ES2906373T3

ES2906373T3 - Procedimiento para comprobar un punto de desconexión de un inversor fotovoltaico y un inversor fotovoltaico de este tipo

Info

Publication number: ES2906373T3
Application number: ES19779492T
Authority: ES
Inventors: Gerhard Wallisch; Joachim Danmayr
Original assignee: Fronius International GmbH
Current assignee: Fronius International GmbH
Priority date: 2018-10-03
Filing date: 2019-10-03
Publication date: 2022-04-18
Anticipated expiration: 2039-10-03
Also published as: PL3824524T3; US11125833B1; AU2019352740A1; WO2020070234A1; BR112021003879A2; CN112771749B; EP3633817A1; EP3824524A1; CN112771749A; AU2019352740B2; EP3824524B1; US20210311130A1

Abstract

Procedimiento para comprobar un punto de desconexión (12) de un inversor fotovoltaico (1) con un circuito intermedio (3), teniendo el punto de desconexión (12) al menos dos líneas (Lx), cada una de ellas con dos contactos de conmutación (SW_Lx,j) en serie en cada línea (Lx), contactos de conmutación (SW_Lx,j) que se controlan de manera correspondiente para comprobar su funcionalidad, caracterizado porque en un modo de prueba, entre la entrada (E_Lx) de cada línea (Lx) del punto de desconexión (12) y un potencial de circuito intermedio (M), se aplica a cada uno de ellos una tensión auxiliar (U_Lx) generada por el inversor fotovoltaico (1), de acuerdo con un patrón de conmutación y de manera alternante se cierran cada uno de los primeros contactos de conmutación (SW_Lx,1) del punto de desconexión (12) y se abren cada uno de los segundos contactos de conmutación (SW_Lx,2), y a continuación se cierran cada uno de los segundos contactos de conmutación (SW_Lx,2) y se abren cada uno de los primeros contactos de conmutación (SW_Lx,1), y para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Lx,j) se miden las tensiones (U_Lx,GD; U_MN) entre la salida (A_Lx) de cada línea (Lx) del punto de desconexión (12) y el potencial de circuito intermedio (M) y a partir la de las tensiones medidas (U_Lx,GD; U_MN) se deriva la funcionalidad de cada contacto de conmutación (SW_Lx,j) para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Lx,j).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para comprobar un punto de desconexión de un inversor fotovoltaico y un inversor fotovoltaico de este tipo

La invención se refiere a un procedimiento para probar un punto de desconexión de un inversor fotovoltaico con un circuito intermedio, en donde el punto de desconexión tiene al menos dos líneas, con dos contactos de conmutación en serie en cada línea, contactos de conmutación que se controlan de manera correspondiente para probar su funcionalidad.

La invención se refiere, además, a un inversor fotovoltaico para convertir una tensión continua en una tensión alterna para alimentar la tensión alterna a una red de suministro y/o para alimentar consumidores, que tiene un convertidor CC-CC de entrada, un circuito intermedio, un convertidor CC-CA de salida y un punto de desconexión que tiene al menos dos líneas con dos contactos de conmutación en serie en cada línea.

Normalmente, como punto de desconexión entre el inversor fotovoltaico y la red de suministro eléctrico o los consumidores se usa una disposición de un par de relés por cada línea para lograr una desconexión segura de la red de suministro eléctrico o del consumidor. Para la aprobación de la alimentación en paralelo a la red con inversores sin aislamiento galvánico, es un requisito previo el cumplimiento de las normas y de los reglamentos pertinentes. Por ejemplo, se prescribe un punto de desconexión compuesto por dos dispositivos independientes para el control de la red con interruptores asignados en serie. Hay que comprobar la funcionalidad de los puntos de conmutación para asegurar que existe un doble juego intacto de contactos de conmutación antes de conectar los relés y antes de iniciar una operación de alimentación, y que todavía se pueden separar todos los conductores portadores de corriente al atascarse solo un contacto de conmutación.

El documento EP 2837012 B1 y el documento AT 513 866 B1 describen procedimientos para comprobar un punto de desconexión de un inversor fotovoltaico y un inversor fotovoltaico del tipo actual, en los que los contactos de conmutación se conmutan por etapas según un determinado patrón de conmutación y se miden las tensiones antes y después del punto de desconexión y a partir de ellas se deriva la funcionalidad de los contactos de conmutación. El estado de la técnica se describe en los documentos EP 2608375 A2, US 2011/298470 A1, US 2016/268923 A1, JP 2004 187362 A y US 2016/099569 A1.

La presente invención es aplicable a las redes trifásicas con tres fases y un conductor neutro, a las redes monofásicas con una fase y un conductor neutro, pero también a las redes trifásicas sin conductor neutro o a las redes monofásicas sin conductor neutro, como por ejemplo la red americana de fase dividida o la red monofásica de tres conductores.

El objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento antes mencionado para probar un punto de desconexión de un inversor fotovoltaico y un inversor fotovoltaico de este tipo, que pueda implementarse de forma sencilla y económica y con el menor gasto de hardware posible. Debe ser posible comprobar la funcionalidad del punto de separación lo más rápidamente posible y con poco esfuerzo de medición. Hay que evitar, o al menos reducir, las desventajas de los procedimientos conocidos.

