FR3074611A1 - SYSTEM AND METHOD FOR RECONNEXTING A CHAIN IN A PHOTOVOLTAIC PLANT - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de reconnexion d'une chaine (CHi) déconnectée, dans une installation photovoltaïque comportant une pluralité de chaines d'un ou plusieurs modules photovoltaïques chacune connectées en parallèle entre des première (B+) et deuxième (B-) bornes de l'installation, ce procédé comprenant : a) relier la chaine (CHi) en série avec une charge électronique variable (LD) entre les première (B+) et deuxième (B-) bornes de l'installation ; b) commander la charge électronique variable (LD) pour faire croître progressivement le courant circulant dans la chaine (CHi) ; et c) lorsque la tension aux bornes de la chaine est sensiblement égale à la tension entre les première (B+) et deuxième (B-) bornes de l'installation, déconnecter la charge électronique variable (LD) et relier la chaine (CHi) directement entre les première (B+) et deuxième (B-) bornes de l'installation. L'invention concerne également un système de reconnexion adapté à mettre en oeuvre ce procédé.The invention relates to a method for reconnecting a disconnected chain (CHi) in a photovoltaic installation comprising a plurality of channels of one or more photovoltaic modules each connected in parallel between first (B +) and second (B-) terminals. of the installation, said method comprising: a) connecting the chain (CHi) in series with a variable electronic load (LD) between the first (B +) and second (B-) terminals of the installation; b) controlling the variable electronic load (LD) to gradually increase the current flowing in the chain (CHi); and c) when the voltage across the chain is substantially equal to the voltage between the first (B +) and second (B-) terminals of the installation, disconnect the variable electronic load (LD) and connect the chain (CHi) directly between the first (B +) and second (B-) terminals of the installation. The invention also relates to a reconnection system adapted to implement this method.
Description
SYSTEME ET PROCEDE DE RECONNEXION D'UNE CHAINE DANS UNE CENTRALE PHOTOVOLTAÏQUESYSTEM AND METHOD FOR CONNECTING A CHAIN IN A PHOTOVOLTAIC POWER PLANT
DomaineField
La présente demande concerne le domaine des centrales ou installations photovoltaïques. Elle vise plus particulièrement un système et un procédé de reconnexion d'une chaîne dans une installation photovoltaïque comportant une pluralité de chaînes d'un ou plusieurs modules photovoltaïques chacune, connectées en parallèle entre une borne conductrice positive et une borne conductrice négative de l'installation.The present application relates to the field of photovoltaic power plants or installations. It relates more particularly to a system and a method for reconnecting a chain in a photovoltaic installation comprising a plurality of chains of one or more photovoltaic modules each, connected in parallel between a positive conductive terminal and a negative conductive terminal of the installation. .
Exposé de l'art antérieurPresentation of the prior art
La figure 1 est un schéma électrique simplifié d'un exemple d'une installation photovoltaïque.Figure 1 is a simplified electrical diagram of an example of a photovoltaic installation.
L'installation de la figure 1 comprend N chaînes CH]_, ... CH^ (avec N entier supérieur ou égal à 2) comprenant chacune un ou plusieurs modules photovoltaïques (non détaillés sur la figure 1) connectés en série et/ou en parallèle entre une borne positive ch+ et une borne négative ch- de la chaîne. Chaque chaîne CHj_ (avec i entier allant de 1 à N) est adaptée, lorsqu'elle est éclairée, à produire un courant Ichî circulant de sa borne positive ch+ vers sa borne négative ch- à l'extérieur de la chaîne, et de sa borne négative ch- vers sa borne positive ch+ à l'intérieur de la chaîne. Les N chaînes CH]_, ... CHj^ sontThe installation of FIG. 1 comprises N chains CH] _, ... CH ^ (with N integer greater than or equal to 2) each comprising one or more photovoltaic modules (not detailed in FIG. 1) connected in series and / or in parallel between a positive terminal ch + and a negative terminal ch- of the chain. Each chain CHj_ (with i integer going from 1 to N) is adapted, when it is lit, to produce a current Ichî flowing from its positive terminal ch + towards its negative terminal ch- outside the chain, and from its negative terminal ch- towards its positive terminal ch + inside the chain. The N chains CH] _, ... CHj ^ are
B16649 - DD18219 connectées en parallèle, via leurs bornes conductrices positives ch+ et négatives ch- respectives, entre une borne conductrice positive B+, par exemple un rail ou un bus conducteur positif, et une borne conductrice négative B-, par exemple un rail ou un bus conducteur négatif, de l'installation.B16649 - DD18219 connected in parallel, via their positive conductive terminals ch + and negative ch- respectively, between a positive conductive terminal B +, for example a rail or a positive conductive bus, and a negative conductive terminal B-, for example a rail or a negative conductor bus, installation.
