DE202021004399U1

DE202021004399U1 - Schutzvorrichtung für ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem und ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem

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Publication number: DE202021004399U1
Application number: DE202021004399.3U
Authority: DE
Original assignee: Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2024-03-06
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: WO2021208658A1; CN116014681B; US20240097427A1; WO2021207880A1; JP2022535932A; CN116014681A; US11870238B2; BR112021023381A2; CN113826302B; EP3961854A4; CN113826302A; EP3961854A1; JP7439139B2; US20220085596A1; JP2024040384A; CN116073338A; DE202021106485U1; EP3961854B1; AU2021255319A1

Abstract

Schutzvorrichtung (200), die auf ein photovoltaisches Energieerzeugungssystem (2400) angewendet wird, wobei die Vorrichtung (200) eine Mehrzahl von Schnittstellen, eine Mehrzahl von Drehgleichstrom-Trennschaltern, mindestens eine Gleichstrom/Gleichstrom-(DC/DC)-Umwandlungsschaltung, mindestens einen Gleichstrombus, der mit einem Eingang der DC/DC-Umwandlungsschaltung verbunden ist, und eine Steuerung umfasst;
die mindestens eine DC/DC-Umwandlungsschaltung konfiguriert ist, mit einer Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) unter Verwendung der Schnittstellen verbunden zu werden, wobei die Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) mindestens drei oder vierphotovoltaische Einheiten (101) umfasst, die mit dem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung (200) gekoppelt sind, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig mindestens eine photovoltaische Einheit (101) aufweist;
sich die Drehgleichstrom-Trennschalter zwischen den Schnittstellen und dem mindestens einen Gleichstrombus befinden und konfiguriert sind, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101) von dem mindestens einen Gleichstrombus zu trennen; und
die Drehgleichstrom-Trennschalter konfiguriert sind, um: wenn basierend auf einem Parametererfassungswert des Zweigs oder einem Parametererfassungswert des Gleichstrombusses erfasst wird, dass das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) fehlerhaft ist, durch die Steuerung gesteuert zu werden, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101) von dem Gleichstrombus zu trennen,
wobei der Parametererfassungswert ein Umkehrstromwert ist und das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) fehlerhaft ist, wenn der Umkehrstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist,
wobei positive oder negative Ausgangsenden der drei oder vier photovoltaischen Einheiten in den photovoltaischen Einheiten (101) mit dem mindestens einen Gleichstrombus über einen oder zwei der Drehgleichstrom-Trennschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der drei oder vier photovoltaischen Einheiten mit dem mindestens einen Gleichstrombus über zwei oder mehr als zwei der Drehgleichstrom-Trennschalter verbunden sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung betrifft das Gebiet der Photovoltaik-Stromerzeugungstechnologien und insbesondere eine Schutzvorrichtung für ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem, und ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem.
HINTERGRUND
Photovoltaik-Stromerzeugung ist eine Technologie, die einen Photovoltaikeffekt einer Halbleiterschnittstelle verwendet, um Lichtenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem kann üblicherweise eine Photovoltaikeinheit, einen Wechselrichter, eine Wechselstrom-Stromverteilungsvorrichtung und dergleichen enthalten. Um eine relativ hohe Ausgangsspannung oder einen Ausgangsstrom zu erhalten, wird die Photovoltaikeinheit üblicherweise durch Verbinden mehrerer Photovoltaikkomponenten in einer spezifischen seriellen und/oder parallelen Verbindungsweise gebildet. Die Photovoltaikeinheit ist mit einer Komponente mit einer unabhängigen MPPT-Funktion (Maximum Power Point Tracking, Maximalleistungspunkt-Verfolgung) verbunden, um die Stromerzeugungseffizienz des Photovoltaik-Stromerzeugungssystems zu verbessern.
Derzeit ist, um ein Gleichstromverhältnis des Photovoltaik-Stromerzeugungssystems (ein Verhältnis von Leistung der Photovoltaikeinheit zu Eingangsleistung des Wechselrichters) zu verbessern, jede MPPT-Komponente üblicherweise mit mindestens zwei Photovoltaikeinheiten verbunden. In einem Beispiel, in dem eine Photovoltaikeinheit oder eine Leitung, in der sich eine Photovoltaikeinheit befindet, kurzgeschlossen ist, ist ein Kurzschlussstrom eine Summe von Ausgangsströmen anderer verbundener Photovoltaikeinheiten. Wenn es nur eine andere verbundene Photovoltaikeinheit gibt, können die Photovoltaikeinheit und die Leitung diesen Kurzschlussstrom tolerieren, da der Kurzschlussstrom relativ klein ist. Wenn es jedoch zwei oder mehr verbundene Photovoltaikeinheiten gibt, ist der Kurzschlussstrom relativ groß. Um die Photovoltaikeinheit und die Leitung zu schützen, können Sicherungen oder eine Sicherung mit einem positiven Ausgangsende und/oder einem negativen Ausgangsende der Photovoltaikeinheit in Reihe geschaltet sein, so dass die Sicherung durchbrennt, um die Photovoltaikeinheit und die Leitung zu schützen.
Da jedoch ein Sicherungsstrom der Sicherung üblicherweise relativ hoch ist und ein Ausgangsstrom jeder Photovoltaikeinheit relativ niedrig ist, kann eine Summe von Kurzschlussströmen mehrerer Photovoltaikeinheiten den Sicherungsstrom der Sicherung kaum erreichen. Folglich kann die Sicherung die Photovoltaikeinheit und die Leitung nicht effektiv schützen. Außerdem ist ein Widerstand der Sicherung relativ groß, was einen relativ großen Leistungsverlust im Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem verursachen kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Anmeldung stellt eine Schutzvorrichtung und ein Schutzverfahren für ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem und ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem bereit, um eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung effektiv mit einem geringen Leistungsverlust zu schützen, wenn das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist.
Gemäß einem ersten Aspekt stellt eine Ausführungsform dieser Anmeldung eine Schutzvorrichtung für ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem bereit. Die Vorrichtung wird auf das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem angewendet, und die Vorrichtung umfasst eine Schnittstelle, einen Schutzschalter, einen Gleichstrombus und eine Steuerung. Die Vorrichtung ist mit mindestens zwei Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden, die mindestens zwei Photovoltaikeinheiten sind mit dem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung parallel verbunden, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig ist mit mindestens einer Photovoltaikeinheit verbunden. Der Schutzschalter ist konfiguriert, alle oder einige der Photovoltaikeinheiten vom Gleichstrombus zu trennen, um zu ermöglichen, dass maximal von drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden werden. Wenn basierend auf einem Parameterdetektionswert des Zweigs oder einem Parameterdetektionswert des Gleichstrombusses detektiert wird, dass das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist, steuert die Steuerung den Schutzschalter so, dass er offen ist.
Wenn der Schutzschalter der Vorrichtung offen ist, sind maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden. Wenn eine Photovoltaikeinheit Ausgangsströme von zwei Photovoltaikeinheiten tolerieren kann, wenn eine Photovoltaikeinheit fehlerhaft ist, geben daher maximal zwei normalen Photovoltaikeinheiten Ströme an die Photovoltaikeinheit aus. In diesem Fall fallen die Ströme in einen tolerierbaren Bereich der fehlerhaften Photovoltaikeinheit, wodurch eine Photovoltaikkomponente und eine Leitung vor Beschädigung geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust des Photovoltaiksystems verringert. Außerdem kann, da die Sicherung nicht mehr verwendet wird, ein Y-Kabelbaum, der ursprünglich für die eingebaute Sicherung verwendet wurde, auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, anstatt unter einem Wechselrichter oder einer Gleichstromkombiniererbox des Photovoltaik-Stromerzeugungssystems angeordnet zu sein, so dass die Kabelkosten weiter verringert werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer möglichen Implementierung der Parameterdetektionswert ein Rückwärtsstromwert, und die Steuerung ist insbesondere konfiguriert zum: wenn ein Rückwärtsstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, Detektieren, dass das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist.
Wenn ein Zweig einen relativ großen Rückwärtsstrom aufweist, gibt dies an, dass ein Gleichstrom, der von einem anderen Zweig ausgegeben wird, rückwärts zum Zweig fließt, und daher kann detektiert werden, dass ein Kurzschlussfehler im Zweig auftritt.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer ersten möglichen Implementierung die Vorrichtung mit mindestens drei Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden, wobei maximal zwei Photovoltaikeinheiten direkt mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind und jede andere Photovoltaikeinheit und mindestens ein Schutzschalter in Reihe verbunden sind und dann mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind.
In einigen Ausführungsformen kann eine Photovoltaikeinheit oder eine Leitung einen Ausgangsstrom von nur einer Photovoltaikeinheit tolerieren. Wenn maximal zwei Photovoltaikeinheiten direkt mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind, gibt, wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, maximal eine normale Photovoltaikeinheit einen Kurzschlussstrom an die Photovoltaikeinheit aus und andere Photovoltaikeinheiten können direkt getrennt werden. In diesem Fall fällt der Kurzschlussstrom in einen tolerierbaren Bereich der fehlerhaften Photovoltaikeinheit, wodurch eine Photovoltaikkomponente und eine Leitung vor Beschädigung geschützt werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer zweiten möglichen Implementierung die Vorrichtung mit mindestens drei Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden, wobei maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind und jede andere Photovoltaikeinheit und mindestens ein Schutzschalter in Reihe verbunden sind und dann mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind.
In einigen Ausführungsformen kann eine Photovoltaikeinheit oder eine Leitung Ausgangsströme von zwei Photovoltaikeinheiten tolerieren. Wenn daher maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind, geben, wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, maximal zwei normale Photovoltaikeinheiten Kurzschlussströme an die Photovoltaikeinheit aus und andere Photovoltaikeinheiten können direkt getrennt werden. In diesem Fall fallen die Kurzschlussströme in einen tolerierbaren Bereich der fehlerhaften Photovoltaikeinheit, wodurch eine Photovoltaikkomponente und eine Leitung vor Beschädigung geschützt werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer dritten möglichen Implementierung die Vorrichtung mit drei Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden, wobei zwei Photovoltaikeinheiten direkt mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind und die andere eine Photovoltaikeinheit und mindestens ein Schutzschalter in Reihe verbunden sind und dann mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind. Wenn ein Kurzschlussfehler auftritt, kann die Steuerung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung in der Photovoltaikanlage geschützt werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer vierten möglichen Implementierung die Vorrichtung mit drei Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden, wobei zwei Photovoltaikeinheiten und mindestens ein Schutzschalter getrennt in Reihe verbunden sind und dann mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind und die andere eine Photovoltaikeinheit direkt mit dem Gleichstrombus parallel verbunden ist. Wenn ein Kurzschlussfehler auftritt, kann die Steuerung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, so dass ein Strom, der zu einer Photovoltaikeinheit fließt, in der ein Kurzschlussfehler auftritt, null ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung in der Photovoltaikanlage geschützt werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer fünften möglichen Implementierung die Vorrichtung mit vier Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden, wobei zwei Photovoltaikeinheiten zuerst parallel verbunden sind, die zwei parallel verbundenen Photovoltaikeinheiten und mindestens ein Schutzschalter dann in Reihe verbunden sind und dann mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind und die anderen zwei Photovoltaikeinheiten direkt mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind. Wenn ein Kurzschlussfehler auftritt, kann die Steuerung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung in der Photovoltaikanlage geschützt werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer sechsten möglichen Implementierung die Vorrichtung mit vier Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden, wobei zwei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden sind, die anderen zwei Photovoltaikeinheiten und mindestens ein Schutzschalter getrennt in Reihe verbunden sind und die anderen zwei Photovoltaikeinheiten und der mindestens eine Schutzschalter getrennt in Reihe verbunden sind und die zwei Photovoltaikeinheiten dann parallel verbunden sind, bevor sie mit dem Gleichstrombus parallel verbunden werden. Wenn ein Kurzschlussfehler auftritt, kann die Steuerung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung in der Photovoltaikanlage geschützt werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer siebten möglichen Implementierung die Vorrichtung mit vier Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden, wobei eine Photovoltaikeinheit und mindestens ein Schutzschalter in Reihe verbunden sind und dann mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind und die anderen drei Photovoltaikeinheiten direkt mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind. In diesem Fall kann eine Photovoltaikeinheit oder eine Leitung Ausgangsströme von zwei Photovoltaikeinheiten tolerieren, und wenn ein Kurzschlussfehler auftritt, kann die Steuerung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung in der Photovoltaikanlage geschützt werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer achten möglichen Implementierung die Vorrichtung mit vier Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden, wobei drei Photovoltaikeinheiten zuerst parallel verbunden sind, die drei parallel verbundenen Photovoltaikeinheiten und mindestens ein Schutzschalter dann in Reihe verbunden sind und dann mit dem Gleichstrombus parallel verbunden sind und die andere eine Photovoltaikeinheit direkt mit dem Gleichstrombus parallel verbunden ist. In diesem Fall kann eine Photovoltaikeinheit oder eine Leitung Ausgangsströme von zwei Photovoltaikeinheiten tolerieren, und wenn ein Kurzschlussfehler auftritt, kann die Steuerung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung in der Photovoltaikanlage geschützt werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer neunten möglichen Implementierung, wenn die Photovoltaikeinheit mit einem Schutzschalter in Reihe verbunden ist, der Schutzschalter mit einem positiven Ausgangsende oder einem negativen Ausgangsende der Photovoltaikeinheit in Reihe verbunden. Das Steuern des Schutzschalters so, dass er offen ist, kann eine Leitung steuern, in der sich eine entsprechende Photovoltaikeinheit befindet, um getrennt zu werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt sind in einer zehnten möglichen Implementierung, wenn die Photovoltaikeinheit mit zwei Schutzschaltern in Reihe verbunden ist, die zwei Schutzschalter getrennt mit einem positiven Ausgangsende und einem negativen Ausgangsende der Photovoltaikeinheit in Reihe verbunden. Das redundante Anordnen des Schutzschalters verbessert eine Fehlertoleranzfähigkeit des Systems und kann eine Verbindung zwischen einer Kurzschluss-Photovoltaikeinheit und dem System vollständig trennen, um die Wartung zu erleichtern.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt sind in einer elften möglichen Implementierung, wenn mehrere Photovoltaikeinheiten zuerst parallel verbunden sind und dann mit einem Schutzschalter in Reihe verbunden sind, positive Ausgangsenden der mehreren Photovoltaikeinheiten parallel verbunden und dann mit einem Schutzschalter in Reihe verbunden, oder negative Ausgangsenden der mehreren Photovoltaikeinheiten sind parallel verbunden und dann mit einem anderen Schutzschalter in Reihe verbunden. Das Steuern des Schutzschalters so, dass er offen ist, kann eine Leitung steuern, in der sich eine entsprechende Photovoltaikeinheit befindet, um getrennt zu werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt sind in einer zwölften möglichen Implementierung, wenn mehrere Photovoltaikeinheiten zuerst parallel verbunden sind und dann mit zwei Schutzschaltern in Reihe verbunden sind, positive Ausgangsenden der mehreren Photovoltaikeinheiten parallel verbunden und dann mit einem Schutzschalter in Reihe verbunden, und negative Ausgangsenden der mehreren Photovoltaikeinheiten sind parallel verbunden und dann mit dem anderen Schutzschalter in Reihe verbunden. Das redundante Anordnen des Schutzschalters verbessert eine Fehlertoleranzfähigkeit des Systems.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer dreizehnten möglichen Implementierung, dass die Steuerung konfiguriert ist zum: wenn ein Rückwärtsstrom eines Zweigs größer als der erste Stromwert ist, Steuern des Schutzschalters so, dass er offen ist, insbesondere: wenn ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses ist, Detektieren, dass ein Rückwärtsstrom eines Zweigs größer als der erste Stromwert ist, und Steuern des Schutzschalters so, dass er offen ist.
Ein Grund ist: Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ausgangsströme aller Photovoltaikeinheiten in dem Gleichstrombus, und daher ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs. Wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, fließen Ausgangsströme anderer normaler Photovoltaikeinheiten zu der Kurzschluss-Photovoltaikeinheit. In diesem Fall ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer vierzehnten möglichen Implementierung die Vorrichtung ferner einen ersten Stromsensor und einen zweiten Stromsensor; der erste Stromsensor ist konfiguriert zum: Erhalten des Absolutwerts des Stroms des Gleichstrombusses und Senden des Absolutwerts an die Steuerung; und der zweite Stromsensor ist konfiguriert zum: Erhalten eines voreingestellten Absolutwerts eines Stroms eines Zweigs und Senden des Absolutwerts an die Steuerung.
Die Steuerung vergleicht einen Absolutwert eines Stroms eines Zweigs mit dem Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses, um zu detektieren, ob ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit oder einer Leitung auftritt.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer fünfzehnten möglichen Implementierung die Vorrichtung ferner eine Leistungsschaltung; und
die Leistungsschaltung ist eine Gleichstrom/Gleichstrom-DC/DC-Wandlerschaltung oder eine Gleichstrom/Wechselstrom-DC/AC-Wandlerschaltung.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer sechzehnten möglichen Implementierung die Vorrichtung ferner einen ersten Spannungssensor und einen Gleichstromschalter; der Gleichstrombus ist unter Verwendung des Gleichstromschalters mit einem Eingangsende der Leistungsschaltung verbunden; und der erste Spannungssensor ist konfiguriert zum: Erhalten eines Absolutwerts einer Spannung des Gleichstrombusses und Senden des Absolutwerts an die Steuerung.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer siebzehnten möglichen Implementierung, dass die Steuerung konfiguriert ist zum: wenn ein Rückwärtsstrom eines Zweigs größer als der erste Stromwert ist, das Steuern des Schutzschalters so, dass er offen ist, insbesondere: wenn eine Stromrichtung eines Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, Detektieren, dass ein Rückwärtsstrom eines Zweigs größer als der erste Stromwert ist, und Steuern des Schutzschalters so, dass er offen ist.
Ein Grund ist: Wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, fließen Ströme von Zweigen, in denen andere normale Photovoltaikeinheiten angeordnet sind, zu einem Zweig, in dem die fehlerhafte Photovoltaikeinheit angeordnet ist, und in diesem Fall ist eine Stromdetektionsrichtung des Zweigs, in dem die fehlerhafte Photovoltaikeinheit angeordnet ist, entgegengesetzt zu einer voreingestellten Richtung, wenn die Photovoltaikeinheit normal ist. Wenn der Zweig, in dem die Photovoltaikeinheit angeordnet ist, normal ist und ein Kurzschlussfehler in einem anderen Zweig auftritt, gibt der Zweig, in dem die Photovoltaikeinheit angeordnet ist, einen Strom an den Zweig aus, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt, und in diesem Fall ist eine Stromdetektionsrichtung des anderen Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer achtzehnten möglichen Implementierung die Vorrichtung ferner einen dritten Stromsensor und einen vierten Stromsensor; der dritte Stromsensor ist konfiguriert zum: Erhalten einer Stromdetektionsrichtung eines ersten Detektionspunkts und Senden der Stromdetektionsrichtung an die Steuerung, wobei der erste Detektionspunkt in einem beliebigen Zweig angeordnet ist; und der vierte Stromsensor ist konfiguriert zum: Erhalten einer Stromdetektionsrichtung eines zweiten Detektionspunkts und Senden der Stromdetektionsrichtung an die Steuerung, wobei alle anderen Zweige als der Zweig, in dem der erste Detektionspunkt angeordnet ist, am zweiten Detektionspunkt angeschlossen sind.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer neunzehnten möglichen Implementierung die Steuerung insbesondere konfiguriert, um: wenn die Stromdetektionsrichtung des ersten Detektionspunkts entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung des ersten Detektionspunkts ist oder die Stromdetektionsrichtung des zweiten Detektionspunkts entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung des zweiten Detektionspunkts ist, den Schutzschalter so zu steuern, dass er offen ist.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer zwanzigsten möglichen Implementierung die Schutzvorrichtung ferner eine Leistungsschaltung; und die Leistungsschaltung ist eine Gleichstrom/Gleichstrom-DC/DC-Wandlerschaltung oder eine Gleichstrom/Wechselstrom(DC/AC)-Wandlerschaltung.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer einundzwanzigsten möglichen Implementierung die Vorrichtung ferner einen fünften Stromsensor, einen zweiten Spannungssensor und einen Gleichstromschalter; der Gleichstrombus ist unter Verwendung des Gleichstromschalters mit einem Eingangsende der Leistungsschaltung verbunden; der fünfte Stromsensor ist konfiguriert zum: Erhalten eines Absolutwerts eines Stroms des Gleichstrombusses und Senden des Absolutwerts an die Steuerung; und der zweite Spannungssensor ist konfiguriert zum: Erhalten eines Absolutwerts einer Spannung des Gleichstrombusses und Senden des Absolutwerts an die Steuerung.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt nimmt in einer zweiundzwanzigsten möglichen Implementierung, wenn eine positive Elektrode und eine negative Elektrode kurzgeschlossen sind oder der Gleichstrombus innerhalb der Schutzvorrichtung kurzgeschlossen ist oder ein Gleichstrombus in einer nächsten Schaltung kurzgeschlossen ist, eine Spannung des Gleichstrombusses ab und ein Strom des Gleichstrombusses nimmt zu. Daher ist die Steuerung ferner konfiguriert, um: wenn der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses größer als ein zweiter Stromwert ist und der Absolutwert der Spannung des Gleichstrombusses kleiner als ein erster Spannungswert ist, den Gleichstromschalter so zu steuern, dass er offen ist, so dass eine Schaltung geschützt ist.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer dreiundzwanzigsten möglichen Implementierung, wenn die Photovoltaikeinheit und eine Schutzeinheit in Reihe oder parallel verbunden sind und dann mit der Vorrichtung unter Verwendung der Schnittstelle verbunden sind, der Schutzschalter ferner konfiguriert, um: wenn er offen ist, zu verhindern, dass die Schutzeinheit eine Schutzaktion auslöst.
Mit anderen Worten, wenn ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem, das derzeit die Schutzeinheit verwendet, wiederaufgebaut wird, muss die Schutzeinheit möglicherweise nicht demontiert werden, so dass die Schutzeinheit direkt mit der Leerlaufschutzvorrichtung verbunden ist.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer vierundzwanzigsten möglichen Implementierung die Schutzeinheit mindestens eines der Folgenden: eine Sicherung, einen Optimierer und eine Trennbox.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt werden in einer fünfundzwanzigsten möglichen Implementierung, wenn die Vorrichtung mindestens zwei Schutzschalter umfasst, die mindestens zwei Schutzschalter durch eine gleiche Steuerung oder durch mehrere Steuerungen gesteuert.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer möglichen Implementierung die Steuerung insbesondere konfiguriert zum: wenn der Parameterdetektionswert des Zweigs einen ersten voreingestellten Parameterwertbereich überschreitet oder wenn der Parameterdetektionswert des Gleichstrombusses einen zweiten voreingestellten Parameterwertbereich überschreitet, Detektieren, dass das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist. Der Parameterdetektionswert kann mindestens einer von einem Spannungswert, einem Stromwert, einem Leistungswert oder einem Temperaturwert sein.
Wenn der Parameterdetektionswert anormal ist, zum Beispiel eine Spannung eines Zweigs abnimmt, ein Strom eines Zweigs zunimmt, eine Leistung eines Zweigs zunimmt und eine Temperatur eines Zweigs zunimmt, kann detektiert werden, dass ein Kurzschlussfehler im Zweig auftritt.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer möglichen Implementierung die Steuerung insbesondere konfiguriert zum: wenn ein Leckstromdetektionswert des Gleichstrombusses größer als ein dritter Stromwert ist oder wenn ein Leckstromdetektionswert eines Zweigs größer als ein vierter Stromwert ist, Detektieren, dass das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist. Wenn ein Leckstromdetektionswert anormal ist, gibt dies an, dass ein Leckstromfehler im Photovoltaik-Stromerzeugungssystem auftritt. Gemäß der Lösung dieser Anmeldung kann der Leckstromfehler lokalisiert werden, um einen Zweig zu detektieren, in dem der Leckstromfehler auftritt, oder der Leckstromfehler kann am Gleichstrombus lokalisiert werden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer möglichen Implementierung die Steuerung insbesondere konfiguriert zum: wenn basierend auf Stromdetektionswerten aller Zweige detektiert wird, dass ein Lichtbogenfehler in einem Zweig auftritt, oder basierend auf einem Stromdetektionswert des Gleichstrombusses detektiert wird, dass ein Lichtbogenfehler im Gleichstrombus auftritt, Detektieren, dass das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist. Die Steuerung kann insbesondere basierend auf einem Versatzgrad eines Stromdetektionswerts relativ zu einem voreingestellten Standardwert detektieren, ob ein Lichtbogenfehler auftritt.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer möglichen Implementierung die Steuerung ferner konfiguriert zum Steuern, gemäß einer von einem Host-Computer gesendeten Steueranweisung, des Schutzschalters so, dass er offen oder geschlossen ist, um eine aktive Steuerung des Schutzschalters zu implementieren.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt sind in einer möglichen Implementierung maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden und dann mit einer Schnittstelle verbunden, oder maximal drei Photovoltaikeinheiten sind innerhalb der Vorrichtung unter Verwendung entsprechender Schnittstellen parallel verbunden.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer möglichen Implementierung der Schutzschalter ein Drehgleichstromschalter-Trennschalter oder ein Gleichstromschaltungsunterbrecher.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt ist in einer möglichen Implementierung die Steuerung ferner konfiguriert, um: nachdem eine voreingestellte Zeit verstrichen ist, wenn bestimmt wird, dass ein Fehler behoben ist, den Schutzschalters so zu steuern, dass er geschlossen ist.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer möglichen Implementierung die Schutzvorrichtung ferner einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler; der Gleichstrombus ist mit einem Eingangsende des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers verbunden, und ein Ausgangsende des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers ist ein Ausgangsende der Schutzvorrichtung für das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem; und der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler ist konfiguriert zum Umwandeln eines Gleichstroms, der vom Gleichstrombus erhalten wird, in einen Gleichstrom zur Ausgabe. In diesem Fall ist die Schutzvorrichtung für das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem eine Gleichstrom-Verstärkungskombinationsbox.
Unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt umfasst in einer möglichen Implementierung die Schutzvorrichtung ferner einen Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler; der Gleichstrombus ist mit einem Eingangsende des Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlers verbunden, und ein Ausgangsende des Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlers ist ein Ausgangsende der Schutzvorrichtung für das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem; und der Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler ist konfiguriert zum Umwandeln eines Gleichstroms, der vom Gleichstrombus erhalten wird, in einen Wechselstrom zur Ausgabe. In diesem Fall ist die Schutzvorrichtung für das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem ein Wechselrichter.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt diese Anmeldung ferner ein Schutzverfahren für ein Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem bereit. Das Verfahren wird auf eine Schutzvorrichtung angewendet. Die Schutzvorrichtung ist mit mindestens zwei Photovoltaikeinheiten unter Verwendung einer Schnittstelle verbunden, die mindestens zwei Photovoltaikeinheiten sind mit einem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung gekoppelt, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig ist mit mindestens einer Photovoltaikeinheit verbunden; und ein Schutzschalter ist konfiguriert, alle oder einige der Photovoltaikeinheiten vom Gleichstrombus zu trennen, so maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden sind. Das Verfahren enthält:

