ES2959797T3 - Sistema de suministro de energía y método de suministro de energía - Google Patents

Abstract

La presente solicitud proporciona un sistema de suministro de energía y un método de suministro de energía. El sistema de suministro de energía comprende al menos una cadena de paneles de celdas, al menos un inversor, un transformador y un controlador de voltaje. Una entrada de al menos un inversor está conectada a una salida de al menos una cadena de células. Una salida del al menos un inversor está conectada a una entrada del transformador. Una salida del transformador está configurada para emitir una tensión de suministro. La salida de al menos un inversor está conectada a una salida de una unidad inversora. El controlador de voltaje comprende además una primera unidad de muestreo, una unidad de control conectada a la primera unidad de muestreo y la unidad inversora conectada a la primera unidad de muestreo. El controlador de voltaje comprende además una segunda unidad de muestreo y un convertidor de CC conectado a la segunda unidad de muestreo. El sistema de suministro de energía realiza la compensación del voltaje a tierra de un controlador de voltaje a partir de 0 voltios, resolviendo el problema en el que un inversor se apaga o no puede operar normalmente debido a un aumento de corriente generado en el momento en que el controlador de voltaje se conecta a tierra. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de suministro de energía y método de suministro de energía

Campo técnico

Esta solicitud se refiere al campo fotovoltaico, y más específicamente, a un sistema de suministro de energía y a un método de suministro de energía.

Antecedentes

La degradación potencial inducida (Potential Induced Degradation, PID) de un panel de celdas fotovoltaicas significa que cuando se utiliza el panel de celdas fotovoltaicas, si hay una tensión de polarización entre el panel de celdas y el PE de tierra, se produce una degradación de la potencia de salida en el panel de celdas después de un período de tiempo.

Diversos mecanismos dan como resultado dicha degradación. Por ejemplo, bajo el efecto de la tensión anterior, se produce migración de iones en un material de compactación de una celda de un componente y un material de una capa superficial superior y una capa superficial inferior del componente, se produce un portador caliente en la celda, una capa activa de la celda se reduce debido a la redistribución de cargas y un circuito relacionado se corroe. Estos mecanismos que dan lugar a la degradación se denominan degradación inducida por potencial, polarización, corrosión electrolítica y corrosión electroquímica. En los últimos años, la PID se ha convertido en uno de los factores importantes que contribuyen a las quejas de los compradores extranjeros sobre la calidad de los componentes procedentes de China. Cuando la PID es grave, la potencia de un componente puede degradarse al menos en un 50%. En consecuencia, la salida de potencia de toda una central eléctrica se ve afectada.

Para resolver la degradación de PID, en la técnica anterior, se construye un punto N virtual utilizando un circuito inversor, se conecta a tierra un electrodo positivo o un electrodo negativo de un bus del circuito inversor y se ajusta una tensión de bus, para implementar una tensión de polarización a tierra de un electrodo positivo o un electrodo negativo del string de paneles de celdas, resolviendo así la degradación de PID. En el método, debido a que un mínimo de media tensión de bus es la mitad de una tensión rectificada no controlada de una tensión de red eléctrica, el intervalo de compensación es estrecho. Además, en el momento en que el bus se pone a tierra, el string de paneles de celdas tiene capacitancia parásita a tierra, generando una sobrecorriente. En consecuencia, un inversor se apaga debido a una fuga de corriente demasiado grande, lo que afecta a la capacidad de generación de potencia de toda la central eléctrica.

El documento CN 104901 618 A9 divulga un sistema de suministro de energía y un método de suministro de energía y pertenece al campo fotoeléctrico. Con el sistema de suministro de energía y el método de suministro de energía adoptados, se puede disminuir el coste de los cables entre el polo positivo o el polo negativo de un panel solar y una fuente de tensión de corriente continua. El sistema de suministro de energía comprende un string de conjuntos de panel fotovoltaico, un inversor conectado con el string de conjuntos de panel fotovoltaico y un transformador conectado con el inversor; el sistema de suministro de energía comprende además un controlador de tensión; el controlador de tensión incluye un primer terminal, un segundo terminal y un tercer terminal, en donde el primer terminal se conecta con el primer extremo de salida del inversor, el segundo terminal se conecta con el segundo extremo de salida del inversor, y el tercer terminal se conecta con el tercer extremo de salida del inversor; el controlador de tensión también comprende una primera unidad de muestreo, una unidad de control conectada con la primera unidad de muestreo y una unidad de inversión conectada tanto con la primera unidad de muestreo como con la unidad de control. La unidad de inversión del controlador de tensión ajusta la tensión del punto neutro del lado de corriente alterna del inversor. Como se explica en esta divulgación, en un sistema de suministro de energía general, la tensión del punto neutro de una red eléctrica, la tensión del punto neutro del lado de corriente alterna de un inversor y la tensión del punto neutro del string de paneles fotovoltaicos son iguales.

Compendio

Esta solicitud proporciona un sistema de suministro de energía y un método de suministro de energía. En el sistema de suministro de energía y el método de suministro de energía, una salida de tensión a tierra mediante un controlador de tensión se puede ajustar continuamente comenzando desde 0, para resolver problemas en una solución existente en la que se ajusta una tensión dentro de un intervalo estrecho y se genera una sobrecorriente en el momento en el que un bus se pone a tierra, y aumentar una densidad de potencia compensada con una pequeña pérdida. Además, la degradación PID se resuelve eficazmente.

Según un primer aspecto, se proporciona un sistema de suministro de energía. El sistema de suministro de energía incluye: al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas, al menos un inversor, un transformador y un controlador de tensión, donde un extremo de entrada del al menos un inversor se conecta a un extremo de salida de al menos un string de celdas, un extremo de salida del por lo menos un inversor se conecta a un extremo de entrada del transformador, y un extremo de salida del transformador se configura para emitir una tensión de suministro de energía; el controlador de tensión incluye: una primera unidad de muestreo, una unidad de control conectada a la primera unidad de muestreo y una unidad inversora conectada a la primera unidad de muestreo, donde la primera unidad de muestreo se configura para muestrear una tensión y una corriente de la unidad inversora; el extremo de salida del al menos un inversor se conecta además a un extremo de salida de la unidad inversora; y el controlador de tensión incluye además: un convertidor de CC, configurado para generar una tensión convertida en CC; y una segunda unidad de muestreo, conectada a la unidad de control, y configurada para muestrear una tensión y una corriente del convertidor de CC, donde la unidad de control se configura además para ajustar una tensión de bus de la unidad inversora y una tensión de entrada y/o salida del convertidor de C<c>, de modo que la salida de tensión a tierra del controlador de tensión se ajuste continuamente comenzando desde 0.

En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, al ajustar una tensión de bus del controlador de tensión y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC, la tensión a tierra del controlador de tensión se ajusta comenzando desde 0, y se compensa una zona muerta ajustable que oscila entre 0 y la mitad de una tensión rectificada no controlado de una tensión de red eléctrica, de modo que se aumenta un intervalo para la compensación de tensión.