En fonctionnement, une charge L est connectée entre la borne positive B+ et la borne négative B- de l'installation. La charge L peut par exemple être une batterie à charger, ou un onduleur relié à un réseau électrique alternatif. L'installation photovoltaïque est adaptée à produire un courant ig circulant de sa borne positive B+ vers sa borne négative B- à travers la charge L, et de sa borne négative B- vers sa borne positive B+ à l'intérieur de l'installation. Le courant ig produit par l'installation est sensiblement égal à la somme des courants igHi produits dans les N chaînes CH]_, ... CHj^ de l'installation. Généralement, la tension entre les bornes B+ et B- de l'installation est imposée par la charge, étant entendu que, lorsque l'installation produit de l'énergie, la tension entre ses bornes B+ et B- est inférieure à sa tension de circuit ouvert.In operation, a load L is connected between the positive terminal B + and the negative terminal B- of the installation. The load L can for example be a battery to be charged, or an inverter connected to an alternative electrical network. The photovoltaic installation is adapted to produce a current ig flowing from its positive terminal B + towards its negative terminal B- through the load L, and from its negative terminal B- towards its positive terminal B + inside the installation. The current ig produced by the installation is substantially equal to the sum of the currents igHi produced in the N chains CH] _, ... CHj ^ of the installation. Generally, the voltage between terminals B + and B- of the installation is imposed by the load, it being understood that, when the installation produces energy, the voltage between its terminals B + and B- is lower than its voltage of open circuit.
Un problème qui se pose dans ce type d'installation est celui de la maintenance des chaînes de modules, et, plus particulièrement, des pertes de production liées aux opérations de maintenance des chaînes de modules.A problem which arises in this type of installation is that of the maintenance of the chains of modules, and, more particularly, production losses linked to the operations of maintenance of the chains of modules.
Pour réaliser une opération de maintenance sur une chaîne de modules (réparation ou remplacement d'un ou plusieurs modules de la chaîne, test de fonctionnement de la chaîne, etc.), une possibilité est d'interrompre totalement la production d'énergie électrique par l'installation pendant toute la durée de l'opération, c'est-à-dire de déconnecter la charge L présente entre les bornes B+ et B-, de façon à mettre l'installation en circuit ouvert pendant toute la durée de l'opération. Un inconvénient est qu'il en résulte une perte de production significative dans la mesure où toutes les chaînes, y compris celles non concernées par l'opération de maintenance, cessent deTo carry out a maintenance operation on a chain of modules (repair or replacement of one or more modules of the chain, functional test of the chain, etc.), one possibility is to completely interrupt the production of electrical energy by the installation throughout the duration of the operation, that is to say to disconnect the load L present between the terminals B + and B-, so as to put the installation in open circuit throughout the duration of the surgery. A disadvantage is that this results in a significant loss of production since all the chains, including those not affected by the maintenance operation, cease to
B16649 - DD18219 produire de l'énergie électrique pendant toute la durée de l'opération de maintenance.B16649 - DD18219 generate electrical energy for the duration of the maintenance operation.
