-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Photovoltaik-Generators, kurz PV-Generators, sowie einen Leistungswandler mit einer solchen Vorrichtung.
-
STAND DER TECHNIK
-
Ein PV-Generator kann über einen DC/DC-Wandler (Gleichspannungswandler) mit einem Leistungswandler verbunden werden. Bei dem Leistungswandler kann es sich insbesondere um einen Wechselrichter handeln, der mit einem AC-Netz, insbesondere einem AC-Versorgungsnetz, verbunden ist, um elektrische Leistung in das AC-Netz einzuspeisen. Ein PV-Generator weist eine Spannungs-Strom-Kennlinie, kurz Ul-Kennlinie, auf, die die Abhängigkeit des vom PV-Generator erzeugten DC-Stroms von der an den PV-Generator angelegten PV-Spannung darstellt.
-
Im Betrieb eines PV-Generators an einem Leistungswandler, insbesondere an einem Wechselrichter, kann der Leistungswandler die PV-Spannung am PV-Generator vorgeben und insbesondere mittels eines DC/DC-Wandlers über einen relativ großen Spannungsbereich variieren. Die UI-Kennlinie weist einen Punkt maximaler Leistung auf, d.h. eine Spannung, bei der das Produkt aus Strom und Spannung maximal ist. Der PV-Generator kann insbesondere an diesem Punkt maximaler Leistung betrieben werden, indem die PV-Spannung durch den Leistungswandler geeignet eingestellt wird, beispielsweise mittels einer Regelung, die bestrebt ist, den Punkt maximaler Leistung einzustellen, indem die Spannung variiert und die korrespondierende Änderung der Leistung beobachtet wird. Dazu kann insbesondere eine Messung des Stroms in Abhängigkeit von der eingestellten Spannung verwendet werden.
-
Es kann erwünscht sein, die UI-Kennlinie des PV-Generators während des Betriebs zu bestimmen. In
EP2601534 wird z. B. die Bestimmung der Ul-Kennlinie für Diagnosezwecke beschrieben.
-
AUFGABE
-
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Verfahren zum Betrieb eines PV-Generators aufzuzeigen, welches einen Diagnosebetrieb, z. B. zur Bestimmung einer Generatorkennlinie des PV-Generators, ermöglicht. Außerdem soll eine Vorrichtung zum Betrieb des PV-Generators aufgezeigt werden.
-
LÖSUNG
-
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 12 sowie einen Leistungswandler gemäß Anspruch 17 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
BESCHREIBUNG
-
Bei einem Verfahren zum Betrieb eines PV-Generators ist ein Ausgang des PV-Generators mit einem Eingang eines ersten DC/DC-Wandlers verbunden. Bei dem Verfahren kann eine erste Eingangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers in einem ersten Betriebsmodus oder in einem zweiten Betriebsmodus abgetastet werden, wobei es möglich ist, vom ersten in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln und umgekehrt.
-
Abtastwerte der ersten Eingangsgröße werden mittels einer Analog-Digital-Wandlung erzeugt. Die Analog-Digital-Wandlung weist einen ersten Analog-Digital-Wandler mit mehreren Multiplexer-Eingängen auf. Die erste Eingangsgröße ist einem ersten Multiplexer-Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers zugeordnet.
-
Das Abtasten der ersten Eingangsgröße erfolgt im zweiten Betriebsmodus häufiger als im ersten Betriebsmodus, indem der erste Analog-Digital-Wandler im zweiten Betriebsmodus häufiger mit der ersten Eingangsgröße belegt wird als im ersten Betriebsmodus. Es wird also die Belegung von Multiplexer-Eingängen der Analog-Digital-Wandlung in Situationen geändert, die eine höhere Abtastrate erfordern. Eine solche Situation kann insbesondere eine Diagnose-Situation sein, in der z. B. eine Generatorkennlinie des PV-Generators, insbesondere eine Ul-Kennlinie des PV-Generators bestimmt werden kann.
-
In dem zweiten Betriebsmodus kann also durch die erhöhte Abtastrate z. B. der DC-Strom am Eingang des ersten DC/DC-Wandlers als erste Eingangsgröße mit höherer Präzision bestimmt werden als im ersten Betriebsmodus und damit z. B. die Genauigkeit der Bestimmung der Generatorkennlinie erhöht werden. Der erste Betriebsmodus kann dabei z. B. einem Normal-Betriebsmodus entsprechen und der zweite Betriebsmodus kann z. B. einem Diagnose-Betriebsmodus entsprechen.
-
Das Abtastschema der Analog-Digital-Wandlung kann während des zweiten Betriebsmodus gezielt angepasst werden, insbesondere kann das Abtastschema des ersten Analog-Digital-Wandlers der Analog-Digital-Wandlung während des zweiten Betriebsmodus gezielt angepasst werden. Der zweite Betriebsmodus kann dabei für einen definierten Zeitraum eingenommen werden. Die Abtastrate kann für einzelne oder mehrere abzutastende Größen erhöht werden, wobei die Anzahl der Abtastungen durch den Analog-Digital-Wandler insgesamt pro Zeiteinheit, also die Samplingrate des AD-Wandlers gleichbleibt. Dies bedeutet, dass die Messung einzelner oder mehrerer der abzutastenden Größen im zweiten Betriebsmodus öfter erfolgen kann, indem ein größerer Anteil der Abtastungen pro Zeiteinheit diesen Größen zur Verfügung gestellt wird, beispielsweise indem ein Multiplexer den AD-Wandler im zweiten Betriebsmodus öfter mit den diesen Größen zugeordneten Multiplexer-Eingängen belegt als im ersten Betriebsmodus. Hierdurch kann z. B. ein schnellerer Ul-Scan erfolgen und die UI-Kennlinie schneller bestimmt werden.
-
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine zweite Eingangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers abgetastet. Die zweite Eingangsgröße ist einem zweiten Multiplexer-Eingang der Analog-Digital-Wandlung, insbesondere einem zweiten Multiplexer-Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers, zugeordnet. Alternativ oder zusätzlich wird eine Ausgangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers abgetastet. Die Ausgangsgröße ist einem dritten Multiplexer-Eingang der Analog-Digital-Wandlung, insbesondere des ersten Analog-Digital-Wandlers, zugeordnet. Es können zusätzliche Eingangsgrößen und/oder Ausgangsgrößen des ersten DC/DC-Wandlers abgetastet werden. Diese können weiteren Multiplexer-Eingängen zugeordnet sein. Abzutastende Eingangs- oder Ausgangsgrößen können z. B. Ströme, Spannungen und/oder Temperaturen oder ähnliches sein.