Con referencia al primer aspecto, en una primera implementación posible del primer aspecto, el controlador de tensión incluye además: una primera unidad de comunicaciones, configurada para obtener una tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas, donde la unidad de control se configura además para ajustar la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas, de modo que el controlador de tensión ajusta una tensión a tierra de un electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o más o ajusta una tensión a tierra de un electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o menos.

En algunas implementaciones posibles, la primera unidad de comunicaciones se configura para obtener la tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas y una tensión de bus del al menos un inversor, donde la unidad de control se configura además para ajustar la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas y la tensión de bus del al menos un inversor, de modo que el controlador de tensión ajusta la tensión a tierra de un electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o más o ajusta la tensión a tierra de un electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o menos.

En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, un bus positivo y un bus negativo del controlador de tensión se conectan a tierra utilizando el convertidor de CC, para ajustar la tensión a tierra del string de paneles de celdas fotovoltaicas. Además, al ajustar la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC y la tensión de bus de la unidad inversora, la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas se ajusta a 0 voltios o más o la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas se ajusta a 0 voltios o menos.

Con referencia a la primera implementación posible del primer aspecto, en una segunda implementación posible del primer aspecto, el controlador de tensión incluye además: una unidad de conmutación, conectada al convertidor de CC y a la unidad inversora, y configurada para ajuste por interruptor de la tensión a tierra del electrodo positivo o el electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas, donde la unidad de control se configura además para seleccionar, en función de un tipo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas, un bus positivo o un bus negativo de la unidad inversora para conectar a la unidad de conmutación.

En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, se ajustan las tensiones a tierra de los electrodos positivos o los electrodos negativos de diferentes strings de paneles de celdas fotovoltaicas, de modo que el controlador de tensión ajusta la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o más o ajusta la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o menos.

Con referencia a cualquiera del primer aspecto o de las implementaciones posibles primera a segunda del primer aspecto, en una tercera implementación posible del primer aspecto, el al menos un inversor incluye una tercera unidad de muestreo, donde la tercera unidad de muestreo se configura para muestrear un valor de tensión a tierra de un string de paneles de celdas fotovoltaicas conectado al extremo de entrada del al menos un inversor, y el sistema de suministro de energía incluye además: una unidad de monitorización, conectada a al menos un inversor y el controlador de tensión, y configurado para: recibir el valor de tensión a tierra enviado por el al menos un inversor y enviar el valor de tensión a tierra al controlador de tensión.

En algunas implementaciones posibles, la tercera unidad de muestreo se configura además para muestrear el valor de tensión a tierra del string de paneles de celdas fotovoltaicas conectado al extremo de entrada del al menos un inversor y un valor de tensión de bus del al menos un inversor; la unidad de monitorización se configura además para recibir el valor de tensión a tierra y el valor de tensión de bus que son enviados por el al menos un inversor; y la unidad de monitorización se configura además para enviar el valor de tensión a tierra y el valor de tensión de bus al controlador de tensión.

En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, cuando una pluralidad de inversores trabajan en paralelo, siempre que se añada un aparato de control de tensión a tierra a un extremo conectado a la red de CA, la tensión a tierra del electrodo negativo de la al menos una entrada de string de paneles de celdas fotovoltaicas en cada inversor se puede ajustar a 0 voltios o más o la tensión a tierra del electrodo positivo de la al menos una entrada de string de paneles de celdas fotovoltaicas a cada inversor se puede ajustar a 0 voltios o menos.

Con referencia a cualquiera del primer aspecto o de las implementaciones posibles primera a tercera del primer aspecto, en una cuarta implementación posible del primer aspecto, la unidad de control se configura además para limitar una corriente de salida y/o una corriente de entrada del controlador de tensión.

Con referencia a la cuarta implementación posible del primer aspecto, en una quinta implementación posible del primer aspecto, la unidad de control se configura específicamente para: si una potencia de salida del al menos un inversor es mayor o igual a un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión para que sea menor o igual a un primer umbral de corriente; o si una potencia de salida del al menos un inversor es menor que un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión para que sea menor o igual a un segundo umbral de corriente, donde el primer umbral de corriente es mayor o igual al segundo umbral de corriente.

Con referencia a cualquiera del primer aspecto o de la primera a la quinta implementaciones posibles del primer aspecto, en una sexta implementación posible del primer aspecto, el al menos un inversor incluye además: una unidad de protección de corriente, configurada para establecer o finalizar una conexión entre al menos un inversor y el transformador, donde si un valor de una corriente que pasa a través de la unidad de protección de corriente es mayor o igual a un umbral de corriente de fallo, la unidad de protección de corriente finaliza la conexión entre el al menos un inversor y el transformador.

En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, la corriente de salida del controlador de tensión está limitada, de modo que una corriente de fallo a tierra de un sistema inversor fotovoltaico está limitada y se reduce el riesgo de descarga eléctrica. Además, el controlador de tensión puede funcionar junto con la unidad de protección de corriente del inversor, para eliminar aún más el peligro de descarga eléctrica.

Con referencia a cualquiera del primer aspecto o de las implementaciones posibles primera a sexta del primer aspecto, en una séptima implementación posible del primer aspecto, el convertidor de CC es un suministro de energía de modo conmutador.

Con referencia a cualquiera de las implementaciones segunda a séptima posibles del primer aspecto, en una octava implementación posible del primer aspecto, la unidad de conmutación es al menos una de entre un relé, un transistor semiconductor de óxido metálico, y un transistor bipolar de puerta aislada.

Según un segundo aspecto, se proporciona un método de suministro de energía en el sistema de suministro de energía según el primer aspecto. El método incluye: obtener, por parte del controlador de tensión, una primera tensión, donde la primera tensión es una tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas conectado a un extremo de entrada del al menos un inversor; y ajustar, por parte del controlador de tensión, una tensión de bus de la unidad inversora y una tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la primera tensión, de modo que el controlador de tensión ajusta una tensión a tierra de un electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o más o ajusta una tensión a tierra de un electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o menos.

En algunas implementaciones posibles, el controlador de tensión obtiene la primera tensión y una segunda tensión. La primera tensión es la tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas conectado al extremo de entrada del al menos un inversor, y la segunda tensión es una tensión de bus del al menos un inversor. El controlador de tensión ajusta la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la primera tensión y la segunda tensión, de modo que el controlador de tensión ajusta la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o más o ajusta la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o menos.

En el método de suministro de energía en esta realización de esta aplicación, ajustando un voltaje de bus del controlador de tensión y la tensión de salida del convertidor de CC, la tensión a tierra del controlador de tensión se ajusta comenzando desde 0, y una zona muerta ajustable que varía se compensa de 0 a la mitad de una tensión rectificada no controlada de una tensión de red eléctrica, de modo que se aumenta un intervalo para la compensación de tensión. Además, al ajustar la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC y la tensión de bus de la unidad inversora, la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas se ajusta a 0 voltios o más o la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas se ajusta a 0 voltios o menos.

Con referencia al segundo aspecto, en una primera implementación posible del segundo aspecto, el método incluye además: conmutar, por parte del controlador de tensión, el ajuste de la tensión a tierra del electrodo positivo o del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas.