Une autre possibilité est de déconnecter uniquement la chaîne concernée par l'opération de maintenance, de façon à ne pas interrompre la production d'énergie électrique par les autres chaînes. Toutefois, il se pose alors un problème lors de la reconnexion de la chaîne une fois l'opération de maintenance terminée. En effet, dans la pratique, la tension de circuit ouvert d'une chaîne est significativement plus élevée (typiquement de plusieurs dizaines de volts) que la tension entre les bornes B+ et B- de l'installation en production. Ainsi, lors de la reconnexion de la chaîne après une période de déconnexion, la charge L est traversée par un pic de courant important, potentiellement destructeur pour la charge.Another possibility is to disconnect only the chain concerned by the maintenance operation, so as not to interrupt the production of electrical energy by the other chains. However, there is then a problem when reconnecting the chain once the maintenance operation has ended. In practice, the open circuit voltage of a chain is significantly higher (typically several tens of volts) than the voltage between the terminals B + and B- of the installation in production. Thus, during the reconnection of the chain after a disconnection period, the load L is crossed by a large current peak, potentially destructive for the load.
Résumésummary
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un procédé de reconnexion d'une chaîne déconnectée, dans une installation photovoltaïque comportant une pluralité de chaînes d'un ou plusieurs modules photovoltaïques chacune connectée en parallèle entre des première et deuxième bornes de l'installation, ce procédé comprenant les étapes suivantes : a) relier la chaîne en série avec une charge électronique variable entre les première et deuxième bornes de l'installation ; b) commander la charge électronique variable pour faire croître progressivement le courant circulant dans la chaîne ; et c) lorsque la tension aux bornes de la chaîne est sensiblement égale à la tension entre les première et deuxième bornes de 1'installation, déconnecter la charge électronique variable et relier la chaîne directement entre les première et deuxième bornes de l'installation.Thus, one embodiment provides a method of reconnecting a disconnected chain, in a photovoltaic installation comprising a plurality of chains of one or more photovoltaic modules each connected in parallel between first and second terminals of the installation, this method comprising the following steps: a) connect the chain in series with a variable electronic load between the first and second terminals of the installation; b) controlling the variable electronic load to progressively increase the current flowing in the chain; and c) when the voltage at the terminals of the chain is substantially equal to the voltage between the first and second terminals of the installation, disconnect the variable electronic load and connect the chain directly between the first and second terminals of the installation.
Selon un mode de réalisation, la charge électronique variable comprend un élément à résistance variable relié en série avec la chaîne, et à l'étape b), on fait décroître progressivement la résistance de l'élément pour augmenter le courant circulant dans la chaîne.According to one embodiment, the variable electronic load comprises a variable resistance element connected in series with the chain, and in step b), the resistance of the element is gradually decreased to increase the current flowing in the chain.
B16649 - DD18219B16649 - DD18219
Selon un mode de réalisation, l'élément à résistance variable est un transistor MOS.According to one embodiment, the variable resistance element is a MOS transistor.
Un autre mode de réalisation prévoit un système de reconnexion d'une chaîne déconnectée, dans une installation photovoltaïque comportant une pluralité de chaînes d'un ou plusieurs modules photovoltalques chacune connectée en parallèle entre des première et deuxième bornes de l'installation, ce système comportant une charge électronique variable et un circuit de contrôle configuré pour : a) relier la chaîne en série avec la charge électronique variable entre les première et deuxième bornes de l'installation ; b) commander la charge électronique variable pour faire croître progressivement le courant circulant dans la chaîne ; et c) lorsque la tension aux bornes de la chaîne est sensiblement égale à la tension entre les première et deuxième bornes de 1'installation, déconnecter la charge électronique variable et relier la chaîne directement entre les première et deuxième bornes de l'installation.Another embodiment provides a system for reconnecting a disconnected chain, in a photovoltaic installation comprising a plurality of chains of one or more photovoltaic modules each connected in parallel between first and second terminals of the installation, this system comprising a variable electronic load and a control circuit configured to: a) connect the chain in series with the variable electronic load between the first and second terminals of the installation; b) controlling the variable electronic load to progressively increase the current flowing in the chain; and c) when the voltage at the terminals of the chain is substantially equal to the voltage between the first and second terminals of the installation, disconnect the variable electronic load and connect the chain directly between the first and second terminals of the installation.