El objetivo según la invención se consigue en un aspecto relativo al procedimiento al aplicar, en un modo de prueba, entre la entrada de cada línea del punto de desconexión y un potencial de circuito intermedio una tensión auxiliar generada por el inversor fotovoltaico en cada uno de ellos, de acuerdo con un patrón de conmutación cada uno de los primeros contactos de conmutación del punto de desconexión se cierran de manera alternante y cada uno de los segundos contactos de conmutación se abren, y a continuación cada uno de los segundos contactos de conmutación se cierran y cada uno de los primeros contactos de conmutación se abren, y durante cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación se miden las tensiones entre la salida de cada línea del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio , y la funcionalidad de cada contacto de conmutación se deriva de las tensiones medidas durante cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación. Según la invención, la prueba del punto de desconexión en el modo de prueba se realiza usando una tensión auxiliar generada por el inversor fotovoltaico, en particular por su convertidor CC-CA de salida, de tal modo que, a diferencia de la técnica anterior, el procedimiento es independiente de la aplicación de una tensión de red específica. Con ello el presente procedimiento de prueba también puede usarse en el caso de inversores autónomos y también en el caso de redes y circuitos aislados, incluidos los circuitos de emergencia, en los que no hay ninguna tensión antes de que se conecte el inversor fotovoltaico. Dado que la tensión auxiliar se genera con el hardware existente del inversor fotovoltaico, el gasto de hardware es particularmente bajo, lo que significa que el procedimiento puede llevarse a cabo de forma muy sencilla y rentable. Esencialmente, para llevar a cabo el modo de prueba se requiere un determinado proceso, que puede implementarse con relativa facilidad en el software de un dispositivo de control existente del inversor fotovoltaico o en un dispositivo de control previsto para ello (por ejemplo, un microprocesador). A partir de las diferentes tensiones medidas al potencial de enlace del circuito intermedio, se puede calcular la caída de tensión en cada contacto de conmutación para cada patrón de conmutación, y a partir de estas tensiones calculadas, se puede inferir la funcionalidad de los contactos de conmutación y, por lo tanto, el correcto funcionamiento del punto de desconexión. En los procedimientos de prueba anteriores, para probar los contactos de conmutación se usaba la tensión de la red. La desventaja de esto es que con los contactos de conmutación en funcionamiento, los condensadores de filtro de cadencia, que están dispuestos en paralelo a la tensión de red alimentada, acoplan la tensión de red en el circuito intermedio y se superpone una tensión de 50 Hz en los módulos fotovoltaicos. Esto puede hacer que fluya una corriente inadmisiblemente alta a través del circuito intermedio hacia la capacidad parásita del módulo solar y que se dispare el interruptor diferencial. En cambio, el presente procedimiento de prueba no genera prácticamente ninguna corriente de fuga que pueda hacer saltar el interruptor diferencial. Dado que en los inversores fotovoltaicos se miden varias tensiones antes y después del punto de desconexión para diversos controles, estos dispositivos también se pueden usar para llevar a cabo el modo de prueba del punto de desconexión. Es importante que se formen circuitos a través de las tensiones auxiliares alimentadas, que permitan llegar a una conclusión sobre la tensión aplicada a cada contacto de conmutación, para poder determinar si un contacto de conmutación está cerrado o atascado de forma no deseada. Preferentemente, como tensiones auxiliares se usan tensiones bajas, entendiéndose por ello tensiones inferiores a 25 V (CA).

Ventajosamente, cada uno de todos los primeros contactos de conmutación del punto de desconexión se cierran simultáneamente y cada uno de todos los segundos contactos de conmutación se abren simultáneamente de forma alterna, y a continuación cada uno de todos los segundos contactos de conmutación se cierran simultáneamente y cada uno de todos los primeros contactos de conmutación se abren simultáneamente. Cerrando y abriendo simultáneamente cada uno de los contactos de conmutación primero y segundo de todas las líneas (fases y, en su caso, conductor neutro) del punto de desconexión, el procedimiento de prueba puede realizarse de forma especialmente rápida y sencilla con una única operación de conmutación.

En un inversor fotovoltaico para una red de suministro eléctrico trifásica con tres fases y un conductor neutro, entre la entrada de cada fase del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio se aplican tres tensiones auxiliares generadas por el inversor fotovoltaico, y entre la entrada del conductor neutro del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio se aplica al menos una tensión auxiliar a través de un condensador de acoplamiento, y se miden las tensiones entre la salida de cada fase y la salida del conductor neutro del punto de desconexión y la tensión entre la salida del conductor neutro del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio, así como al menos una tensión entre la entrada de una fase y la entrada del conductor neutro del punto de desconexión, y la funcionalidad de cada contacto de conmutación se deriva a partir de las tensiones medidas en cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación. Este es el procedimiento preferente para llevar a cabo el procedimiento de prueba del punto de ensayo para una red trifásica con conductor neutro. En el caso más sencillo, se aplican tres tensiones auxiliares a la entrada del punto de desconexión, por lo que para probar los dos contactos de conmutación del conductor neutro se acopla al menos una tensión auxiliar al conductor neutro a través de un condensador de acoplamiento. En este caso, durante el modo de prueba la entrada del conductor neutro del punto de desconexión no está conectada al potencial de circuito intermedio. Midiendo las tensiones correspondientes en la salida del punto de desconexión, en el punto de desconexión y al menos una tensión en la entrada del punto de desconexión, se pueden derivar o calcular las tensiones en todos los contactos de conmutación del punto de desconexión y deducir la funcionalidad de los contactos de conmutación del punto de desconexión.

En el caso de un inversor fotovoltaico para una red de suministro eléctrico monofásica con una fase y un conductor neutro, se aplican dos tensiones auxiliares generadas por el inversor fotovoltaico entre la entrada de la fase del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio, y entre la entrada del conductor neutro del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio, y se mide la tensión entre la salida de la fase del punto de desconexión y la salida del conductor neutro del punto de desconexión y la tensión entre la salida del conductor neutro del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio, y a partir de las tensiones medidas en cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación se deriva la funcionalidad de cada contacto de conmutación . Esto constituye una variante de realización preferente para una red monofásica con conductor neutro, en la que se aplican dos tensiones auxiliares y solo se miden dos tensiones en puntos adecuados aguas abajo del punto de desconexión y en el punto de desconexión, con lo que se puede deducir la funcionalidad de los cuatro contactos de conmutación del punto de desconexión.

