromrippels geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Zeitverlauf (21, 21a, 21b, 21c) einer Hochpass-Filterung unterzogen wird, wobei aus dem Ergebnis der Hochpass-Filterung auf das Vorhandensein eines Stromrippels geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem auf das Vorhandensein eines Stromrippels geschlossen wird, wenn eine Frequenzkomponente des Zeitverlaufs (21, 21a, 21b, 21c) bei einer von null verschiedenen Frequenz einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Zeitverlauf (21, 21a, 21b, 21c) im Hinblick auf einen innerhalb einer Beobachtungszeit angenommenen Mindestwert analysiert wird, wobei auf das Vorhandensein eines Stromrippels geschlossen wird, wenn der Mindestwert einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Wechselrichter (10) einen internen MPP-Tracker aufweist, der eine Zwischenkreisspannung Uz an einem dem mindestens einen Gleichstromeingang (11, 11a, 11b, 11c) nachgeschalteten Zwischenkreis einstellt, wobei der interne MPP-Tracker aktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass zumindest einem der Teilgeneratoren (1a, 1b, 1c) kein aktiv wandelnder Gleichspannungswandler (2a, 2b, 2c) nachgeschaltet ist, und wobei der interne MPP-Tracker andernfalls deaktiviert wird.
Wechselrichter (10) für eine Photovoltaikanlage mit einem Photovoltaikgenerator (1), der einen oder mehrere Teilgeneratoren (1a, 1b, 1c) umfasst, aufweisend – mindestens einen Gleichstromeingang (11, 11a, 11b, 11c) zum Anschluss der Teilgeneratoren (1a, 1b, 1c) mit mindestens einem Strommessmittel (12, 12a, 12b, 12c) und – mindestens einen Wechselstromausgang (15) zur Verbindung mit einem Energieversorgungsnetz (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (10) eine Auswerteeinheit aufweist, um eine Größe eines Stromrippels auf einem von dem Strommessmittel (12, 12a, 12b, 12c) gemessenen Strom (I, Ia, Ib, Ic) zu ermitteln und auszuwerten, und die dazu eingerichtet ist, abhängig von der Größe des Stromrippels einen internen MPP-Tracker, der eine Zwischenkreisspannung (Uz) an einem zwischen dem mindestens einen Gleichstromeingang (11, 11a, 11b, 11c) und einer Wechselrichterstufe (14) angeordneten Zwischenkreis einstellt, zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Wechselrichter (10) nach Anspruch 7, aufweisend mindestens zwei Gleichstromeingänge (11, 11a, 11b, 11c), wobei jedem der Gleichstromeingänge (11, 11a, 11b, 11c) ein Strommessmittel (12a, 12b, 12c) zugeordnet ist.
Wechselrichter (10) nach Anspruch 7, aufweisend mehrere Gleichstromeingänge (11, 11a, 11b, 11c), die im Wechselrichter (10) parallel geschaltet sind, wobei den parallel geschalteten Gleichstromeingänge (11, 11a, 11b, 11c) ein gemeinsames Strommessmittel (12) zugeordnet ist.