wenn basierend auf einem Parameterdetektionswert des Zweigs oder einem Parameterdetektionswert des Gleichstrombusses bestimmt wird, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, Steuern des Schutzschalters so, dass er offen ist.

Unter Bezugnahme auf den zweiten Aspekt ist in einer möglichen Implementierung der Parameterdetektionswert ein Rückwärtsstromwert, und das Bestimmen basierend auf einem Parameterdetektionswert des Zweigs oder einem Parameterdetektionswert des Gleichstrombusses, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, enthält insbesondere:

wenn ein Rückwärtsstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, Bestimmen, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist.

Gemäß dem Verfahren sind, wenn der Schutzschalter offen ist, maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden. Wenn daher eine Photovoltaikeinheit Ausgangsströme von zwei Photovoltaikeinheiten tolerieren kann, geben, wenn eine Photovoltaikeinheit fehlerhaft ist, maximal zwei normalen Photovoltaikeinheiten Ströme an die Photovoltaikeinheit aus. In diesem Fall fallen die Ströme in einen tolerierbaren Bereich der fehlerhaften Photovoltaikeinheit, wodurch eine Photovoltaikkomponente und eine Leitung vor Beschädigung geschützt werden.
Unter Bezugnahme auf den zweiten Aspekt ist in einer möglichen Implementierung der Parameterdetektionswert ein Rückwärtsstromwert, und das Bestimmen basierend auf einem Parameterdetektionswert des Zweigs oder einem Parameterdetektionswert des Gleichstrombusses, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, enthält insbesondere:

Unter Bezugnahme auf den zweiten Aspekt enthält in einer ersten möglichen Implementierung die Vorrichtung ferner eine Leistungsschaltung, der Gleichstrombus ist unter Verwendung eines Gleichstromschalters mit einem Eingangsende der Leistungsschaltung verbunden, und das Verfahren enthält ferner: wenn ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses größer als ein zweiter Stromwert ist und ein Absolutwert einer Spannung des Gleichstrombusses kleiner als ein erster Spannungswert ist, Steuern des Gleichstromschalters, so dass er offen ist.
Gemäß dem Verfahren kann ein Kurzschlussstrom rechtzeitig unterbrochen werden, wenn eine positive Elektrode und eine negative Elektrode innerhalb der Schutzvorrichtung kurzgeschlossen sind und ein nachgeschalteter Bus kurzgeschlossen ist, so dass die Vorrichtung und die nächste Schaltung geschützt sind.
Unter Bezugnahme auf den zweiten Aspekt ist in einer zweiten möglichen Implementierung die Leistungsschaltung eine Gleichstrom/Gleichstrom-DC/DC-Wandlerschaltung oder eine Gleichstrom/Wechselstrom-DC/AC-Wandlerschaltung.
Unter Bezugnahme auf den zweiten Aspekt ist in einer möglichen Implementierung der Parameterdetektionswert mindestens einer von einem Spannungswert, einem Stromwert, einem Leistungswert oder einem Temperaturwert, und das Bestimmen basierend auf einem Parameterdetektionswert des Zweigs oder einem Parameterdetektionswert des Gleichstrombusses, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, enthält insbesondere:

wenn der Parameterdetektionswert des Zweigs einen ersten voreingestellten Parameterwertbereich überschreitet oder wenn der Parameterdetektionswert des Gleichstrombusses einen zweiten voreingestellten Parameterwertbereich überschreitet, Bestimmen, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist.

Unter Bezugnahme auf den zweiten Aspekt enthält in einer möglichen Implementierung das Bestimmen basierend auf einem Parameterdetektionswert des Zweigs oder einem Parameterdetektionswert des Gleichstrombusses, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, insbesondere:

wenn ein Leckstromdetektionswert des Gleichstrombusses größer als ein dritter Stromwert ist oder wenn ein Leckstromdetektionswert des Zweigs größer als ein vierter Stromwert ist, Bestimmen, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist.

wenn basierend auf Stromdetektionswerten aller Zweige bestimmt wird, dass ein Lichtbogenfehler in einem Zweig auftritt, oder basierend auf einem Stromdetektionswert des Gleichstrombusses bestimmt wird, dass ein Lichtbogenfehler im Gleichstrombus auftritt, Bestimmen, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist.