En algunas implementaciones posibles, el método incluye además: seleccionar, por parte de la unidad de control en función de un tipo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas, un bus positivo o un bus negativo de la unidad inversora para conectar a la unidad de conmutación.

En el método de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, se ajustan las tensiones a tierra de los electrodos positivos o los electrodos negativos de diferentes strings de paneles de celdas fotovoltaicas, de modo que el controlador de tensión ajusta la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o más o ajusta la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o menos.

Con referencia al segundo aspecto o la primera implementación posible del segundo aspecto, en una segunda implementación posible del segundo aspecto, el método de suministro de energía incluye además: obtener, por parte del controlador de tensión, la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas; y ajustar, por parte del controlador de tensión, la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas, de modo que el controlador de tensión ajusta un valor de tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o más.

En algunas implementaciones posibles, el método de suministro de energía incluye además: obtener, por parte del controlador de tensión, la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas y la tensión de bus del inversor conectado a un extremo de salida del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas; ajustar, por parte del controlador de tensión, la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas y la tensión de bus del inversor conectado al extremo de salida del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas, de modo que el controlador de tensión ajusta el valor de tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o más.

Con referencia al segundo aspecto o la primera implementación posible del segundo aspecto, en una tercera implementación posible del segundo aspecto, el método de suministro de energía incluye además: obtener, por parte del controlador de tensión, la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas; y ajustar, por parte del controlador de tensión, la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas, de modo que el controlador de tensión ajusta un valor de tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o menos.

En algunas implementaciones posibles, el método de suministro de energía incluye además: obtener, por parte del controlador de tensión, la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas y la tensión de bus del inversor conectado a un extremo de salida del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas; ajustar, por parte del controlador de tensión, la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas y la tensión de bus del inversor conectado al extremo de salida del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas, de modo que el controlador de tensión ajusta el valor de tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas a 0 voltios o menos.

Con referencia a cualquiera del segundo aspecto o de las implementaciones posibles primera a tercera del segundo aspecto, en una cuarta implementación posible del segundo aspecto, el método incluye además: limitar, por parte de la unidad de control, una corriente de salida y/o una corriente de entrada del controlador de tensión.

Con referencia a la cuarta implementación posible del segundo aspecto, en una quinta implementación posible del segundo aspecto, la limitación de una corriente de salida y/o una corriente de entrada de la unidad inversora incluye: si la potencia de salida del al menos un inversor es mayor o igual a un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión para que sea menor o igual a un primer umbral de corriente; o si una potencia de salida del al menos un inversor es menor que un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión para que sea menor o igual a un segundo umbral de corriente, donde el primer umbral de corriente es mayor o igual al segundo umbral de corriente.

Con referencia a cualquiera del segundo aspecto o de las implementaciones posibles primera a quinta del segundo aspecto, el método incluye además: establecer o terminar, por parte de la unidad de protección de corriente, una conexión entre al menos un inversor y el transformador, donde si un valor de una corriente que pasa a través de la unidad de protección de corriente es mayor o igual a un umbral de corriente de fallo, la unidad de protección de corriente finaliza la conexión entre el al menos un inversor y el transformador.

En el método de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, la corriente de salida del controlador de tensión está limitada, de modo que una corriente de fallo a tierra de un sistema inversor fotovoltaico está limitada y se reduce el riesgo de descarga eléctrica. Además, el controlador de tensión puede funcionar junto con la unidad de protección de corriente del inversor, para eliminar aún más el peligro de descarga eléctrica. Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema de suministro de energía según una realización de esta solicitud;

La FIG. 2 es otro diagrama de bloques esquemático de un sistema de suministro de energía según una realización de esta solicitud;

La FIG. 3 es todavía otro diagrama de bloques esquemático de un sistema de suministro de energía según una realización de esta solicitud;

La FIG. 4 es todavía otro diagrama de bloques esquemático de otro sistema de suministro de energía según una realización de esta solicitud; y

La FIG. 5 es un diagrama de flujo esquemático de un método de suministro de energía según una realización de esta solicitud.

Descripción de realizaciones

A continuación se describen soluciones técnicas de esta solicitud con referencia a los dibujos adjuntos. La FIG. 1 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema de suministro de energía según una realización de esta solicitud. Como se muestra en la FIG. 1, el sistema de suministro de energía incluye al menos un string de paneles de celdas 10, al menos un inversor 20, un transformador 30 y un controlador de tensión 40.

Un extremo de entrada del al menos un inversor 20 se conecta a un extremo de salida de al menos un string de celdas 10, un extremo de salida del al menos un inversor 20 se conecta a un extremo de entrada del transformador 30 y un extremo de salida del transformador 30 se configura para generar una tensión de suministro de energía.

El controlador de tensión 40 incluye: una primera unidad de muestreo 404, una unidad de control 405 conectada a la primera unidad de muestreo 404, y una unidad inversora 406 conectada a la primera unidad de muestreo 404. La primera unidad de muestreo 404 se configura para muestrear una tensión y una corriente de la unidad inversora 406.

El extremo de salida del al menos un inversor 20 se conecta además a un extremo de salida de la unidad inversora 406.

El controlador de tensión 40 incluye además:

un convertidor de CC 408, configurado para generar una tensión convertida en CC; y

la segunda unidad de muestreo 407, conectada a la unidad de control 405, y configurada para muestrear una tensión y una corriente del convertidor de CC 408.

La unidad de control 405 se configura además para ajustar una tensión de bus de la unidad inversora 406 y una tensión de entrada y/o salida del convertidor de c C 408, de modo que una tensión a tierra de salida por el controlador de tensión 40 se ajusta continuamente comenzando desde 0.

Opcionalmente, el controlador de tensión 40 incluye además: un primer terminal 401, un segundo terminal 402 y un tercer terminal 403. Un extremo del primer terminal 401 se conecta a un primer extremo de salida de la unidad inversora 406, y el otro extremo del primer terminal 401 se conecta a un primer extremo de salida del al menos un inversor 20. Un extremo del segundo terminal 402 se conecta a un segundo extremo de salida de la unidad inversora 406, y el otro extremo del segundo terminal 402 se conecta a un segundo extremo de salida del al menos un inversor 20. Un extremo del tercer terminal 403 se conecta a un tercer extremo de salida de la unidad inversora 406, y el otro extremo del tercer terminal 403 se conecta a un tercer extremo de salida del al menos un inversor 20.

Específicamente, un valor mínimo de la tensión a tierra de salida del controlador de tensión es una media tensión de bus rectificada no controlada de la unidad inversora 406. En el momento en que el controlador de tensión 40 comienza a funcionar, el string de paneles de celdas tiene capacitancia parásita a tierra, generando una sobrecorriente. La sobrecorriente llega a un lado del string de paneles de celdas a través del inversor 20. La sobrecorriente que fluye a través del inversor 20 puede provocar el apagado del inversor 20, afectando la generación de potencia. Después de añadir el convertidor de CC 408 al controlador de tensión 40, la tensión de bus de la unidad inversora 406 y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC 408 se pueden ajustar, de modo que la tensión a tierra de salida del controlador de tensión 40 se ajusta comenzando desde 0.