En el caso de un inversor fotovoltaico para una red de suministro eléctrico monofásica con dos fases sin conductor neutro, una denominada red de fase dividida, entre la entrada de cada fase del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio se aplican dos tensiones auxiliares generadas por el inversor fotovoltaico, y se mide la tensión entre las salidas de las fases del punto de desconexión y la tensión entre la salida de una fase del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio, y la funcionalidad de cada contacto de conmutación se deriva a partir de las tensiones medidas en cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación. Este procedimiento es similar al procedimiento de prueba descrito anteriormente para una red monofásica con conductor neutro.

Si se miden simultáneamente las diferentes tensiones en el modo de prueba, el procedimiento puede llevarse a cabo de forma especialmente rápida y sencilla. Por supuesto, en este caso son necesarios varios dispositivos para medir las tensiones, pero de todos modos estos suelen estar presentes en los inversores fotovoltaicos. También es concebible, con menos dispositivos para medir las tensiones entre las líneas (fases y el posible conductor neutro), medir las tensiones necesarias para la derivación de la funcionalidad de los contactos de conmutación, también una tras otra.

Las tensiones medidas en el modo de prueba pueden ser medidas a lo largo de varios períodos, preferentemente de 2 a 20, y se pueden promediar los valores medidos. La relación señal/ruido se puede mejorar promediando varios valores medidos. El valor medio puede calcularse de diferentes maneras, por ejemplo, calculando un valor cuadrático medio (RMS).

En caso de falta de funcionalidad de un contacto de conmutación del punto de desconexión, se puede emitir un mensaje de error. El mensaje de error puede transmitirse de forma acústica, óptica o también de forma remota a través de una interfaz de usuario para poder informar rápidamente y de forma adecuada de un fallo en el punto de desconexión al usuario del inversor fotovoltaico.

Según otra característica de la invención, está previsto que en el modo de prueba se mida la corriente en cada línea y si se supera un valor límite predeterminado se active una limitación de corriente. Mediante la activación de dicha limitación de corriente, que ya está presente en muchos inversores fotovoltaicos, se puede evitar que, en caso de cierre simultáneo involuntario de ambos contactos de conmutación conectados en serie de una fase o del conductor neutro, fluya una corriente excesiva, lo que podría provocar la destrucción de las piezas del circuito.

Delante del punto de desconexión puede estar dispuesto un filtro de red. Este filtro de red puede evitar la transmisión de altas frecuencias no permitidas a la red de suministro o a los consumidores.

El objetivo según la invención también se consigue mediante un inversor fotovoltaico mencionado anteriormente, en el que el convertidor CC-CA de salida está configurado en un modo de prueba para comprobar los contactos de conmutación del punto de desconexión con el fin de generar tensiones auxiliares, en donde las tensiones auxiliares se pueden aplicar entre la entrada de cada línea del punto de desconexión y un potencial de circuito intermedio, en donde un dispositivo de control está configurado de tal manera que, de acuerdo con un patrón de conmutación, cada uno de los primeros contactos de conmutación del punto de desconexión se cierra de manera alterna y cada uno de los segundos contactos de conmutación se abre y, a continuación, cada uno de los segundos contactos de conmutación se cierra y cada uno de todos los primeros contactos de conmutación se abre, y que se proporcionan dispositivos para medir las tensiones entre la salida de cada línea del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio y un dispositivo de evaluación para derivar la funcionalidad de cada contacto de conmutación a partir de las tensiones medidas para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación. Tal como ya se ha mencionado anteriormente, el inversor fotovoltaico según la invención se caracteriza por un gasto de hardware particularmente bajo. Con respecto a las demás ventajas que pueden obtenerse de este modo, se remite a la descripción anterior del procedimiento de prueba.

Para una red de suministro eléctrico trifásica con tres fases y un conductor neutro, el convertidor CC-CA de salida del inversor fotovoltaico está configurado para generar tres tensiones auxiliares, en donde las tensiones auxiliares se pueden aplicar entre la entrada de cada fase del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio y, a través de un condensador de acoplamiento, al menos una tensión auxiliar se puede aplicar entre la entrada del conductor neutro del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio, y están previstos medios para medir las tensiones entre la salida de cada fase del punto de desconexión y un medio para medir la tensión entre la salida del conductor neutro del punto de desconexión y el potencial del circuito intermedio, y está previsto al menos un medio para medir la tensión entre la entrada de una fase y la entrada del conductor neutro del punto de desconexión, y el medio de evaluación está configurado para derivar la funcionalidad de cada contacto de conmutación a partir de las tensiones medidas para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación.

Si el al menos un condensador de acoplamiento está formado por el condensador de un filtro de línea, se puede usar el hardware existente para el dispositivo de prueba. Un filtro de red colocado antes del punto de desconexión puede evitar la transmisión de señales de alta frecuencia y garantizar así el cumplimiento de la normativa de CEM (compatibilidad electromagnética).

Para una red de suministro eléctrico monofásica que tiene una fase y un conductor neutro, el convertidor CC-CA de salida está adaptado para generar dos tensiones auxiliares, pudiéndose aplicar las tensiones auxiliares entre la entrada de la fase del punto de desconexión y entre la entrada del neutro del punto de desconexión y el potencial de enlace CC, y está previsto un dispositivo para medir las tensiones entre la salida de la fase y la salida del conductor neutro del punto de desconexión y está previsto un dispositivo para medir la tensión entre la salida del conductor neutro del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio, y el dispositivo de evaluación está configurado para derivar la funcionalidad de cada contacto de conmutación a partir de las tensiones medidas en cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación.

Para una red de suministro eléctrico monofásica con dos fases sin conductor neutro, el convertidor CC-CA de salida está configurado para generar dos tensiones auxiliares, pudiéndose aplicar éstas entre las entradas de las fases del punto de desconexión y el potencial de enlace CC, y están previstos medios para medir la tensión entre las salidas de las fases del punto de desconexión y están previstos medios para medir la tensión entre la salida de una fase del punto de desconexión y el potencial de circuito intermedio, y los medios de evaluación están configurados para derivar la funcionalidad de cada contacto de conmutación a partir de las tensiones medidas en cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación.

