EP3283894A1 - Method for testing an inverter device or a power converter device - Google Patents

Method for testing an inverter device or a power converter device

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Publication number
EP3283894A1
EP3283894A1 EP15714534.3A EP15714534A EP3283894A1 EP 3283894 A1 EP3283894 A1 EP 3283894A1 EP 15714534 A EP15714534 A EP 15714534A EP 3283894 A1 EP3283894 A1 EP 3283894A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inverter
direct current
input
testing
tested
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15714534.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lorenz Feddersen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wind & Sun Technologies SL
Original Assignee
Wind & Sun Technologies SL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wind & Sun Technologies SL filed Critical Wind & Sun Technologies SL
Publication of EP3283894A1 publication Critical patent/EP3283894A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies

Definitions

  • the present invention relates to a method for testing an inverter device for inverting direct current from direct current generators into alternating current, wherein the inverter device comprises a plurality of parallel direct current branches, each direct current branch having one
  • the invention further relates to a method for testing a power conversion device for converting alternating current from alternators.
  • Inverter devices for photovoltaic systems generally have a plurality of inverters connected in parallel, wherein a corresponding inverter is provided for each DC generator (solar cell array). If an inverter is repaired or replaced due to a defect, for example, it must be tested before restarting the system. Replacement or repair of an inverter is usually carried out on site by a service technician. However, if the appropriate service call lasts until the evening, when the sun has already set, the repaired or replaced inverter can not be tested because the solar power generator can no longer supply direct current. The repaired or replaced inverter can in such cases be tested the next morning at the earliest, causing additional downtime and significant additional costs.
  • DC generator is switched from an active, faultless inverter to another active, faultless inverter.
  • the object of the invention is to provide test methods in which additional downtime and costs are avoided after repair or replacement of an inverter or inverter.
  • DC DC source
  • DC DC source
  • the inverter device serves to feed solar power into an alternating voltage network
  • the alternating voltage source is advantageously formed by the alternating voltage network.
  • the AC source can be advantageously formed by a self-sufficient AC unit. This may preferably be a generator driven by an internal combustion engine, for example a diesel generator.
  • a controllable switching device connected between the DC inputs may be used to connect the DC inputs.
  • an electrically conductive, such as metallic bridge are set manually.
  • the faulty inverter and the other inverter are preferably disconnected from the inverter device.
  • connection of the DC inputs can be reopened exclusively by intervention of a service technician at the location of the inverter device. This prevents inadvertent opening of the connection before a field service technician has tested the functionality of the replaced or repaired inverter.
  • the invention includes hybrid systems with different types of direct current generators, in particular solar power generators and energy storage devices, for example batteries.
  • direct current generators in particular solar power generators and energy storage devices, for example batteries.
  • the inverter At relative high solar power are preferably one or more of the inverter for charging the energy storage or in the reverse direction operated as a rectifier.
  • the inverters At relatively low solar power, are preferably operated to deliver stored in the energy storage or the energy to an AC network.
  • a variant of the invention relates to a method for testing a converter device for converting alternating current from alternators, for example different generator windings of a wind turbine, wherein the power converter device comprises a plurality of parallel AC branches, each AC branch having an inverter and an AC input for connection to one of the alternators.
  • the invention is characterized in that, for testing one of the inverters, the AC input of the converter to be tested is connected to the AC input of another inverter and operated in the reverse direction to convert alternating current from an AC source and into the AC input of the one to be tested Feed inverter.
  • 1, 2 a schematic circuit diagram for a photovoltaic system in different embodiments of the invention.
  • Fig. 3 is a schematic circuit diagram for a wind turbine in an embodiment of the invention.
  • the photovoltaic system 10 according to FIG. 1 comprises a plurality of direct current generators 13, 14, in particular solar power generators, and an inverter device 15 for reversing the direct current generated by the direct current generators 13, 14 into alternating current.
  • Each solar power generator 13, 14 comprises at least one solar cell panel or solar panel. In general, each solar power generator 13, 14 contains a plurality of solar cells or photovoltaic cells.
  • the inverter device 15 comprises a plurality of inverters 11, 12 as central components. Each inverter 11, 12 is connected to a corresponding direct current input 18, 19 by means of lines which form corresponding DC branches 16, 17. At each DC input 18, 19, a corresponding DC generator 13, 14 can be connected. After the direction of change by the inverters 11, 12, the generated alternating current is output via one or more alternating current outputs 20, for example to an alternating current network 50, alternating current consumer and / or alternating current storage. On the DC and the AC side of each inverter 11, 12, a controllable switch 21, 22 and 23, 24 is arranged in order to separate the inverters 11, 12, for example, in the event of a defect individually from the inverter device 15.
  • the two DC branches 16, 17 and the two DC inputs 18, 19 are connected to each other by means of a controllable switch 25 via a bridge 47.
  • the switch 25 is bipolar, i. it switches both the positive pole of the DC branches 16, 17 by means of a switch element 27 and the negative pole by means of a switching element 26, wherein the
  • Switching elements 26, 27 are preferably coupled.
  • the scarf ter 21 to 25 and the inverters 11, 12 are manually operable and / or controlled by an electronic control device 28.