Debe entenderse que al menos un string de paneles de celdas puede ser uno o más strings de paneles de celdas de un mismo tipo, por ejemplo, uno o más strings de paneles de celdas de tipo P o uno o más strings de paneles de celdas de tipo N, o pueden ser uno o más strings de paneles de celdas de diferentes tipos.

Debe entenderse además que si existe una pluralidad de strings de paneles de celdas en un sistema de red eléctrica, la pluralidad de strings de paneles de celdas corresponden a una pluralidad de inversores, y la pluralidad de inversores se conectan en paralelo, como se muestra en la FIG. 2.

Por ejemplo, la FIG. 3 muestra otro diagrama de bloques esquemático del sistema de suministro de energía según esta realización de esta solicitud. Como se muestra en la FIG. 3, una tensión de bus negativa de la unidad inversora 406 en el controlador de tensión 40 es -150 voltios. Si no hay un convertidor de CC 408, en el momento en que el controlador de tensión comienza a funcionar, el string de paneles de celdas tiene capacitancia parásita a tierra, generando una sobrecorriente, lo que resulta en el apagado del inversor 20. Después de añadir el convertidor de CC 408, la tensión de salida del convertidor de Ce 408 se puede ajustar a 150 voltios, de modo que la tensión a tierra de salida por el controlador de tensión 40 se ajusta continuamente comenzando desde 0.

En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, al ajustar una tensión de bus del controlador de tensión y la tensión de salida del convertidor de CC, la tensión a tierra del controlador de tensión se ajusta comenzando desde 0, y se compensa una zona muerta ajustable que oscila entre 0 y la mitad de una tensión rectificada no controlado de una tensión de red eléctrica, de modo que se aumenta un intervalo para la compensación de tensión.

Debe entenderse que el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud se puede usar en un sistema inversor que tiene conversión de 1 etapa (que incluye solo una corriente continua CC (Direct Current, DC) una corriente alterna CA (Alternating Current, AC)), y también se puede utilizar en un sistema inversor que tenga conversión de 2 etapas (incluido un circuito de refuerzo BOOST y CC/CA). Esta solicitud no se limita a esto.

También debe entenderse que la unidad inversora 406 puede ser un circuito inversor de 2 niveles, o puede ser un circuito inversor de 3 niveles, o puede ser otro circuito inversor de múltiples niveles. Esta solicitud no se limita a esto.

También debe entenderse que el convertidor de CC puede ser una suministro de energía de modo conmutado, por ejemplo, un suministro de energía de modo conmutado directo o un suministro de energía de modo conmutado de retorno. Esta solicitud no se limita a esto.

Como se muestra en la FIG. 3, el controlador de tensión 40 incluye además:

una primera unidad de comunicaciones 409, configurada para obtener una tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas 10, donde la unidad de control 405 se configura además para ajustar la tensión de bus de la unidad inversora 406 y la tensión de salida del convertidor de CC 408 en función de la tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas 10, de modo que el controlador de tensión 40 ajusta una tensión a tierra de un electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o más o ajusta una tensión a tierra de un electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o menos. Opcionalmente, la primera unidad de comunicaciones se configura para obtener la tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas y una tensión de bus del al menos un inversor 20, y

la unidad de control se configura además para ajustar la tensión de bus de la unidad inversora 406 y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC 408 en función de la tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas y la tensión de bus del al menos un inversor 20, de modo que el controlador de tensión 40 ajusta la tensión a tierra de un electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas 10 a 0 voltios o más o ajusta la tensión a tierra de un electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas 10 a 0 voltios o menos.

En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, al obtener la tensión a tierra del string de paneles de celdas 10, la tensión de bus de la unidad inversora 406 del controlador de tensión 40 y la tensión de salida del convertidor de CC 408 se ajusta para evitar la PID.

Opcionalmente, el controlador de tensión 40 incluye además:

una unidad de conmutación 410, configurada para conmutar el ajuste de la tensión a tierra del electrodo positivo o del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas 10, donde

la unidad de control 405 se configura además para seleccionar, en función de un tipo del al menos un string de paneles de celdas 10, un bus positivo o un bus negativo de la unidad inversora 406 para conectar a la unidad de conmutación 410.

Debe entenderse que la unidad de conmutación 410 en esta realización de esta solicitud puede ser un relé, o puede ser un transistor semiconductor-aislante metálico (Metal Oxide Semiconductor,<m>O<s>), o puede ser un transistor aislado bipolar de puertas (Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT). Esta solicitud no se limita a esto. En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, las tensiones a tierra de diferentes strings de paneles de celdas se ajustan usando la unidad de conmutación 410, de modo que el controlador de tensión 40 ajusta la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o más o ajusta la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas a 10 a 0 voltios o menos.

Debe entenderse que en un sistema de suministro de energía estable, una tensión de un punto neutro de un lado de la red eléctrica, una tensión de un punto neutro de un lado de CA del inversor y una tensión de un punto neutro del string de paneles de celdas son los mismos. El punto neutro es un punto de referencia de todos los valores de tensión en el sistema de suministro de energía. Por ejemplo, cuando la tensión de suministro de energía de la red eléctrica es una tensión de CA de 220 voltios, un punto de referencia de la tensión de CA de 220 voltios es tierra. Es decir, normalmente el punto neutro del sistema de suministro de energía es tierra y la tensión del punto neutro son 0 voltios.

Para otro ejemplo, en un sistema de suministro de energía común, se supone que una tensión de CC entre un electrodo positivo y un electrodo negativo de un string de paneles de celdas tipo P es de 800 voltios. En el sistema de suministro de energía, la tensión de un punto neutro es de 0 voltios, la tensión de un electrodo positivo del string de paneles de celdas tipo P es de 400 voltios y la tensión de un electrodo negativo es de -400 voltios. Por lo tanto, el electrodo negativo del string de paneles de celdas tiene una tensión negativo de -400 voltios a tierra, lo que provoca una degradación de la energía del string de paneles de celdas y provoca PID.

Para facilitar la descripción, el potencial eléctrico de un punto N virtual se introduce en un lado de bajo tensión del transformador.