Si se prevé un dispositivo para amortiguar y promediar las tensiones medidas antes y después del punto de desconexión a lo largo de varios períodos, preferentemente de 2 a 20, se puede mejorar la relación señal-ruido.

Si se prevé un dispositivo de advertencia para emitir un mensaje de error en caso de detectar una funcionalidad deficiente de un contacto de conmutación del punto de desconexión, el operador del inversor fotovoltaico puede ser informado de manera rápida y sencilla de una funcionalidad deficiente del punto de desconexión.

Preferentemente, está previsto un medio para limitar la corriente a través de cada fase en el modo de prueba. De este modo, como ya se ha indicado anteriormente en relación con el procedimiento de prueba, se puede conseguir una limitación de la corriente en caso de cierre simultáneo involuntario de ambos contactos de conmutación dispuestos en serie.

Cada uno de los primeros contactos de conmutación de todas las líneas pueden estar formados por al menos un relé multipolar y cada uno de los segundos contactos de conmutación de todas las líneas pueden estar formados por al menos otro relé multipolar. De este modo, los contactos de conmutación pueden estar formados por relés dobles o múltiples. En el caso más sencillo, todos los primeros contactos de conmutación están formados por un relé multipolar y todos los segundos contactos de conmutación están formados por otro relé multipolar, por lo que solo se necesitan dos relés para la realización del punto de desconexión.

La presente invención se explica con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos. En ellos se muestra:

Figura 1 un diagrama de bloques esquemático de un inversor fotovoltaico;

Figura 2 la estructura de un punto de desconexión entre un inversor fotovoltaico y una red de suministro eléctrico o un consumidor en el caso de una red trifásica;

Figura 3 la estructura esquemática de un punto de desconexión entre un inversor fotovoltaico y una red de suministro eléctrico trifásica con conductor neutro con la aplicación del procedimiento según la invención para comprobar el punto de desconexión;

Figura 4 la estructura esquemática de un punto de desconexión entre un inversor fotovoltaico y una red de suministro eléctrico monofásica con conductor neutro, con la aplicación del procedimiento según la invención para comprobar el punto de desconexión; y

Figura 5 la estructura esquemática de un punto de desconexión entre un inversor fotovoltaico y una red de suministro eléctrico monofásica sin conductor neutro, con la aplicación del procedimiento según la invención para comprobar el punto de desconexión.

La Fig. 1 muestra una estructura de un inversor fotovoltaico 1, en detalle un inversor HF. El inversor fotovoltaico 1 tiene al menos un convertidor DC-DC de entrada 2, un circuito intermedio 3 y un convertidor DC-AC de salida 4. Al convertidor DC-DC de entrada 2 está conectada una fuente de energía 5, que está formada preferentemente por uno o varios módulos solares 6 conectados entre sí en paralelo y/o en serie. El inversor fotovoltaico 1 y los módulos solares 6 también se denominan sistema fotovoltaico o sistema FV. La salida del inversor fotovoltaico 1 o del convertidor CC-CA de salida 4 se puede conectar a una red de suministro eléctrico 7, tal como una red de CA pública o privada o una red multifásica, y/o a al menos un consumidor eléctrico 8, que representa un consumidor. Por ejemplo, un consumidor 8 está formado por un motor, una nevera, una radio, etc. Asimismo, el consumidor 8 también puede representar un suministro doméstico.

Preferentemente, un inversor fotovoltaico 1 de este tipo sirve como un denominado inversor fotovoltaico conectado a la red 1 cuya gestión de la energía está optimizada para inyectar la mayor cantidad de energía posible en la red pública 7. Alternativamente, el inversor fotovoltaico 1 también puede usarse exclusivamente para alimentar los consumidores 8. En este caso, se habla de un denominado inversor autónomo.

Los componentes individuales del inversor fotovoltaico 1, tales como el convertidor DC-DC de entrada 2, etc., pueden estar conectados a un dispositivo de control 10 a través de un bus de datos 9. El dispositivo de control 10 del inversor fotovoltaico 1 está formado, por ejemplo, por un microprocesador, un microcontrolador o un ordenador. El dispositivo de control 10 se puede usar para controlar adecuadamente los componentes individuales del inversor fotovoltaico 1, tales como el convertidor DC-DC de entrada 2 o el convertidor DC-AC de salida 4, en particular los elementos de conmutación dispuestos en ellos. Para ello, las secuencias de control individuales se almacenan en el dispositivo de control 10 mediante los correspondientes programas de software y/o datos o curvas características.

Además, a través del bus de datos 9 se pueden conectar elementos de control 11 al dispositivo de control 10, mediante los cuales el usuario puede, por ejemplo, configurar el inversor fotovoltaico 1 y/o visualizar estados o parámetros de funcionamiento (por ejemplo, mediante diodos emisores de luz) y ajustarlos. Los elementos de control 11 están conectados, por ejemplo, a través del bus de datos 9 o directamente al dispositivo de control 10. Dichos elementos de mando 11 están dispuestos en una parte frontal del inversor fotovoltaico 1, por ejemplo, de tal manera que su manejo sea posible desde el exterior. Asimismo, los elementos de control 11 también pueden estar dispuestos directamente en conjuntos y/o en módulos dentro del inversor fotovoltaico 1.