  • the electronic control device 28 is for example a signal or microprocessor and may be arranged in the inverter device 15 or generally at a suitable location in the photovoltaic system 10.
  • the electronic control device 28 is also configured to measure or detect a fault in one of the inverters 11, 12.
  • the electronic control device 28 is connected via a remote monitoring connection 29 to a remote maintenance center 30 remote from the photovoltaic system 10.
  • DC generator 13 generated direct current is passed through the DC input 18 and the DC branch 16 to the inverter 11, where it is directed in AC and passed to the AC output 20.
  • the direct current generated by the direct current generator 14 is fed via the DC input 19 and the DC branch 17 to the inverter 12, where it is directed in alternating current and passed to the AC output 20.
  • the controller 28 detects a fault or fault in one of the inverters 11, 12, it will be repaired or replaced on-site by a service technician. It is assumed here without limitation that the inverter 12 is repaired or replaced.
  • the respective inverter 12 upstream and downstream switches 23 and 24 are thereby opened to separate the respective inverter 12 on both sides, ie on the DC and on the AC side of the inverter device 15.
  • the switches 23, 24, 25 are closed by the service technician on site. This can be done manually or via an operator terminal for controlling the control device 28. Subsequently, the other inverter 11 is driven so that it acts as a rectifier for test purposes.
  • alternating current is taken from the alternating current network 50, rectified by the power converter 11 and fed via the bridge 47 into the direct current input 19 and the direct current path 17 of the inverter 12 to be tested.
  • the injected DC is reversed by the inverter 12 and can then be fed back into the AC mains 50. If the direction of change by the inverter 12 is functioning properly, the inverter 12 is free of errors and the normal operation of the system 10 can be resumed.
  • the switch 25 is opened and the power converter 11 is again driven to operate as an inverter 11.
  • the electric energy is circulated from the AC mains 50 via the inverter 11, the bridge 47 and back across the inverter 12 to be tested to the AC side 20 at full power.
  • the inverter 11 serves as an AC power source to simulate power consumption from the DC generator 14 and the inverter 12 to be tested as an AC sink, i. as inverter in normal operating mode.
  • the opening or separation of the switch 25 is preferably carried out by a service technician Place. Alternatively, it can also be triggered via the remote monitoring connection 29.
  • a bridge 47 may be provided without switch 25, which is set manually for the test procedure and then removed again.
  • the bridge 47 here consists of two connectors 48, 49 for connecting the two plus inputs DC + and for connecting the two minus inputs DC- the inverter 11, 12.
  • the switches 21 to 24 opened for safety reasons to the testing inverter 12 and the other inverter 11 from the inverter device 15 to separate.
  • the connectors 48, 49 via two contacts 46, such as screw, connected to the DC power lines DC +, DC-.
  • the connectors 48, 49 may be metal rails or cables, for example.
  • the switches 21 to 24 are closed and the other inverter 11 is operated as a rectifier, as described above for the figure 1.
  • the bridge 47 To disconnect the bridge 47, at least one of the connectors 48, 49, advantageously both connectors 48, 49 are removed from the DC lines DC +, DC- by releasing the contacts 46.
  • the embodiment according to FIG. 2 is particularly advantageous in installations 10 without switch 25, since no time-consuming retrofitting is required.
  • the embodiments of Figures 1 and 2 are easily transferable to the general case of more than two inverters.
  • the DC input of an inverter to be tested is connected to the DC input of another inverter as described above and operated the other inverter as a rectifier.
  • the embodiments according to FIGS. 1 and 2 are easily transferable to alternating current generators 33, 34 instead of direct current generators 13, 14.
  • the power conversion device 35 includes a plurality of parallel AC branches 36, 37, each AC leg 36, 37 having an inverter 31, 32 and an AC input 38, 39 for connection to one of the alternators 33, 34.
  • the alternators 33, 34 may be, for example, different windings of the generator of a wind turbine 40.
  • the bridge 47 is set to connect the AC input 39 of the inverter under test 32 to the AC input 38 of the other inverter 31.
  • the other inverter 31 is then operated in the reverse direction to convert alternating current from the AC voltage source 50 and feed it into the AC input 19 of the inverter 32 to be tested.

Abstract

The invention relates to a method for testing an inverter device (15) for inverting direct current from direct current generators (13, 14) into alternating current, the inverter device (15) comprising a plurality of parallel direct current branches (16, 17), each direct current branch (16, 17) having an inverter (11, 12) and a direct current input (18, 19) to be connected to one of the direct current generators (13, 14). Said method is characterized in that, in order to test one of the inverters (11, 12), the direct current input (18, 19) of the inverter (11, 12) to be tested is connected to the direct current input (19, 18) of another inverter (12, 11), and the latter is operated in the opposite direction as a rectifier, in order to rectify alternating current from an alternating current source and to feed said current into the direct current input (18, 19) of the inverter (11, 12) to be tested.