-
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Abtasten der zweiten Eingangsgröße im zweiten Betriebsmodus weniger häufig als im ersten Betriebsmodus, indem der erste Analog-Digital-Wandler im zweiten Betriebsmodus weniger häufig mit der zweiten Eingangsgröße belegt wird als im ersten Betriebsmodus. Hierdurch wird ein Anteil der Abtastungen des ersten Analog-Digital-Wandlers pro Zeiteinheit, also letztlich ein Anteil der Rechenleistung des ersten Analog-Digital-Wandlers von der Abtastung der zweiten Eingangsgröße zu der Abtastung der ersten Eingangsgrößen hin verschoben, was es ermöglicht, die erste Eingangsgrößen im zweiten Betriebsmodus schneller abzutasten.
-
Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Abtasten der Ausgangsgröße im zweiten Betriebsmodus weniger häufig als im ersten Betriebsmodus, indem der erste Analog-Digital-Wandler im zweiten Betriebsmodus weniger häufig mit der Ausgangsgröße belegt wird als im ersten Betriebsmodus. Hierdurch wird ein Anteil der Abtastungen des ersten Analog-Digital-Wandlers pro Zeiteinheit von der Abtastung der Ausgangsgröße zu der Abtastung der ersten Eingangsgrößen hin verschoben, was es ermöglicht, die erste Eingangsgrößen schneller abzutasten.
-
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Abtastung der ersten Eingangsgröße, der zweiten Eingangsgröße und/oder der Ausgangsgröße und damit die Belegung der Analog-Digital-Wandlung mit der jeweiligen Größe an dem jeweiligen Multiplexer-Eingang im ersten Betriebsmodus periodisch, beispielsweise mit einem wiederkehrenden Abtastschema. Ein wiederkehrendes Abtastschema kann eine feste Anzahl an Abtastungen durch den ersten Analog-Digital-Wandler in einem gegebenen Zeitraum umfassen, wobei ein Anteil der Abtastungen eines Durchlaufs des Abtastschemas zur Abtastung der ersten Eingangsgröße genutzt wird. Zusätzlich kann optional die Abtastung der ersten Eingangsgröße, der zweiten Eingangsgröße und/oder der Ausgangsgröße und damit die Belegung der Analog-Digital-Wandlung mit der jeweiligen Größe an dem jeweiligen Multiplexer-Eingang im zweiten Betriebsmodus ebenfalls periodisch erfolgen, beispielsweise mit einem wiederkehrenden Abtastschema, das im zweiten Betriebsmodus einen größeren Anteil an Abtastungen der ersten Eingangsgröße als im ersten Betriebsmodus umfasst.
-
In einer Ausführungsform ist das Verfahren zum Betrieb eines weiteren PV-Generators geeignet, dessen Ausgang mit dem Eingang eines zweiten DC/DC-Wandlers verbunden ist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- • Betrieb des ersten DC/DC-Wandlers und des zweiten DC/DC-Wandlers in einem ersten Wandlermodus und Abtasten einer oder mehrerer weiterer Eingangsgrößen und/oder einer oder mehrerer weiterer Ausgangsgrößen des zweiten DC/DC-Wandlers im ersten Betriebsmodus.
- • Wechsel des ersten DC/DC-Wandlers und/oder des zweiten DC/DC-Wandlers in einen zweiten Wandlermodus und Abtasten der jeweiligen Eingangsgrößen und/oder Ausgangsgrößen im zweiten Betriebsmodus.
-
Der Wechsel des ersten DC/DC-Wandlers und des zweiten DC/DC-Wandlers in den zweiten Wandlermodus kann dabei gleichzeitig oder aufeinander folgend erfolgen. Es ist auch möglich, dass nur der erste oder nur der zweite DC/DC-Wandler vom ersten in den zweiten Wandlermodus wechselt. Dabei ist jeweils eine der Größen des zweiten DC/DC-Wandlers jeweils einem Multiplexer-Eingang eines zweiten Analog-Digital-Wandlers der Analog-Digital-Wandlung zugeordnet. Die Abtastung im ersten oder zweiten Betriebsmodus für den zweiten DC/DC-Wandler wird dabei entsprechend der Abtastung im ersten oder zweiten Betriebsmodus für den ersten DC/DC-Wandler ausgeführt.
-
Das Abtasten der einen oder der mehreren weiteren Eingangsgrößen oder der einen oder mehreren weiteren Ausgangsgrößen erfolgt im zweiten Betriebsmodus häufiger als im ersten Betriebsmodus, indem der zweite Analog-Digital-Wandler im zweiten Betriebsmodus häufiger mit der jeweiligen Größe belegt wird als im ersten Betriebsmodus.
-
In einem solchen zweiten Betriebsmodus kann also durch die erhöhte Abtastrate für Größen des zweiten DC/DC-Wandlers z. B. die Generatorkennlinie des weiteren PV-Generators mit höherer Präzision bestimmt werden als im ersten Betriebsmodus. Der erste Betriebsmodus kann dabei z. B. einem Normal-Betriebsmodus entsprechen, in dem die DC/DC-Wandler insbesondere im ersten Wandlermodus betrieben werden, um beispielsweise die maximal mögliche PV-Leistung zu erzeugen und zu verwerten, und der zweite Betriebsmodus kann z. B. einem Diagnose-Betriebsmodus entsprechen, in dem mindestens ein DC/DC-Wandler insbesondere im zweiten Wandlermodus betrieben wird, um die Spannung am PV-Generator beispielsweise über einen großen Spannungsbereich zwischen Null und Leerlaufspannung zu variieren.
-
Das Abtastschema des zweiten Analog-Digital-Wandlers der Analog-Digital-Wandlung kann für einen definierten Zeitraum während des zweiten Betriebsmodus gezielt angepasst werden. Die Abtastrate kann für einzelne oder mehrere abzutastende Größen erhöht werden, was bedeutet, dass die Messung einzelner oder mehrerer der abzutastenden Größen im zweiten Betriebsmodus öfter erfolgen kann, indem ein größerer Anteil der Abtastungen des zweiten Analog-Digital-Wandlers pro Zeiteinheit diesen Größen zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch kann z. B. ein schnellerer Ul-Scan erfolgen und die UI-Kennlinie schneller bestimmt werden. Dies ermöglicht eine gezielte Anpassung des Abtastschemas eines oder mehrerer Analog-Digital-Wandler für einen definierten Zeitraum.