En particular, cuando se usa un inversor fotovoltaico 1 para alimentar una red de suministro eléctrico 7, es necesario, por norma, interponer un punto de desconexión 12 entre el inversor fotovoltaico 1 y la red de suministro eléctrico 7. Antes de conectar el inversor fotovoltaico 1 a la red de suministro eléctrico 7 o al consumidor 8, debe comprobarse el buen funcionamiento de este punto de desconexión 12. Para ello, en un modo de prueba, se aplican tensiones auxiliares a las líneas del punto de desconexión 12 a través de un dispositivo de control, que puede estar formado por el dispositivo de control existente 10 del inversor fotovoltaico 1, se accionan los contactos de conmutación del punto de desconexión 12 de acuerdo con un patrón de conmutación y se miden diversas tensiones en la salida del punto de desconexión 12, en el punto de desconexión 12 y, como mucho, en la entrada del punto de desconexión 12, a partir de las cuales se pueden volver a calcular las tensiones individuales en los contactos de conmutación individuales del punto de desconexión 12 para cada patrón de conmutación y, de este modo, se puede determinar el funcionamiento correcto de todos los contactos de conmutación. Las tensiones se miden frente a un potencial de circuito intermedio M del circuito intermedio 3. Preferentemente, se usa un equipo de medición de tensión existente para medir las tensiones. En un dispositivo de evaluación 17 conectado al dispositivo de control 10, se determinan las tensiones en los contactos de conmutación individuales y se deduce la funcionalidad de los contactos de conmutación. Un dispositivo 18 sirve para el almacenamiento intermedio y el posible promedio de las tensiones medidas durante varios períodos. Un dispositivo de advertencia 19 puede usarse para emitir una advertencia a un usuario o a un operador del sistema fotovoltaico de varias maneras, por ejemplo, acústicamente, ópticamente o similares.

Entre el convertidor CC-CA de salida 4 y el punto de desconexión 12 se puede disponer un filtro de red 21 que impide la transmisión de altas frecuencias no permitidas a través de la tensión CA de salida UAC a la red de suministro eléctrico 7 o a los consumidores 8.

La Fig. 2 muestra la estructura de un punto de desconexión 12 para cuatro líneas Lx, preferentemente para una red trifásica con tres fases L1, L2, L3 y un conductor neutro N. En cada línea Lx hay dos contactos de conmutación SW_Lx, 1 y SW_Lx, 2 en serie. Todas las líneas Lx del punto de desconexión 12 tienen entradas E_Lx, en el ejemplo mostrado las entradas E_Li de las fases Li y la entrada E_N del conductor neutro N, así como salidas A_Lx, aquí en particular las salidas A_Li de las fases Li y la salida A_N del conductor neutro N. En el modo de prueba para comprobar el funcionamiento de los contactos de conmutación SW_Lx,j, se aplican tensiones auxiliares U_Lx a las entradas E_Lx del punto de desconexión 12 y, de acuerdo con un patrón de conmutación, se cierran de manera alterna los primeros contactos de conmutación SW_Lx,1 del punto de desconexión 12 y se abren los segundos contactos de conmutación SW_Lx,2 y, a continuación, se cierran los segundos contactos de conmutación SW_Lx,2 y se abren los primeros contactos de conmutación SW_Lx,1. Para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación SW_Lx,j, se miden las tensiones entre la salida A_Lx de cada línea Lx del punto de desconexión 12 y el potencial de circuito intermedio M del inversor fotovoltaico 1. A partir de estas tensiones medidas en cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación SW_Lx,j, se obtiene finalmente la funcionalidad de cada contacto de conmutación SW_Lx,j.

La Fig. 3 muestra la estructura de un punto de desconexión 12 entre un inversor fotovoltaico 1 y una red de suministro eléctrico 7 o un consumidor 8 en el caso de una red trifásica con tres fases L1, L2 y L3 así como un conductor neutro, con la aplicación del procedimiento según la invención para comprobar el punto de desconexión 12. Según la invención, los dispositivos correspondientes 13 generan tensiones auxiliares U_Li, que se aplican entre la entrada E_L1, E_L2, E_L3 de cada fase L1, L2, L3 del punto de desconexión 12 y el potencial de circuito intermedio M en el modo de prueba para comprobar los contactos de conmutación SW_Li,j y SW_N,j. Para comprobar los contactos de conmutación SW_N,1 y SW_N,2 en el conductor neutro N, se aplica una tensión auxiliar U_L1 a través de un condensador de acoplamiento C entre la entrada E_N del conductor neutro N del punto de desconexión 12 y el potencial de circuito intermedio M. A través de los dispositivos 14 se miden las tensiones U_L1,GD; U_L2,GD; U_L3,GD entre la salida A_L1; A_L2; A_L3 de cada fase L1; L2; L3 del punto de desconexión 12 y la salida A_N del conductor neutro N del punto de desconexión 12. La tensión U_MN entre la salida A_N del conductor neutro N del punto de desconexión 12 y el potencial de circuito intermedio M se detecta mediante un dispositivo 16. Por último, en la entrada del punto de desconexión 12 también hay al menos un dispositivo 14 para medir la tensión U_L1,LT entre la entrada E_L1 de la fase L1 y la entrada E_N del conductor neutro N. En el dispositivo de evaluación 17 (véase la Fig. 1), se realiza el cálculo de las tensiones en todos los contactos de conmutación SW_Li,j y SW_N,j para obtener la funcionalidad de cada contacto de conmutación SW_Li,j y SW_N,j a partir de las tensiones medidas en cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación SW_Li,j y SW_N,j. Es crucial disponer de suficiente información de medición para poder determinar las tensiones que decaen a través de los contactos de conmutación para poder sacar conclusiones sobre su funcionalidad. Siempre que se conmuten simultáneamente todos los primeros contactos de conmutación SW_Li,1 y SW_N,1 y, a continuación, todos los segundos contactos de conmutación SW_Li,2 y SW_N,2, la prueba del punto de desconexión 12 puede llevarse a cabo con una sola operación de conmutación durante el modo de prueba. Si la diferencia de tensión en el contacto de conmutación es prácticamente nula, es un indicio de que el contacto de conmutación se atasca, es decir, que no funciona correctamente. Si la diferencia de tensión en un contacto de conmutación corresponde esencialmente a la tensión auxiliar U_Li, U_N aplicada, el contacto de conmutación correspondiente SW_Li,j o SW_N,j funciona bien.