Description

Verfahren zum Testen einer Wechselrichtervorrichtung  Method for testing an inverter device
oder einer Stromrichtervorrichtung  or a power conversion device
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen einer Wechselrichtervorrichtung zum Wechselrichten von Gleichstrom aus Gleichstromerzeugern in Wechselstrom, wobei die Wechselrichtervorrichtung eine Mehrzahl von parallelen Gleichstromzweigen umfasst, wobei jeder Gleichstromzweig einen The present invention relates to a method for testing an inverter device for inverting direct current from direct current generators into alternating current, wherein the inverter device comprises a plurality of parallel direct current branches, each direct current branch having one
Wechselrichter und einen Gleichstromeingang zur Verbindung mit einem der Gleichstromerzeuger aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Testen einer Stromrichtervorrichtung zum Umrichten von Wechselstrom aus Wechselstromerzeugern . Inverter and a DC input for connection to one of the DC generator. The invention further relates to a method for testing a power conversion device for converting alternating current from alternators.
Wechselrichtervorrichtungen für Photovoltaikanlagen weisen in der Regel eine Mehrzahl von parallel geschalteten Wechselrichtern auf, wobei für jeden Gleichstromerzeuger (Solarzellenfeld) ein entsprechender Wechselrichter vorgesehen ist. Wenn ein Wechselrichter beispielsweise aufgrund eines Defekts repariert oder ausgetauscht wird, muss dieser vor Wiederinbetriebnahme der Anlage getestet werden. Austausch oder Reparatur eines Wechselrichters wird in der Regel vor Ort durch einen Servicetechniker durchgeführt. Wenn jedoch der entsprechende Serviceeinsatz bis zum Abend dauert, wenn die Sonne bereits untergegangen ist, kann der reparierte bzw. ersetzte Wechselrichter nicht getestet werden, da der Solarstromerzeuger keinen Gleichstrom mehr liefern kann. Der reparierte bzw. ersetzte Wechselrichter kann in solchen Fällen frühestens am nächsten Morgen getestet werden, was zusätzliche Ausfallzeiten und erhebliche Zusatzkosten verursacht. Die Druckschrift US 6,800,964 B2 offenbart ein Verfahren zur Wirkungsgradoptimierung einer Wechselrichtervorrichtung mit einer Mehrzahl von parallel geschalteten Wechselrichtern, wobei zwischen den Gleichstromzweigen von jeweils zwei Wechselrichtern ein Schütz vorgesehen ist, das je nach Leistungsanfall in den unterschiedlichen Gleichstromzweigen geöffnet oder geschlossen wird, wobei durch Schließen eines Schütz ein Inverter devices for photovoltaic systems generally have a plurality of inverters connected in parallel, wherein a corresponding inverter is provided for each DC generator (solar cell array). If an inverter is repaired or replaced due to a defect, for example, it must be tested before restarting the system. Replacement or repair of an inverter is usually carried out on site by a service technician. However, if the appropriate service call lasts until the evening, when the sun has already set, the repaired or replaced inverter can not be tested because the solar power generator can no longer supply direct current. The repaired or replaced inverter can in such cases be tested the next morning at the earliest, causing additional downtime and significant additional costs. The document US 6,800,964 B2 discloses a method for optimizing the efficiency of an inverter device having a plurality of parallel inverters, wherein between the DC branches of two inverters a contactor is provided, which is opened or closed depending on the power in the different DC branches, closing a Contactor
Gleichstromerzeuger von einem aktiven, fehlerfreien Wechselrichter auf einen anderen aktiven, fehlerfreien Wechselrichter umgeschaltet wird. DC generator is switched from an active, faultless inverter to another active, faultless inverter.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Testverfahren anzugeben, bei denen zusätzliche Ausfallzeiten und Kosten nach Reparatur oder Auswechseln eines Wechselrichters bzw. Umrichters vermieden werden. The object of the invention is to provide test methods in which additional downtime and costs are avoided after repair or replacement of an inverter or inverter.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Erfindungsgemäß wird zum Testen eines der Wechselrichter dessen Gleichstromeingang mit dem The invention solves this problem with the features of the independent claims. According to the invention for testing one of the inverter whose DC input with the
Gleichstromeingang eines anderen Wechselrichters verbunden und dieser in umgekehrter Richtung als Gleichrichter betrieben, um Wechselstrom aus einer Wechselspannungsquelle gleichzurichten und in den Gleichstromeingang des zu testenden Wechselrichters einzuspeisen. Der andere Wechselrichter dient hier als DC input of another inverter connected and this operated in the opposite direction as a rectifier to rectify AC from an AC source and feed it into the DC input of the inverter to be tested. The other inverter is used here as
(Gleichstrom- ) Quelle und der zu testende Wechselrichter als (Gleichstrom- ) Senke . Auf diese Weise kann mithilfe des anderen Wechselrichters ein Gleichstromerzeuger aus einer Wechselspannungsquelle simuliert und der reparierte bzw. ausgetauschte Wechselrichter jederzeit, insbesondere auch nachts, geprüft werden . Wenn die Wechselrichtervorrichtung zur Einspeisung von Solarstrom in ein Wechselspannungsnetz dient, wird die Wechselspannungsquelle vorteilhaft von dem Wechselspannungsnetz gebildet. In den Fällen, in denen kein Wechselspannungsnetz zur Verfügung steht, kann die Wechselspannungsquelle vorteilhaft von einem autarken Wechselstromaggregat gebildet werden. Dabei kann es sich vorzugsweise um einen von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generator, beispielsweise einen Dieselgenerator, handeln. (DC) source and the inverter to be tested as (DC) sink. In this way, a DC generator can be simulated from an AC source using the other inverter and the repaired or replaced inverter at any time, especially at night, checked. When the inverter device serves to feed solar power into an alternating voltage network, the alternating voltage source is advantageously formed by the alternating voltage network. In cases where no AC mains is available, the AC source can be advantageously formed by a self-sufficient AC unit. This may preferably be a generator driven by an internal combustion engine, for example a diesel generator.