Específicamente, cuando el al menos un inversor 20 funciona normalmente, con respecto a la tierra PE, el potencial eléctrico del punto N es igual al de un punto medio de bus O<1>del al menos un inversor 20. En este caso, una tensión N/<p>E es una tensión Oi/PE, y es igual a media tensión de bus de 1/2 V<inbus>del al menos un inversor 20 más una tensión U<2>de PV- con respecto a PE. Una expresión de Uz es:

U 2 =<V o i / P E ->1/2 Vinbus (1)

La tensión Oi/PE es además igual a una tensión U<1>a PE de PV+ menos la media tensión de bus 1/2 V<inbus>del al menos un inversor 20. Una expresión de U<1>es:

<U l - V o i / P E l / 2 Vinbus>(2)

Cuando la unidad inversora 406 en el controlador de tensión 40 funciona normalmente, con respecto a la tierra PE, el potencial eléctrico del punto N es igual al de un punto medio de bus O<2>del controlador de tensión 40. En este caso, la tensión N/PE es una tensión O<2>/PE. Cuando el bus negativo del controlador de tensión 40 se conecta a tierra usando una conexión en serie entre la unidad de conmutación 410 y el convertidor de CC 408, una tensión a tierra del punto medio de bus O<2>es igual a la tensión de salida del convertidor de CC 408 más la tensión de bus negativa 1/2 V<pidbus->del controlador de tensión 40, a saber:

V<02>/PE<=>U3<+>1/2Vpidbus- (<3>)

Cuando el bus positivo del controlador de tensión 40 se conecta a tierra usando una conexión en serie entre la unidad de conmutación 410 y el convertidor de CC 408, la tensión a tierra del punto medio de bus O<2>es igual a la tensión de salida del convertidor de CC 408 menos la tensión de bus positiva 1/2 V<pidbus->del controlador de tensión 40, a saber:

V02/PE<= U 3 ->1/2<Vpidbus+ (>4<)>

Cuando el al menos un inversor 20 y el controlador de tensión 40 funcionan normalmente, el potencial eléctrico del punto medio de bus O<1>del al menos un inversor 20 es igual al del punto medio de bus O<2>del controlador de tensión 40, es decir:

Voi/pe = V02/PE (<5>)

La fórmula (3) se sustituye en la fórmula (1), para obtener una tensión a tierra de PV- del al menos un string de paneles de celdas 10:

<U>2<= U>3<+>1/2<Vpidbus- ->1/2<Vinbus (>6<)>

La fórmula (4) se sustituye en la fórmula (2), para obtener una tensión a tierra de PV+ del al menos un string de paneles de celdas 10:

<U i = U>3<->1/2<V pldbus+>1/2<Vinbus (>7<)>

Específicamente, después de que al menos un inversor 40 se conecta a la red eléctrica para funcionar, el controlador de tensión 40 u otro sistema de monitorización externo detecta tensiones de entrada a tierra U<1>y U<2>del inversor 20 y la medio tensión de bus 1/2 V<inbus>del al menos un inversor 20, y transmite la señal al controlador de tensión 40 para compensación de tensión. Durante la compensación, la tensión de salida U<3>del convertidor de CC 408 y la tensión de bus positiva 1/2 V<pidbus+>y la tensión de bus negativa 1/2 V<pidbus->de la unidad inversora 406 en el controlador de tensión 40 se ajustan específicamente, para controlar las amplitudes de U<1>y Uz, de modo que el controlador de tensión 40 ajuste la tensión a tierra del electrodo negativo del string de paneles de celdas tipo P a 0 voltios o más y/o ajuste la tensión a tierra del electrodo positivo del string de paneles de celdas tipo N a 0 voltios o menos.

Por ejemplo, si se realiza una compensación en la tensión a tierra del string de paneles de celdas tipo P, cuando el al menos un inversor 20 y el controlador de tensión 40 funcionan normalmente, el controlador de tensión 40 obtiene que la tensión a tierra U<2>del electrodo negativo del string de paneles de celdas de tipo P es -400 voltios, y la media tensión de bus 1/2 V<inbus>del al menos un inversor 20 es -300 voltios. En este caso, si no hay tensión de salida U<3>del convertidor de CC 408, un mínimo de la tensión de bus negativa 1/2 V<pidbus->del controlador de tensión 40 es la mitad de una tensión de bus rectificada no controlada de una tensión de red eléctrica, es decir, -150 voltios, y un punto de compensación inicial de U<2>es una diferencia entre 1/2 V<pidbus->y 1/2 V<inbus>, es decir, 150 voltios. Por lo tanto, la tensión a tierra U<2>del electrodo negativo del string de paneles de celdas tipo P no se puede compensar comenzando desde 0. En esta realización de esta solicitud, después de añadir el convertidor de CC 408, la tensión de salida U<3>del convertidor de CC 408 se puede ajustar, por ejemplo,U3 se ajusta a -150 voltios, y en función de la fórmula (6), la tensión a tierraU<2>del electrodo negativo del string de paneles de celdas de tipo P se ajusta a 0 voltios.

Para otro ejemplo, si se realiza una compensación en la tensión a tierra del string de paneles de celdas tipo P, cuando el al menos un inversor 20 y el controlador de tensión 40 funcionan normalmente, el controlador de tensión 40 obtiene que la tensión a tierra U<2>del electrodo negativo del string de paneles de celdas de tipo P es -400 voltios, y la media tensión de bus 1/2 V<inbus>del al menos un inversor 20 es -300 voltios. En este caso, la tensión de salida U<3>del convertidor de CC 408 se puede ajustar, por ejemplo, U<3>se ajusta a -100 voltios, y 1/2 V<inbus>se ajusta a -200 voltios, de modo que la tensión a tierra U<2>del electrodo negativo del string de paneles de celdas tipo P se ajusta a 0 voltios.

En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, el bus positivo y el bus negativo del controlador de tensión se conectan a tierra utilizando la unidad de conmutación y el convertidor de CC, para ajustar la tensión a tierra del electrodo positivo o el electrodo negativo del string de paneles de celdas. Además, al ajustar la tensión de salida del convertidor de CC y la tensión de bus de la unidad inversora 406, la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas se ajusta a 0 voltios o más o la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas se ajusta a 0 voltios o menos.

Debe entenderse que si el sistema de suministro de energía incluye solo un mismo tipo de string de paneles de celdas, el sistema de suministro de energía puede no incluir la unidad de conmutación, y el bus positivo o el bus negativo de la unidad inversora 406 del controlador de tensión 40 se conecta directamente a tierra usando el convertidor de CC 408.

Opcionalmente, como se muestra en la FIG. 4, el al menos un inversor 20 incluye una tercera unidad de muestreo 201. La tercera unidad de muestreo 201 se configura para muestrear un valor de tensión a tierra de un string de paneles de celdas conectado al extremo de entrada del al menos un inversor 20. El sistema de suministro de energía incluye además:

una unidad de monitorización 50, conectada al por lo menos un inversor 20 y al controlador de tensión 50, y configurada para: recibir el valor de tensión a tierra enviado por el al menos un inversor 20 y enviar la tensión valor a tierra al controlador de tensión, de modo que el controlador de tensión 40 ajusta continuamente el valor de tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas 10 comenzando desde 0.

Opcionalmente, la tercera unidad de muestreo se configura además para muestrear el valor de tensión a tierra del string de paneles de celdas conectado al extremo de entrada del al menos un inversor 20 y un valor de tensión de bus del al menos un inversor 20; y la unidad de monitorización se configura además para recibir el valor de tensión a tierra y el valor de tensión de bus que son enviados por el al menos un inversor 20; y la unidad de monitorización se configura además para enviar el valor de tensión a tierra y el valor de tensión de bus al controlador de tensión.

Opcionalmente, el sistema de suministro de energía incluye además:

una segunda unidad de comunicaciones 60, configurada para enviar el valor de tensión a tierra a la unidad de monitorización 50.