La siguiente tabla muestra el patrón de conmutación para probar los contactos de conmutación SW_Li,j; SW_N,j del punto de desconexión 12 según la Fig. 3. La totalidad de ocho contactos de conmutación se activan de acuerdo con un patrón de conmutación que incluye dos estados de conmutación 1 y 2, y las tensiones correspondientes se miden para cada estado de conmutación 1 o 2, de tal modo que las tensiones diferenciales en todos los contactos de conmutación SW_Lx,j se pueden calcular de nuevo y, por lo tanto, se puede determinar la adherencia de los contactos de conmutación SW_Lx,j.

El cálculo de las tensiones en cada uno de los contactos de conmutación SW_Li,j y SW_N,j se realiza, por ejemplo, de la siguiente manera:

Las tensiones U_Li,LT no son necesarias para medir las tensiones en los contactos de conmutación SW_Lij de las fases Li.

1. ) Cálculo de la tensión de relé de la fase L1

U_L1 - SW _L1,1 - SW _L1,2 - U _L1,G D U_MN = 0 o

SW _L1,1 SW _L1,2 = U_L1 - U _L1,G D U_MN

2. ) Cálculo de la tensión del relé de la fase L2

U_L2 - SW _L2,1 - SW _L2,2 - U _L2,G D U_MN = 0 o

SW_L2,1 S W _L2,2 = U_L2 - U _L2,G D U_MN

3. ) Cálculo de la tensión del relé de la fase L3

U_L3 - SW _L3,1 - SW _L3,2 - U _L3,G D U_MN = 0 o

SW_L 3, 1 SW_L3, 2 = U_L3 - U _ L 3 ,G D U_MN

4. ) Cálculo de la tensión de relé del conductor neutro N (3 posibilidades):

Para la medición de las tensiones en los contactos de conmutación SW_Nj del conductor neutro N, no son necesarias las tensiones U_Li,GD después del punto de desconexión 12.

U_L1 - U _ L 1,L T - SW_N,1 - SW _N,2 U_MN = 0 o

SW_N,1 SW _N,2 = U_L1 - U _ L 1, LT U_MN

U L2 - U L 2 ,L T - SW N , 1 - SW N ,2 U MN = 0 o

SW _N,1 SW _N,2 = U_L2 - U _ L 2 ,L T U_MN

U_ L3 “ U _ L 3 ,L T - SW _N,1 - SW_N,2 U_MN = 0 o

SW N , 1 SW N , 2 = U L3 - U L 3 ,L T U MN

La Fig. 4 muestra la estructura de un punto de desconexión 12 entre un inversor fotovoltaico 1 y una red de suministro eléctrico 7 o un consumidor 8 en el caso de una red monofásica con una fase L1 y un conductor neutro N, con la aplicación del procedimiento según la invención para comprobar el punto de desconexión 12. En este caso, el inversor fotovoltaico 1, en particular el convertidor CC-CA de salida 4, genera dos tensiones auxiliares U_L1 y U_N que se aplican entre la entrada E_L1 de la fase L1 del punto de desconexión 12 y entre la entrada E_N del conductor neutro N del punto de desconexión 12 y el potencial de enlace CC M. Un dispositivo 14 permite medir la tensión U_L1N,GD entre la salida A_L1 de la fase L1 y la salida A_N del conductor neutro N del punto de desconexión 12. El dispositivo 16 detecta la tensión U_MN entre la salida A_N del conductor neutro N del punto de desconexión 12 y el potencial de enlace CC M. El dispositivo de evaluación 17 calcula las tensiones diferenciales en los contactos de conmutación SW_L1,j y SW_N,j, de las que se puede derivar su funcionalidad. El patrón de conmutación en este caso es preferentemente el siguiente:

1. ) Cálculo de la tensión del relé en la fase L1

U_L1 - SW _L1,1 - SW _L1,2 + U_L1N,GD - U_MN = 0 o

SW_L1,1 SW_L1,2 = U_L1 U_L1N,GD - U_MN

2. ) Cálculo de la tensión del relé en el neutro N:

Para ello, no se necesita U_L1N,GD

U_N - SW_N,1 - SW_N,2 - U_MN = 0 : o

SW N, 1 SW N, 2 = U N - U MN

La Fig. 5 muestra la estructura de un punto de desconexión 12 entre un inversor fotovoltaico 1 y una red de suministro eléctrico 7 o un consumidor 8 en el caso de una red monofásica con dos fases L1 y L2 sin conductor neutro N, con la aplicación del procedimiento según la invención para comprobar el punto de desconexión 12. En este caso, el inversor fotovoltaico 1, en particular el convertidor CC-CA de salida 4, genera dos tensiones auxiliares U_L1 y U L2 que se aplican entre las entradas E_L1 y E_L2 de las fases L1 y L2 del punto de desconexión 12 y el potencial de enlace CC M. Un dispositivo 14 permite medir la tensión U_L1L2,g D entre la salida A_L1 de la fase L1 y la salida A_L2 de la fase L2 del punto de desconexión 12. El dispositivo 16 detecta la tensión U_MN entre la salida A_L2 de la fase L2 del punto de desconexión 12 y el potencial de circuito intermedio M. El dispositivo de evaluación 17 calcula las tensiones diferenciales en los contactos de conmutación SW_L1,j y SW_L2,j, de las que se puede derivar su funcionalidad. El patrón de conmutación en este caso es preferentemente el siguiente:

1.) Cálculo de la tensión del relé en la fase L1

U_L1 - SW _L1,1 - SW _L1,2 U _L1L2 ,G D - U_MN = 0 O

SW L l , l SW L 1 ,2 = U L1 U L 1 L 2 , GD - U MN

2.) Cálculo de la tensión del relé en la fase L2:

Para esto no es necesario U_L1L2,GD .