-
In einer Ausführungsform ist das Verfahren zum Betrieb eines weiteren PV-Generators geeignet, dessen Ausgang mit dem Eingang eines zweiten DC/DC-Wandlers verbunden ist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Betrieb des ersten DC/DC-Wandlers und des zweiten DC/DC-Wandlers im ersten Wandlermodus und Abtasten einer oder mehrerer weiterer Eingangsgrößen und/oder einer oder mehrerer weiterer Ausgangsgrößen des zweiten DC/DC-Wandlers im ersten Betriebsmodus.
- • Wechsel des ersten DC/DC-Wandlers in den zweiten Wandlermodus und Abtasten der Eingangsgrößen und/oder der Ausgangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers im zweiten Betriebsmodus.
- • Wechsel des ersten DC/DC-Wandlers vom zweiten in den ersten Wandlermodus, Wechsel des zweiten DC/DC-Wandlers in den zweiten Wandlermodus und Abtasten der Eingangsgrößen und/oder der Ausgangsgrößen des zweiten DC/DC-Wandlers im zweiten Betriebsmodus.
-
Dabei ist die erste Eingangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers einem Multiplexer-Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers und die zweite Eingangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers einem Multiplexer-Eingang des zweiten Analog-Digital-Wandlers zugeordnet. Mindestens eine der weiteren Eingangsgrößen des zweiten DC/DC-Wandlers ist einem Multiplexer-Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers der Analog-Digital-Wandlung zugeordnet.
-
Die Größen von verschiedenen DC/DC-Wandlern - und damit verschiedenen PV-Generatoren
- - können also von einem Analog-Digital-Wandler abgetastet werden. Zugleich können die Größen von einem bestimmten DC/DC-Wandler- und damit einem bestimmten PV-Generator
- - auf verschiedene Analog-Digital-Wandler aufgeteilt sein. Dies hat den Vorteil, dass z. B. für den Ul-Scan für einen bestimmten DC/DC-Wandler mehrere Analog-Digital-Wandler eingesetzt werden können, um jeweils eine Größe mit hoher zeitlicher Auflösung und damit genauer und weniger fehleranfällig abzutasten.
-
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Abtasten der ersten Eingangsgröße und der zweiten Eingangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers im zweiten Betriebsmodus häufiger als im ersten Betriebsmodus, indem der erste Analog-Digital-Wandler im zweiten Betriebsmodus häufiger mit der ersten Eingangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers belegt wird als im ersten Betriebsmodus und der zweite Analog-Digital-Wandler im zweiten Betriebsmodus häufiger mit der zweiten Eingangsgröße des DC/DC-Wandlers belegt wird als im ersten Betriebsmodus.
-
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der PV-Generator im ersten Betriebsmodus an einem Arbeitspunkt maximaler Leistung oder einem Arbeitspunkt mit gegenüber der maximal möglichen Leistung reduzierter Leistung betrieben. Dabei wird der PV-Generator im zweiten Betriebsmodus zur Bestimmung einer Generatorkennlinie, z. B. einer Ul-Kennlinie, bei unterschiedlichen Spannungen betrieben. Die Spannung am PV-Generator wird dabei im zweiten Betriebsmodus insbesondere über einen Bereich zwischen nahe Null und nahe einer Leerlaufspannung des PV-Generators variiert, beispielsweise indem der jeweilige DC/DC-Wandler im ersten Wandlermodus betrieben wird. Der Bereich zwischen nahe Null und nahe einer Leerlaufspannung des PV-Generators soll dabei den gesamten operativen Bereich des PV-Generators abdecken und möglichst nahe an die „Ränder“ des operativen Bereiches heranrücken. Dies ermöglicht den kompletten Scan einer Generatorkennlinie, z. B. Ul-Kennlinie, im zweiten Betriebsmodus. Es ist nicht nötig, während der Bestimmung der Generatorkennlinie bzw. des Scans in den ersten Betriebsmodus zurückzuwechseln.
-
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der weitere PV-Generator in einem dritten Betriebsmodus betrieben, während der PV-Generator zur Bestimmung der Generatorkennlinie im zweiten Betriebsmodus betrieben wird. Dabei wird der weitere PV-Generator im dritten Betriebsmodus bevorzugt bei gegenüber seiner maximal möglichen Leistung reduzierter Leistung, besonders bevorzugt bei seiner Leerlaufspannung betrieben. Dies ist vorteilhaft, da in einer solchen Ausführungsform die gesamte Leistung eines mit dem ersten DC/DC-Wandler und dem zweiten DC/DC-Wandler verbundenen Leistungswandlers, bevorzugt des Wechselrichters, für die Umwandlung der maximal möglichen Leistung des PV-Generators zur Verfügung steht, die bei der Bestimmung der Generatorkennlinie zwangsläufig zumindest zeitweise entnommen wird.
-
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der der PV-Generator zur Bestimmung der Generatorkennlinie im ersten Betriebsmodus mit einer Sollspannung betrieben und im zweiten Betriebsmodus wird durch den ersten AD-Wandler die erste Eingangsgröße abgetastet, indem der erste Analog-Digital-Wandler im zweiten Betriebsmodus komplett mit der ersten Eingangsgröße belegt wird. Insbesondere kann das Abtastschema des ersten AD-Wandlers im zweiten Betriebsmodus ausschließlich Abtastungen der ersten Eingangsgröße umfassen. Dabei wird alternierend zwischen erstem und zweiten Betriebsmodus gewechselt und die Sollspannung wird in den Phasen im ersten Betriebsmodus variiert, so dass die Spannung am PV-Generator sukzessive über einen Bereich zwischen nahe Null und nahe einer Leerlaufspannung des PV-Generators variiert wird. Der Bereich zwischen nahe Null und nahe einer Leerlaufspannung des PV-Generators soll dabei den gesamten operativen Bereich des PV-Generators abdecken und möglichst nahe an die „Ränder“ des operativen Bereiches heranrücken. In dieser Ausführungsform wird also bei jedem Wechsel in den zweiten Betriebsmodus jeweils ein Punkt der Kennlinie erfasst, wobei jeder Punkt einen Spannungswert und einen Stromwert am Eingang des ersten DC/DC-Wandlers umfasst. Beim Zurückwechseln in den ersten Betriebsmodus wird die Sollspannung geändert und beim darauffolgenden Zurückwechseln in den zweiten Betriebsmodus ein weiterer Punkt der Kennlinie bei einer anderen PV-Spannung erfasst. Dies ermöglicht eine hochauflösende Erfassung von „Einzelpunkten“ der Generatorkennlinie, die durch periodisches Wechseln zwischen erstem und zweitem Betriebsmodus aus z.B. 50-200 Spannungs-Strom-Wertepaare über einen Spannungsbereich von z.B. 0-1000 V PV-Spannung zusammengesetzt werden kann.