Gemäß einem dritten Aspekt stellt diese Anmeldung ferner einPhotovoltaik-Leistungserzeugungssystem bereit, das mindestens zwei Photovoltaikeinheiten und die Schutzvorrichtung in einer der vorstehenden Implementierungen enthält. Jede Photovoltaikeinheit enthält mindestens eine Photovoltaikkomponente. Wenn die Photovoltaikeinheit mehrere Photovoltaikkomponenten enthält, können die Photovoltaikkomponenten in Reihe oder parallel verbunden sein.
Wenn basierend auf einem Parameterdetektionswert eines Zweigs oder einem Parameterdetektionswert eines Gleichstrombusses bestimmt wird, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, kann eine Steuerung der Schutzvorrichtung für das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem einen Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, so dass maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden sind, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung im Photovoltaiksystem geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust des Photovoltaiksystems weiter verringert.
Unter Bezugnahme auf den dritten Aspekt umfasst in einer ersten möglichen Implementierung das System ferner eine Schutzeinheit und die Photovoltaikeinheit und die Schutzeinheit sind in Reihe oder parallel verbunden und dann mit der Schutzvorrichtung unter Verwendung der Schnittstelle verbunden.
Daher muss, wenn ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem, das derzeit die Schutzeinheit verwendet, wiederaufgebaut wird, die Schutzeinheit möglicherweise nicht demontiert werden, so dass die Schutzeinheit direkt mit der Leerlaufschutzvorrichtung verbunden ist.
Unter Bezugnahme auf den dritten Aspekt kann in einer zweiten möglichen Implementierung die Schutzeinheit eine oder eine Kombination aus einer Sicherung, einem Optimierer und einer Trennbox sein.
Wenn die Schutzvorrichtung eine Leistungsschaltung umfasst, kann die Leistungsschaltung eine Gleichstrom/Gleichstrom(DC/DC)-Wandlerschaltung sein. Wenn die Leistungsschaltung eine Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlerschaltung ist, kann die Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlerschaltung insbesondere eine Verstärkungs(Boost)-Schaltung, eine Abwärts(Buck)-Schaltung oder eine Abwärts-Verstärkungs(Buck-Boost)-Schaltung sein. In diesem Fall kann die Schutzvorrichtung eine Gleichstrom-Kombinationsbox des Photovoltaik-Leistungserzeugungssystems sein.
Die Leistungsschaltung kann alternativ eine Gleichstrom/Wechselstrom(DC/AC)-Wandlerschaltung sein, nämlich ein Wechselrichter (oder als Wechselrichterschaltung bezeichnet), der konfiguriert ist zum Umwandeln eines Gleichstroms in einen Wechselstrom zur Ausgabe.
Wenn die Schutzvorrichtung keine Leistungsschaltung umfasst, kann die Schutzvorrichtung mit einem Eingangsende einer Gleichstrom-Kombinationsbox oder einem Wechselrichter des Photovoltaik-Stromerzeugungssystems als unabhängige Vorrichtung verbunden sein.
Aus den vorstehenden technischen Lösungen geht hervor, dass die in dieser Anmeldung bereitgestellten Lösungen mindestens die folgenden Vorteile aufweisen:
Die Schutzvorrichtung für das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem, die in den Ausführungsformen dieser Anmeldung bereitgestellt ist, kann auf das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem angewendet werden. Wenn der Schutzschalter der Vorrichtung offen ist, sind maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden. Wenn zum Beispiel zwei Photovoltaikeinheiten direkt mit dem Gleichstrombus parallel innerhalb der Vorrichtung verbunden sind, gibt, wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, nur eine normale Photovoltaikeinheit einen Kurzschlussstrom an die Photovoltaikeinheit aus. In diesem Fall fällt der Kurzschlussstrom in einen tolerierbaren Bereich der fehlerhaften Photovoltaikeinheit, wodurch eine Photovoltaikkomponente und eine Leitung vor Beschädigung geschützt werden. Eine spezifische Verbindungsweise der Photovoltaikeinheit und des Schutzschalters kann basierend auf einer tatsächlichen Anforderung konfiguriert werden. Wenn die Steuerung der Schutzvorrichtung basierend auf dem Parameterdetektionswert des Zweigs oder dem Parameterdetektionswert des Gleichstrombusses bestimmen kann, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, steuert die Steuerung den Schutzschalter so, dass er offen ist, so dass maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden sind, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung im Photovoltaiksystem geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust des Photovoltaiksystems verringert. Außerdem kann, da die Sicherung nicht mehr verwendet wird, ein Y-Kabelbaum, der ursprünglich für die eingebaute Sicherung verwendet wurde, auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, anstatt unter einem Wechselrichter oder einer Gleichstromkombiniererbox des Photovoltaik-Leistungserzeugungssystems angeordnet zu sein, so dass die Kabelkosten weiter verringert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung 1 einer im Stand der Technik verwendeten Schutzvorrichtung;
2 ist eine schematische Darstellung 2 einer im Stand der Technik verwendeten Schutzvorrichtung;
3 ist eine schematische Darstellung 3 einer im Stand der Technik verwendeten Schutzvorrichtung;
4 ist eine schematische Darstellung eines Zweigs gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
5 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Zweigs gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
6A ist eine schematische Darstellung einer Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
6B ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
6C ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
7 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
8 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
9 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
10 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
11 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
12 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
13 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
14 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
15 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
16 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
17 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
18 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
19 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
20A ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
20B ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
20C ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
21 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
22 ist ein Flussdiagramm eines Kurzschlussschutzverfahrens gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung;
23 ist ein Flussdiagramm eines weiteren Kurzschlussschutzverfahrens gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung; und
24 ist eine schematische Darstellung eines Photovoltaik-Stromerzeugungssystems gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um ein Gleichstromverhältnis eines Photovoltaik-Stromerzeugungssystems zu verbessern, ist jede MPPT-Komponente üblicherweise mit mindestens zwei Photovoltaikeinheiten oder mehr Photovoltaikeinheiten verbunden. Zusätzlich sind zum Schützen einer Photovoltaikeinheit und einer Leitung, wenn die Photovoltaikeinheit oder die Leitung kurzgeschlossen ist, ein positives Ausgangsende und/oder ein negatives Ausgangsende der Photovoltaikeinheit mit einem Trennschalter oder einer Sicherung in Reihe verbunden. Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben, bei dem jede MPPT-Komponente mit drei Zweigen verbunden ist. Ein Prinzip, wenn jede MPPT-Komponente mit mehr Zweigen verbunden ist, ist ähnlich, und Einzelheiten werden hier nicht erneut beschrieben.
Siehe 1 bis 3. 1 ist eine schematische Darstellung, bei der sowohl ein positives Ausgangsende als auch ein negatives Ausgangsende einer Photovoltaikeinheit mit Sicherungen in Reihe verbunden sind. 2 ist eine schematische Darstellung, bei der ein positives Ausgangsende einer Photovoltaikeinheit mit einer Sicherung in Reihe verbunden ist. 3 ist eine schematische Darstellung, bei der ein negatives Ausgangsende einer Photovoltaikeinheit mit einer Sicherung in Reihe verbunden ist.
Jeder Zweig enthält eine Photovoltaikkomponente 101. Drei Zweige sind vor einem Schalter 102 parallel verbunden und werden dann unter Verwendung des Gleichstromschalters 102 mit einer MPPT-Komponente 103 verbunden. Eine Sicherung 1 mit einer Sicherung 6 in 1, eine Sicherung 1 mit einer Sicherung 3 in 2 und eine Sicherung 1 mit einer Sicherung 3 in 3 sind Sicherungen, die durchbrennen, wenn ein Strom in einer Leitung übermäßig groß ist, um die Photovoltaikkomponente und die Leitung zu schützen.
Da jedoch ein tatsächlicher Ausgangsstrom der Photovoltaikeinheit relativ klein ist, kann die Sicherung kaum durchbrennen. Eine Sicherung, deren Nennstrom 15 A beträgt, wird als Beispiel verwendet. Basierend auf Standardbestimmungen der Sicherung kann ein Strom, der zulässig ist, wenn die Sicherung nicht durchbrennt, bis zu 1,13 × 15 = 16,95 A betragen, und ein Strom, der erforderlich ist, damit die Sicherung in einer Stunde durchbrennt, beträgt 1,35 × 15 = 20,25 A. Daher kann die Sicherung nicht durchbrennen, und eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung können nicht effektiv geschützt werden. Außerdem kann ein Widerstand jeder Sicherung bis zu 9 Milliohm betragen. Daher gibt es Probleme mit einem relativ großen Leistungsverlust und einer relativ großen Wärmeerzeugung. In einigen Ausführungsformen muss, da ein Kabel geschützt werden muss, ein Y-Kabelbaum einer eingebauten Sicherung ferner unter einer Vorrichtung angeordnet sein, was ferner zu einer Erhöhung der Kabelkosten führt.
Um die vorstehenden technischen Probleme zu lösen, stellt diese Anmeldung eine Schutzvorrichtung, ein Kurzschlussschutzverfahren und ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem bereit, um eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung effektiv mit einem geringen Leistungsverlust zu schützen, wenn die Photovoltaikeinheit oder die Leitung kurzgeschlossen ist. Das Folgende stellt eine detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bereit.
Die folgenden Begriffe „erster“, „zweiter“ und dergleichen sind lediglich für einen Zweck der Beschreibung gedacht und sollen nicht als eine Angabe oder Implikation einer relativen Wichtigkeit oder impliziten Angabe einer Menge von angegebenen technischen Merkmalen verstanden werden. Daher kann ein Merkmal, das durch „erster“, „zweiter“ oder dergleichen begrenzt ist, explizit oder implizit ein oder mehrere solcher Merkmale enthalten.
In dieser Anmeldung sollte der Begriff „verbinden“ in einem breiten Sinn verstanden werden, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben und begrenzt. Zum Beispiel kann eine „Verbindung“ eine feste Verbindung sein, kann eine lösbare Verbindung sein oder kann eine Verbindung sein, um ein Ganzes zu bilden; und kann eine direkte Verbindung oder eine indirekte Verbindung durch ein Zwischenmedium sein.
Um Fachleute die technischen Lösungen in der vorliegenden Anmeldung besser verständlich zu machen, beschreibt das folgende Beispiel die technischen Lösungen in den Ausführungsformen dieser Anmeldung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in den Ausführungsformen dieser Anmeldung.
Ausführungsbeispiel 1
Eine einzelne Photovoltaikeinheit in den folgenden Ausführungsformen kann eine Photovoltaikkomponente enthalten oder kann durch Verbinden mehrerer Photovoltaikkomponenten in Reihe und/oder parallel gebildet werden. Zum Beispiel werden mehrere Photovoltaikeinheiten zuerst in Reihe verbunden, um einen Photovoltaikstrang zu bilden, und dann werden mehrere Photovoltaikstränge parallel verbunden, um eine Photovoltaikeinheit zu bilden. Eine spezifische Anzahl von Photovoltaikkomponenten, die in der Photovoltaikeinheit enthalten sind, ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt und kann von Fachleuten basierend auf einer tatsächlichen Anforderung eingestellt werden. Außerdem ist ein elektrischer Parameter einer einzelnen Photovoltaikkomponente in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt. Ausgangsspannungen mehrerer Photovoltaikeinheiten, die mit einer gleichen Vorrichtung verbunden sind, können gleich oder unterschiedlich sein, und dies ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt.
Eine Schutzvorrichtung, die in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung bereitgestellt ist, wird auf ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem angewendet und kann mit mindestens zwei Photovoltaikeinheiten unter Verwendung einer Schnittstelle verbunden werden. Nachdem die Photovoltaikeinheiten mit der Schutzvorrichtung unter Verwendung der Schnittstelle verbunden sind, können die Photovoltaikeinheiten direkt mit einem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung parallel verbunden werden, oder die Photovoltaikeinheiten und ein Schutzschalter können in Reihe verbunden und dann mit einem Gleichstrombus parallel verbunden werden, so dass sisc Ausgangsströme der Photovoltaikeinheiten in dem Gleichstrombus summieren, und ferner werden mindestens zwei Zweige innerhalb der Vorrichtung gebildet. Jeder Zweig ist mit mindestens einer Photovoltaikeinheit verbunden. Das Folgende beschreibt zuerst eine Anwesenheitsform des Zweigs im Detail.
4 ist eine schematische Darstellung eines Zweigs gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Der Zweig enthält eine Photovoltaikeinheit 101a1, ein positives Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a1 ist ein positives Ausgangsende des Zweigs und ein negatives Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a1 ist ein negatives Ausgangsende des Zweigs. Dies wird in der Beschreibung der folgenden Ausführungsformen nicht beschrieben.
5 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Zweigs gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Der Zweig kann mehrere Zweige enthalten, die in 4 gezeigt sind, und enthält daher mindestens zwei Photovoltaikeinheiten, die beispielsweise sequentiell 101a1, 101a2,... und 101ai sind. In einigen Ausführungsformen kann, wenn der Zweig mehrere Photovoltaikeinheiten enthält, der Zweig ferner einen Schutzschalter (in der Figur nicht gezeigt) enthalten, um den Schutz der Photovoltaikeinheiten und Leitungen zu implementieren.
Es versteht sich, dass der Zweig in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung ein Konzept im elektrischen Feld ist und sich auf einen Weg bezieht, durch den ein Zweigstrom einer Parallelschaltung fließt. Fortfahrend mit dem Beispiel von 5 kann eine Leitung, in der sich die Photovoltaikeinheit 101a1 befindet, als ein Zweig bezeichnet werden, und eine Leitung, die gebildet wird, nachdem die Photovoltaikeinheit 101a1 und die Photovoltaikeinheit 101a2 parallel verbunden sind, kann auch als ein Zweig bezeichnet werden.
Positive Ausgangsenden aller Photovoltaikeinheiten werden aggregiert, um ein positives Ausgangsende des Zweigs zu bilden, und negative Ausgangsenden aller Photovoltaikeinheiten werden aggregiert, um ein negatives Ausgangsende des Zweigs zu bilden.
Der „Zweig“ in den folgenden Ausführungsformen ist speziell ein allgemeiner Begriff für alle Zweige, die in 4 und 5 gezeigt sind, d. h. ein allgemeiner Begriff für alle Zweige außer einem Bündel (Gleichstrombus).
Das Folgende beschreibt ein Arbeitsprinzip der Schutzvorrichtung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
6A ist eine schematische Darstellung einer Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Die Schutzvorrichtung 200 enthält eine Schnittstelle, Schutzschalter S₁ bis S_M-1, einen Gleichstrombus und eine Steuerung (in der Figur nicht gezeigt).
Die Vorrichtung 200 kann mit mindestens zwei Photovoltaikeinheiten unter Verwendung einer Schnittstelle verbunden sein. Eine Menge von verbundenen Photovoltaikeinheiten ist in dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt. Die mindestens zwei Photovoltaikeinheiten sind mit dem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung gekoppelt, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig ist mit mindestens einer Photovoltaikeinheit verbunden.
Wenn die Schutzvorrichtung auf ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem angewendet wird, enthält der Gleichstrombus spezifisch einen positiven Gleichstrombus und einen negativen Gleichstrombus.
Die Schutzschalter S₁ bis S_M-1 sind konfiguriert, alle oder einige der Photovoltaikeinheiten vom Gleichstrombus zu trennen, so dass maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden sind, mit anderen Worten, sie sind konfiguriert: wenn sie offen sind, zu ermöglichen, dass maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel mit dem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung verbunden sind.
Wenn zum Beispiel ein Kurzschlussfehler in einer einzelnen Photovoltaikeinheit auftritt und die fehlerhafte Photovoltaikeinheit einen Ausgangsstrom einer anderen normalen Photovoltaikeinheit tolerieren kann, wenn die Schutzschalter S₁ bis S_M-1 offen sind, sind maximal zwei Photovoltaikeinheiten direkt parallel innerhalb der Vorrichtung verbunden. In diesem Fall sind die Werte von i und j in der Figur gleich 2.
Für ein anderes Beispiel, wenn ein Kurzschlussfehler in einer einzelnen Photovoltaikeinheit auftritt und die fehlerhafte Photovoltaikeinheit Ausgangsströme von zwei anderen normalen Photovoltaikeinheiten tolerieren kann, wenn die Schutzschalter S₁ bis S_M-1 offen sind, sind maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel innerhalb der Vorrichtung verbunden. In diesem Fall sind die Werte von i und j in der Figur gleich 3.
Insbesondere werden i und j durch einen tatsächlichen Stromtoleranzwert der Photovoltaikeinheit bestimmt. Dies ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt. Es sollte beachtet werden, dass 6 nur der Einfachheit der Zeichnung und Beschreibung dient und i Photovoltaikeinheiten in der Figur tatsächlich parallel innerhalb der Schutzvorrichtung verbunden sind.
Der Einfachheit der Beschreibung halber wird im Folgenden ein Beispiel beschrieben, in dem die Werte von i und j gleich 2 sind. In einigen anderen Ausführungsformen ist ein Prinzip, wenn die Werte von i und j gleich 3 sind, ähnlich, und Einzelheiten werden in dieser Anmeldung nicht erneut beschrieben.
Die Steuerung ist konfiguriert, um: wenn basierend auf einem Parameterdetektionswert des Zweigs oder einem Parameterdetektionswert des Gleichstrombusses bestimmt wird, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, den Schutzschalter so zu steuern, dass er offen ist. Im Folgenden wird ein Kurzschlussfehler als Beispiel beschrieben. Insbesondere, wenn der Parameterdetektionswert ein Rückwärtsstromwert ist, ist die Steuerung insbesondere konfiguriert, um: wenn ein Rückwärtsstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, zu bestimmen, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist.
Im Folgenden wird ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch die Steuerung beschrieben.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme aller Zweige in dem Gleichstrombus. Daher ist ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs. Eine Stromrichtung fließt von einer positiven Elektrode einer Photovoltaikeinheit zu dem positiven Gleichstrombus. Wenn ein Kurzschlussfehler in einem beliebigen Zweig auftritt, fließen Ausgangsströme aller anderen normalen Zweige zu dem Zweig, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt. In diesem Fall nimmt eine Spannung des Gleichstrombusses ab und eine Stromrichtung eines Zweigs fließt zu dem Zweig, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt, mit anderen Worten, ein Rückwärtsstrom eines Zweigs ist größer als der erste Stromwert. Der erste Stromwert kann basierend auf einem tatsächlichen Fall bestimmt werden. Dies ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt. Vorzugsweise kann, um einen Kurzschlussfehler zu finden und eine Schutzaktion des Schutzschalters so früh wie möglich auszulösen, der erste Stromwert ein relativ kleiner Wert, zum Beispiel 0, sein. Mit anderen Worten, wenn ein Rückwärtsstrom in einem Zweig auftritt, steuert die Steuereinheit den Schutzschalter so, dass er offen ist.
In diesem Fall bestimmt die Steuereinheit, dass ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit oder einer Leitung auftritt, und steuert den Schutzschalter so, dass er offen ist, um die Photovoltaikeinheit und die Leitung zu schützen.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Schutzvorrichtung 200 ferner eine Leistungsschaltung 201, die Leistungsschaltung ist konfiguriert zum Durchführen einer Leistungsumwandlung, und die Leistungsschaltung kann eine Gleichstrom/Gleichstrom(DC/DC)-Wandlerschaltung oder eine Gleichstrom/Wechselstrom(DC/AC)-Wandlerschaltung sein.
Wenn die Leistungsschaltung 201 eine Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlerschaltung ist, kann die Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlerschaltung insbesondere eine Verstärkungs(Boost)-Schaltung, eine Abwärts(Buck)-Schaltung oder eine Abwärts-Verstärkungs(Buck-Boost)-Schaltung sein. In diesem Fall kann die Schutzvorrichtung eine Gleichstrom-Kombinationsbox des Photovoltaik-Leistungserzeugungssystems sein. Dies ist in dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt.
Wenn die Leistungsschaltung 201 eine Gleichstrom/Wechselstrom-Schaltung ist, ist die Gleichstrom/Wechselstrom-Schaltung konfiguriert zum Umwandeln eines Gleichstroms in einen Wechselstrom zur Ausgabe. In diesem Fall kann die Schutzvorrichtung als ein Wechselrichter des Photovoltaik-Leistungserzeugungssystems verwendet werden.
In einigen anderen Ausführungsformen kann die Schutzvorrichtung alternativ an einem Eingangsende einer Gleichstrom-Kombinationsbox oder einem Wechselrichter des Photovoltaik-Leistungserzeugungssystems als unabhängige Vorrichtung angeordnet sein.
Abschließend kann die Schutzvorrichtung, die in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung bereitgestellt ist, mit mehreren Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden werden. Wenn der Schutzschalter der Vorrichtung offen ist, sind maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt innerhalb der Vorrichtung parallel verbunden, um eine Photovoltaikkomponente und eine Leitung vor Beschädigung zu schützen. Eine spezifische Verbindungsweise der Photovoltaikeinheit und des Schutzschalters kann basierend auf einer tatsächlichen Anforderung konfiguriert werden. Wenn ein Rückwärtsstrom eines Zweigs größer als der erste Stromwert ist, kann die Steuereinheit der Vorrichtung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, um eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung in der Photovoltaikanlage zu schützen. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust des Photovoltaiksystems weiter verringert. Außerdem kann, da die Sicherung nicht mehr verwendet wird, ein Y-Kabelbaum, der ursprünglich für die eingebaute Sicherung verwendet wurde, auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, anstatt unter dem Wechselrichter oder der Gleichstromkombiniererbox des Photovoltaik-Leistungserzeugungssystems angeordnet zu sein, so dass die Kabelkosten weiter verringert werden.
Die vorstehende Beschreibung verwendet ein Beispiel, in dem eine fehlerhafte Photovoltaikkomponente zulässig ist, um einen Rückwärtsstrom von einer anderen Photovoltaikkomponente zu tolerieren. In der tatsächlichen Anwendung ist der Schutzschalter konfiguriert, alle Photovoltaikeinheiten vom Gleichstrombus zu trennen, um eine Sicherheitsspezifikationsanforderung besser zu erfüllen. Für Details siehe 6B.
6B ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
6B unterscheidet sich von 6A darin, dass die Schutzschalter S01 und S02 ferner enthalten sind, so dass, wenn alle Schutzschalter offen sind, alle Photovoltaikeinheiten vom Gleichstrombus getrennt sind, mit anderen Worten, Verbindungsleitungen zwischen allen Schnittstellen und dem Gleichstrombus getrennt sind.
Zusätzlich verwendet die vorstehende Beschreibung ein Beispiel, in dem maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel verbunden sind und dann mit einer Schnittstelle verbunden ist. In einigen anderen Ausführungsformen ist maximal drei Photovoltaikeinheiten innerhalb der Vorrichtung unter Verwendung entsprechender Schnittstellen parallel verbunden. Für eine spezifische Implementierung siehe 6C.
In einigen Ausführungsformen, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder wenn ein Rückwärtsstrom eines Zweigs größer als der erste Stromwert ist, bestimmt die Steuerung insbesondere, dass der Rückwärtsstrom des Zweigs größer als der erste Stromwert ist, und steuert den Schutzschalter so, dass er offen ist. Im Folgenden wird ein Arbeitsprinzip der Steuerung unter Bezugnahme auf spezifische Implementierungen beschrieben.
Ausführungsbeispiel 2
Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben, bei dem eine Schutzvorrichtung mit zwei Photovoltaikeinheiten verbunden ist.
7 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Die Schutzvorrichtung 200 ist mit zwei Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 unter Verwendung einer Schnittstelle verbunden.
Die zwei Photovoltaikeinheiten sind innerhalb der Schutzvorrichtung 200 parallel verbunden und werden dann mit einem Leistungsschaltkreis 201 unter Verwendung eines Gleichstromschalters 102 verbunden. Der Gleichstromschalter 102 ist konfiguriert zum Schützen einer Schaltung. In einigen Ausführungsformen kann eine direkte Verbindung durchgeführt werden, anstatt den Gleichstromschalter 102 anzuordnen.
Mindestens eine Photovoltaikeinheit ist ferner mit einem Schutzschalter S1 in Reihe verbunden.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme der zwei Photovoltaikeinheiten in einem Gleichstrombus, und ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses (ein Absolutwert eines Detektionsstroms eines Detektionspunkts A oder eines Detektionspunkts B) ist größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs (ein Absolutwert eines Detektionsstroms eines Detektionspunkts C oder eines Detektionspunkts D).
Wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, fließt ein Ausgangsstrom der anderen normalen Photovoltaikeinheit zu der Kurzschluss-Photovoltaikeinheit. In diesem Fall ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Wenn ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, steuert die Steuerung den Schutzschalter S 1 so, dass er offen ist.
Insbesondere ist, wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, in dem sich die Photovoltaikeinheit 101a1 befindet, der Schutzschalter S1 offen, so dass die Photovoltaikeinheit 101a2 aufhört, einen Strom auszugeben, wodurch die Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden. Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, in dem sich die Photovoltaikeinheit 101a2 befindet, ist der Schutzschalter S1 offen, so dass der Kurzschlusszweig getrennt ist, und die Photovoltaikeinheit 101a1 kann weiterhin einen Strom an die Vorrichtung 200 ausgeben, um einen normalen Arbeitszustand aufrechtzuerhalten.
In einigen Ausführungsformen können eine Größe und eine Richtung eines Stroms unter Verwendung eines Stromsensors detektiert werden, und der Stromsensor sendet ein Detektionsergebnis an die Steuerung der Vorrichtung 200.
In der vorstehenden Implementierung kann der Absolutwert des Stroms des Punkts A oder des Punkts B unter Verwendung eines ersten Stromsensors detektiert werden, und der Absolutwert des Stroms des Punkts C oder des Punkts D kann unter Verwendung eines zweiten Stromsensors detektiert werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Schutzschalter S1 mit einem positiven Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 102a2 in Reihe verbunden sein oder kann mit einem negativen Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 102a2 in Reihe verbunden sein, oder eine Photovoltaikeinheit kann mit jeweils einem positiven Ausgangsende und einem negativen Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 102a2 verbunden sein, um eine Redundanzsteuerung zu implementieren. Dies ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, können Stromrichtungen eines Detektionspunkts C und eines Detektionspunkts D auf eine voreingestellte Richtung eingestellt werden, zum Beispiel können sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, in dem die Photovoltaikeinheit 101a1 angeordnet ist, fließt ein Ausgangsstrom der Photovoltaikeinheit 101a2 zu dem Zweig, in dem die Photovoltaikeinheit 101a1 angeordnet ist, und daher ist die Stromrichtung des Detektionspunkts C entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung und ist eine negative Richtung. In diesem Fall steuert die Steuerung den Schutzschalter S 1 so, dass er offen ist, so dass die Photovoltaikeinheit 101a2 aufhört, einen Strom auszugeben, wodurch die Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden. Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, in dem die Photovoltaikeinheit 101a2 angeordnet ist, fließt ein Ausgangsstrom der Photovoltaikeinheit 101a1 zu dem Zweig, in dem die Photovoltaikeinheit 101a2 angeordnet ist, und daher ist die Stromrichtung des Detektionspunkts D entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. In diesem Fall steuert die Steuerung den Schutzschalter S 1 so, dass er offen ist, so dass der Kurzschlusszweig getrennt ist, und die Photovoltaikeinheit 101a1 kann weiterhin normalerweise einen Strom an die Schutzvorrichtung 200 ausgeben.