U_L2 - SW _L2,1 - SW _L2,2 - U_MN = 0 o

SW_L2,1 SW_L2,2 = U_L2 - U_MN

Naturalmente, también son concebibles otras disposiciones de los dispositivos de medición de la tensión, en las que debe garantizarse que siempre se mida un número correspondientemente grande de tensiones, de tal modo que puedan calcularse claramente las tensiones en los contactos de conmutación individuales del punto de desconexión 12.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para comprobar un punto de desconexión (12) de un inversor fotovoltaico (1) con un circuito intermedio (3), teniendo el punto de desconexión (12) al menos dos líneas (Lx), cada una de ellas con dos contactos de conmutación (SW_Lx,j) en serie en cada línea (Lx), contactos de conmutación (SW_Lx,j) que se controlan de manera correspondiente para comprobar su funcionalidad, caracterizado porque en un modo de prueba, entre la entrada (E_Lx) de cada línea (Lx) del punto de desconexión (12) y un potencial de circuito intermedio (M), se aplica a cada uno de ellos una tensión auxiliar (U_Lx) generada por el inversor fotovoltaico (1), de acuerdo con un patrón de conmutación y de manera alternante se cierran cada uno de los primeros contactos de conmutación (SW_Lx,1) del punto de desconexión (12) y se abren cada uno de los segundos contactos de conmutación (SW_Lx,2), y a continuación se cierran cada uno de los segundos contactos de conmutación (SW_Lx,2) y se abren cada uno de los primeros contactos de conmutación (SW_Lx,1), y para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Lx,j) se miden las tensiones (U_Lx,GD; U_MN) entre la salida (A_Lx) de cada línea (Lx) del punto de desconexión (12) y el potencial de circuito intermedio (M) y a partir la de las tensiones medidas (U_Lx,GD; U_MN) se deriva la funcionalidad de cada contacto de conmutación (SW_Lx,j) para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Lx,j).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque de manera alternante, simultáneamente se cierran cada uno de todos los primeros contactos de conmutación (SW_Lx,1) del punto de desconexión (12) y se abren cada uno de todos los segundos contactos de conmutación (SW_Lx,2), y a continuación simultáneamente se cierran cada uno de todos los segundos contactos de conmutación (SW_Lx,2) y se abren cada uno de todos los primeros contactos de conmutación (SW_Lx,1).

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque, en el caso de un inversor fotovoltaico (1) para una red de suministro eléctrico trifásica (7) con tres fases (L1, L2, L3) y un conductor neutro (N), se aplican tres tensiones auxiliares (U_L1, U_L2, U_L3), generadas por el inversor fotovoltaico (1), entre la entrada (E_L1, E_L2, E_L3) de cada fase (L1, L2, L3) del punto de desconexión (12) y el potencial del circuito intermedio (M) y, a través de un condensador de acoplamiento (C), se aplica al menos una tensión auxiliar (U_L1) entre la entrada (E_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y el potencial del circuito intermedio (M), y se miden las tensiones (U_L1,GD, U_L2,GD, U_L3,GD) entre la salida (A_L1, A_L2, A_L3) de cada fase (L1, L2, L3) y la salida (A_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y la tensión (U_MN) entre la salida (A_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y el potencial del circuito intermedio (M), así como al menos una tensión (U_Li,LT) entre la entrada (E_Li) de una fase (Li) y la entrada (E_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12), y a partir de las tensiones (U_L1,GD, U_l2,GD, U_L3,GD, U_MN, U_Li,LT) medidas para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Li,j; SW_N,j), se deriva la funcionalidad de cada contacto de conmutación (SW_Li,j; SW_N,j).

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque, en el caso de un inversor fotovoltaico (1) para una red de suministro eléctrico monofásica (7) con una fase (L1) y un conductor neutro (N), se aplican dos tensiones auxiliares (U_L1, U_N), generadas por el inversor fotovoltaico (1), entre la entrada (E_L1) de la fase (L1) del punto de desconexión (12) y el potencial del circuito intermedio (M) y entre la entrada (E_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y el potencial del circuito intermedio (M), y se mide la tensión (U_L1N,GD) entre la salida (A_L1) de la fase (L1) del punto de desconexión (12) y la salida (A_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y la tensión (U_MN) entre la salida (A_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y el potencial de circuito intermedio (M), y a partir de las tensiones (U_L1N,GD; U_MN) medidas se deriva para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Li,j; SW_N,j) la funcionalidad de cada contacto de conmutación (SW_Li,j;SW_N,j).

5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque, en el caso de un inversor fotovoltaico (1) para una red de suministro eléctrico monofásica (7) con dos fases (L1, L2), se aplican dos tensiones auxiliares (U_L1, U L2), generadas por el inversor fotovoltaico (1), entre la entrada (E_L1, E_L2) de cada fase (L1, L2) del punto de desconexión (12) y el potencial de circuito intermedio (M), y se mide la tensión (U_L1L2,GD) entre las salidas (A_L1, A_L2) de las fases (L1, L2) del punto de desconexión (12) y la tensión (U_MN) entre la salida (A_L2) de una fase (L2) del punto de desconexión (12) y el potencial de circuito intermedio (M), y a partir de las tensiones (U_L1L2,GD; U_MN) medidas para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Li,j), se deriva la funcionalidad de cada contacto de conmutación (SW_Li,j).

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en el modo de prueba se miden las tensiones (U_Lx,LT; U_Lx,GD; U_MN) medidas a lo largo de varios períodos, preferentemente de 2 a 20, y se promedian los valores de medición.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el modo de prueba se mide la corriente (I_Lx) en cada línea (Lx) y se activa una limitación de corriente si se supera un valor límite predeterminado (I_Lx,g).