-
Eine Vorrichtung zum Betrieb eines PV-Generators weist einen mit einem Ausgang des PV-Generators verbindbaren ersten DC/DC-Wandler, eine erste Messeinheit zur Erfassung einer ersten Eingangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers und eine Analog-Digital-Wandlung zur Abtastung der ersten Eingangsgröße auf. Die Analog-Digital-Wandlung weist einen ersten Analog-Digital-Wandler mit mehreren Multiplexer-Eingängen auf. Die erste Eingangsgröße ist einem ersten Multiplexer-Eingang des erstem Analog-Digital-Wandlers zugeordnet. Die Vorrichtung ist eingerichtet, das Abtasten der ersten Eingangsgröße in einem zweiten Betriebsmodus häufiger durchzuführen als in einem ersten Betriebsmodus, indem der erste Analog-Digital-Wandler im zweiten Betriebsmodus häufiger mit der ersten Eingangsgröße belegt ist als im ersten Betriebsmodus. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, zusätzliche Eingangsgrößen und/oder Ausgangsgrößen des ersten DC/DC-Wandlers abzutasten. Diese zusätzlichen Größen können weiteren Multiplexer-Eingängen der Analog-Digital-Wandlung zugeordnet sein. Eingangs- oder Ausgangsgrößen können z. B. Ströme, Spannungen und/oder Temperaturen sein.
-
Die beschriebene Vorrichtung ist ausgelegt und eingerichtet das oben beschriebene Verfahren auszuführen.
-
In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist eine zweite Messeinheit zur Erfassung einer zweiten Eingangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers vorgesehen, wobei die zweite Eingangsgröße einem zweiten Multiplexer-Eingang der Analog-Digital-Wandlung, insbesondere einem zweiten Multiplexer-Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers, zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist eine dritte Messeinheit zur Erfassung einer Ausgangsgröße des ersten DC/DC-Wandlers vorgesehen, wobei die Ausgangsgröße einem dritten Multiplexer-Eingang der Analog-Digital-Wandlung, insbesondere einem dritten Multiplexer-Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers, zugeordnet ist.
-
In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung eingerichtet, das Abtasten der zweiten Eingangsgröße und/oder der Ausgangsgröße im zweiten Betriebsmodus weniger häufig durchzuführen als im ersten Betriebsmodus. Der erste Analog-Digital-Wandler ist damit im zweiten Betriebsmodus weniger häufig mit der zweiten Eingangsgröße belegt als im ersten Betriebsmodus und/oder der erste Analog-Digital-Wandler ist im zweiten Betriebsmodus weniger häufig durch die Ausgangsgröße belegt als im ersten Betriebsmodus.
-
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung einen mit einem Ausgang eines weiteren PV-Generators verbindbaren zweiten DC/DC-Wandler sowie eine oder mehrere weitere Messeinheiten zur Abtastung von einer oder mehrerer Eingangsgrößen und/oder einer oder mehrerer Ausgangsgrößen des zweiten DC/DC-Wandlers auf. Jeweils eine der Eingangsgrößen oder Ausgangsgrößen des zweiten DC/DC-Wandlers ist jeweils einem Multiplexer-Eingang der Analog-Digital-Wandlung, insbesondere jeweils einem Multiplexer-Eingang eines zweiten Analog-Digital-Wandlers, zugeordnet.
-
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung einen mit einem Ausgang eines weiteren PV-Generators verbindbaren zweiten DC/DC-Wandler sowie eine oder mehrere weitere Messeinheiten zur Erfassung einer oder mehrerer Eingangsgrößen und/oder einer oder mehrerer Ausgangsgrößen des zweiten DC/DC-Wandlers auf. Die erste Eingangsgröße ist einem Multiplexer-Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers und die zweite Eingangsgröße ist einem Multiplexer-Eingang eines zweiten Analog-Digital-Wandlers zugeordnet. Mindestens eine der weiteren Eingangsgrößen des zweiten DC/DC-Wandlers ist einem Multiplexer-Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers der Analog-Digital-Wandlung zugeordnet. Die Vorrichtung ist eingerichtet, im zweiten Betriebsmodus das Abtasten der ersten Eingangsgröße und der zweiten Eingangsgröße häufiger durchzuführen als im ersten Betriebsmodus, indem der erste Analog-Digital-Wandler im zweiten Betriebsmodus häufiger mit der ersten Eingangsgröße belegt ist als im ersten Betriebsmodus und indem der zweite Analog-Digital-Wandler im zweiten Betriebsmodus häufiger mit der zweiten Eingangsgröße belegt ist als im ersten Betriebsmodus.
-
Ein Leistungswandler, insbesondere ein Wechselrichter für einen PV-Generator, kann eine solche Vorrichtung zum Betrieb des PV-Generators aufweisen. Eine solche Vorrichtung kann zur Bestimmung einer Generatorkennlinie des PV-Generators dienen.
-
Das Verfahren sowie die Vorrichtung ermöglichen durch die gezielte Erhöhung der Abtastrate für einzelne Größen einen schnelleren, genaueren und weniger fehleranfälligen Kennlinien-Scan, z. B. einer Ul-Kennlinie, sowie eine korrekte Messung insbesondere des Stroms und/oder der Spannung des PV-Generators, insbesondere auch bei durch eine Taktung des DC/DC-Wandlers lückendem Strom am Eingang des DC/DC-Wandlers.