In einer Ausführungsform kann zum Verbinden der Gleichstromeingänge eine zwischen den Gleichstromeingängen geschaltete steuerbare Schalteinrichtung verwendet werden. In one embodiment, a controllable switching device connected between the DC inputs may be used to connect the DC inputs.
In einer alternativen, besonders einfachen Ausführungsform kann zum Verbinden der Gleichstromeingänge zwischen den In an alternative, particularly simple embodiment, for connecting the DC inputs between the
Gleichstromeingängen eine elektrisch leitende, beispielsweise metallische Brücke manuell gesetzt werden. In diesem Fall werden vor dem Setzen der Brücke der fehlerhafte Wechselrichter und der andere Wechselrichter vorzugsweise von der Wechsel- richtervorrichtung getrennt . DC inputs an electrically conductive, such as metallic bridge are set manually. In this case, before setting the bridge, the faulty inverter and the other inverter are preferably disconnected from the inverter device.
Vorzugsweise kann die Verbindung der Gleichstromeingänge ausschließlich durch Eingriff eines Servicetechnikers am Ort der Wechselrichtervorrichtung wieder geöffnet werden. Hierdurch wird ein unbeabsichtigtes Öffnen der Verbindung, bevor ein Servicetechniker vor Ort die Funktionsfähigkeit des ausgetauschten oder reparierten Wechselrichters getestet hat, verhindert . Preferably, the connection of the DC inputs can be reopened exclusively by intervention of a service technician at the location of the inverter device. This prevents inadvertent opening of the connection before a field service technician has tested the functionality of the replaced or repaired inverter.
Die Erfindung umfasst Hybridanlagen mit unterschiedlichen Typen von Gleichstromerzeugern, insbesondere Solarstromerzeugern und Energiespeichern, beispielsweise Batterien. Bei relativ hoher Solarleistung werden vorzugsweise ein oder mehrere der Wechselrichter zur Ladung des oder der Energiespeicher in umgekehrter Richtung als Gleichrichter betrieben. Bei relativ niedriger Solarleistung werden die Wechselrichter vorzugsweise zur Abgabe von in dem oder den Energiespeichern gespeicherter Energie an ein Wechselstromnetz betrieben. The invention includes hybrid systems with different types of direct current generators, in particular solar power generators and energy storage devices, for example batteries. At relative high solar power are preferably one or more of the inverter for charging the energy storage or in the reverse direction operated as a rectifier. At relatively low solar power, the inverters are preferably operated to deliver stored in the energy storage or the energy to an AC network.
Eine Variante der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen einer Stromrichtervorrichtung zum Umrichten von Wechselstrom aus Wechselstromerzeugern, beispielsweise unterschiedlichen Generatorwicklungen einer Windenergieanlage, wobei die Stromrichtervorrichtung eine Mehrzahl von parallelen Wechselstromzweigen umfasst, wobei jeder Wechselstromzweig einen Umrichter und einen Wechselstromeingang zur Verbindung mit einem der Wechselstromerzeuger aufweist. In dieser Variante zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zum Testen eines der Umrichter der Wechselstromeingang des zu testenden Umrichters mit dem Wechselstromeingang eines anderen Umrichters verbunden und dieser in umgekehrter Richtung betrieben wird, um Wechselstrom aus einer Wechselspannungsquelle umzurichten und in den Wechselstromeingang des zu testenden Umrichters einzuspeisen. A variant of the invention relates to a method for testing a converter device for converting alternating current from alternators, for example different generator windings of a wind turbine, wherein the power converter device comprises a plurality of parallel AC branches, each AC branch having an inverter and an AC input for connection to one of the alternators. In this variant, the invention is characterized in that, for testing one of the inverters, the AC input of the converter to be tested is connected to the AC input of another inverter and operated in the reverse direction to convert alternating current from an AC source and into the AC input of the one to be tested Feed inverter.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigen The invention will be explained below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying figures. Show
Fig. 1, 2 einen schematischen Schaltplan für eine Photovoltaik- anlage in unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung; und 1, 2 a schematic circuit diagram for a photovoltaic system in different embodiments of the invention; and
Fig. 3 einen schematischen Schaltplan für eine Windenergieanlage in einer Ausführungsform der Erfindung. Die Photovoltaikanlage 10 gemäß Figur 1 umfasst eine Mehrzahl von Gleichstromerzeugern 13, 14, insbesondere Solarstromerzeugern, und eine Wechselrichtervorrichtung 15 zur Wechselrichtung des von den Gleichstromerzeugern 13, 14 erzeugten Gleichstroms in Wechselstrom. Jeder Solarstromerzeuger 13, 14 umfasst mindestens ein Solarzellenfeld oder Solarpaneel. Im Allgemeinen enthält jeder Solarstromerzeuger 13, 14 eine Mehrzahl von Solarzellen bzw. photovoltaischen Zellen. Fig. 3 is a schematic circuit diagram for a wind turbine in an embodiment of the invention. The photovoltaic system 10 according to FIG. 1 comprises a plurality of direct current generators 13, 14, in particular solar power generators, and an inverter device 15 for reversing the direct current generated by the direct current generators 13, 14 into alternating current. Each solar power generator 13, 14 comprises at least one solar cell panel or solar panel. In general, each solar power generator 13, 14 contains a plurality of solar cells or photovoltaic cells.