Específicamente, el al menos un inversor 20 toma muestras de un valor de tensión a tierra de PV usando la tercera unidad de muestreo 201, y se comunica con un sistema de monitorización externo usando la segunda unidad de comunicaciones 60 para informar un valor de tensión a tierra de PV de cada inversor. Alternativamente, la unidad de supervisión 50 consulta un valor de tensión a tierra de PV de cada inversor. La unidad de monitorización 50 transmite el valor de tensión al controlador de tensión 40 a través de comunicación. El controlador de tensión ajusta la tensión de bus Vpidbus y la tensión de salida U3 del convertidor de CC 408 en función de la tensión a tierra de cada inversor, de modo que el controlador de tensión 40 ajusta por separado la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o más o ajusta el valor de tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o menos.

Opcionalmente, como se muestra en la FIG. 4, el al menos un inversor 20 incluye además:

un controlador 202, configurado para controlar una tensión de salida/corriente de salida del al menos un inversor.

Debe entenderse que el al menos un inversor 20 puede ser un inversor, o puede ser una pluralidad de inversores. Si el al menos un inversor 20 es una pluralidad de inversores, por ejemplo, un inversor 200 a un inversor M, la pluralidad de inversores se conectan en paralelo.

También debe entenderse que la segunda unidad de comunicaciones 60 mostrada en la FIG. 4 es sólo un ejemplo de un modo de comunicaciones. La segunda unidad de comunicaciones 60 puede ser un aparato de comunicaciones PLC integrado, o puede implementarse en otro modo de comunicaciones por cable o inalámbricas. Alternativamente, el al menos un inversor 20 puede comunicarse directamente con el controlador de tensión 40, o el controlador de tensión 40 controla la tensión a tierra de PV del inversor muestreando y probando directamente la tensión a tierra de un extremo PV del inversor.

En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, cuando una pluralidad de inversores trabajan en paralelo, siempre que se añada un aparato de control de tensión a tierra a un extremo conectado a la red de CA, la tensión a tierra del electrodo negativo de la al menos una entrada de string de paneles de celdas en cada inversor se ajusta a 0 voltios o más o la tensión a tierra del electrodo positivo de la al menos una entrada de string de paneles de celdas a cada inversor se ajusta a 0 voltios o menos.

Opcionalmente, la unidad de control 405 se configura además para limitar la corriente de salida de la unidad inversora 406.

Opcionalmente, la unidad de control 405 se configura específicamente para:

si una potencia de salida del al menos un inversor 20 es mayor o igual a un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión 40 para que sea menor o igual a un primer umbral de corriente; o

si una potencia de salida del al menos un inversor 20 es menor que un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión para que sea menor o igual a un segundo umbral de corriente, donde

el primer umbral de corriente es mayor o igual que el segundo umbral de corriente.

Específicamente, en el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, como se muestra en la FIG. 3, cuando un cuerpo humano toca una línea PV+ (o el aislamiento a tierra de un cable está dañado) y se produce un fallo de conexión a tierra, una rama de un circuito de fallo es un bucle que incluye secuencialmente el controlador de tensión 40, el al menos un inversor 20, la línea PV+, el cuerpo humano y la tierra protectora PE. El controlador de tensión externo 40 proporciona una corriente de fallo a tierra que está en el sistema y que fluye a través del cuerpo humano (o una fuente de fallo). Se puede controlar un valor de la corriente de fallo limitando la corriente de salida del controlador de tensión 40, para reducir el riesgo de una descarga eléctrica. Se puede establecer un valor específico de la corriente de salida en función de la capacidad de un inversor fotovoltaico. Por ejemplo,

para un inversor que tiene una salida nominal menor o igual a 30 kVA, la corriente de salida del controlador de tensión 40 se controla para que sea menor o igual a 300 mA; o

para un inversor que tiene una salida nominal mayor que 30 kVA, la corriente de salida del controlador de tensión 40 se controla para que sea menor o igual a 10 mA/kVA; o

Opcionalmente, el al menos un inversor 20 incluye además:

una unidad de protección de corriente, configurada para establecer o finalizar una conexión entre el al menos un inversor 20 y el transformador 30, donde

si un valor de una corriente que pasa a través de la unidad de protección de corriente es mayor o igual que un umbral de corriente de fallo, la unidad de protección de corriente finaliza la conexión entre el al menos un inversor 20 y el transformador 30.

Específicamente, el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud puede funcionar además en cooperación con el inversor que tiene la unidad de protección de corriente. La corriente de fallo a tierra en el caso de fallo anterior fluye a través de la unidad de protección de corriente, activando la protección de corriente. El inversor finaliza una conexión entre el inversor y la red eléctrica mediante el uso de un interruptor de corte y corta el bucle de la corriente de fallo a tierra, para garantizar la seguridad del cuerpo humano o de un punto de fallo a tierra.

En el sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, la corriente de salida del aparato de control de tensión está limitada, de modo que una corriente de fallo a tierra de un sistema inversor fotovoltaico está limitada y se reduce el riesgo de descarga eléctrica. Además, el controlador de tensión puede funcionar junto con la unidad de protección de corriente del inversor, para eliminar aún más el peligro de descarga eléctrica.

El sistema de suministro de energía en esta realización de esta solicitud se describe en detalle con referencia a la FIG. 1 a la FIG. 4. A continuación se describe en detalle un método de suministro de energía en las realizaciones de esta solicitud con referencia a la FIG. 5.

La FIG. 5 es un diagrama de flujo esquemático de un método de suministro de energía 700 según una realización de esta solicitud. Como se muestra en la FIG. 5, el método 700 incluye:

S710. El controlador de tensión obtiene una primera tensión, donde la primera tensión es una tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas conectado a un extremo de entrada del al menos un inversor. S720. El controlador de tensión ajusta una tensión de bus de una unidad inversora y una tensión de entrada y/o salida de un convertidor de CC en función de la primera tensión, de modo que el controlador de tensión ajusta una tensión a tierra de un electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o más o ajusta una tensión a tierra de un electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o menos.

Opcionalmente, el controlador de tensión obtiene la primera tensión y una segunda tensión, donde la primera tensión es la tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas conectado al extremo de entrada del al menos un inversor, y la segunda tensión es una tensión de bus del al menos un inversor; y

el controlador de tensión ajusta la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la primera tensión y la segunda tensión, de modo que el controlador de tensión ajusta la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o más o ajusta la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o menos.

En el método de suministro de energía en esta realización de esta aplicación, ajustando la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC y la tensión del bus de la unidad inversora, la tensión a tierra de salida por el controlador de tensión se ajusta comenzando desde 0, y se compensa una zona muerta ajustable que varía entre 0 y la mitad de una tensión rectificada no controlada de una tensión de red eléctrica, de modo que se aumenta un intervalo para la compensación de tensión. Además, al ajustar la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC y la tensión de bus de la unidad inversora, la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas se ajusta a 0 voltios o más o la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas se ajusta a 0 voltios o menos.

Opcionalmente, el método incluye además:

conmutar, por parte del controlador de tensión, el ajuste de la tensión a tierra del electrodo positivo o del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas.

Opcionalmente, el método de suministro de energía incluye además: seleccionar, en función de un tipo del al menos un string de paneles de celdas, un bus positivo o un bus negativo de la unidad inversora para conectar a la unidad de conmutación.