-
Figurenliste
-
Im Folgenden werden in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
- 1 zeigt einen ersten und einen zweiten Betriebsmodus eines anmeldungsgemäßen Verfahrens,
- 2+3 zeigen Ausführungsformen eines Verfahrens zum Bestimmen einer Generatorkennlinie,
- 4+5 zeigen Ausführungsformen einer Energieerzeugungsanlage mit PV-Generator und Wechselrichter,
- 6+7 zeigen Ausführungsformen von Abtastschemata einer Analog-Digital-Wandlung.
-
In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
-
FIGURENBESCHREIBUNG
-
1 zeigt einen ersten Betriebsmodus B1 eines Leistungswandlers 10 und einen zweiten Betriebsmodus B2 des Leistungswandlers 10. Der Leistungswandler 10 ist in 4 und 5 dargestellt, die weiter unten ausführlich beschrieben werden.
-
Im ersten Betriebsmodus B1 des Leistungswandlers 10, z. B. in einem Normal-Betriebsmodus, kann der Leistungswandler 10 in herkömmlicher Weise betrieben werden, d.h. beispielweise einem PV-Generator 2 eine vorgebbare DC-Leistung entnehmen und als AC-Leistung in ein Wechselspannungsnetz 30 einspeisen. Dazu kann der erste Betriebsmodus B1 eine Regelung umfassen, bei der eine erste Eingangsgröße E 1.1 eines ersten DC/DC-Wandlers 12.1 des Leistungswandlers 10, z. B. ein DC-Strom von einem PV-Generator 2, im Leistungswandler 10 mittels einer Analog-Digital-Wandlung 18 abgetastet wird. Der DC-Strom vom PV-Generator 2 wird mit einer Taktfrequenz des DC/DC-Wandlers 12.1 moduliert, wobei die Analog-Digital-Wandlung 18 insbesondere den DC-Strom als erste Eingangsgröße E 1.1 mit einem Vielfachen der Taktfrequenz des DC/DC-Wandlers 12.1 abtastet und beispielsweise einen Mittelwert über eine Taktperiode ermittelt. Die Analog-Digital-Wandlung 18 kann mehrere Analog-Digital-Wandler ADC1, ADC2, ADC3 aufweisen, die über Multiplexer-Eingänge mit verschiedenen Messeinheiten 22.1, 22.2, 24.1, 24.2 verbunden sind und innerhalb einer Taktperiode des DC/DC-Wandlers 12.1 mehrere oder alle angeschlossenen Messeinheiten mindestens einmal abtasten, insbesondere unter Verwendung eines Abtastschemas zur zeitlichen Zuordnung der Multiplexer-Eingänge zu den Analog-Digital-Wandlern. Die Messeinheiten können z. B. Sensoren sein, insbesondere Strom- oder Spannungssensoren.
-
Im zweiten Betriebsmodus B2 des Leistungswandlers 10, z. B. in einem Diagnose-Modus, z. B. zur Bestimmung einer UI-Kennlinie, kann z. B. die Spannung am PV-Generator 2 über einen Großteil der relevanten UI-Kennlinie des PV-Generators 2 variiert werden, d.h. beispielsweise von einem Kurzschluss mit Spannung gleich oder nahe Null bis in den Leerlauf mit Strom gleich oder nahe Null. Dazu kann der DC/DC-Wandler 12.1 die Eingangsspannung des Leistungswandlers 10, z. B. Wechselrichters, entsprechend einstellen und variieren. Geringe Eingangsspannungen in der Nähe des Kurzschlusses können dabei nur mit großen Übersetzungsverhältnissen des DC/DC-Wandlers 12.1 erreicht werden. Dazu sind große Tastgrade des DC/DC-Wandlers 12.1 notwendig, welche bei schwacher Einstrahlung auf den PV-Generator 2 zu einem DC-Strom mit Lücken, auch lückender DC-Strom genannt, führen können.
-
Die herkömmlichen Abtastraten der Strommessung, insbesondere die durch ein Abtastschema der Analog-Digital-Wandlung 18 im ersten Betriebsmodus vorgegebene Abtastrate des DC-Stroms in der Größenordnung der Taktfrequenz des DC/DC-Wandlers 12.1, können für eine amplitudengenaue Abtastung des DC-Stroms unzureichend sein, da nicht sichergestellt ist, ob die Strommesswerte zu einem Zeitpunkt aufgenommen werden, in dem tatsächlich ein Strom fließt, oder etwa in einer Stromlücke. Es kann somit ein systematischer Messfehler in Abhängigkeit vom Tastgrad des DC/DC-Wandlers 12.1, der Einstrahlung sowie weiterer Faktoren entstehen. Ein solcher Messfehler kann sich in der aufgenommenen Ul-Kennlinie in Form von „Beulen“ im ermittelten Kennlinienverlauf äußern, welche nicht der Charakteristik des PV-Generators 2, 6 entsprechen. Um solche Messfehler zu vermeiden, könnte die Abtastrate der Analog-Digital-Wandlung 18 selbst, insbesondere die Samplerate der Analog-Digital-Wandler und damit die Anzahl der Abtastungen durch den Analog-Digital-Wandler insgesamt pro Zeiteinheit, deutlich erhöht werden; dies würde jedoch zu einem unverhältnismäßigen Ressourcenverbrauch führen, indem wesentlich leistungsfähigere elektronische Bausteine eingesetzt werden müssten als zumindest für den ersten Betriebsmodus nötig. Alternativ könnte die Analog-Digital-Wandlung 18 ausschließlich mit der Abtastung der Strommesswerte beschäftigt werden, würde dann jedoch nicht mehr im Rahmen eines Multiplexing zur Messung anderer Messwerte zur Verfügung stehen.
-
Das Verfahren ermöglicht nun, während des Diagnose-Betriebsmodus B2 das Abtastschema und damit die Belegung der Analog-Digital-Wandler mit den Größen an den Multiplexer-Eingängen der Analog-Digital-Wandlung 18 derart anzupassen, dass die Abtastrate für die Größen, die für die Diagnose relevant sind, für die Ausführung der Ul-Kurvenmessung - also insbesondere für den DC-Strom - temporär erhöht ist, während weitere Größen, deren Erfassung zumindest im ersten Betriebsmodus B1, d.h. im Normalbetrieb, insbesondere zur Regelung notwendig sind, nicht oder zumindest seltener als im Normal-Betriebsmodus B1 abgetastet werden. Dabei wird in Kauf genommen, dass im zweiten Betriebsmodus B2 weniger Informationen über die weiteren Größen zur Regelung zur Verfügung stehen als im ersten Betriebsmodus. Bei einem Leistungswandler 10 mit mehreren DC/DC-Wandlern, an den mehrere PV-Generatoren 2, 6 angeschlossen werden können, können während einer Ul-Kurvenmessung eines PV-Generators 2 im zweiten Betriebsmodus B2 die weiteren an den Leistungswandler angeschlossenen PV-Generatoren 6 abgeregelt werden, so dass die weiteren PV-Generatoren 6 nicht oder nicht mit hoher Performanz geregelt werden müssen. Dadurch ergibt sich eine wesentlich bessere Nutzung der vorhandenen Ressourcen der Analog-Digital-Wandlung 18 und eine Überdimensionierung der Analog-Digital-Wandlung 18 ausschließlich für den Diagnose-Betriebsmodus B2, z. B. die Ul-Kurvenmessung, wird vermieden.