Auf diese Weise kann die Stromrichtung des Punkts C unter Verwendung eines dritten Stromsensors detektiert werden, und die Stromrichtung des Punkts D kann unter Verwendung eines vierten Stromsensors detektiert werden.
Der Detektionspunkt C und der Detektionspunkt D in der vorstehenden Ausführungsform können alternativ auf negativen Ausgangsenden entsprechender Photovoltaikeinheiten angeordnet sein, oder eine ist auf einer positiven Ausgangsendseite einer Photovoltaikeinheit angeordnet, und die andere ist auf einer negativen Ausgangsendseite einer Photovoltaikeinheit angeordnet. In diesem Fall ist ein Arbeitsprinzip der Steuerung ähnlich, und Einzelheiten werden hier nicht erneut beschrieben.
Abschließend, wenn die Schutzvorrichtung unter Verwendung der Schnittstelle mit zwei Photovoltaikeinheiten verbunden ist, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder wenn eine Stromrichtung eines Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, steuert die Steuerung der Schutzvorrichtung den Schutzschalter so, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als ein erster Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu der Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist (in einigen Ausführungsformen beträgt ein Widerstand eines angewendeten Schutzschalters nur etwa 0,3 Milliohm und ist kleiner als ein Widerstand der Sicherung), eine Verlustrate und ein Verlust weiter verringert. Außerdem kann ein Y-Anschluss auch auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, so dass die Kabelkosten verringert werden.
Die vorstehende Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die Schutzvorrichtung mit zwei Photovoltaikeinheiten verbunden ist. Derzeit ist jedoch, um ein Gleichstromverhältnis eines Photovoltaik-Stromerzeugungssystems zu verbessern, die Schutzvorrichtung üblicherweise entsprechend mit drei, vier oder mehr Photovoltaikeinheiten verbunden. Im Folgenden wird zuerst ein Arbeitsprinzip beschrieben, wenn jede Vorrichtung entsprechend mit drei Photovoltaikeinheiten verbunden ist.
Ausführungsbeispiel 3
8 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Positive Ausgangsenden von drei Photovoltaikeinheiten sind innerhalb der Schutzvorrichtung parallel verbunden und werden dann unter Verwendung eines Gleichstromschalters 102 mit einem Leistungsschaltkreis 201 verbunden. Der Gleichstromschalter 102 ist konfiguriert zum Schützen einer Schaltung. In der tatsächlichen Anwendung kann eine direkte Verbindung durchgeführt werden, anstatt den Gleichstromschalter 102 anzuordnen.
Eine Photovoltaikeinheit 101a1 und ein Schutzschalter S1 sind in Reihe verbunden und werden dann mit einem Gleichstrombus verbunden, und eine Photovoltaikeinheit 101a3 und ein Schutzschalter S2 sind in Reihe verbunden und werden dann mit dem Gleichstrombus parallel verbunden.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ausgangsströme der drei Photovoltaikeinheiten in dem Gleichstrombus, und daher ist ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses (ein Absolutwert eines Detektionsstroms eines Detektionspunkts A oder eines Detektionspunkts B) größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs (Absolutwerte von Detektionsströmen eines Detektionspunkts C, eines Detektionspunkts D und eines Detektionspunkts E).
Wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, fließen Ausgangsströme anderer normaler Photovoltaikeinheiten zu der Photovoltaikeinheit, in der ein Kurzschlussfehler auftritt. In diesem Fall ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Wenn der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs ist, steuert die Steuerung der Schutzvorrichtung die Schutzschalter S1 und S2 so, dass sie offen sind, so dass ein Strom, der zu einem Kurzschlusszweig fließt, null ist, wodurch die Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
In dieser Implementierung kann der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses (nämlich der Detektionspunkt A oder B) unter Verwendung eines ersten Stromsensors detektiert werden, und ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs (nämlich der Detektionspunkt C, D oder E) kann unter Verwendung eines zweiten Stromsensors detektiert werden.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, können Stromrichtungen eines Punkts C, eines Punkts D und eines Punkts E auf eine voreingestellte Stromrichtung eingestellt werden, zum Beispiel können sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, fließen Ausgangsströme anderer normaler Photovoltaikeinheiten zu der Photovoltaikeinheit, in der ein Kurzschlussfehler auftritt, und daher ist eine Stromrichtung in der Photovoltaikeinheit, in der ein Kurzschlussfehler auftritt, entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung. In diesem Fall steuert die Steuerung die Schutzschalter S1 und S2 so, dass sie offen sind, so dass ein Strom, der zu einem Kurzschlusszweig fließt, null ist, wodurch die Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
Auf diese Weise können Stromrichtungen von drei Photovoltaikeinheitszweigen des ersten Typs getrennt unter Verwendung von drei Stromsensoren detektiert werden.
In einer anderen möglichen Implementierung kann, um eine Menge von verwendeten Stromsensoren zu reduzieren, ob ein Kurzschlussfehler auftritt, alternativ durch Erfassen von Stromrichtungen eines Punkts G und eines Punkts H bestimmt werden. Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, in dem die Photovoltaikeinheit 10 1a1 oder 101a3 angeordnet sind, ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, in dem eine Photovoltaikeinheit 101a2 angeordnet ist, ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts G entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. Wenn eine Stromdetektionsrichtung des Punkts H oder des Punkts G entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, um eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung zu schützen.
Auf diese Weise kann die Stromrichtung des Punkts G unter Verwendung eines dritten Stromsensors detektiert werden, und die Stromrichtung des Punkts H kann unter Verwendung eines vierten Stromsensors detektiert werden. Im Vergleich zu der vorstehenden Implementierung kann dies eine Menge von verwendeten Stromsensoren reduzieren.
In einigen Ausführungsformen kann eine direkte Verbindung durchgeführt werden, anstatt den Schutzschalter S1 oder den Schutzschalter S2 anzuordnen. In diesem Fall ist, nachdem die Steuerung den Schutzschalter so steuert, dass er offen ist, ein Strom, der zu einem Zweig fließt, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt, kleiner als ein erster Stromwert.
Abschließend, wenn die Schutzvorrichtung unter Verwendung der Schnittstelle mit drei Photovoltaikeinheiten verbunden ist, wenn ein Absolutwert eines Stroms einer Photovoltaikeinheit größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder wenn eine Stromrichtung eines Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu der Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust weiter verringert. Außerdem kann ein Y-Anschluss auch auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, so dass die Kabelkosten verringert werden.
Ausführungsbeispiel 4
9 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 sind direkt innerhalb der Schutzvorrichtung parallel verbunden und werden dann mit einem Gleichstrombus verbunden, und eine Photovoltaikeinheit 101a3 und ein Schutzschalter S1 sind in Reihe verbunden und werden dann mit dem Gleichstrombus der Vorrichtung parallel verbunden.
Ein Gleichstromschalter 102 ist konfiguriert zum Schützen einer Schaltung. In einigen Ausführungsformen kann eine direkte Verbindung durchgeführt werden, anstatt den Gleichstromschalter 102 anzuordnen. Ein Beispiel, bei dem der Schutzschalter S 1 mit einer negativen Elektrode der Photovoltaikeinheit 101a3 in Reihe verbunden ist, wird beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann der Schutzschalter S1 alternativ mit einer positiven Elektrode der Photovoltaikeinheit 101a3 in Reihe verbunden sein.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme aller Zweige in dem Gleichstrombus, und daher ist ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses (ein Absolutwert eines Detektionsstroms eines Detektionspunkts A oder eines Detektionspunkts B) größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs (Absolutwerte von Detektionsströmen von Detektionspunkten C, D, E und F).
Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, fließt ein Ausgangsstrom eines normalen Zweigs zu dem Zweig, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt. In diesem Fall ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Wenn daher ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, steuert die Steuereinheit der Schutzvorrichtung den Schutzschalter S1 so, dass er offen ist. Insbesondere ist, wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, in dem sich die Photovoltaikeinheit 101a3 befindet, der Schutzschalter S1 offen, so dass ein Strom, der zu dem fehlerhaften Zweig fließt, null ist, und die Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 können ferner normalerweise Ströme ausgeben. Wenn ein Kurzschlussfehler in Zweigen auftritt, in denen sich die Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 befinden, ist der Schutzschalter S1 offen, so dass ein Zweig, in dem sich die Photovoltaikeinheit 101a3 befindet, aufhört, einen Strom an den fehlerhaften Zweig auszugeben, wodurch die Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
In dieser Implementierung kann der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses (der Detektionspunkt A oder der Detektionspunkt B) unter Verwendung eines ersten Stromsensors detektiert werden, und ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs (irgendeiner der Detektionspunkte C, D, E und F) kann unter Verwendung eines zweiten Stromsensors detektiert werden, mit anderen Worten, zwei Stromsensoren sind erforderlich.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, können Stromrichtungen von Detektionspunkten E und F auf eine voreingestellte Richtung eingestellt werden, zum Beispiel können sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, in dem die Photovoltaikeinheit 101a3 angeordnet ist, ist die Stromrichtung des Detektionspunkts E entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. Wenn ein Kurzschlussfehler in Zweigen auftritt, in denen die Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 angeordnet sind, ist die Stromrichtung des Detektionspunkts F entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung.
Daher kann diese Implementierung durch getrenntes Detektieren der Stromrichtungen des Punkts E und des Punkts F unter Verwendung von zwei Stromsensoren implementiert werden. Wenn ein Dektetionsergebnis entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung in den detektierten Stromrichtungen vorliegt, steuert die Steuerung den Schutzschalter S1 so, dass er offen ist, um eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung zu schützen.
10 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Die Schutzvorrichtung in 10 unterscheidet sich von der in 9 darin, dass der Schutzschalter S1 mit negativen Ausgangsenden der Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 in Reihe verbunden ist (oder mit positiven Ausgangsenden der Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 in Reihe verbunden sein kann). In diesem Fall ist ein Arbeitsprinzip der Steuerung ähnlich zu der vorstehenden Beschreibung, und Einzelheiten werden in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht erneut beschrieben.
Die Detektionspunkte C, D und E in der vorstehenden Ausführungsform können alternativ auf negativen Ausgangsenden entsprechender Photovoltaikeinheiten angeordnet sein.
Abschließend, wenn die Schutzvorrichtung unter Verwendung einer Schnittstelle mit drei Photovoltaikeinheiten verbunden ist, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder wenn eine Stromrichtung eines beliebigen Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung der Schutzvorrichtung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, um eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung zu schützen. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu der Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust weiter verringert. Außerdem kann ein Y-Anschluss auch auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, so dass die Kabelkosten verringert werden.
Die vorstehende Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem ein Eingangsende jeder Vorrichtung drei Photovoltaikeinheiten umfasst. Im Folgenden wird ein Arbeitsprinzip beschrieben, wenn jede Vorrichtung entsprechend mit vier Photovoltaikeinheiten verbunden ist.
Ausführungsbeispiel 5
11 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Positive Ausgangsenden von vier Photovoltaikeinheiten werden an einem Schutzschalter S1 eines positiven Gleichstrombusses innerhalb der Schutzvorrichtung aggregiert, und ein negatives Ausgangsende jedes Photovoltaikeinheitszweigs des ersten Typs und ein Schutzschalter sind innerhalb der Schutzvorrichtung in Reihe verbunden und werden dann an einem negativen Gleichstrombus aggregiert.
Im Folgenden wird ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms beschrieben.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme der vier Photovoltaikeinheiten in dem Gleichstrombus, und daher ist ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses (ein Absolutwert eines Detektionsstroms eines Detektionspunkts A oder B) größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs (Absolutwerte von Detektionsströmen von Detektionspunkten C, D, E und F).
Wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, fließen Ausgangsströme anderer normaler Photovoltaikeinheiten zu der Photovoltaikeinheit, in der ein Kurzschlussfehler auftritt. In diesem Fall ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs, und die Steuerung steuert den Schutzschalter so, dass er offen ist, so dass ein Strom, der zu einem Kurzschlusszweig fließt, 0 ist.
In dieser Implementierung kann der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses, nämlich der Punkt A und der Punkt B, unter Verwendung eines ersten Stromsensors detektiert werden, und ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Photovoltaikeinheitszweigs des ersten Typs (irgendeiner der Detektionspunkte C, D, E und F) kann unter Verwendung eines zweiten Stromsensors detektiert werden.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, können Stromrichtungen eines Punkts C, eines Punkts D, eines Punkts E und eines Punkts F auf eine voreingestellte Richtung eingestellt werden, zum Beispiel können sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, fließen Ausgangsströme anderer normaler Photovoltaikeinheiten zu der Kurzschluss-Photovoltaikeinheit, und daher ist eine Stromrichtung eines Zweigs, in dem die Kurzschluss-Photovoltaikeinheit angeordnet ist, entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung. In diesem Fall steuert die Steuerung den Schutzschalter so, dass er offen ist, so dass ein Strom, der zu dem fehlerhaften Zweig fließt, null ist, wodurch die Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
In dieser Implementierung können Stromrichtungen von vier Photovoltaikeinheitszweigen des ersten Typs getrennt unter Verwendung von vier Stromsensoren detektiert werden.
In einer anderen möglichen Implementierung kann, um eine Menge von verwendeten Stromsensoren zu reduzieren, ob ein Kurzschlussfehler auftritt, alternativ durch Erfassen von Stromrichtungen eines Punkts G und eines Punkts F bestimmt werden.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, können die Stromrichtungen des Punkts G und des Punkts H auf eine voreingestellte Richtung eingestellt werden, zum Beispiel können sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Wenn ein Kurzschlussfehler in Zweigen auftritt, in denen Photovoltaikeinheiten 101a1, 101a3 und 101a4 angeordnet sind, ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, in dem eine Photovoltaikeinheit 101a2 angeordnet ist, ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts G entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung.
Auf diese Weise können die Stromrichtungen des Punkts G und des Punkts H getrennt unter Verwendung von zwei Stromsensoren detektiert werden.
In einigen Ausführungsformen kann eine direkte Verbindung durchgeführt werden, anstatt Schutzschalter S1, S2 und S3 anzuordnen. In diesem Fall steuert die Steuerung einen Schutzschalter so, dass er offen ist, so dass ein Strom, der zu einem Kurzschlusszweig fließt, kleiner als ein erster Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
12 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
12 zeigt eine weitere mögliche Implementierung, und die Implementierung unterscheidet sich von der in 11 gezeigten Weise darin, dass ein positives Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a1 und ein positives Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a2 am Schutzschalter S1 aggregiert sind und mit einem positiven Gleichstrombus unter Verwendung des Schutzschalters S1 verbunden sind; und ein positives Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a3 und ein positives Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a4 an einem Schutzschalter S6 aggregiert sind und mit dem positiven Gleichstrombus unter Verwendung des Schutzschalters S6 verbunden sind.
In diesem Fall kann die Steuerung das Arbeitsprinzip entsprechend 11 verwenden. Einzelheiten werden in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht erneut beschrieben.
13 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
13 zeigt eine weitere mögliche Implementierung, und die Implementierung unterscheidet sich von der in 11 gezeigten Weise darin, dass ein positives Ausgangsende jeder Photovoltaikeinheit und ein Schutzschalter in Reihe geschaltet sind und dann an einem positiven Gleichstrombus aggregiert sind, und ein negatives Ausgangsende jeder Photovoltaikeinheit und ein Schutzschalter in Reihe geschaltet sind und dann an einem negativen Gleichstrombus aggregiert sind. Das redundante Anordnen des Schutzschalters kann die Sicherheit weiter verbessern und sicherstellen, dass ein Zweig, in dem sich eine Photovoltaikeinheit befindet, getrennt werden kann.
In diesem Fall kann die Steuerung das Arbeitsprinzip entsprechend 11 verwenden. Einzelheiten werden in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht erneut beschrieben.
Es versteht sich, dass die Detektionspunkte C, D, E und F in der vorstehenden Ausführungsform alternativ auf negativen Ausgangsenden entsprechender Photovoltaikeinheiten angeordnet sein können.
Abschließend, wenn die Schutzvorrichtung unter Verwendung einer Schnittstelle mit vier Photovoltaikeinheiten verbunden ist, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder wenn eine Stromrichtung einer Photovoltaikeinheit entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung der Schutzvorrichtung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust weiter verringert. Außerdem kann ein Y-Anschluss auch auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, so dass die Kabelkosten verringert werden.
Ausführungsbeispiel 6
14 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 sind parallel verbunden und werden dann mit einem Gleichstrombus der Vorrichtung verbunden, und ein Zweig, in dem sich jede der Photovoltaikeinheiten 101a3 und 101a4 befindet, und ein Schutzschalter sind in Reihe verbunden und werden dann mit dem Gleichstrombus der Vorrichtung verbunden.
Spezifisch werden positive Ausgangsenden von zwei Photovoltaikeinheitszweigen des ersten Typs aggregiert und werden dann mit einem positiven Gleichstrombus verbunden, ein negatives Ausgangsende jedes der zwei Photovoltaikeinheitszweige des ersten Typs und ein Schutzschalter sind in Reihe verbunden und werden dann aggregiert und mit einem negativen Gleichstrombus verbunden.
Positive Ausgangsenden der Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 sind unter Verwendung eines Schutzschalters S1 mit dem positiven Gleichstrombus verbunden, und negative Ausgangsenden der Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 sind unter Verwendung eines Schutzschalters S2 mit dem negativen Gleichstrombus verbunden.
In einigen Ausführungsformen kann eine direkte Verbindung durchgeführt werden, anstatt die Schutzschalter S 1 und S2 anzuordnen.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme aller Zweige in dem Gleichstrombus, und daher ist ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses (ein Absolutwert eines Detektionsstroms eines Detektionspunkts A oder B) größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs (Absolutwerte von Detektionsströmen von Detektionspunkten C, D, E, F, G und H).
Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, fließt ein Ausgangsstrom eines normalen Zweigs zu dem Kurzschlusszweig. In diesem Fall ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Wenn daher ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, steuert die Steuerung der Vorrichtung die Schutzschalter S1 bis S4 so, dass sie offen sind, so dass ein Strom, der zu dem fehlerhaften Zweig fließt, null ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
In dieser Implementierung kann der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses, nämlich der Punkt A oder der Punkt B, unter Verwendung eines ersten Stromsensors detektiert werden, und ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen von C, D, E, F, G und H kann unter Verwendung eines zweiten Stromsensors detektiert werden.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, können Stromrichtungen eines Detektionspunkts G und eines Detektionspunkts H auf eine voreingestellte Richtung eingestellt werden, zum Beispiel können sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Wenn ein Kurzschlussfehler in Zweigen auftritt, in denen die Photovoltaikeinheiten 101a3 und 101a4 angeordnet sind, ist die Stromrichtung des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung. Wenn ein Kurzschlussfehler in Zweigen auftritt, in denen die Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 angeordnet sind, ist die Stromrichtung des Punkts G entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung. Wenn daher eine Stromdetektionsrichtung von entweder dem Punkt H oder dem Punkt G entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung bestimmen, dass ein Kurzschlussfehler auftritt, und Schutzschalter S1 bis S4 so steuern, dass sie offen sind, so dass ein Strom, der zu dem fehlerhaften Zweig fließt, null ist, wodurch die Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
In dieser Implementierung können die Stromrichtungen des Punkts G und des Punkts H getrennt unter Verwendung von zwei Stromsensoren detektiert werden.
In einigen Ausführungsformen kann eine direkte Verbindung durchgeführt werden, anstatt die Schutzschalter S1, S3 und S4 anzuordnen. In diesem Fall steuert die Steuerung den Schutzschalter so, dass er offen ist, so dass ein Strom, der zu einem Kurzschlusszweig fließt, kleiner als ein erster Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
15 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Eine in 15 gezeigte Implementierung unterscheidet sich von der in 14 darin, dass positive Ausgangsenden der Photovoltaikeinheiten 101a3 und 101a4 aggregiert sind und dann unter Verwendung des Schutzschalters S3 mit dem positiven Gleichstrombus verbunden sind, ein negatives Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a3 unter Verwendung des Schutzschalters S4 mit dem negativen Gleichstrombus verbunden ist und ein negatives Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a4 unter Verwendung eines Schutzschalters S5 mit dem negativen Gleichstrombus verbunden ist.
In diesem Fall kann die Steuerung das Arbeitsprinzip entsprechend 14 verwenden, um eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung zu schützen. Einzelheiten werden in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht erneut beschrieben.
16 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Eine in 16 gezeigte Implementierung unterscheidet sich von der in 14 darin, dass die Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 parallel geschaltet sind, die positiven Ausgangsenden der Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 aggregiert sind und dann unter Verwendung des Schutzschalters S1 mit dem positiven Gleichstrombus verbunden sind, die negativen Ausgangsenden der Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 unter Verwendung des Schutzschalters S4 mit dem negativen Gleichstrombus verbunden sind, das positive Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a3 unter Verwendung des Schutzschalters S4 mit dem positiven Gleichstrombus verbunden ist, das negative Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a3 unter Verwendung des Schutzschalters S4 mit dem negativen Gleichstrombus verbunden ist, das positive Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a4 unter Verwendung des Schutzschalters S3 mit dem positiven Gleichstrombus verbunden ist und das negative Ausgangsende der Photovoltaikeinheit 101a4 unter Verwendung des Schutzschalters S4 mit dem negativen Gleichstrombus verbunden ist.
In diesem Fall kann die Steuerung das Arbeitsprinzip entsprechend 14 verwenden, um eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung zu schützen. Einzelheiten werden in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht erneut beschrieben.
Die Detektionspunkte C, D, E und F in der vorstehenden Ausführungsform können alternativ auf negativen Ausgangsenden entsprechender Photovoltaikeinheiten angeordnet sein.
Abschließend, wenn die Schutzvorrichtung unter Verwendung einer Schnittstelle mit vier Photovoltaikeinheiten verbunden ist, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder wenn eine Stromrichtung eines beliebigen Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung der Schutzvorrichtung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust weiter verringert. Außerdem kann ein Y-Anschluss auch auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, so dass die Kabelkosten verringert werden.
Ausführungsbeispiel 7
17 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 sind direkt innerhalb der Vorrichtung parallel verbunden. Positive Ausgangsenden der Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 sind unter Verwendung eines Schutzschalters S1 mit einem positiven Gleichstrombus verbunden und negative Ausgangsenden sind unter Verwendung eines Schutzschalters S2 mit einem negativen Gleichstrombus verbunden. Photovoltaikeinheiten 101a3 und 101a4 sind direkt innerhalb der Vorrichtung parallel verbunden. Positive Ausgangsenden der Photovoltaikeinheiten 101a3 und 101a4 sind unter Verwendung eines Schutzschalters S3 mit dem positiven Gleichstrombus verbunden und negative Ausgangsenden sind unter Verwendung eines Schutzschalters S4 mit dem negativen Gleichstrombus verbunden.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme aller Zweige in dem Gleichstrombus, und daher ist ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses (ein Absolutwert eines Detektionsstroms eines Detektionspunkts A oder B) größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs (Absolutwerte von Detektionsströmen von Detektionspunkten C, D, E, F, G und H).
Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, fließt ein Ausgangsstrom eines normalen Zweigs zu dem Zweig, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt. In diesem Fall ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
In dieser Implementierung kann der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses, nämlich der Punkt A oder der Punkt B, unter Verwendung eines Stromsensors detektiert werden, und ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen von C, D, E, F, G und H kann unter Verwendung eines anderen Stromsensors detektiert werden.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, können Stromrichtungen eines Punkts G und eines Punkts H auf eine voreingestellte Richtung eingestellt werden, zum Beispiel können sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Wenn ein Kurzschlussfehler in Zweigen auftritt, in denen die Photovoltaikeinheiten 101a1 und 101a2 angeordnet sind, ist die Stromrichtung des Punkts G entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. Wenn ein Kurzschlussfehler in Zweigen auftritt, in denen die Photovoltaikeinheiten 101a3 und 101a4 angeordnet sind, ist die Stromrichtung des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. Wenn daher eine Stromdetektionsrichtung von entweder dem Punkt G oder dem Punkt H entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung bestimmen, dass ein Kurzschlussfehler auftritt, und die Schutzschalter S1 bis S4 so steuern, dass sie offen sind, so dass ein Strom, der zu dem fehlerhaften Zweig fließt, null ist, wodurch die Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