Die Wechselrichtervorrichtung 15 umfasst als zentrale Komponenten eine Mehrzahl von Wechselrichtern 11, 12. Jeder Wechselrichter 11, 12 ist mittels Leitungen, die entsprechende Gleichstromzweige 16, 17 bilden, mit einem entsprechenden Gleichstromeingang 18, 19 verbunden. An jeden Gleichstromeingang 18, 19 ist ein entsprechender Gleichstromerzeuger 13, 14 anschließbar. Nach der Wechselrichtung durch die Wechselrichter 11, 12 wird der erzeugte Wechselstrom über einen oder mehrere Wechselstromausgänge 20 beispielsweise an ein Wechselstromnetz 50, Wechselstromverbraucher und/oder Wechselstromspeicher abgegeben. Auf der Gleichstrom- und der Wechselstromseite jedes Wechselrichters 11, 12 ist jeweils ein steuerbarer Schalter 21, 22 bzw. 23, 24 angeordnet, um die Wechselrichter 11, 12 beispielsweise im Defektfall individuell von der Wechselrichtervorrichtung 15 trennen zu können. The inverter device 15 comprises a plurality of inverters 11, 12 as central components. Each inverter 11, 12 is connected to a corresponding direct current input 18, 19 by means of lines which form corresponding DC branches 16, 17. At each DC input 18, 19, a corresponding DC generator 13, 14 can be connected. After the direction of change by the inverters 11, 12, the generated alternating current is output via one or more alternating current outputs 20, for example to an alternating current network 50, alternating current consumer and / or alternating current storage. On the DC and the AC side of each inverter 11, 12, a controllable switch 21, 22 and 23, 24 is arranged in order to separate the inverters 11, 12, for example, in the event of a defect individually from the inverter device 15.
Die beiden Gleichstromzweige 16, 17 bzw. die beiden Gleichstromeingänge 18, 19 sind mittels eines steuerbaren Schalters 25 über eine Brücke 47 miteinander verbindbar. Dies wird im Folgenden genauer erläutert. Vorzugsweise ist der Schalter 25 zweipolig, d.h. er schaltet sowohl den Pluspol der Gleichstromzweige 16, 17 mittels eines Schalterelements 27 als auch den Minuspol mittels eines Schaltelements 26, wobei die The two DC branches 16, 17 and the two DC inputs 18, 19 are connected to each other by means of a controllable switch 25 via a bridge 47. This will be explained in more detail below. Preferably, the switch 25 is bipolar, i. it switches both the positive pole of the DC branches 16, 17 by means of a switch element 27 and the negative pole by means of a switching element 26, wherein the
Schaltelemente 26, 27 vorzugsweise gekoppelt sind. Die Schal- ter 21 bis 25 und die Wechselrichter 11, 12 sind manuell betätigbar und/oder mittels einer elektronischen Steuerungsvorrichtung 28 steuerbar. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 28 ist beispielsweise ein Signal- oder Mikroprozessor und kann in der Wechselrichtervorrichtung 15 oder allgemein an geeigneter Stelle in der Photovoltaikanlage 10 angeordnet sein. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 28 ist auch eingerichtet, um einen Fehler in einem der Wechselrichter 11, 12 messen bzw. feststellen zu können. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 28 ist über eine Fernüberwachungsverbindung 29 mit einer von der Photovoltaikanlage 10 entfernt angeordneten Fernwartungs- zentrale 30 verbunden. Switching elements 26, 27 are preferably coupled. The scarf ter 21 to 25 and the inverters 11, 12 are manually operable and / or controlled by an electronic control device 28. The electronic control device 28 is for example a signal or microprocessor and may be arranged in the inverter device 15 or generally at a suitable location in the photovoltaic system 10. The electronic control device 28 is also configured to measure or detect a fault in one of the inverters 11, 12. The electronic control device 28 is connected via a remote monitoring connection 29 to a remote maintenance center 30 remote from the photovoltaic system 10.
Im normalen Betrieb der Anlage sind die Schalter 21 bis 24 geschlossen und der Schalter 25 ist geöffnet. Der von dem During normal operation of the system, the switches 21 to 24 are closed and the switch 25 is open. The one of the
Gleichstromerzeuger 13 erzeugte Gleichstrom wird über den Gleichstromeingang 18 und den Gleichstromzweig 16 zu dem Wechselrichter 11 geleitet, dort in Wechselstrom gerichtet und an den Wechselstromausgang 20 geleitet. Der von dem Gleichstromerzeuger 14 erzeugte Gleichstrom wird über den Gleichstromeingang 19 und den Gleichstromzweig 17 zu dem Wechselrichter 12 geleitet, dort in Wechselstrom gerichtet und an den Wechselstromausgang 20 geleitet. DC generator 13 generated direct current is passed through the DC input 18 and the DC branch 16 to the inverter 11, where it is directed in AC and passed to the AC output 20. The direct current generated by the direct current generator 14 is fed via the DC input 19 and the DC branch 17 to the inverter 12, where it is directed in alternating current and passed to the AC output 20.