-
In 2 ist beispielhaft ein Verfahren zur Durchführung eines Scans einer Generator-Kennlinie dargestellt. Zunächst wird der PV-Generator2 im ersten Betriebsmodus B1 an einem gegebenen Arbeitspunkt, insbesondere an einem Arbeitspunkt maximaler Leistung oder einem Arbeitspunkt mit reduzierter Leistung betrieben. Ausgehend vom ersten Betriebsmodus B1 wird in Schritt StS der Scan der Generator-Kennlinie gestartet.
-
In Schritt S wird der Scan durchgeführt. Der Scan erfolgt durchgehend in zweiten Betriebsmodus B2. Dabei wird der PV-Generator 2 im zweiten Betriebsmodus B2 zur Bestimmung einer Generatorkennlinie, z. B. Ul-Kennlinie, bei unterschiedlichen Spannungen betrieben. Die Spannung am PV-Generator 2 wird dabei im zweiten Betriebsmodus B2 mittels des DC/DC-Wandlers 12.1 insbesondere über einen Bereich zwischen nahe Null und nahe einer Leerlaufspannung des PV-Generators 2 variiert. Der Bereich zwischen nahe Null und nahe einer Leerlaufspannung des PV-Generators 2 soll dabei den gesamten operativen Bereich des PV-Generators 2 abdecken und möglichst nahe an die „Ränder“ des operativen Bereiches heranrücken. Dies ermöglicht den kompletten Scan einer Generatorkennlinie, z. B. Ul-Kennlinie, im zweiten Betriebsmodus B2.
-
In Schritt ES wird der Scan beendet, woraufhin der Leistungswandler 10 wieder in den ersten Betriebsmodus B1 zurückkehrt.
-
In 3 ist beispielhaft ein weiteres Verfahren zur Durchführung eines Scans einer Generator-Kennlinie dargestellt. Zunächst wird der PV-Generator 2 im ersten Betriebsmodus B1 an einem gegebenen Arbeitspunkt, insbesondere an einem Arbeitspunkt maximaler Leistung oder einem Arbeitspunkt mit reduzierter Leistung mit einer Sollspannung betrieben. Ausgehend vom ersten Betriebsmodus B1 wird in Schritt StS der Scan der Generator-Kennlinie gestartet.
-
In Schritt S wird der Scan durchgeführt. Während des Scans wird der PV-Generator 2 zunächst im ersten Betriebsmodus B1 mit einer Sollspannung betrieben. Dann wird in den zweiten Betriebsmodus B2 gewechselt, in dem durch die Analog-Digital-Wandlung 18 zumindest eine erste Eingangsgröße E1.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 abgetastet wird. Hierbei kann z. B. ein Analog-Digital-Wandler ADC1 der Analog-Digital-Wandlung 18 im zweiten Betriebsmodus komplett mit der ersten Eingangsgröße E1.1 belegt werden, um insbesondere ein Wertepaar der Ul-Kennlinie aus DC-Strom und aktueller Sollspannung zu ermitteln. In Schritt S wird alternierend zwischen erstem und zweiten Betriebsmodus B1, B2 gewechselt, wobei die Sollspannung im ersten Betriebsmodus B1 über einen Bereich zwischen nahe Null und nahe einer Leerlaufspannung des PV-Generators 2 variiert wird und der zur aktuellen Sollspannung jeweils zugehörige Wert des DC-Stroms im zweiten Betriebsmodus B2 ermittelt wird. Es wird also bei jedem Wechsel in den zweiten Betriebsmodus B2 ein Punkt der Kennlinie erfasst. Beim Zurückwechseln in den ersten Betriebsmodus B1 wird die Sollspannung geändert und beim darauffolgenden Zurückwechseln in den zweiten Betriebsmodus B2 ein weiterer Punkt der Kennlinie erfasst. Dies ermöglicht eine hochauflösende Erfassung von „Einzelpunkten“ des Scans, der insbesondere den Bereich zwischen nahe Null und nahe der Leerlaufspannung des PV-Generators und damit den gesamten operativen Bereich des PV-Generators abdecken und möglichst nahe an die „Ränder“ des operativen Bereiches heranrücken kann.
-
In Schritt ES wird der Scan beendet, woraufhin der Leistungswandler 10 erneut in den ersten Betriebsmodus B1 zurückkehrt.
-
4 zeigt einen Leistungswandler 10 mit einer Wechselrichterbrücke 20, welche wechselstromseitig an ein AC-Netz 30 angeschlossen ist. Eine Vorrichtung zum Betrieb eines PV-Generators 2, 6 kann z. B. als DC-Eingangsstufe 26 ausgebildet sein, welche über einen Zwischenkreis 14 gleichstromseitig mit der Wechselrichterbrücke 20 verbunden ist. Der Leistungswandler 10 ist vorgesehen, von PV-Generatoren 2, 6 erzeugte elektrische Leistung zu wandeln und in das AC-Netz 30 einzuspeisen. Jeder der PV-Generatoren 2, 6 kann mehrere PV-Module 4, 8 aufweisen. Die DC-Eingangsstufe 26 weist Messeinheiten 22.1, 22.2, 24.1, 24.2 zur Messung von Eingangs- oder Ausgangsgrößen der DC/DC-Wandler 12.1, 12.2 auf. Die Messeinheiten 22.1, 22.2, 24.1, 24.2 können jeweils einen Sensor oder mehrere Sensoren zur Erfassung von Eingangs- bzw. Ausgangsgrößen der DC/DC-Wandler 12.1, 12.2 aufweisen. Insbesondere die Messeinheiten 22.1, 22.2 können jeweils eine erste und eine zweite Messeinheit umfassen, die insbesondere zur Erfassung von Strom und Spannung am Eingang des jeweiligen DC/DC-Wandlers 12.1, 12.2 eingerichtet sind.