In einigen Ausführungsformen kann eine direkte Verbindung durchgeführt werden, anstatt mindestens einen der Schutzschalter S1 und S2 anzuordnen, oder eine direkte Verbindung kann durchgeführt werden, anstatt mindestens einen der Schutzschalter S3 und S4 anzuordnen, oder eine direkte Verbindung kann durchgeführt werden, anstatt einen der Schutzschalter S1 und S2 und einen der Schutzschalter S3 und S4 anzuordnen, um eine Menge von Schutzschaltern, die in Reihe verbunden sind, zu verringern, wodurch die Kosten verringert werden. In diesem Fall steuert die Steuerung verbleibende Schutzschalter so, dass sie offen sind, so dass ein Strom, der zu einem Zweig fließt, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt, kleiner als ein erster Stromwert sein kann, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
Abschließend, wenn die Schutzvorrichtung unter Verwendung einer Schnittstelle mit vier Photovoltaikeinheiten verbunden ist, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder wenn eine Stromrichtung eines Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung der Schutzvorrichtung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust weiter verringert. Außerdem kann ein Y-Anschluss auch auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, so dass die Kabelkosten verringert werden.
Die vorstehenden Ausführungsformen beschreiben Arbeitsprinzipien der Steuerung, wenn die Schutzvorrichtung mit drei Photovoltaikeinheiten und vier Photovoltaikeinheiten verbunden ist. In einigen Ausführungsformen kann jede Vorrichtung alternativ entsprechend mit mehr Photovoltaikeinheiten verbunden sein. Im Folgenden wird im Detail ein Arbeitsprinzip der Steuerung beschrieben, wenn jede Vorrichtung mit mehr als vier Photovoltaikeinheiten verbunden ist.
Ausführungsbeispiel 8
Zum Beispiel ist eine Schutzvorrichtung mit M Photovoltaikeinheitszweigen des ersten Typs unter Verwendung einer Schnittstelle parallel verbunden. M ist eine ganze Zahl größer oder gleich 3, maximal j Photovoltaikeinheiten sind direkt mit einem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung verbunden, und jede andere Photovoltaikeinheit und mindestens ein Schutzschalter sind getrennt in Reihe verbunden und werden dann mit dem Gleichstrombus parallel verbunden.
Wenn die Photovoltaikeinheit mit einem Schutzschalter in Reihe verbunden ist, ist der Schutzschalter mit einem positiven Ausgangsende oder einem negativen Ausgangsende der Photovoltaikeinheit in Reihe verbunden. Wenn die Photovoltaikeinheit mit zwei Schutzschaltern in Reihe verbunden ist, sind die Schutzschalter mit einem positiven Ausgangsende und einem negativen Ausgangsende der Photovoltaikeinheit in Reihe verbunden, um einen Redundanzschutz zu implementieren.
Wenn ein Kurzschlussfehler in einer einzelnen Photovoltaikeinheit auftritt, wenn die fehlerhafte Photovoltaikeinheit einen Ausgangsstrom einer anderen normalen Photovoltaikeinheit tolerieren kann, ist ein Wert von j gleich 0, 1 oder 2; oder wenn die fehlerhafte Photovoltaikeinheit Ausgangsströme von zwei anderen normalen Photovoltaikeinheiten tolerieren kann, ist ein Wert von j gleich 0, 1, 2 oder 3.
Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben, in dem j gleich 2 ist.
18 eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Zwei Photovoltaikeinheiten sind direkt mit einem Gleichstrombus parallel verbunden, und alle anderen (M-2) Photovoltaikeinheiten und ein Schutzschalter sind in Reihe verbunden und werden dann mit dem Gleichstrombus parallel verbunden.
Im Folgenden wird ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms beschrieben.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme aller Photovoltaikeinheiten in dem Gleichstrombus, und ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses (ein Absolutwert eines Detektionsstroms eines Detektionspunkts A oder eines Detektionspunkts B) ist größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, fließen Ausgangsströme anderer normaler Photovoltaikeinheiten zu einem Zweig, in dem die Kurzschluss-Photovoltaikeinheit angeordnet ist. In diesem Fall ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs, in dem eine beliebige Photovoltaikeinheit angeordnet ist.
Wenn ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, steuert die Steuerung der Vorrichtung 200 die Schutzschalter S₁ bis S_M-2 so, dass sie offen sind, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als ein erster voreingestellter Strom ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
In der vorstehenden Implementierung kann der Absolutwert des Stroms des Punkts A oder des Punkts B unter Verwendung eines ersten Stromsensors detektiert werden, und ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs kann unter Verwendung eines zweiten Stromsensors detektiert werden.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, können Stromrichtungen eines Detektionspunkts G und eines Detektionspunkts H auf eine voreingestellte Richtung eingestellt werden, zum Beispiel können sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Der Punkt G kann sich an einem positiven Ausgangsende oder einem negativen Ausgangsende eines beliebigen Zweigs befinden, und positive Ausgangsenden aller Zweige außer dem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, summieren sich am Punkt H, oder negative Ausgangsenden aller Zweige außer dem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, summieren sich am Punkt H.
Wenn ein Kurzschlussfehler im Zweig auftritt, in dem sich der Punkt G befindet, fließen Ströme aller anderen Zweige zu dem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, und in diesem Fall ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts G entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung. Wenn der Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, normal ist und ein Kurzschlussfehler in einem anderen Zweig auftritt, gibt der Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, einen Strom an den Zweig aus, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt, und in diesem Fall ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. Wenn daher die Stromdetektionsrichtung des Punkts G oder des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung ist, bestimmt die Steuerung, dass ein Kurzschlussfehler auftritt, und die Steuerung steuert alle Schutzschalter S₁ bis S_M-2 so, dass sie offen sind, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als ein erster Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
Auf diese Weise kann die Stromrichtung des Punkts G unter Verwendung eines dritten Stromsensors detektiert werden, und die Stromrichtung des Punkts H kann unter Verwendung eines vierten Stromsensors detektiert werden.
In einigen Ausführungsformen können die Schutzschalter S₁ bis S_M-2 alternativ mit negativen Ausgangsenden entsprechender Photovoltaikeinheiten verbunden sein, oder ein Schutzschalter ist mit jeweils einem positiven Ausgangsende und einem negativen Ausgangsende einer Photovoltaikeinheit in Reihe verbunden. Das redundante Anordnen des Schutzschalters kann die Fehlertoleranz verbessern.
In einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Schutzschalter alternativ mit jedem aller Photovoltaikeinheitszweige des ersten Typs in Reihe verbunden sein. In diesem Fall steuert die Steuerung den Schutzschalter so, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs null ist.
Abschließend, wenn die Schutzvorrichtung unter Verwendung der Schnittstelle mit mindestens drei Photovoltaikeinheitszweigen verbunden ist, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder wenn eine Stromrichtung eines Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung der Schutzvorrichtung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust weiter verringert. Außerdem kann ein Y-Anschluss auch auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, so dass die Kabelkosten verringert werden.
Ausführungsbeispiel 9
19 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Jede i Photovoltaikeinheit ist direkt innerhalb der Vorrichtung parallel verbunden und wird mit einem Gleichstrombus der Vorrichtung verbunden, nachdem sie mit mindestens einem Schutzschalter in Reihe verbunden wurde, wobei i eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist.
Wenn ein Kurzschlussfehler in einer einzelnen Photovoltaikeinheit auftritt, wenn die fehlerhafte Photovoltaikeinheit einen Ausgangsstrom einer anderen normalen Photovoltaikeinheit tolerieren kann, ist ein Wert von i gleich 2; oder wenn die fehlerhafte Photovoltaikeinheit Ausgangsströme von zwei anderen normalen Photovoltaikeinheiten tolerieren kann, ist ein Wert von i gleich 2 oder 3.
Im Folgenden wird ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms beschrieben.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme aller Zweige in dem Gleichstrombus, und ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses (ein Absolutwert eines Detektionsstroms eines Detektionspunkts A oder eines Detektionspunkts B) ist größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit auftritt, fließen Ausgangsströme anderer normaler Photovoltaikeinheiten zu einem Zweig, in dem die Kurzschluss-Photovoltaikeinheit angeordnet ist. In diesem Fall ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Wenn ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, steuert die Steuerung der Schutzvorrichtung die Schutzschalter S1 bis SN so, dass sie offen sind, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als ein erster voreingestellter Strom ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
In der vorstehenden Implementierung kann der Absolutwert des Stroms des Punkts A oder des Punkts B unter Verwendung eines ersten Stromsensors detektiert werden, und ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs kann unter Verwendung eines zweiten Stromsensors detektiert werden.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, können Stromrichtungen eines Detektionspunkts G und eines Detektionspunkts H auf eine voreingestellte Richtung eingestellt werden, zum Beispiel können sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Der Punkt G kann sich an einem positiven Ausgangsende oder einem negativen Ausgangsende eines beliebigen Zweigs befinden, und positive Ausgangsenden aller Zweige außer dem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, werden am Punkt H aggregiert, oder negative Ausgangsenden aller Zweige außer dem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, werden am Punkt H aggregiert.
Wenn ein Kurzschlussfehler im Zweig auftritt, in dem sich der Punkt G befindet, fließen Ströme aller anderen Zweige zu dem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, und in diesem Fall ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts G entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung. Wenn der Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, normal ist und ein Kurzschlussfehler in einem anderen Zweig auftritt, gibt der Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, einen Strom an den Zweig aus, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt, und in diesem Fall ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. Wenn daher die Stromdetektionsrichtung des Punkts G oder des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung ist, bestimmt die Steuerung, dass ein Kurzschlussfehler auftritt, und die Steuerung steuert alle der Schutzschalter S1 bis SN so, dass sie offen sind, so dass eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
Auf diese Weise kann die Stromrichtung des Punkts G unter Verwendung eines dritten Stromsensors detektiert werden, und die Stromrichtung des Punkts H kann unter Verwendung eines vierten Stromsensors detektiert werden.
In einigen Ausführungsformen können die Schutzschalter S1 bis SN alternativ mit negativen Ausgangsenden entsprechender Zweige verbunden sein, oder ein Schutzschalter ist mit jeweils einem positiven Ausgangsende und einem negativen Ausgangsende eines entsprechenden Zweigs in Reihe verbunden. Das redundante Anordnen des Schutzschalters kann die Fehlertoleranz verbessern.
Abschließend, wenn die Schutzvorrichtung unter Verwendung einer Schnittstelle mit mindestens zwei Photovoltaikeinheiten verbunden ist, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder wenn eine Stromrichtung eines Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung der Schutzvorrichtung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust weiter verringert. Außerdem kann ein Y-Anschluss auch auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, so dass die Kabelkosten verringert werden.
Ausführungsbeispiel 10
20A ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Maximal j Photovoltaikeinheiten sind direkt mit einem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung verbunden, und (M-j) Photovoltaikeinheiten und mindestens ein Schalter sind innerhalb der Vorrichtung in Reihe verbunden und werden dann mit dem Gleichstrombus verbunden. Maximal i Photovoltaikeinheiten sind direkt innerhalb der Vorrichtung parallel verbunden und werden mit dem Gleichstrombus der Vorrichtung verbunden, nachdem sie mit mindestens einem Schutzschalter in Reihe verbunden wurden, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist.
Wenn ein Kurzschlussfehler in einer einzelnen Photovoltaikeinheit auftritt, wenn die fehlerhafte Photovoltaikeinheit einen Ausgangsstrom einer anderen normalen Photovoltaikeinheit tolerieren kann, ist ein Wert von i gleich 2, und ein Wert von j kann 0, 1 oder 2 sein; oder wenn die fehlerhafte Photovoltaikeinheit Ausgangsströme von zwei anderen normalen Photovoltaikeinheiten tolerieren kann, ist ein Wert von i gleich 2 oder 3, und ein Wert von j gleich 0, 1, 2 oder 3 ist.
In diesem Fall sind, um zu ermöglichen, dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als ein maximaler Stromwert ist, der von einer Photovoltaikeinheit und einer Leitung toleriert werden kann, wenn ein Kurzschlussfehler auftritt, (M + N - 2) Schutzschalter erforderlich, so dass ein Kurzschlussstrom eines beliebigen Zweigs die Photovoltaikeinheit und die Leitung nicht beschädigt.
Im Folgenden wird ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms beschrieben.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme aller Zweige in dem Gleichstrombus, und daher ist ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses (ein Absolutwert eines Detektionsstroms eines Punkts A oder eines Punkts B) größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs. Wenn ein Kurzschlussfehler in einem beliebigen Zweig auftritt, fließen Ausgangsströme aller anderen normalen Zweige zu dem Zweig, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt. In diesem Fall fließt kein Strom zu dem Gleichstrombus, mit anderen Worten, der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Um eine Menge von verwendeten Stromsensoren zu reduzieren, kann die vorstehende Implementierung unter Verwendung von zwei Stromsensoren implementiert werden. Ein Stromsensor detektiert den Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses, nämlich den Punkt A oder den Punkt B, und der andere Stromsensor detektiert einen Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Wenn der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs ist, steuert die Steuerung alle Schutzschalter S₁ bis S_M+N-2 so, dass sie offen sind, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als ein erster Stromwert ist.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion durch eine Steuerung unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, kann eine Stromrichtung eines Detektionspunkts G oder H auf eine voreingestellte Richtung eingestellt werden, zum Beispiel kann sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Wenn ein Kurzschlussfehler in einem Zweig auftritt, in dem sich der Punkt G befindet, fließen Ströme aller anderen Zweige zu dem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, und in diesem Fall ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts G entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung. Wenn ein Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, normal ist und ein Kurzschlussfehler in einem anderen Zweig auftritt, gibt der Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, einen Strom an den Zweig aus, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt, und in diesem Fall ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. Wenn daher die Stromdetektionsrichtung des Punkts G oder des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung ist, bestimmt die Steuerung, dass ein Kurzschlussfehler auftritt, und die Steuerung steuert alle Schutzschalter S1 bis SM + N-S2 so, dass sie offen sind, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als ein erster Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
Der Punkt G kann sich in einem beliebigen Zweig befinden, und positive Ausgangsenden aller Zweige außer dem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, werden am Punkt H aggregiert, oder negative Ausgangsenden aller Zweige außer dem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, werden am Punkt H aggregiert.
In einigen Ausführungsformen können die Schutzschalter S₁ bis S_M-2 alternativ mit negativen Ausgangsenden entsprechender Photovoltaikeinheiten verbunden sein, oder ein Schutzschalter ist mit jeweils einem positiven Ausgangsende und einem negativen Ausgangsende einer Photovoltaikeinheit in Reihe verbunden. Das redundante Anordnen des Schutzschalters kann die Fehlertoleranz verbessern.
In einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Schutzschalter alternativ mit jedem von M Photovoltaikeinheitszweigen, die in der Figur gezeigt sind, in Reihe verbunden sein. In diesem Fall steuert die Steuerung den Schutzschalter so, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs null ist.
In einigen Ausführungsformen können die Schutzschalter S_M-1 bis S_M+N-2 alternativ mit negativen Ausgangsenden entsprechender Zweige verbunden sein, oder ein Schutzschalter ist mit jeweils einem positiven Ausgangsende und einem negativen Ausgangsende eines Photovoltaikeinheitszweigs des zweiten Typs in Reihe verbunden. Das redundante Anordnen des Schutzschalters kann die Fehlertoleranz verbessern.
Abschließend, wenn die Schutzvorrichtung unter Verwendung einer Schnittstelle mit mehreren Photovoltaikeinheiten verbunden ist, wobei die Verbindung mit den mehreren Photovoltaikeinheiten unter Verwendung einer Kombination mehrerer Weisen implementiert werden kann, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder wenn eine Stromrichtung eines beliebigen Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, kann die Steuerung der Schutzvorrichtung den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust weiter verringert. Außerdem kann ein Y-Anschluss auch auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, so dass die Kabelkosten verringert werden.
Siehe 20B. 20B eine schematische Darstellung noch einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Eine Photovoltaikeinheit und eine Schutzeinheit dürfen sich mit der Vorrichtung verbinden, nachdem sie in Reihe oder parallel verbunden wurden. Die Figur beschreibt ein Beispiel, bei dem jeweils zwei von i Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schutzeinheit parallel verbunden werden. In einigen Ausführungsformen kann die Schutzeinheit alternativ mit der Photovoltaikeinheit in Reihe verbunden sein. Zum Beispiel kann die Schutzeinheit an einer Stelle eines Punkts G in der Figur angeordnet sein.
Eine Schutzeinheit Q kann eine oder eine Kombination aus einer Sicherung, einem Optimierer und einer Trennbox sein oder kann eine andere Komponente sein, die eine Schaltung schützen kann, wenn ein Kurzschlussfehler in der Schaltung auftritt. Dies ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt.
Ein Wert von k in der Figur kann basierend auf einem tatsächlichen Fall bestimmt werden, und dies ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt.
In diesem Fall ist der Schutzschalter ferner konfiguriert, um: wenn er offen ist, zu verhindern, dass die Schutzeinheit eine Schutzaktion auslöst. Mit anderen Worten, wenn ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem, das derzeit die Schutzeinheit verwendet, rekonstruiert wird, muss die Schutzeinheit möglicherweise nicht demontiert werden, so dass die Schutzeinheit direkt mit der Leerlaufschutzvorrichtung verbunden ist.
Es sollte beachtet werden, dass, wenn ein Kurzschlussfehler in einer einzelnen Photovoltaikeinheit auftritt, wenn die fehlerhafte Photovoltaikeinheit einen Ausgangsstrom einer anderen normalen Photovoltaikeinheit tolerieren kann, um das Auslösen der Schutzaktion der Schutzeinheit zu vermeiden, ein Wert von i gleich 2 ist; oder wenn die fehlerhafte Photovoltaikeinheit Ausgangsströme von zwei anderen normalen Photovoltaikeinheiten tolerieren kann, um das Auslösen der Schutzaktion der Schutzeinheit zu vermeiden, ein Wert von i gleich 2 oder 3 ist.
Die vorstehende Ausführungsform beschreibt ein Arbeitsprinzip der Steuerung der Schutzvorrichtung, wenn ein Kurzschlussfehler in einer Photovoltaikeinheit oder einer Leitung auftritt, in der sich eine Photovoltaikeinheit befindet. Im Folgenden wird ein Arbeitsprinzip der Steuerung beschrieben, wenn eine positive Elektrode und eine negative Elektrode kurzgeschlossen sind oder ein Gleichstrombus innerhalb der Schutzvorrichtung kurzgeschlossen ist oder ein Gleichstrombus in einer nächsten Schaltung kurzgeschlossen ist.
In einigen anderen Ausführungsformen siehe 20C. In diesem Fall enthält die Vorrichtung ferner einen Leistungswandler 2001. Einige oder alle Photovoltaikeinheiten sind mit dem Gleichstrombus unter Verwendung des Leistungswandlers 2001 gekoppelt. Der Leistungswandler 2001 ist ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler, zum Beispiel eine Verstärkungsschaltung, die konfiguriert ist zum Durchführen einer Verstärkungsumwandlung an einem Gleichstrom.
Ausführungsbeispiel 11
21 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Eine in 21 gezeigte Implementierung unterscheidet sich von der in 20 darin, dass Gleichstromschalter 102, die auf einem positiven Gleichstrombus und einem negativen Gleichstrombus angeordnet sind, ferner enthalten sind.
Wenn eine positive Elektrode und eine negative Elektrode kurzgeschlossen sind oder ein Gleichstrombus innerhalb der Schutzvorrichtung kurzgeschlossen ist oder ein Gleichstrombus in einer nächsten Schaltung kurzgeschlossen ist, mit anderen Worten, ein Kurzschluss zwischen dem positiven Gleichstrombus und dem negativen Gleichstrombus auftritt, in dem sich ein Punkt A und ein Punkt B befinden, nimmt eine Spannung des Gleichstrombusses ab und ein Strom des Gleichstrombusses nimmt zu. Daher kann der Punkt A oder der Punkt B als ein Detektionspunkt verwendet werden. Wenn ein Absolutwert einer Spannung des Detektionspunkts kleiner als ein erster Spannungswert ist und ein Absolutwert eines Stroms des Detektionspunkts größer als ein zweiter Stromwert ist, steuert eine Steuerung den Gleichstromschalter 102 so, dass er offen ist, um einen Kurzschlussstrom abzuschalten.
Wenn die Steuerung eine Schutzfunktion unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms implementiert, existiert ein Stromsensor, der einen Absolutwert eines Stroms des Punkts A oder des Punkts B messen kann, in einem Gleichstromzweig, und in diesem Fall muss nur ein Spannungssensor hinzugefügt werden, um einen Absolutwert einer Spannung des Punkts A oder des Punkts B zu messen.
Wenn die Steuerung eine Schutzfunktion unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms implementiert, muss ein Stromsensor (nämlich ein fünfter Stromsensor) hinzugefügt werden, um einen Absolutwert eines Stroms des Punkts A oder des Punkts B zu messen, und ein Spannungssensor muss ebenfalls hinzugefügt werden, um einen Absolutwert einer Spannung des Punkts A oder des Punkts B zu messen.
Der zweite Stromwert und der erste Spannungswert können basierend auf einem tatsächlichen Fall bestimmt werden. Dies ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt.
Diese Ausführungsform beschreibt die in 21 gezeigte Vorrichtung als Beispiel. Es versteht sich, dass für die in den Vorrichtungsausführungsformen 1 bis 10 bereitgestellten Vorrichtungen die in dieser Ausführungsform bereitgestellte Lösung ebenfalls verwendet werden kann und Einzelheiten in dieser Ausführungsform nicht erneut beschrieben werden.
Abschließend können gemäß der in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung bereitgestellten Schutzvorrichtung nicht nur eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden, wenn ein Kurzschlussfehler in der Photovoltaikeinheit oder der Leitung, in der sich die Photovoltaikeinheit befindet, auftritt, sondern es kann auch ein Kurzschlussstrom rechtzeitig unterbrochen werden, wenn die positive Elektrode und die negative Elektrode kurzgeschlossen sind oder der Gleichstrombus innerhalb der Schutzvorrichtung kurzgeschlossen ist oder der Gleichstrombus in der nächsten Schaltung kurzgeschlossen ist, so dass eine Schaltung geschützt ist.
Ausführungsbeispiel 12
Das Vorstehende beschreibt ein Beispiel, in dem ein Kurzschlussfehler unter Verwendung eines Rückwärtsstromwerts detektiert wird. Im Folgenden wird ein Prinzip zum Implementieren einer Fehlerdetektion unter Verwendung eines anderen Parameterdetektionswerts beschrieben.
Ferner siehe 6. Eine Steuerung ist insbesondere konfiguriert, um: wenn ein Parameterdetektionswert eines Zweigs einen ersten voreingestellten Parameterwertbereich überschreitet oder wenn ein Parameterdetektionswert eines Gleichstrombusses einen zweiten voreingestellten Parameterwertbereich überschreitet, zu bestimmen, dass ein Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist. Der Parameterdetektionswert kann mindestens einer von einem Spannungswert, einem Stromwert, einem Leistungswert oder einem Temperaturwert sein.
Wenn der Parameterdetektionswert anormal ist, zum Beispiel eine Spannung eines Zweigs abnimmt, ein Strom eines Zweigs zunimmt, eine Leistung eines Zweigs zunimmt und eine Temperatur eines Zweigs zunimmt, kann bestimmt werden, dass ein Kurzschlussfehler im Zweig auftritt. Der erste voreingestellte Parameterwertbereich und der zweite voreingestellte Parameterwertbereich sind in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt. Der Bereich kann vorkalibriert und in der Steuerung gespeichert werden und wird aufgerufen, wenn der Bereich verwendet werden soll.
In einigen Ausführungsformen, wenn ein Leckstromdetektionswert des Gleichstrombusses größer als ein dritter Stromwert ist oder wenn ein Leckstromdetektionswert eines Zweigs größer als ein vierter Stromwert ist, bestimmt die Steuerung, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist.
Wenn ein Leckstromdetektionswert anormal ist, gibt dies an, dass ein Leckstromfehler im Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem auftritt. Gemäß der Lösung dieser Anmeldung kann der Leckstromfehler lokalisiert werden, um einen Zweig zu bestimmen, in dem der Leckstromfehler auftritt, oder der Leckstromfehler kann am Gleichstrombus lokalisiert werden. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung insbesondere konfiguriert, um: wenn basierend auf Stromdetektionswerten aller Zweige bestimmt wird, dass ein Lichtbogenfehler in einem Zweig auftritt, oder basierend auf einem Stromdetektionswert des Gleichstrombusses bestimmt wird, dass ein Lichtbogenfehler im Gleichstrombus auftritt, zu bestimmen, dass das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist. Die Steuerung kann insbesondere basierend auf einem Versatzgrad eines Stromdetektionswerts relativ zu einem voreingestellten Standardwert bestimmen, ob ein Lichtbogenfehler auftritt.
Die Steuerung ist ferner konfiguriert, um gemäß einer von einem Host-Computer gesendeten Steueranweisung einen Schutzschalter so zu steuern, dass er offen oder geschlossen ist, um eine aktive Steuerung des Schutzschalters zu implementieren.
Der Schutzschalter in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung und den vorstehenden Ausführungsformen kann ein Drehgleichstromschalter-Trennschalter oder ein Gleichstromleistungsschalter sein. Die Steuerung ist ferner konfiguriert zum: nachdem eine voreingestellte Zeit verstrichen ist, wenn bestimmt wird, dass ein Fehler behoben ist, Steuern des Schutzschalters so, dass er geschlossen ist.
Abschließend können gemäß der Schutzvorrichtung für das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem, die in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung bereitgestellt ist, eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung effektiv geschützt werden, wenn das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist, wodurch die Sicherheit des Photovoltaik-Stromerzeugungssystems verbessert wird.
Verfahrensausführungsform
Eine Ausführungsform dieser Anmeldung stellt ferner ein Schutzverfahren für ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem bereit. Das Verfahren wird verwendet, um die Schutzvorrichtung, die in den vorstehenden Ausführungsformen bereitgestellt ist, zu steuern, und das Verfahren kann durch eine Steuerung der Schutzvorrichtung durchgeführt werden.
Wenn im Verfahren basierend auf einem Parameterdetektionswert eines Zweigs oder einem Parameterdetektionswert eines Gleichstrombusses bestimmt wird, dass das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist, wird ein Schutzschalter so gesteuert, dass er offen ist.
Insbesondere ist der Parameterdetektionswert ein Rückwärtsstromwert, und das Bestimmen basierend auf einem Parameterdetektionswert eines Zweigs oder einem Parameterdetektionswert eines Gleichstrombusses, dass das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist, enthält insbesondere:

wenn ein Rückwärtsstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, Bestimmen, dass das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist.

Einzelheiten werden nachstehend beschrieben.
22 ist ein Flussdiagramm eines Kurzschlussschutzverfahrens gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Das Verfahren enthält die folgenden Schritte.
S2201: Erhalten eines Stromdetektionsergebnisses.
S2202: Wenn ein Rückwärtsstrom eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, Steuern eines Schutzschalters so, dass er offen ist, wobei der Zweig mindestens eine Photovoltaikeinheit enthält.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren einer Schutzfunktion.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme aller Zweige in einem Gleichstrombus. Daher ist ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs. Eine Stromrichtung fließt von einer positiven Elektrode einer Photovoltaikeinheit zu einem positiven Gleichstrombus. Wenn ein Kurzschlussfehler in einem beliebigen Zweig auftritt, fließen Ausgangsströme aller anderen normalen Zweige zu dem Zweig, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt. In diesem Fall nimmt eine Spannung des Gleichstrombusses ab und eine Stromrichtung eines Zweigs fließt zu dem Zweig, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt, mit anderen Worten, ein Rückwärtsstrom eines Zweigs ist größer als der erste Stromwert. Der erste Stromwert kann basierend auf einem tatsächlichen Fall bestimmt werden. Dies ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt. Vorzugsweise kann, um einen Kurzschlussfehler zu finden und eine Schutzaktion des Schutzschalters so früh wie möglich auszulösen, der erste Stromwert ein relativ kleiner Wert, zum Beispiel 0, sein. Mit anderen Worten, wenn ein Rückwärtsstrom in einem Zweig auftritt, wird der Schutzschalter so gesteuert, dass er offen ist, um eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung zu schützen.
Insbesondere kann die Schutzfunktion unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms oder einer Richtung eines Detektionsstroms implementiert werden. Das Folgende stellt eine detaillierte Beschreibung bereit.
Im Folgenden wird ein Prinzip zum Implementieren der Schutzfunktion unter Verwendung eines Absolutwerts eines Detektionsstroms beschrieben.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, summieren sich Ströme aller Zweige in dem Gleichstrombus, und daher ist der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses größer als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs. Wenn ein Kurzschlussfehler in einem beliebigen Zweig auftritt, fließen Ausgangsströme aller anderen normalen Zweige zu dem Zweig, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt. In diesem Fall fließt kein Strom zu dem Gleichstrombus, mit anderen Worten, der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs.
Wenn daher der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses kleiner als ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs ist, wird der Schutzschalter so gesteuert, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist.
Das Folgende beschreibt ein Prinzip zum Implementieren der Schutzfunktion unter Verwendung einer Richtung eines Detektionsstroms.
Ein erster Detektionspunkt G wird aus einem beliebigen Zweig ausgewählt, und positive Ausgangsenden aller Zweige außer einem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, summieren sich an einem zweiten Detektionspunkt H, oder negative Ausgangsenden aller Zweige außer einem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, summieren sich an einem zweiten Detektionspunkt H.
Wenn kein Kurzschlussfehler vorliegt, können Stromrichtungen der Detektionspunkte G und H auf eine voreingestellte Richtung eingestellt werden, zum Beispiel können sie auf eine positive Richtung eingestellt werden.
Wenn ein Kurzschlussfehler im Zweig auftritt, in dem sich der Punkt G befindet, fließen Ströme aller anderen Zweige zu dem Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, und in diesem Fall ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts G entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung. Wenn der Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, normal ist und ein Kurzschlussfehler in einem anderen Zweig auftritt, gibt der Zweig, in dem sich der Punkt G befindet, einen Strom an den Zweig aus, in dem ein Kurzschlussfehler auftritt, und in diesem Fall ist die Stromdetektionsrichtung des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Stromrichtung. Wenn daher die Stromdetektionsrichtung des Punkts G oder des Punkts H entgegengesetzt zu der voreingestellten Richtung ist, wird bestimmt, dass ein Kurzschlussfehler auftritt, und der Schutzschalter wird so gesteuert, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
Abschließend wird gemäß dem Verfahren, das in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung bereitgestellt ist, wenn das Verfahren auf die Schutzvorrichtung angewendet wird, wenn ein Rückwärtsstrom eines Zweigs größer als der erste Stromwert ist, der Schutzschalter so gesteuert, dass er offen ist. Insbesondere, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines Zweigs größer als der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses ist, oder eine Stromrichtung eines Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, wird der Schutzschalter so gesteuert, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung geschützt werden.
Siehe ferner 21. In einigen Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung ferner eine Leistungsschaltung, und der Gleichstrombus ist mit einem Eingangsende der Leistungsschaltung unter Verwendung eines Gleichstromschalters verbunden. In diesem Fall stellt eine Ausführungsform dieser Anmeldung ferner ein weiteres Vorrichtungssteuerverfahren bereit, das verwendet wird, um eine Schaltung zu schützen, wenn eine positive Elektrode und eine negative Elektrode innerhalb der Vorrichtung kurzgeschlossen sind oder ein nächster Schaltungsbus kurzgeschlossen ist. Das Folgende stellt eine detaillierte Beschreibung bereit.
23 ist ein Flussdiagramm eines weiteren Kurzschlussschutzverfahrens gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Das Verfahren enthält die folgenden Schritte.
S2301: Erhalten eines Absolutwerts eines Stroms eines Strom-Gleichstrombusses und eines Absolutwerts einer Spannung des Gleichstrombusses.
S2302: Wenn der Absolutwert des Stroms des Gleichstrombusses größer als ein zweiter Stromwert ist und der Absolutwert der Spannung des Gleichstrombusses kleiner als ein erster Spannungswert ist, Steuern eines Gleichstromschalters so, dass er offen ist.
Wenn eine positive Elektrode und eine negative Elektrode innerhalb einer Schutzvorrichtung kurzgeschlossen sind oder ein Gleichstrombus in einer nächsten Schaltung kurzgeschlossen ist, mit anderen Worten, ein Kurzschluss zwischen einem positiven Gleichstrombus und einem negativen Gleichstrombus auftritt, in dem sich ein Punkt A und ein Punkt B befinden, nimmt eine Spannung des Gleichstrombusses ab und ein Strom des Gleichstrombusses nimmt zu. Daher kann der Punkt A oder der Punkt B als ein Detektionspunkt verwendet werden. Wenn ein Absolutwert einer Spannung des Detektionspunkts kleiner als der erste Spannungswert ist und ein Absolutwert eines Stroms des Detektionspunkts größer als der zweite Stromwert ist, steuert eine Steuerung den Gleichstromschalter so, dass er offen ist, um einen Kurzschlussstrom abzuschalten.
Der zweite Stromwert und der erste Spannungswert können basierend auf einem tatsächlichen Fall bestimmt werden. Dies ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt.
Abschließend kann gemäß dem Verfahren ein Kurzschlussstrom rechtzeitig unterbrochen werden, wenn die positive Elektrode und die negative Elektrode innerhalb der Schutzvorrichtung kurzgeschlossen sind und der nächste Schaltungsbus kurzgeschlossen ist, so dass die Vorrichtung und die nächste Schaltung geschützt sind.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Fehlers unter Verwendung eines anderen Parameterdetektionswerts beschrieben.
Wenn der Parameterdetektionswert mindestens einer von einem Spannungswert, einem Stromwert, einem Leistungswert oder einem Temperaturwert ist, enthält das Bestimmen basierend auf einem Parameterdetektionswert eines Zweigs oder einem Parameterdetektionswert eines Gleichstrombusses, dass ein Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, insbesondere:

Während des Bestimmens des Leckstromfehlers enthält das Bestimmen basierend auf einem Parameterdetektionswert eines Zweigs oder einem Parameterdetektionswert eines Gleichstrombusses, dass ein Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, insbesondere:

Während des Bestimmens des Lichtbogenfehlers enthält das Bestimmen basierend auf einem Parameterdetektionswert eines Zweigs oder einem Parameterdetektionswert eines Gleichstrombusses, dass ein Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem fehlerhaft ist, insbesondere:

Abschließend können gemäß dem Schutzverfahren für das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem, das in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung bereitgestellt ist, eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung effektiv geschützt werden, wenn das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem fehlerhaft ist, wodurch die Sicherheit des Photovoltaik-Stromerzeugungssystems verbessert wird.
Ausführungsform eines Photovoltaik-Leistungserzeugungssystems
Basierend auf der Schutzvorrichtung, die auf das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem angewendet wird und die in den vorstehenden Ausführungsformen bereitgestellt ist, stellt eine Ausführungsform dieser Anmeldung ferner ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem bereit. Das Folgende stellt eine detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bereit.
24 ist eine schematische Darstellung eines Photovoltaik-Stromerzeugungssystems gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
Das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem 2400 enthält wenigstens zwei Photovoltaikeinheiten und eine Schutzvorrichtung.
Die Photovoltaikeinheit wird durch Verbinden wenigstens einer Photovoltaikkomponente in Reihe oder parallel gebildet.
Die Schutzvorrichtung kann mit mindestens zwei Photovoltaikeinheiten unter Verwendung einer Schnittstelle verbunden sein, die mindestens zwei Photovoltaikeinheiten sind mit einem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung parallel verbunden, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig ist mit mindestens einer Photovoltaikeinheit verbunden.
Ein Schutzschalter der Schutzvorrichtung ist konfiguriert, um: wenn er offen ist, zu ermöglichen, dass maximal drei Photovoltaikeinheiten direkt parallel mit dem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung verbunden sind.
Die Schutzvorrichtung enthält ferner eine Steuerung. Zur Beschreibung der Steuerung siehe die vorstehenden Ausführungsformen. Einzelheiten werden in dieser Ausführungsform nicht erneut beschrieben.
Ferner kann die Schutzvorrichtung ferner eine Leistungsschaltung 201 umfassen, und die Leistungsschaltung 201 ist konfiguriert zum Durchführen einer Leistungsumwandlung.
In einigen Ausführungsformen kann die Leistungsschaltung 201 eine Gleichstrom/Gleichstrom(DC/DC)-Wandlerschaltung sein. Wenn die Leistungsschaltung 201 eine Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlerschaltung ist, kann die Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlerschaltung insbesondere eine Verstärkungs(Boost)-Schaltung, eine Abwärts(Buck)-Schaltung oder eine Abwärts-Verstärkungs(Buck-Boost)-Schaltung sein. Dies ist in dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt.
In einigen Ausführungsformen kann die Leistungsschaltung 201 eine Gleichstrom/Wechselstrom(DC/AC)-Wandlerschaltung sein, nämlich ein Wechselrichter (oder als Wechselrichterschaltung bezeichnet), der konfiguriert ist zum Umwandeln eines Gleichstroms in einen Wechselstrom zur Ausgabe.
Diese Ausführungsform beschreibt die in 20 gezeigte Vorrichtung als Beispiel. Es versteht sich, dass für die in den Vorrichtungsausführungsformen 1 bis 11 bereitgestellten Vorrichtungen die in dieser Ausführungsform bereitgestellte Lösung ebenfalls verwendet werden kann und Einzelheiten in dieser Ausführungsform nicht erneut beschrieben werden.
Abschließend kann gemäß dem Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem, das in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung bereitgestellt ist, wenn die Schutzvorrichtung für das Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem mit mehreren Photovoltaikeinheiten unter Verwendung der Schnittstelle verbunden ist, wenn ein Rückwärtsstrom eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, die Steuereinheit den Schutzschalter so steuern, dass er offen ist. Insbesondere, wenn ein Absolutwert eines Stroms eines beliebigen Zweigs größer als ein Absolutwert eines Stroms des Gleichstrombusses ist oder eine Stromrichtung eines beliebigen Zweigs entgegengesetzt zu einer voreingestellten Stromrichtung ist, steuert die Steuereinheit den Schutzschalter so, dass er offen ist, so dass ein Strom eines beliebigen Zweigs kleiner als der erste Stromwert ist, wodurch eine Photovoltaikeinheit und eine Leitung im Photovoltaiksystem geschützt werden. Außerdem werden, da nur der Schutzschalter zu einer Schaltung hinzugefügt wird und der Schutzschalter einen kleineren Widerstand als eine Sicherung aufweist, eine Verlustrate und ein Verlust des Photovoltaiksystems weiter verringert. Außerdem kann, da die Sicherung nicht mehr verwendet wird, ein Y-Kabelbaum, der ursprünglich für die eingebaute Sicherung verwendet wurde, auf einer Photovoltaikeinheitsseite angeordnet sein, anstatt unter einem Wechselrichter oder einer Gleichstromkombiniererbox des Photovoltaik-Leistungserzeugungssystems angeordnet zu sein, so dass die Kabelkosten des Photovoltaik-Leistungserzeugungssystems weiter verringert werden.
Der Controller in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application specific integrated circuit, ASIC), eine programmierbare Logikvorrichtung (programmable logic device, PLD) oder eine Kombination davon sein. Die PLD kann eine komplexe programmierbare Logikvorrichtung (complex programmable logic device, CPLD), ein feldprogrammierbares Gate-Array (fieldprogrammable gate array, FPGA), eine generische Array-Logik (generic array logic, GAL) oder eine beliebige Kombination davon sein. Dies ist in dieser Ausführungsform dieser Anmeldung nicht spezifisch beschränkt.
Es versteht sich, dass in dieser Anmeldung „mindestens eines (Element)“ eines oder mehrere bedeutet und „mehrere“ zwei oder mehr bedeutet. Der Begriff „und/oder“ wird verwendet, um eine Assoziationsbeziehung zwischen assoziierten Objekten zu beschreiben, und gibt an, dass drei Beziehungen vorliegen können. Zum Beispiel können „A und/oder B“ die folgenden drei Fälle repräsentieren: Nur A existiert, nur B existiert und sowohl A als auch B existieren, wobei A und B singulär oder mehrfach sein können. Das Zeichen „/“ repräsentiert üblicherweise eine „oder“-Beziehung zwischen den assoziierten Objekten. „Mindestens eines der folgenden Elemente (Stücke)“ oder ein ähnlicher Ausdruck davon gibt eine beliebige Kombination dieser Elemente an, einschließlich eines einzelnen Elements (Stücks) oder eine beliebige Kombination mehrerer Elemente (Stücke). Zum Beispiel kann mindestens eines von a, b oder c a, b, c, „a und b“, „a und c“, „b und c“ oder „a, b und c“ angeben, wobei a, b und c singulär oder mehrfach sein können.
Abschließend sind die vorstehenden Ausführungsformen lediglich zum Beschreiben der technischen Lösungen dieser Anmeldung gedacht, aber nicht zum Beschränken dieser Anmeldung. Obwohl diese Anmeldung unter Bezugnahme auf die vorstehenden Ausführungsformen im Detail beschrieben wird, sollten Fachleute verstehen, dass sie trotzdem Modifikationen an den in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen technischen Lösungen vornehmen oder äquivalente Ersetzungen an einigen technischen Merkmalen davon vornehmen können. Diese Modifikationen oder Ersetzungen bewirken nicht, dass das Wesen der entsprechenden technischen Lösungen vom Wesen und Umfang der technischen Lösungen der Ausführungsformen dieser Anmeldung abweicht.