8. Inversor fotovoltaico (1) para convertir una tensión continua (UDC) en una tensión alterna (UAC) para alimentar la tensión alterna (UAC) en una red de suministro eléctrico (7) y/o para alimentar consumidores (8), con un convertidor DC-DC de entrada (2), un circuito intermedio (3), un convertidor CC-CA de salida (4) y un punto de desconexión (12) con al menos dos líneas (Lx), cada una de ellas con dos contactos de conmutación (SW_Lx,j) en serie en cada línea (Lx), caracterizado porque el convertidor CC-CA de salida (4) está configurado en un modo de prueba para comprobar los contactos de conmutación (SW_Lx,j) del punto de desconexión (12) para generar tensiones auxiliares (U_Lx), en donde las tensiones auxiliares (U_Lx) se pueden aplicar entre la entrada (E_Lx) de cada línea (Lx) del punto de desconexión (12) y un potencial de circuito intermedio (M), un dispositivo de control (10) está configurado de tal modo que, de acuerdo con un patrón de conmutación, de manera alternante se cierran cada uno de los primeros contactos de conmutación (SW_Lx,1) del punto de desconexión (12) y se abren cada uno de los segundos contactos de conmutación (SW_Lx,2) y a continuación se cierran cada uno de los segundos contactos de conmutación (SW_Lx,2) y se abren cada uno de todos los primeros contactos de conmutación (SW_Lx,1), y porque están previstos dispositivos (14) para medir las tensiones (U_Lx,GD; U MN) entre la salida (A_Lx) de cada línea (Lx) del punto de desconexión (12) y el potencial de circuito intermedio (M), y está previsto un dispositivo de evaluación (17) para derivar la funcionalidad de cada contacto de conmutación (SW_Lx,j) a partir de las tensiones (U_Lx,LT; U_Lx,GD; U_MN) medidas para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Lx,j).

9. Inversor fotovoltaico (1) según la reivindicación 8, caracterizado porque para una red de suministro eléctrico trifásica (7) con tres fases (L1, L2, L3) y un conductor neutro (N), el convertidor CC-CA de salida (4) está configurado para generar tres tensiones auxiliares (U_L1, U_L2, U_L3), en donde aplican las tensiones auxiliares (U_Li) entre la entrada (E_L1; E_L2; E_L3) de cada fase (L1; L2; L3) del punto de desconexión (12) y el potencial del circuito intermedio (M) y, a través de un condensador de acoplamiento (C), se puede aplicar al menos una tensión auxiliar (U_L1) entre la entrada (E_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y el potencial del circuito intermedio (M), y porque están previstos dispositivos (14) para medir las tensiones (U_L1,GD; U_L2,GD; U_L3,GD) entre la salida (A_L1; A_L2; A_L3) de cada fase (L1; L2; L3) del punto de desconexión (12) y la salida (A_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12), un dispositivo (16) para medir la tensión (U_MN) entre la salida (A_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y el potencial del circuito intermedio (M), y al menos un dispositivo (14) para medir la tensión (U_Li,LT) entre la entrada (E_Li) de una fase (Li) y la entrada (E_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12), y porque el dispositivo de evaluación (17) está configurado para derivar la funcionalidad de cada contacto de conmutación (SW_Li,j; SW_N,j) a partir de las tensiones (U_L1,GD; U_L2,GD; U_L3,GD; U_MN; U_L1,LT) medidas para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Li,j; SW_N,j).

10. Inversor fotovoltaico (1) según la reivindicación 9, caracterizado porque el al menos un condensador de acoplamiento (C) está formado por el condensador (C) de un filtro de línea (21).

11. Inversor fotovoltaico (1) según la reivindicación 8, caracterizado porque para una red de suministro eléctrico monofásica (7) con una fase (L1) y un conductor neutro (N), el convertidor CC-CA de salida (4) está configurado para generar dos tensiones auxiliares (U_L1, U_N), en donde las tensiones auxiliares (U_L1, U_N) pueden ser aplicadas entre la entrada (E_L1) de la fase (L1) del punto de desconexión (12) y entre la entrada (E N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y el potencial del circuito intermedio (M), y en donde están previstos un dispositivo (14) para medir las tensiones (U_L1N,GD) entre la salida (A_L1) de la fase (L1) y la salida (A_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y un dispositivo (16) para medir la tensión (U_MN) entre la salida (A_N) del conductor neutro (N) del punto de desconexión (12) y el potencial de circuito intermedio (M), y porque el dispositivo de evaluación (17) está configurado para derivar la funcionalidad de cada contacto de conmutación (SW_Li,j; SW_N,j) a partir de las tensiones (U_L1N,GD; U_MN) medidas para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Li,j; SW_N,j).

12. Inversor fotovoltaico (1) según la reivindicación 8, caracterizado porque, para una red de suministro eléctrico monofásica (7) con dos fases (L1, L2), el convertidor CC-CA de salida (4) está configurado para generar dos tensiones auxiliares (U_L1, U_L2), en donde las tensiones auxiliares (U_L1, U_L2) se pueden aplicar entre las entradas (E_L1, E_L2) de las fases (L1, L2) del punto de desconexión (12) y el potencial del circuito intermedio (M), y porque están previstos un dispositivo (15) para medir la tensión (U_L1L2,GD) entre las salidas (A_L1, A_L2) de las fases (L1, L2) del punto de desconexión (12) y un dispositivo (16) para medir la tensión (U_MN) entre la salida (A_L2) de una fase (L2) del punto de desconexión (12) y el potencial de circuito intermedio (M), y porque el dispositivo de evaluación (17) está configurado para derivar a partir de las tensiones (U_L1L2,GD; U_MN) medidas la funcionalidad de cada contacto de conmutación (SW_Li,j; SW_N,j) para cada patrón de conmutación de los contactos de conmutación (SW_Li,j; SW_N,j).

13. Inversor fotovoltaico (1) según una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque está previsto un dispositivo de aviso (19) para emitir un mensaje de error en caso de detectar una funcionalidad deficiente de un contacto de conmutación (SW_Lx,j) del punto de desconexión (12).

14. Inversor fotovoltaico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque se están previstos medios (20) para limitar la corriente (I_Lx) a través de cada línea (Lx) en el modo de prueba.

15. Inversor fotovoltaico (1) según una de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque cada uno de los primeros contactos de conmutación (SW_Lx,1) de todas las líneas (Lx) del punto de desconexión (12) está formado por al menos un relé multipolar (22) y cada uno de los segundos contactos de conmutación (SW_Lx,2) de todas las líneas (Lx) del punto de desconexión (12) está formado por al menos otro relé multipolar (23).