Wenn die Steuerungsvorrichtung 28 einen Fehler oder Defekt in einem der Wechselrichter 11, 12 feststellt, wird dieser vor Ort von einem Servicetechniker repariert oder ausgetauscht. Es sei hier ohne Beschränkung angenommen, dass der Wechselrichter 12 repariert oder ausgetauscht wird. Die dem entsprechenden Wechselrichter 12 vor- und nachgeschalteten Schalter 23 und 24 sind dabei geöffnet, um den entsprechenden Wechselrichter 12 beidseitig, d.h. auf der Gleich- und auf der Wechselstromseite, von der Wechselrichtervorrichtung 15 zu trennen. Nachdem der Servicetechniker den Wechselrichter 12 repariert oder ausgetauscht hat, muss der Wechselrichter 12 auf einwandfreie Funktion getestet werden. Zu diesem Zweck werden die Schalter 23, 24, 25 vom Servicetechniker vor Ort geschlossen. Dies kann manuell oder über ein Bedienterminal zur Ansteuerung der Steuerungsvorrichtung 28 geschehen. Anschließend wird der andere Wechselrichter 11 so angesteuert, dass er zu Testzwecken als Gleichrichter wirkt. Es wird also Wechselstrom aus dem Wechselstromnetz 50 entnommen, durch den Stromrichter 11 gleichgerichtet und über die Brücke 47 in den Gleichstromeingang 19 und den Gleichstrompfad 17 des zu testenden Wechselrichters 12 eingespeist. Der eingespeiste Gleichstrom wird von dem Wechselrichter 12 wechselgerichtet und kann dann wieder in das Wechselstromnetz 50 eingespeist werden. Wenn die Wechselrichtung durch den Wechselrichter 12 einwandfrei funktioniert, ist der Wechselrichter 12 fehlerfrei und der Normalbetrieb der Anlage 10 kann wieder aufgenommen werden. Zu diesem Zweck wird der Schalter 25 geöffnet und der Stromrichter 11 wieder zum Betrieb als Wechselrichter 11 angesteuert. If the controller 28 detects a fault or fault in one of the inverters 11, 12, it will be repaired or replaced on-site by a service technician. It is assumed here without limitation that the inverter 12 is repaired or replaced. The respective inverter 12 upstream and downstream switches 23 and 24 are thereby opened to separate the respective inverter 12 on both sides, ie on the DC and on the AC side of the inverter device 15. After the service technician has repaired or replaced the inverter 12, the inverter 12 must be tested for proper operation. For this purpose, the switches 23, 24, 25 are closed by the service technician on site. This can be done manually or via an operator terminal for controlling the control device 28. Subsequently, the other inverter 11 is driven so that it acts as a rectifier for test purposes. Thus, alternating current is taken from the alternating current network 50, rectified by the power converter 11 and fed via the bridge 47 into the direct current input 19 and the direct current path 17 of the inverter 12 to be tested. The injected DC is reversed by the inverter 12 and can then be fed back into the AC mains 50. If the direction of change by the inverter 12 is functioning properly, the inverter 12 is free of errors and the normal operation of the system 10 can be resumed. For this purpose, the switch 25 is opened and the power converter 11 is again driven to operate as an inverter 11.
Bei dem beschriebenen Testverfahren lässt man also die elektrische Energie ausgehend von dem Wechselstromnetz 50 über den Wechselrichter 11, die Brücke 47 und zurück über den zu testenden Wechselrichter 12 auf die Wechselstromseite 20 bei voller Leistung kreisen. Bei dem beschriebenen Testverfahren dient der Wechselrichter 11 als Wechselstromquelle, um Leistungsanfall von dem Gleichstromerzeuger 14 zu simulieren, und der zu testende Wechselrichter 12 als Wechselstromsenke, d.h. als Wechselrichter im normalen Betriebsmodus. In the described test method, therefore, the electric energy is circulated from the AC mains 50 via the inverter 11, the bridge 47 and back across the inverter 12 to be tested to the AC side 20 at full power. In the described test method, the inverter 11 serves as an AC power source to simulate power consumption from the DC generator 14 and the inverter 12 to be tested as an AC sink, i. as inverter in normal operating mode.
Die Öffnung oder Trennung des Schalters 25 erfolgt aus Sicherheitsgründen vorzugsweise durch einen Servicetechniker vor Ort. Sie kann alternativ auch über die Fernüberwachungsverbindung 29 ausgelöst werden. For security reasons, the opening or separation of the switch 25 is preferably carried out by a service technician Place. Alternatively, it can also be triggered via the remote monitoring connection 29.