Claims

Schutzvorrichtung (200), die auf ein photovoltaisches Energieerzeugungssystem (2400) angewendet wird, wobei die Vorrichtung (200) eine Mehrzahl von Schnittstellen, eine Mehrzahl von Drehgleichstrom-Trennschaltern, mindestens eine Gleichstrom/Gleichstrom-(DC/DC)-Umwandlungsschaltung, mindestens einen Gleichstrombus, der mit einem Eingang der DC/DC-Umwandlungsschaltung verbunden ist, und eine Steuerung umfasst; die mindestens eine DC/DC-Umwandlungsschaltung konfiguriert ist, mit einer Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) unter Verwendung der Schnittstellen verbunden zu werden, wobei die Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) mindestens drei oder vierphotovoltaische Einheiten (101) umfasst, die mit dem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung (200) gekoppelt sind, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig mindestens eine photovoltaische Einheit (101) aufweist; sich die Drehgleichstrom-Trennschalter zwischen den Schnittstellen und dem mindestens einen Gleichstrombus befinden und konfiguriert sind, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101) von dem mindestens einen Gleichstrombus zu trennen; und die Drehgleichstrom-Trennschalter konfiguriert sind, um: wenn basierend auf einem Parametererfassungswert des Zweigs oder einem Parametererfassungswert des Gleichstrombusses erfasst wird, dass das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) fehlerhaft ist, durch die Steuerung gesteuert zu werden, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101) von dem Gleichstrombus zu trennen, wobei der Parametererfassungswert ein Umkehrstromwert ist und das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) fehlerhaft ist, wenn der Umkehrstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, wobei positive oder negative Ausgangsenden der drei oder vier photovoltaischen Einheiten in den photovoltaischen Einheiten (101) mit dem mindestens einen Gleichstrombus über einen oder zwei der Drehgleichstrom-Trennschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der drei oder vier photovoltaischen Einheiten mit dem mindestens einen Gleichstrombus über zwei oder mehr als zwei der Drehgleichstrom-Trennschalter verbunden sind.
Schutzvorrichtung (200) für ein photovoltaisches Energieerzeugungssystem (2400), die auf das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) angewendet wird, wobei die Vorrichtung (200) eine Mehrzahl von Schnittstellen, eine Mehrzahl von Schutzschaltern, einen Gleichstrombus und eine Steuerung umfasst; die Vorrichtung (200) mit drei oder vier photovoltaischen Einheiten (101) unter Verwendung der Schnittstellen verbunden ist, die mindestens drei oder vier photovoltaischen Einheiten (101) mit dem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung (200) gekoppelt sind, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig mit mindestens einer photovoltaischen Einheit (101) verbunden ist; die Mehrzahl von Schutzschaltern konfiguriert ist, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101) von dem Gleichstrombus zu trennen; und die Steuerung konfiguriert ist, um: wenn basierend auf einem Parametererfassungswert des Zweigs oder einem Parametererfassungswert des Gleichstrombusses erfasst wird, dass das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) fehlerhaft ist, die Mehrzahl von Schutzschaltern so zu steuern, dass sie offen sind, wobei der Parametererfassungswert ein Umkehrstromwert ist und das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) fehlerhaft ist, wenn der Umkehrstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, wobei positive oder negative Ausgangsenden der drei oder vier photovoltaischen Einheiten mit dem Gleichstrombus über einen oder zwei der Schutzschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der drei oder vier photovoltaischen Einheiten mit dem Gleichstrombus über mehr als zwei der Schutzschalter verbunden sind.
Schutzvorrichtung (200), die auf das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) angewendet wird, wobei die Vorrichtung (200) eine Mehrzahl von Schnittstellen, eine Mehrzahl von Drehgleichstrom-Trennschaltern, mindestens eine Gleichstrom/Gleichstrom-(DC/DC)-Umwandlungsschaltung, mindestens einen Gleichstrombus, der mit einem Eingang der mindestens einen DC/DC-Umwandlungsschaltung verbunden ist, und eine Steuerung umfasst; die mindestens eine DC/DC-Umwandlungsschaltung mit einer Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) unter Verwendung der Schnittstellen verbunden ist, die Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) mindestens drei oder vier photovoltaische Einheiten (101) umfasst, die mit dem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung (200) gekoppelt sind, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig mindestens eine photovoltaische Einheit (101) aufweist; die Drehgleichstrom-Trennschalter zwischen den Schnittstellen und dem Gleichstrombus verbunden sind und konfiguriert sind, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101) von dem mindestens einen Gleichstrombus zu trennen; und die Drehgleichstrom-Trennschalter konfiguriert sind, um: durch die Steuerung gesteuert zu werden, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101) von dem Gleichstrombus zu trennen, wenn basierend auf einem Parametererfassungswert des Zweigs oder einem Parametererfassungswert des mindestens einen Gleichstrombusses erfasst wird, dass das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) fehlerhaft ist, wobei der Parametererfassungswert ein Umkehrstromwert ist und das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) fehlerhaft ist, wenn der Umkehrstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, wobei positive oder negative Ausgangsenden der mindestens drei oder vier photovoltaischen Einheiten mit dem Gleichstrombus über N der Drehgleichstrom-Trennschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der mindestens drei oder vier photovoltaischen Einheiten mit dem mindestens einen Gleichstrombus über mehr als die N der Drehgleichstrom-Trennschalter verbunden sind, wobei N mindestens einen Drehgleichstrom-Trennschalter darstellt.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 1, wobei positive oder negative Ausgangsenden der Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) aggregiert und mit dem Gleichstrombus über einen der Drehgleichstrom-Trennschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der zwei photovoltaischen Einheiten (101) mit dem Gleichstrombus über zwei oder mehr Drehgleichstrom-Trennschalter verbunden sind, um zu ermöglichen, dass maximal drei photovoltaische Einheiten direkt parallel geschaltet werden, wenn das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) fehlerhaft ist
Vorrichtung (200) nach Anspruch 1, wobei positive oder negative Ausgangsenden von drei oder vier der Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) aggregiert und mit dem Gleichstrombus über einen der Drehgleichstrom-Trennschalter (S1) verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der vier photovoltaischen Einheiten mit dem Gleichstrombus über mehrere der Drehgleichstrom-Trennschalter (S2 bis S5) verbunden sind.
Wechselrichter (200) eines photovoltaischen Energieerzeugungssystems (2400), der eine Mehrzahl von Schnittstellen, eine Mehrzahl von Schutzschaltern, mindestens einen Gleichstrombus und mindestens eine Gleichstrom/Gleichstrom-(DC/DC)-Umwandlungsschaltung umfasst; der mindestens eine Gleichstrombus mit einem Eingang der mindestens einen DC/DC-Umwandlungsschaltung verbunden ist, die mindestens eine DC/DC-Umwandlungsschaltung unter Verwendung der Schnittstellen mit einer Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) verbunden ist, die Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) mit dem mindestens einen Gleichstrombus über die Mehrzahl der Schutzschalter gekoppelt ist; und die Mehrzahl der Schutzschalter konfiguriert ist, um als Reaktion darauf, dass ein Umkehrstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101a-101a4) von dem Gleichstrombus zu trennen; wobei positive oder negative Ausgangsenden der Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) mit dem Gleichstrombus über N Schutzschalter der Schutzschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der Mehrzahl mit dem Gleichstrombus über mehr als N Schutzschalter der Schutzschalter verbunden sind, wobei N eine ganze Zahl größer als oder gleich 1 ist.
Wechselrichter (200) nach Anspruch 2, wobei die Schutzschalter Drehgleichstromtrennschalter sind, die zwischen den Schnittstellen und dem Gleichstrombus verbunden sind, wobei positive oder negative Ausgangsenden von drei photovoltaischen Einheiten der Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) mit dem Gleichstrombus über einen der Schutzschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der drei photovoltaischen Einheiten mit dem Gleichstrombus über zwei jeweilige Schutzschalter verbunden sind, oder positive oder negative Ausgangsenden von vier photovoltaischen Einheiten der Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) mit dem Gleichstrombus über einen oder zwei der Schutzschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der drei oder vier photovoltaischen Einheiten mit dem Gleichstrombus über mehr als zwei der Schutzschalter verbunden sind.
Wechselrichter (200) eines photovoltaischen Energieerzeugungssystems (2400), der eine Mehrzahl von Schnittstellen, eine Mehrzahl von Schutzschaltern, mindestens einen Gleichstrombus, mindestens eine Gleichstrom/Gleichstrom-(DC/DC)-Umwandlungsschaltung und eine Steuerung umfasst; der mindestens eine Gleichstrombus mit Eingängen der mindestens einen DC/DC-Umwandlungsschaltung verbunden ist; die mindestens eine DC/DC-Umwandlungsschaltung (200) unter Verwendung der Schnittstellen mit einer Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten verbunden ist, der mindestens eine Gleichstrombus mit den Schnittstellen über die Schutzschalter gekoppelt ist, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig mit mindestens einer photovoltaischen Einheit (101) verbunden ist; die Schutzschalter konfiguriert sind, um von der Steuerung gesteuert zu werden, um als Reaktion darauf, dass ein Umkehrstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101a-101a4) von dem Gleichstrombus zu trennen; wobei die photovoltaischen Einheiten eine erste photovoltaische Gruppe (S₁, S_M-2) und eine zweite photovoltaische Gruppe (S_M-1, S_M) umfassen, die erste photovoltaische Gruppe (S₁, S_M-2) mindestens eine photovoltaische Einheit umfasst und die zweite photovoltaische Gruppe (S_M-1, S_M) mindestens zwei photovoltaische Einheiten umfasst, die direkt parallel geschaltet sind, positive oder negative Ausgangsenden jeder photovoltaischen Einheit der ersten photovoltaischen Gruppe (S₁, S_M-2) mit dem mindestens einen Gleichstrombus über einen jeweiligen der Schutzschalter verbunden sind, positive oder negative Ausgangsenden jeder zwei photovoltaischen Einheiten der zweiten photovoltaischen Gruppe (S_M-1, S_M) beide mit einem anderen einzelnen der Schutzschalter, der mit dem mindestens einen Gleichstrombus verbunden ist, in Reihe geschaltet sind.
Wechselrichter (200) eines photovoltaischen Energieerzeugungssystems (2400), der eine Mehrzahl von Schnittstellen, eine Mehrzahl von Schutzschaltern, mindestens einen Gleichstrombus, mindestens eine Gleichstrom/Gleichstrom-(DC/DC)-Umwandlungsschaltung und eine Steuerung umfasst; der mindestens eine Gleichstrombus zwischen den Schnittstellen und einem Eingang der mindestens einen DC/DC-Umwandlungsschaltung verbunden ist; die Schnittstellen konfiguriert sind, um mit einer Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten verbunden zu werden; der mindestens eine Gleichstrombus mit den Schnittstellen über die Schutzschalter verbunden ist, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig mit mindestens einer photovoltaischen Einheit (101) verbunden ist; die Schutzschalter konfiguriert sind, um von der Steuerung gesteuert zu werden, um als Reaktion darauf, dass ein Umkehrstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101a-101a4) von dem mindestens einen Gleichstrombus zu trennen, um die photovoltaischen Einheiten in Parallelschaltung zu reduzieren; wobei die Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten eine erste Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S₁, S_M-2) und eine zweite Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S_M-1, S_M) umfasst, die erste Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S₁, S_M-2) mindestens eine photovoltaische Einheit umfasst und die zweite Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S_M-1, S_M) mindestens zwei photovoltaische Einheiten umfasst, positive oder negative Ausgangsenden einer photovoltaischen Einheit der ersten Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S₁, S_M-2) und ein Schalter mit dem mindestens einen Gleichstrombus in Reihe geschaltet sind, positive oder negative Ausgangsenden von zwei photovoltaischen Einheiten der zweiten Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S_M-1, S_M) beide mit dem mindestens einen Gleichstrombus über einen anderen Schutzschalter in Reihe verbunden sind, die Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der einen photovoltaischen Einheit der ersten Gruppe und der zwei photovoltaischen Einheiten der zweiten Gruppe alle mit einem anderen einzelnen Schutzschalter verbunden sind.
Wechselrichter (200) eines photovoltaischen Energieerzeugungssystems (2400), der eine Mehrzahl von Schnittstellen, eine Mehrzahl von Schutzschaltern, mindestens einen Gleichstrombus, mindestens eine Gleichstrom/Gleichstrom-(DC/DC)-Umwandlungsschaltung und eine Steuerung umfasst; der mindestens eine Gleichstrombus mit einem Eingang der mindestens einen DC/DC-Umwandlungsschaltung verbunden ist; der mindestens eine Gleichstrombus mit einer Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten über die Schnittstellen verbunden ist, die Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten und die Schnittstellen über die Schutzschalter mit dem Gleichstrombus gekoppelt sind, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig mit mindestens einer photovoltaischen Einheit (101) verbunden ist; die Schutzschalter konfiguriert sind, um von der Steuerung gesteuert zu werden, um als Reaktion darauf, dass ein Umkehrstromwert eines Zweigs größer als ein erster Stromwert ist, alle oder einige der photovoltaischen Einheiten (101a-101a4) von dem mindestens einen Gleichstrombus zu trennen; wobei die Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten eine erste Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S₁, S_M-2) und eine zweite Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S_M-1, S_M) umfasst, die erste Gruppe mindestens eine photovoltaische Einheit umfasst und die zweite Gruppe mindestens zwei photovoltaische Einheiten umfasst, positive oder negative Ausgangsenden jeder photovoltaischen Einheit der ersten Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S₁, S_M-2) und ein Schalter mit dem mindestens einen Gleichstrombus in Reihe geschaltet sind, positive oder negative Ausgangsenden jeder zwei photovoltaischen Einheiten der zweiten Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S_M-1, S_M) mit einem anderen Schutzschalter und dem mindestens einen Gleichstrombus in Reihe geschaltet sind; die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität einer photovoltaischen Einheit der ersten Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S₁, S_M-2) und die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der mindestens einen photovoltaischen Einheit der zweiten Gruppe von photovoltaischen Einheiten (S_M-1, S_M) mit dem mindestens einen Gleichstrombus über einen gleichen der Schutzschalter verbunden sind.
Wechselrichter nach Anspruch 10, wobei der Wechselrichter ferner mit einer dritten Gruppe von photovoltaischen Einheiten (j) unter Verwendung der Schnittstelle verbunden ist, wobei die maximal zwei oder drei photovoltaischen Einheiten der dritten Gruppe von photovoltaischen Einheiten (j) direkt mit dem mindestens einen Gleichstrombus parallel geschaltet sind.
Schutzvorrichtung, die auf ein photovoltaisches Energieerzeugungssystem angewendet wird, wobei die Vorrichtung eine Mehrzahl von Schnittstellen, eine Mehrzahl von Schutzschaltern, mindestens eine Gleichstrom/Gleichstrom-(DC/DC)-Umwandlungsschaltung und mindestens einen Gleichstrombus umfasst, der mit einem Eingang der mindestens einen DC/DC-Umwandlungsschaltung verbunden ist; die Vorrichtung mit mindestens drei oder mehr photovoltaischen Einheiten unter Verwendung der Schnittstellen und der Schutzschalter verbunden ist, die mindestens drei oder mehr photovoltaischen Einheiten mit dem Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung gekoppelt sind, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig mindestens eine photovoltaische Einheit aufweist; die Schutzschalter zwischen dem mindestens einen Gleichstrombus und den Schnittstellen verbunden sind, jeder des ersten oder zweiten Zweigs mit einer der Schnittstellen verbunden ist, bevor er mit dem Schutzschalter verbunden ist; die Schutzschalter konfiguriert sind, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten von dem mindestens einen Gleichstrombus zu trennen, um die photovoltaischen Einheiten in Parallelschaltung in mindestens eine erste photovoltaische Gruppe und mindestens eine zweite photovoltaische Einheitengruppe zu reduzieren, indem die Einheiten von verschiedenen Zweigen getrennt werden, wenn ein Umkehrstromwert eines Zweigs oder ein Parametererfassungswert des mindestens einen Gleichstrombusses größer als ein erster Stromwert ist, wobei jede der mindestens einen ersten photovoltaischen Einheitengruppe eine einzelne photovoltaische Einheit umfasst und jede der mindestens einen zweiten photovoltaischen Einheitengruppe zwei oder drei photovoltaische Einheiten umfasst, die parallel geschaltet sind, bevor sie mit den Schutzschaltern verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die mindestens drei oder mehr photovoltaischen Einheiten mindestens vier photovoltaische Einheiten umfassen, die unter Verwendung der Schutzschalter mit dem mindestens einen Gleichstrombus verbunden sind; wenn die Schutzschalter eingeschaltet und mit dem mindestens einen Gleichstrombus verbunden sind, die mindestens vier photovoltaischen Einheiten in Parallelschaltung miteinander stehen; wenn die Schutzschalter ausgeschaltet und von dem mindestens einen Gleichstrombus getrennt sind, nur zwei photovoltaische Einheiten direkt parallel geschaltet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei drei photovoltaische Einheiten (101a1-101a3) der mindestens drei oder mehr photovoltaischen Einheiten unter Verwendung der Schutzschalter mit dem mindestens einen Gleichstrombus verbunden sind; positive oder negative Ausgangsenden der mindestens drei photovoltaischen Einheiten alle mit dem mindestens einen Gleichstrombus über einen ersten Schutzschalter (S1) der Schutzschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität einer ersten und zweiten photovoltaischen Einheit (101a1 und 101a2) der mindestens drei photovoltaischen Einheiten aggregiert und mit dem mindestens einen Gleichstrombus über einen zweiten Schutzschalter (S2) der Schutzschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität einer dritten photovoltaischen Einheit (101a3) der mindestens drei photovoltaischen Einheiten mit dem mindestens einen Gleichstrombus über einen dritten Schutzschalter (S3) der Schutzschalter verbunden sind; oder positive oder negative Ausgangsenden der mindestens vier photovoltaischen Einheiten alle mit dem mindestens einen Gleichstrombus über einen ersten Schutzschalter (S1) der Schutzschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität einer ersten und zweiten photovoltaischen Einheit (101a1 und 101a2) der mindestens vier photovoltaischen Einheiten aggregiert und mit dem mindestens einen Gleichstrombus über einen zweiten Schutzschalter (S2) der Schutzschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität einer dritten und vierten photovoltaischen Einheit (101a3 und 101a4) der mindestens vier photovoltaischen Einheiten mit dem mindestens einen Gleichstrombus jeweils über einen dritten und vierten Schutzschalter (S3 und S4) der Schutzschalter verbunden sind; oder die positiven Ausgangsenden einer ersten und zweiten photovoltaischen Einheit (101a1 und 101a2) der mindestens vier photovoltaischen Einheiten aggregiert und dann mit dem positiven mindestens einen Gleichstrombus unter Verwendung eines ersten Schutzschalters (S1) der Schutzschalter verbunden sind, die negativen Ausgangsenden der ersten und zweiten photovoltaischen Einheit (101a1 und 101a2) mit dem negativen mindestens einen Gleichstrombus unter Verwendung eines vierten Schutzschalters (S4) der Schutzschalter verbunden sind, das positive Ausgangsende einer dritten photovoltaischen Einheit (101a3) der mindestens vier photovoltaischen Einheiten mit dem positiven mindestens einen Gleichstrombus unter Verwendung des ersten Schutzschalters (S1) verbunden ist, das negative Ausgangsende der dritten photovoltaischen Einheit (101a3) mit dem negativen mindestens einen Gleichstrombus unter Verwendung eines zweiten Schutzschalters (S2) der Schutzschalter verbunden ist, das positive Ausgangsende einer vierten photovoltaischen Einheit (101a4) der mindestens vier photovoltaischen Einheiten mit dem positiven mindestens einen Gleichstrombus unter Verwendung eines dritten Schutzschalters (S3) der Schutzschalter verbunden ist und das negative Ausgangsende der vierten photovoltaischen Einheit (101a4) mit dem negativen mindestens einen Gleichstrombus unter Verwendung des vierten Schutzschalters (S4) verbunden ist; oder die positiven oder negativen Ausgangsenden einer ersten und zweiten photovoltaischen Einheit (101a1 und 101a2) von mindestens vier photovoltaischen Einheiten aggregiert und dann mit dem mindestens einen Gleichstrombus unter Verwendung eines ersten Schutzschalters (S1) der Schutzschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der ersten und zweiten photovoltaischen Einheit (101a1 und 101a2) mit dem mindestens einen Gleichstrombus unter Verwendung eines zweiten Schutzschalters (S2) der Schutzschalter verbunden sind, positive oder negative Ausgangsenden einer dritten und vierten photovoltaischen Einheit (101a3 und 101a4) der mindestens vier photovoltaischen Einheiten aggregiert und mit dem Gleichstrombus jeweils unter Verwendung eines dritten Schutzschalters (S3) der Schutzschalter verbunden sind, die anderen Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der dritten und vierten photovoltaischen Einheit (101a3 und 101a4) der mindestens vier photovoltaischen Einheiten mit dem Gleichstrombus jeweils unter Verwendung eines vierten und fünften Schutzschalters (S4 und S5) der Schutzschalter verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Schutzschalter konfiguriert sind, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten von dem mindestens einen Gleichstrombus zu trennen, um eine Anzahl der photovoltaischen Einheiten in Parallelschaltung miteinander zu reduzieren, so dass nur zwei photovoltaische Einheiten, die direkt parallel geschaltet sind, vorhanden sind, wenn ein Umkehrstromwert eines Zweigs oder ein Parametererfassungswert des mindestens einen Gleichstrombusses größer als ein erster Stromwert ist.
Schutzvorrichtung für ein photovoltaisches Energieerzeugungssystem, wobei die Vorrichtung eine Schnittstelle, einen Schutzschalter, und mindestens einen Gleichstrombus umfasst; die Vorrichtung mit mindestens drei photovoltaischen Einheiten unter Verwendung der Schnittstellen verbunden ist, die Mehrzahl von photovoltaischen Einheiten (101) mit dem mindestens einen Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung (200) gekoppelt sind, um mindestens zwei Zweige zu bilden, und jeder Zweig mindestens eine photovoltaische Einheit (101) aufweist; die Schnittstelle eine erste Schnittstellengruppe und eine zweite Schnittstellengruppe umfasst, wobei die erste oder zweite Schnittstellengruppe mindestens eine Schnittstelle umfasst; die Schutzschalter zwischen den Schnittstellen und dem mindestens einen Gleichstrombus geschaltet sind und konfiguriert sind, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten von dem mindestens einen Gleichstrombus zu trennen, um parallel geschaltete photovoltaische Einheiten durch Trennen der photovoltaischen Einheiten von den verschiedenen Zweigen zu reduzieren, wenn die Steuerung, die das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) detektiert, fehlerhaft ist, basierend auf einem Parametererfassungswert des Zweigs oder einem Parametererfassungswert des mindestens einen Gleichstrombusses; wobei die Anzahl von photovoltaischen Einheiten, die mit einer der ersten Schnittstellengruppe verbunden sind, größer als die Anzahl von photovoltaischen Einheiten ist, die mit einer der zweiten Schnittstellengruppe verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Schnittstelle ferner eine dritte Schnittstellengruppe umfasst, die mindestens eine Schnittstelle umfasst, die Anzahl von photovoltaischen Einheiten, die mit einer der dritten Schnittstellengruppe verbunden sind, größer als die Anzahl von photovoltaischen Einheiten ist, die mit einer der ersten Schnittstellengruppe verbunden sind, jede der Schnittstellen mit einem positiven Ausgangsende oder einem negativen Ausgangsende mindestens einer photovoltaischen Einheit verbunden ist, so dass zwei der Schutzschalter unterschiedlichen Strom führen.
Schutzvorrichtung für ein photovoltaisches Energieerzeugungssystem, wobei die Vorrichtung eine Schnittstelle, einen Schutzschalter, mindestens einen Gleichstrombus und eine Steuerung umfasst; die Vorrichtung mit mindestens drei photovoltaischen Einheiten unter Verwendung der Schnittstellen verbunden ist, die mindestens drei photovoltaischen Einheiten mit dem mindestens einen Gleichstrombus innerhalb der Vorrichtung gekoppelt sind, um eine Mehrzahl von Zweigen zu bilden, und jeder Zweig mindestens eine photovoltaische Einheit umfasst; der Schutzschalter konfiguriert ist, um alle oder einige der photovoltaischen Einheiten von dem mindestens einen Gleichstrombus zu trennen, um photovoltaische Einheiten von den Zweigen zu reduzieren, die parallel geschaltet sind, indem die photovoltaischen Einheiten von den verschiedenen Zweigen getrennt werden, wenn die Steuerung, die das photovoltaische Energieerzeugungssystem (2400) detektiert, fehlerhaft ist, basierend auf einem Parametererfassungswert des Zweigs oder einem Parametererfassungswert des Gleichstrombusses; wobei die Anzahl der Schutzschalter, die mit positiven oder negativen Ausgangsenden der photovoltaischen Einheiten von den Zweigen verbunden sind, größer als die Anzahl der Schutzschalter ist, die mit den Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität der photovoltaischen Einheiten von den Zweigen verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Zweige mindestens einen ersten Zweig und mindestens einen zweiten Zweig umfassen, wobei der erste Zweig eine photovoltaische Einheit umfasst, die mit dem mindestens einen Gleichstrombus über zwei Schalter an zwei Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität verbunden ist, wobei der zweiten Zweig zwei oder drei photovoltaische Einheiten umfasst, die aggregiert und parallel geschaltet sind, bevor sie mit dem mindestens einen Gleichstrombus über zwei Schalter an zwei Ausgangsenden entgegengesetzter Polarität verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei mindestens vier photovoltaische Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) der photovoltaischen Einheiten mit Eingangsschnittstellen verbunden sind, wobei jede photovoltaische Einheit (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) mindestens einen photovoltaischen Strang umfasst, während positive oder negative Ausgangsenden der mindestens vier photovoltaischen Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) aggregiert und dann alle mit einem einzigen Schutzschalter (S1) verbunden sind, und jeder des eine oder der zwei der jeweiligen entgegengesetzten Ausgangsenden der mindestens vier photovoltaischen Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) mit einem jeweiligen Schutzschalter (S1, S2, S3, S4, S5, ..., SM+N) verbunden ist; oder • drei photovoltaische Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3), die mit einem DC-DC-Wandler (200) verbunden sind, wobei jede photovoltaische Einheit (101, 101a1, 101a2, 101a3) mindestens einen photovoltaischen Strang umfasst, während positive oder negative Ausgangsenden der drei photovoltaischen Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3) aggregiert und dann alle mit einem einzigen Gleichstromschalter verbunden sind, und die jeweiligen entgegengesetzten Ausgangsenden von zwei der mindestens drei photovoltaischen Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3) mit einem der Schutzschalter (S1, S2, S3, S4, S5, ..., SM+N) verbunden sind, das jeweilige entgegengesetzte Ausgangsende der anderen der drei photovoltaischen Einheiten (101a1, 101a2, 101a3) mit einem anderen der Schutzschalter (S1, S2, S3, S4, S5, ..., SM+N) verbunden ist, oder • vier photovoltaische Einheiten (101, 101al, 101a2, 101a3, 101a4) mit den Eingangsschnittstellen (200) verbunden sind, wobei jede photovoltaische Einheit (101, 101al, 101a2, 101a3, 101a4) mindestens einen photovoltaischen Strang umfasst, während positive oder negative Ausgangsenden der vier photovoltaischen Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) aggregiert und dann alle mit einem einzigen Schutzschalter (S1) verbunden werden, und zwei der jeweiligen entgegengesetzten Ausgangsenden der vier photovoltaischen Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) mit demselben Schutzschalter (S1, S2, S3, S4, S5, ..., SM+N) verbunden sind und jedes der anderen zwei entgegengesetzten Ausgangsenden mit einem jeweiligen Schutzschalter (S1, S2, S3, S4, S5, ..., SM+N) verbunden ist; oder • vierphotovoltaische Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) mit den Schnittstellen verbunden sind, wobei jede photovoltaische Einheit (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) mindestens einen photovoltaischen Strang umfasst, während positive oder negative Ausgangsenden von zwei der vier photovoltaischen Einheiten (101, 101al, 101a2, 101a3, 101a4) aggregiert und dann mit demselben Schutzschalter (S1) verbunden werden, und während positive oder negative Ausgangsenden der anderen zwei der vier photovoltaischen Einheiten aggregiert und dann mit demselben anderen Schutzschalter (S3) verbunden sind, und zwei der jeweiligen entgegengesetzten Ausgangsenden der vier photovoltaischen Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) mit demselben Schutzschalter (S1, S2, S3, S4, S5, ..., SM+N) verbunden sind und jedes der anderen zwei entgegengesetzten Ausgangsenden mit einem jeweiligen Schutzschalter (S1, S2, S3, S4, S5, ..., SM+N) verbunden ist; oder • vier photovoltaische Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) mit den Eingangsschnittstellen verbunden sind, wobei jede photovoltaische Einheit (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) mindestens einen photovoltaischen Strang umfasst, während positive oder negative Ausgangsenden von drei der vier photovoltaischen Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) aggregiert und dann mit demselben Schutzschalter (S1) verbunden sind, und während ein positives oder negatives Ausgangsende der anderen der vier photovoltaischen Einheiten mit einem anderen Schutzschalter (S3) verbunden ist, und drei der jeweiligen entgegengesetzten Ausgangsenden der vier photovoltaischen Einheiten (101, 101a1, 101a2, 101a3, 101a4) mit demselben Schutzschalter (S1, S2, S3, S4, S5, ..., SM+N) verbunden sind und das andere entgegengesetzte Ausgangsende mit einem jeweiligen Schutzschalter (S1, S2, S3, S4, S5, ..., SM+N) verbunden ist.