En el método de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, se ajustan las tensiones a tierra de los electrodos positivos o los electrodos negativos de diferentes strings de paneles de celdas, de modo que el controlador de tensión ajusta la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o más o ajusta la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o menos.

Opcionalmente, el método de suministro de energía incluye además:

obtener, por parte del controlador de tensión, la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas; y

ajustar, por parte del controlador de tensión, la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas, de modo que el controlador de tensión ajusta un valor de tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o más.

Opcionalmente, el método de suministro de energía incluye además:

obtener, por parte del controlador de tensión, la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas y una tensión de bus del inversor conectado a un extremo de salida del al menos un string de paneles de celdas; y

ajustar, por parte del controlador de tensión en función de la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas y la tensión de bus del inversor conectado al extremo de salida del al menos un string de paneles de celdas, la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC, de modo que el controlador de tensión ajusta el valor de tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o más.

Opcionalmente, el método de suministro de energía incluye además:

obtener, por parte del controlador de tensión, una tensión a tierra de un electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas; y ajustar, por parte del controlador de tensión, la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC en función de la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas, de modo que el controlador de tensión ajusta un valor de tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o menos.

Opcionalmente, el método de suministro de energía incluye además:

obtener, por parte del controlador de tensión, la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas y una tensión de bus del inversor conectado a un extremo de salida del al menos un string de paneles de celdas; y

ajustar, por parte del controlador de tensión en función de la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas y la tensión de bus del inversor conectado al extremo de salida del al menos un string de paneles de celdas, la tensión de bus de la unidad inversora y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC, de modo que el controlador de tensión ajusta el valor de tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas a 0 voltios o menos.

Opcionalmente, el método incluye además:

limitar, por parte de la unidad de control, una corriente de salida del controlador de tensión.

Opcionalmente, la limitación de una corriente de salida de la unidad inversora incluye:

si una potencia de salida del al menos un inversor es mayor o igual a un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión para que sea menor o igual a un primer umbral de corriente; o

si una potencia de salida del al menos un inversor es menor que un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión para que sea menor o igual a un segundo umbral de corriente, donde

el primer umbral de corriente es mayor o igual que el segundo umbral de corriente.

Opcionalmente, el método incluye además:

establecer o finalizar, por parte de la unidad de protección de corriente, una conexión entre el al menos un inversor y el transformador, donde

si un valor de una corriente que pasa a través de la unidad de protección de corriente es mayor o igual que un umbral de corriente de fallo, la unidad de protección de corriente finaliza la conexión entre el al menos un inversor y el transformador.

En el método de suministro de energía en esta realización de esta solicitud, la corriente de salida del controlador de tensión está limitada, de modo que una corriente de fallo a tierra de un sistema inversor fotovoltaico está limitada y se reduce el riesgo de descarga eléctrica. Además, el controlador de tensión puede funcionar junto con la unidad de protección de corriente del inversor, para eliminar aún más el peligro de descarga eléctrica.

Un experto en la técnica puede ser conocedor de que, en combinación con los ejemplos descritos en las realizaciones divulgadas en esta memoria descriptiva, pueden implementarse unidades y etapas de algoritmo mediante hardware electrónico o una combinación de software informático y hardware electrónico. Si las funciones se realizan mediante hardware o software depende de aplicaciones particulares y condiciones de restricción de diseño de las soluciones técnicas. Un experto en la técnica puede usar diferentes métodos para implementar las funciones descritas para cada solicitud particular, pero no debe considerarse que la implementación va más allá del alcance de esta solicitud.

Un experto en la técnica puede entender claramente que, con el propósito de una descripción conveniente y breve, para un procedimiento de trabajo detallado del sistema, aparato y unidad anteriores, se puede hacer referencia a un procedimiento correspondiente en las realizaciones de método anterior, y los detalles no se describen en esta memoria nuevamente.

En las varias realizaciones proporcionadas en esta solicitud, se debería entender que el sistema, aparato y método descritos se pueden implementar de otras maneras. Por ejemplo, la realización de aparato descrita es simplemente un ejemplo. Por ejemplo, la división en unión es solo la división de la función lógica y puede ser otra división en la implementación real. Por ejemplo, se pueden combinar o integrar una pluralidad de conjuntos o componentes en otro sistema, o algunas características se pueden ignorar o no realizar. Además, los acoplamientos mutuos o acoplamientos directos o conexiones de comunicación que se muestran o se analizan, se pueden implementar usando otras interfaces. Los acoplamientos o conexiones de comunicación indirectos entre los aparatos o unidades se pueden implementar de forma electrónica, mecánica u otras.

Las unidades descritas como partes separadas pueden estar o no físicamente separadas, y las partes mostradas como unidades pueden ser o no unidades físicas, pueden estar situadas en una posición, o pueden estar distribuidas en una pluralidad de unidades de red. Algunas o todas las unidades se pueden seleccionar en función de requisitos reales para lograr los objetivos de las soluciones de las realizaciones.

Además, las unidades funcionales en las realizaciones de esta solicitud se pueden integrar en una unidad de procesamiento, o cada una de las unidades puede existir físicamente de manera independiente, o dos o más unidades se integran en una unidad.

Cuando las funciones se implementan en forma de unidad funcional de software y se vende o se usa como un producto independiente, las funciones se pueden almacenar en un soporte de almacenamiento legible por ordenador. En función de dicho entendimiento, las soluciones técnicas de esta solicitud esencialmente, o la parte que contribuye a la técnica anterior, o algunas de las soluciones técnicas, se pueden implementar en forma de un producto de software. El producto de software se almacena en un soporte de almacenamiento e incluye varias instrucciones para dar instrucciones a un dispositivo de ordenador (que puede ser un ordenador personal, un servidor o un dispositivo de red) para efectuar todas o alguna parte de las etapas de los métodos descritos en las realizaciones de esta solicitud. El soporte de almacenamiento anterior incluye cualquier soporte que pueda almacenar código de programa, como una unidad flash USB, un disco duro extraíble, una memoria de solo lectura (Read-Only Memory, ROM), una memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory, RAM), un disco magnético o un disco óptico.

Las descripciones anteriores son simplemente implementaciones específicas de esta solicitud, pero no pretenden limitar el alcance de protección de esta solicitud. Por lo tanto, el alcance de protección de esta solicitud se someterá al alcance de protección de las reivindicaciones.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de suministro de energía, que comprende:

al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10), al menos un inversor (20), un transformador (30) y un controlador de tensión (40), en donde

un extremo de entrada del al menos un inversor (20) se conecta a un extremo de salida de al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10), un extremo de salida del al menos un inversor (20) se conecta a un extremo de entrada del transformador (30) y un extremo de salida del transformador (30) se configura para generar una tensión de suministro de energía;

el controlador de tensión (40) comprende: una unidad de comunicación (409) configurada para obtener una tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10),

una primera unidad de muestreo (404), una unidad de control (405) conectada a la primera unidad de muestreo (404), y una unidad inversora (406) conectada a la primera unidad de muestreo (404), en donde la primera unidad de muestreo (404) se configura para muestrear una tensión y una corriente de la unidad inversora (406); y

el extremo de salida del al menos un inversor (20) se conecta además a un extremo de salida de la unidad inversora (406);

caracterizado por que

el controlador de tensión (40) comprende además:

un convertidor de CC (408) conectado entre tierra y un punto medio de la entrada de la unidad inversora (406), configurado para generar una tensión convertida en c C; y

una segunda unidad de muestreo (407), conectada a la unidad de control (405), y configurada para muestrear una tensión y una corriente del convertidor de CC (408), en donde

la unidad de control (405) se configura además para ajustar una tensión de bus de la unidad inversora (406) y una tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC (408), en donde la tensión de bus de la unidad inversora (406) es la tensión a través de los terminales de entrada,

de modo que una salida de tensión a tierra por el controlador de tensión (40) se ajusta continuamente comenzando desde 0.