Alternativ kann eine Brücke 47 ohne Schalter 25 vorgesehen sein, die für den Testvorgang manuell gesetzt und anschließend wieder entfernt wird. Diese Ausführungsform ist beispielhaft in der Figur 2 gezeigt. Die Brücke 47 besteht hier aus zwei Verbindern 48, 49 zum Verbinden der beiden Pluseingänge DC+ und zum Verbinden der beiden Minuseingänge DC- der Wechselrichter 11, 12. Vor dem Setzen der Brücke 47 werden die Schalter 21 bis 24 aus Sicherheitsgründen geöffnet, um den zu testenden Wechselrichter 12 und den anderen Wechselrichter 11 von der Wechselrichtervorrichtung 15 zu trennen. Zum Setzen der Brücke 47 werden die Verbinder 48, 49 über jeweils zwei Kontakte 46, beispielsweise Schraubkontakte, mit den Gleichstromleitungen DC+, DC- verbunden. Die Verbinder 48, 49 können beispielsweise Metallschienen oder Kabel sein. Zum Testen des Wechselrichters 12 werden die Schalter 21 bis 24 geschlossen und der andere Wechselrichter 11 wird als Gleichrichter betrieben, wie oben zu der Figur 1 beschrieben. Zum Trennen der Brücke 47 wird mindestens einer der Verbinder 48, 49, vorteilhaft werden beide Verbinder 48, 49 von den Gleichstromleitungen DC+, DC- durch Lösen der Kontakte 46 abgenommen. Die Ausführungsform gemäß Figur 2 ist besonders vorteilhaft in Anlagen 10 ohne Schalter 25, da eine aufwändige Nachrüstung entfällt . Alternatively, a bridge 47 may be provided without switch 25, which is set manually for the test procedure and then removed again. This embodiment is shown by way of example in FIG. The bridge 47 here consists of two connectors 48, 49 for connecting the two plus inputs DC + and for connecting the two minus inputs DC- the inverter 11, 12. Before setting the bridge 47, the switches 21 to 24 opened for safety reasons to the testing inverter 12 and the other inverter 11 from the inverter device 15 to separate. To set the bridge 47, the connectors 48, 49 via two contacts 46, such as screw, connected to the DC power lines DC +, DC-. The connectors 48, 49 may be metal rails or cables, for example. For testing the inverter 12, the switches 21 to 24 are closed and the other inverter 11 is operated as a rectifier, as described above for the figure 1. To disconnect the bridge 47, at least one of the connectors 48, 49, advantageously both connectors 48, 49 are removed from the DC lines DC +, DC- by releasing the contacts 46. The embodiment according to FIG. 2 is particularly advantageous in installations 10 without switch 25, since no time-consuming retrofitting is required.
Die Ausführungsformen gemäß Figuren 1 und 2 sind auf den allgemeinen Fall von mehr als zwei Wechselrichtern problemlos übertragbar. Dabei wird der Gleichstromeingang eines zu testenden Wechselrichters mit dem Gleichstromeingang eines anderen Wechselrichters wie oben beschrieben verbunden und der andere Wechselrichter als Gleichrichter betrieben. Die Ausführungsformen gemäß Figuren 1 und 2 sind auf Wechsel - Stromerzeuger 33, 34 anstelle von Gleichstromerzeugern 13, 14 problemlos übertragbar. Dies wird anhand von Figur 3 erläutert. In diesen Ausführungsformen umfasst die Stromrichtervorrichtung 35 eine Mehrzahl von parallelen Wechselstromzweigen 36, 37, wobei jeder Wechselstromzweig 36, 37 einen Umrichter 31, 32 und einen Wechselströmeingang 38, 39 zur Verbindung mit einem der Wechselstromerzeuger 33, 34 aufweist. Die Wechselstromerzeuger 33, 34 können beispielsweise unterschiedliche Wicklungen des Generators einer Windenergieanlage 40 sein. Erfindungsgemäß wird zum Testen beispielsweise des reparierten Umrichters 32 die Brücke 47 gesetzt, um den Wechselstromeingang 39 des zu testenden Umrichters 32 mit dem Wechselstromeingang 38 des anderen Umrichters 31 zu verbinden. Der andere Umrichter 31 wird dann in umgekehrter Richtung betrieben, um Wechselstrom aus der Wechselspannungsquelle 50 umzurichten und in den Wechselstromeingang 19 des zu testenden Umrichters 32 einzuspeisen. The embodiments of Figures 1 and 2 are easily transferable to the general case of more than two inverters. In this case, the DC input of an inverter to be tested is connected to the DC input of another inverter as described above and operated the other inverter as a rectifier. The embodiments according to FIGS. 1 and 2 are easily transferable to alternating current generators 33, 34 instead of direct current generators 13, 14. This will be explained with reference to FIG. In these embodiments, the power conversion device 35 includes a plurality of parallel AC branches 36, 37, each AC leg 36, 37 having an inverter 31, 32 and an AC input 38, 39 for connection to one of the alternators 33, 34. The alternators 33, 34 may be, for example, different windings of the generator of a wind turbine 40. According to the invention, for testing, for example, the repaired inverter 32, the bridge 47 is set to connect the AC input 39 of the inverter under test 32 to the AC input 38 of the other inverter 31. The other inverter 31 is then operated in the reverse direction to convert alternating current from the AC voltage source 50 and feed it into the AC input 19 of the inverter 32 to be tested.