-
Die Analog-Digital-Wandlung 18 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten Analog-Digital-Wandler ADC1 und einen zweiten Analog-Digital-Wandler ADC2 auf. In der Analog-Digital-Wandlung 18 werden Abtastwerte der durch die Messeinheiten 22.1, 22.2, 24.1, 24.2 erfassten Größen E1.1, E2.1, A.1, E1.2, E2.2, A.2 erzeugt. Die verschiedenen Größen E1.1, E2.1, A.1, E1.2, E2.2, A.2 werden der Analog-Digital-Wandlung 18 über Multiplexer Eingänge zugeführt. Ein Analog-Digital-Wandler ADC1, ADC2 arbeitet dabei die ihm zugeführten Größen jeweils sequenziell ab, insbesondere unter Verwendung eines festgelegten und sich periodisch wiederholenden Abtastschemas. Dazu kann die Analog-Digital-Wandlung einen Multiplexer aufweisen (nicht dargestellt), der unter Verwendung des Abtastschemas eine wechselnde Zuordnung der an den Multiplexer-Eingängen jeweils anliegenden Größen zu dem jeweiligen Analog-Digital-Wandler vornimmt, so dass die Analog-Digital-Wandler ADC1, ADC2 anhand des Abtastschemas mit den entsprechenden Größen belegt werden. Eine Recheneinheit 16 ist vorgesehen, um die Analog-Digital-Wandlung 18 sowie die Wechselrichterbrücke 20 anzusteuern. Es ist auch möglich, dass die Analog-Digital-Wandlung 18 nur einen Analog-Digital-Wandler ADC1, ADC2 aufweist oder - wie in 4 dargestellt - zwei Analog-Digital-Wandler ADC1, ADC2 aufweist oder mehr als zwei Analog-Digital-Wandler ADC1, ADC2 aufweist.
-
Im in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Eingangsgrößen E1.1, E2.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 sowie die Ausgangsgröße A.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 Multiplexer-Eingängen des ersten Analog-Digital-Wandlers ADC1 zugeführt. Das heißt, die Abtastung von Größen E1.1, E2.1, A.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich durch den ersten Analog-Digital-Wandler ADC1. Die Eingangsgrößen E1.2, E2.2 des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 sowie die Ausgangsgröße A.2 des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 werden Multiplexer-Eingängen des zweiten Analog-Digital-Wandlers ADC2 zugeführt. Das heißt, die Abtastung von Größen E1.2, E2.2, A.2 des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 erfolgt in dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ausschließlich durch den zweiten Analog-Digital-Wandler ADC2.
-
Im in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die erste Eingangsgröße E1.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 sowie die erste Eingangsgröße E1.2 des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 Multiplexer-Eingängen des ersten Analog-Digital-Wandlers ADC1 zugeführt. Die zweite Eingangsgröße E2.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 sowie die zweite Eingangsgröße E2.2 des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 wird Multiplexer-Eingängen des zweiten Analog-Digital-Wandlers ADC2 zugeführt. Alternativ können die erste Eingangsgröße E1.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 und die zweite Eingangsgröße E2.2 des zweiten DC/DC-Wandler 12.2 Multiplexer-Eingängen des ersten Analog-Digital-Wandlers ADC1 sowie die zweite Eingangsgröße E2.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 und die erste Eingangsgröße E1.2 des zweiten DC/DC-Wandler 12.2 Multiplexer-Eingängen des zweiten Analog-Digital-Wandlers ADC2 zugeführt werden Die Ausgangsgrößen A1, A2 können weitgehend beliebig auf weitere Multiplexer-Eingänge der Analog-Digital-Wandlung 18 zugeordnet werden. Das heißt, die Abtastung der ersten Eingangsgröße E1.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch den ersten Analog-Digital-Wandler ADC1, welcher auch eine Eingangsgröße des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 abtastet. Die Abtastung der Größe E2.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 erfolgt durch den zweiten Analog-Digital-Wandler ADC2, welcher auch eine weitere Eingangsgröße des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 abtastet. Diese sogenannte „Überkreuz-Verdrahtung“ ermöglicht z. B. die zeitweise gleichzeitige Erhöhung der Abtastrate von mehreren Größen eines DC/DC-Wandlers 12.1 oder 12.2 (vgl. 7).
-
6 zeigt im Teil a) eine beispielhafte Belegung eines Analog-Digital-Wandlers mit zwei Größen, die an Multiplexer-Eingängen K1, K2 anliegen, im ersten Betriebsmodus B1. Im dargestellten Beispiel erfolgt die Belegung anhand eines Abtastschemas, das sich periodisch wiederholt, d. h. die beiden Größen werden periodisch abgetastet.
-
In Teil b) erfolgt die Belegung des Analog-Digital-Wandlers mit den Größen an den Multiplexer Eingängen K1, K2 vom Zeitpunkt t0 bis t1 ebenfalls im ersten Betriebsmodus B1. Das Abtastschema entspricht hier dem Abtastschema aus Teil a). Zum Zeitpunkt t1 erfolgt die Belegung im zweiten Betriebsmodus B2 mit einem modifizierten Abtastschema, bei dem die Größe am Eingang K1 - im Vergleich zum ersten Betriebsmodus B1 - den Analog-Digital-Wandler häufiger belegt. Der Eingang K2 wird - im Vergleich zum ersten Betriebsmodus B1 - weniger häufig abgetastet. Das bedeutet, dass in Teil b) die Abtastrate für die Größe an Eingang K1 erhöht wurde und die Abtastrate für die Größe an Eingang K2 verringert wurde. Die Abtastung erfolgt im dargestellten Beispiel im zweiten Betriebsmodus B2 weiterhin periodisch, insbesondere indem die Abfolge der Belegung im Zeitraum t1 bis t2 sich nach t2 periodisch wiederholt.