2. El sistema de energía según la reivindicación 1, en donde el controlador de tensión (40) comprende además: una primera unidad de comunicaciones (409), configurada para obtener una tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10), en donde

la unidad de control (405) se configura además para ajustar la tensión de bus de la unidad inversora (406) y la tensión de entrada y/o de salida del convertidor de<c>C (408) en función de la tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10), de modo que el controlador de tensión (40) ajusta una tensión a tierra de un electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10) a 0 voltios o más o ajusta una tensión a tierra de un electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10) a 0 voltios o menos.

3. El sistema de energía según la reivindicación 2, en donde el controlador de tensión (40) comprende además: una unidad de conmutación (410), conectada al convertidor de CC (408) y la unidad inversora (406), y configurada para conmutar el ajuste de la tensión a tierra del electrodo positivo o el electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10), en donde

la unidad de control (405) se configura además para seleccionar, en función de un tipo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10), un bus positivo o un bus negativo de la unidad inversora (406) para conectar a la unidad de conmutación (410).

4. El sistema de suministro de energía según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde al menos un inversor (20) comprende una tercera unidad de muestreo (201), la tercera unidad de muestreo (201) se configura para muestrear una tensión a tierra de un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10) conectada al extremo de entrada del al menos un inversor (20), y el sistema de suministro de energía comprende además: una unidad de monitorización (50), conectada al por lo menos un inversor (20) y el controlador de tensión (40), y configurado para: recibir el valor de tensión a tierra enviado por el al menos un inversor (20) y enviar el valor de tensión a tierra al controlador de tensión (40).

5. El sistema de suministro de energía según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la unidad de control (405) se configura además para limitar una corriente de salida y/o una corriente de entrada del controlador de tensión (40).

6. El sistema de suministro de energía según la reivindicación 5, en donde la unidad de control (405) se configura específicamente para:

si una potencia de salida del al menos un inversor 20 es mayor o igual a un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión 40 para que sea menor o igual a un primer umbral de corriente; o

si una potencia de salida del al menos un inversor (20) es menor que un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión (40) para que sea menor o igual a un segundo umbral de corriente, en donde

el primer umbral de corriente es mayor o igual que el segundo umbral de corriente.

7. El sistema de suministro de energía según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el al menos un inversor (20) comprende además:

una unidad de protección de corriente, configurada para establecer o finalizar una conexión entre el al menos un inversor (20) y el transformador (30), en donde

si un valor de una corriente que pasa a través de la unidad de protección de corriente es mayor o igual que un umbral de corriente de fallo, la unidad de protección de corriente finaliza la conexión entre el al menos un inversor (20) y el transformador (30).

8. El sistema de suministro de energía según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el convertidor de CC (408) es un suministro de energía de modo conmutado.

9. El sistema de suministro de energía según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en donde la unidad de conmutación (410) es al menos uno entre un relé, un transistor semiconductor de óxido metálico y un transistor bipolar de puerta aislada.

10. Un método de suministro de energía en el sistema de suministro de energía según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el sistema de suministro de energía comprende el sistema de suministro de energía comprende el al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10), al menos un inversor (20), un transformador (30), y un controlador de tensión (40), en donde un extremo de entrada del al menos un inversor (20) se conecta a un extremo de salida del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10), un extremo de salida del al menos un inversor (20) se conecta a un extremo de entrada del transformador (30), y un extremo de salida del transformador (30) se configura para generar una tensión de suministro de energía, y el método comprende:

obtener (S710), por parte del controlador de tensión (40), una primera tensión y/o una segunda tensión, en donde la primera tensión es una tensión a tierra del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas conectado a un extremo de entrada del al menos un inversor (20), y la segunda tensión es una tensión de bus del al menos un inversor (20); y

ajustar (S720), por parte del controlador de tensión (40), una tensión de bus de la unidad inversora (406) y una tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC (408) en función de la primera tensión y/o la segunda tensión, de modo que el controlador de tensión (40) ajusta una tensión a tierra de un electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10) a 0 voltios o más o ajusta una tensión a tierra de un electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10) a 0 voltios o menos.

11. El método según la reivindicación 10, en donde el método comprende además:

conmutar, por parte del controlador de tensión (40), el ajuste de la tensión a tierra del electrodo positivo o del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10).

12. El método de según la reivindicación 10 u 11, en donde el método de suministro de energía comprende además:

obtener, por parte del controlador de tensión (40), la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10); y

ajustar, por parte del controlador de tensión (40), la tensión de bus de la unidad inversora (406) y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC (408) en función de la tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10), de modo que el controlador de tensión (40) ajusta un valor de tensión a tierra del electrodo negativo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10) a 0 voltios o más.

13. El método de según la reivindicación 10 u 11, en donde el método de suministro de energía comprende además:

obtener, por parte del controlador de tensión (40), la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10); y

ajustar, por parte del controlador de tensión, la tensión de bus de la unidad inversora (406) y la tensión de entrada y/o salida del convertidor de CC (408) en función de la tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10), de modo que el controlador de tensión (40) ajusta un valor de tensión a tierra del electrodo positivo del al menos un string de paneles de celdas fotovoltaicas (10) a 0 voltios o menos.

14. El método según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en donde el método comprende además: limitar, por parte de la unidad de control (405), una corriente de salida del controlador de tensión (40).

15. El método según la reivindicación 14, en donde limitar una corriente de salida del controlador de tensión (40) comprende:

si una potencia de salida del al menos un inversor (20) es mayor o igual a un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión (40) para que sea menor o igual a un primer umbral de corriente; o

si una potencia de salida del al menos un inversor (20) es menor que un primer umbral de potencia, limitar la corriente de salida del controlador de tensión (40) para que sea menor o igual a un segundo umbral de corriente, en donde

el primer umbral de corriente es mayor o igual que el segundo umbral de corriente.

16. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, en donde el método comprende además: establecer o finalizar, por parte de la unidad de protección de corriente, una conexión entre el al menos un inversor (20) y el transformador (30), en donde

si un valor de una corriente que pasa a través de la unidad de protección de corriente es mayor o igual que un umbral de corriente de fallo, la unidad de protección de corriente finaliza la conexión entre el al menos un inversor (20) y el transformador (30).