Claims

Ansprüche : Claims :
1. Verfahren zum Testen einer Wechselrichtervorrichtung (15) zum Wechselrichten von Gleichstrom aus Gleichstromerzeugern (13, 14) in Wechselstrom, wobei die Wechselrichtervorrichtung (15) eine Mehrzahl von parallelen Gleichstromzweigen (16, 17) umfasst, wobei jeder Gleichstromzweig (16, 17) einen Wechselrichter (11, 12) und einen Gleichstromeingang (18, 19) zur Verbindung mit einem der Gleichstromerzeuger (13, 14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Testen eines der Wechselrichter (11, 12) der Gleichstromeingang (18, 19) des zu testenden Wechselrichters (11, 12) mit dem Gleichstromeingang (19, 18) eines anderen Wechselrichters (12, 11) verbunden und dieser in umgekehrter Richtung als Gleichrichter betrieben wird, um Wechselstrom aus einer Wechselspannungsquelle gleichzurichten und in den Gleichstromeingang (18, 19) des zu testenden Wechselrichters (11, 12) einzuspeisen. A method of testing an inverter device (15) for inverting direct current from direct current generators (13, 14) into alternating current, said inverter device (15) comprising a plurality of parallel direct current branches (16, 17), each direct current branch (16, 17) an inverter (11, 12) and a direct current input (18, 19) for connection to one of the direct current generators (13, 14), characterized in that for testing one of the inverters (11, 12) the direct current input (18, 19) of the inverter to be tested (11, 12) connected to the DC input (19, 18) of another inverter (12, 11) and this is operated in the opposite direction as a rectifier to rectify AC from an AC voltage source and into the DC input (18, 19) of the inverter to be tested (11, 12) feed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannungsquelle (50) ein Wechselspannungsnetz ist . 2. The method according to claim 1, characterized in that the AC voltage source (50) is an AC voltage network.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannungsquelle ein autarkes Wechselstromaggregat ist . 3. The method according to claim 1, characterized in that the AC voltage source is a self-sufficient AC aggregate.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannungsquelle ein von einer Brennkraftmaschine angetriebener Generator ist. 4. The method according to claim 3, characterized in that the AC voltage source is a generator driven by an internal combustion engine.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden der Gleichstromeingän- ge eine zwischen den Gleichstromeingängen geschaltete steuerbare Schalteinrichtung (25, 26, 27) verwendet wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for connecting the DC input ge a switched between the DC inputs controllable switching device (25, 26, 27) is used.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden der Gleichstromeingänge zwischen den Gleichstromeingängen eine elektrisch leitende Brücke (47, 48, 49) manuell gesetzt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for connecting the DC inputs between the DC inputs, an electrically conductive bridge (47, 48, 49) is set manually.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Setzen der Brücke (47, 48, 49) der fehlerhafte Wechselrichter und der andere Wechselrichter von der Wechselrichtervorrichtung (15) getrennt werden. 7. The method according to claim 6, characterized in that before the setting of the bridge (47, 48, 49) of the faulty inverter and the other inverter from the inverter device (15) are separated.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Gleichstromeingänge (18, 19) ausschließlich durch Eingriff einer Person am Ort der Wechselrichtervorrichtung (15) wieder geöffnet werden kann. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the connection of the DC inputs (18, 19) exclusively by intervention of a person at the location of the inverter device (15) can be opened again.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der Wechselrichter zur Ladung mindestens eines Energiespeichers in umgekehrter Richtung als Gleichrichter betrieben werden. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one or more of the inverters are operated to charge at least one energy storage in the reverse direction as a rectifier.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichter zur Wechselrichtung von in dem Energiespeicher gespeicherter Energie betrieben werden. 10. The method according to claim 9, characterized in that the inverters are operated for changing the direction of energy stored in the energy store.
11. Verfahren zum Testen einer Stromrichtervorrichtung (35) zum Umrichten von Wechselstrom aus Wechselstromerzeugern (33, 34), wobei die Stromrichtervorrichtung (35) eine Mehrzahl von parallelen Wechselstromzweigen (36, 37) um- fasst, wobei jeder Wechselstromzweig (36, 37) einen Um- richter (31, 32) und einen WechselStromeingang (38, 39) zur Verbindung mit einem der Wechselstromerzeuger (33, 34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Testen e nes der Umrichter (31, 32) der Wechselstromeingang (38, 39) des zu testenden Umrichters (31, 32) mit dem Wechse stromeingang (39, 38) eines anderen Umrichters (32, 31) verbunden und dieser in umgekehrter Richtung betrieben wird, um Wechselstrom aus einer Wechselspannungsquelle umzurichten und in den Wechselstromeingang (38, 39) des zu testenden Umrichters (31, 32) einzuspeisen. A method of testing a power conversion device (35) for converting AC power from alternators (33, 34), said power conversion device (35) comprising a plurality of parallel AC branches (36, 37), each AC leg (36, 37) a conversion and an alternating current input (38, 39) for connection to one of the alternating current generators (33, 34), characterized in that for testing one of the inverters (31, 32) the alternating current input (38, 39) of the converter to be tested (31, 32) connected to the Wechse current input (39, 38) of another inverter (32, 31) and this is operated in the reverse direction to convert AC from an AC voltage source and in the AC input (38, 39) of the to feed converter to be tested (31, 32).
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