-
In Teil c) erfolgt die Belegung des Analog-Digital-Wandlers mit den Größen an den Multiplexer Eingängen K1, K2 im Zeitraum t0 bis t1 ebenfalls im ersten Betriebsmodus B1. Das Abtastschema entspricht hier dem aus Teil a) oder b). Zum Zeitpunkt t1 erfolgt die Belegung im zweiten Betriebsmodus B2 mit einem modifizierten Abtastschema, bei dem die Größe am Eingang K1 - im Vergleich zum ersten Betriebsmodus B1 - den Analog-Digital-Wandler häufiger belegt. Konkret wird im zweiten Betriebsmodus B2, also zwischen t1 und t2, ausschließlich die Größe an Eingang K1 abgetastet. Der Eingang K2 wird - im Vergleich zum ersten Betriebsmodus B1 - weniger häufig abgetastet, konkret wird im zweiten Betriebsmodus B2, also zwischen t1 und t2, die Größe von Eingang K2 nicht mehr abgetastet. Ab Zeitpunkt t2 erfolgt die Abtastung wieder im ersten Betriebsmodus B1.
-
7 zeigt im Teil a) eine beispielhafte Belegung des ersten Analog-Digital-Wandlers ADC1 mit den Größen E1.1, E2.1, A.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1, die den Multiplexer-Eingängen K1, K2, K3 zugeordnet sind. Teil a) zeigt weiter eine beispielhafte Belegung des zweiten Analog-Digital-Wandlers ADC2 mit den Größen E1.2, E2.2, A.2 des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2, die den Multiplexer-Eingängen K4, K5, K6 zugeordnet sind. Teil a) zeigt außerdem eine beispielhafte Belegung eines dritten Analog-Digital-Wandlers ADC3 mit weiteren Größen x1, x2, x3 an Multiplexer-Eingängen K7, K8, K9.
-
Zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1 erfolgt die Belegung jeweils im ersten Betriebsmodus B1. Zum Zeitpunkt t1 wird in den zweiten Betriebsmodus B2 gewechselt und die Belegung erfolgt wie in 7a) dargestellt so, dass die Größe E1.1 häufiger abgetastet wird als im ersten Betriebsmodus B1. Zugleich erfolgt die Belegung des ersten Analog-Digital-Wandlers ADC1 mit den Größen E2.1 und A.1 im zweiten Betriebsmodus B2 weniger häufig als im ersten Betriebsmodus B1. Die Abtastrate wurde also für E1.1 auf Kosten von E2.1 und A.1 erhöht.
-
In Teil b) zeigt 7 die beispielhafte Belegung des ersten Analog-Digital-Wandlers ADC1 mit der Größe E1.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1, die am Multiplexer-Eingang K1 anliegt. Die Größe E2.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 ist Eingang K5 des zweiten Analog-Digital-Wandlers ADC2 zugeordnet und die Größe A.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 ist Eingang K9 des dritten Analog-Digital-Wandlers ADC3 zugeordnet. Die Größen des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 sind also zur Abtastung auf verschiedene Analog-Digital-Wandler ADC1, ADC2, ADC3 verteilt.
-
Zwischen Zeitpunkt t0 und t1 erfolgt die Abtastung im ersten Betriebsmodus B1. Ab dem Zeitpunkt B2 erfolgt die Abtastung im zweiten Betriebsmodus B2. Die Abtastraten werden hier im zweiten Betriebsmodus B2 für alle drei Größen E1.1, E2.1 und A.1 des ersten DC/DC-Wandlers 12.1 gegenüber dem ersten Betriebsmodus B1 erhöht. Die Erhöhung geht zu Lasten der anderen Größen, die den anderen Multiplexer-Eingängen des jeweiligen Analog-Digital-Wandlers ADC1, ADC2, ADC3 zugeordnet sind. Die Größen x2, A.2, E1.2, x3, x1, E2.2 werden im in 7b) dargestellten Beispiel im zweiten Betriebsmodus B2 also weniger häufig abgetastet als im ersten Betriebsmodus B1.
-
Teil b) von 7 zeigt außerdem die beispielhafte Belegung des ersten Analog-Digital-Wandlers ADC1 mit der Größe A.2 des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 am Multiplexer-Eingang K3. Die Größe E1.2 des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 ist Eingang K4 des zweiten Analog-Digital-Wandlers ADC2 zugeordnet und die Größe E2.2 des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 ist Eingang K8 des dritten Analog-Digital-Wandlers ADC3 zugeordnet. Die Größen des zweiten DC/DC-Wandlers 12.2 sind also ebenfalls zur Abtastung auf verschiedene Analog-Digital-Wandler ADC1, ADC2, ADC3 verteilt. Auch für diese Größen ist es möglich, die Abtastraten für alle drei gleichzeitig zu erhöhen, analog zum Beispiel zu den Größen des ersten DC/DC-Wandlers 12.1, wie oben beschrieben. Es versteht sich, dass eine Analog-Digital-Wandlung mehr als die zwei Multiplexer-Eingänge gemäß 6 bzw. die drei Multiplexer-Eingänge gemäß 7 pro Analog-Digital-Wandler aufweisen kann. Konkret kann die Analog-Digital-Wandlung 18 Multiplexer aufweisen, die jeweils acht Multiplexer-Eingänge aufweisen, wobei jeder Multiplexer einen Analog-Digital-Wandler beispielsweise sukzessive anhand eines Abtastschemas mit den Multiplexer-Eingängen verbindet, so dass der Analog-Digital-Wandler sukzessive mit den an den entsprechenden Multiplexer-Eingängen anliegenden Größen belegt wird und Abtastwerte für diese Größen erzeugt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- PV-Generator
- 4
- PV-Modul
- 6
- weiterer PV-Generator
- 8
- weiteres PV-Modul
- 10
- Leistungswandler
- 12.1
- erster DC/DC-Wandler
- 12.2
- zweiter DC/DC-Wandler
- 14
- Zwischenkreis
- 16
- Recheneinheit
- 18
- Analog-Digital-Wandlung
- 20
- Wechselrichterbrücke
- 22.1, 22.2, 24.1, 24.2
- Messeinheit
- 26
- DC-Eingangsstufe
- 30
- AC-Netz
- B1, B2
- Betriebszustand
- A.1, A.2
- Ausgangsgröße
- E1.1, E2.1, E1.2, E2.2
- Eingangsgröße
- ADC1, ADC2, ADC3
- Analog-Digital-Wandler
- K1, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8, K9
- Multiplexer-Eingänge
- x1, x2, x3
- Abtastwerte
- PE
- Potential Erde
- StS
- Start Scan
- ES
- Ende Scan
- S
- Scan
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