Selon un mode de réalisation, le système comprend, pour chaque chaîne de l'installation, un premier interrupteur reliant une première borne de la chaîne à une première borne de la charge électronique variable, et un deuxième interrupteur reliant la première borne de la chaîne à la première borne de l'installation.According to one embodiment, the system comprises, for each chain of the installation, a first switch connecting a first terminal of the chain to a first terminal of the variable electronic load, and a second switch connecting the first terminal of the chain to the first terminal of the installation.
Selon un mode de réalisation, chaque chaîne de 1'installation a une deuxième borne reliée à la deuxième borne de l'installation, et la charge électronique variable a une deuxième borne reliée à la première borne de l'installation.According to one embodiment, each chain of the installation has a second terminal connected to the second terminal of the installation, and the variable electronic load has a second terminal connected to the first terminal of the installation.
Selon un mode de réalisation, avant l'étape a), les premier et deuxième interrupteurs associés à la chaîne déconnectée sont à l'état ouvert, et à l'étape a), le premier interrupteur associé à la chaîne est commandé à l'état fermé, et, à l'étapeAccording to one embodiment, before step a), the first and second switches associated with the disconnected chain are in the open state, and in step a), the first switch associated with the chain is controlled by the closed state, and in step
c) , les premier et deuxième interrupteurs associés à la chaîne sont commandés respectivement à l'état ouvert et à l'état fermé.c), the first and second switches associated with the chain are controlled respectively in the open state and in the closed state.
Selon un mode de réalisation, la charge électronique variable comprend un élément à résistance variable relié en série avec la chaîne, et à l'étape b), on fait décroître progressivementAccording to one embodiment, the variable electronic load comprises a variable resistance element connected in series with the chain, and in step b), it is gradually decreased
B16649 - DD18219 la résistance de l'élément pour augmenter le courant circulant dans la chaîne.B16649 - DD18219 resistance of the element to increase the current flowing in the chain.
Selon un mode de réalisation, l'élément à résistance variable est un transistor MOS.According to one embodiment, the variable resistance element is a MOS transistor.
Selon un mode de réalisation, la charge électronique variable comprend un circuit adapté à appliquer sur la grille du transistor une rampe de tension continue de façon à diminuer progressivement la résistance interne du transistor.According to one embodiment, the variable electronic load comprises a circuit adapted to apply to the gate of the transistor a continuous voltage ramp so as to gradually decrease the internal resistance of the transistor.
Selon un mode de réalisation, la charge électronique variable comprend en outre un circuit adapté à détecter le passage sous un seuil prédéfini de la différence entre la tension aux bornes de la chaîne et la tension entre les première et deuxième bornes de l'installation.According to one embodiment, the variable electronic load further comprises a circuit adapted to detect the passage below a predefined threshold of the difference between the voltage at the terminals of the chain and the voltage between the first and second terminals of the installation.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
Ces caractéristiques et leurs avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :These characteristics and their advantages, as well as others, will be explained in detail in the following description of particular embodiments given without limitation in relation to the attached figures, among which:
la figure 1, précédemment décrite, est un schéma électrique simplifié d'un exemple d'une installation photovoltaïque ;Figure 1, previously described, is a simplified electrical diagram of an example of a photovoltaic installation;
la figure 2 est un schéma électrique simplifié d'un exemple d'une installation photovoltaïque munie d'un système de déconnexion et de reconnexion de chaîne ;FIG. 2 is a simplified electrical diagram of an example of a photovoltaic installation provided with a chain disconnection and reconnection system;
la figure 3 est un schéma électrique simplifié d'un exemple d'un mode de réalisation d'une installation photovoltaïque munie d'un système de déconnexion et de reconnexion de chaîne ;FIG. 3 is a simplified electrical diagram of an example of an embodiment of a photovoltaic installation provided with a chain disconnection and reconnection system;
la figure 4 est un schéma électrique partiel de l'installation de la figure 3, illustrant plus en détail, sous forme de blocs fonctionnels, un exemple de réalisation d'une charge électronique variable du système de déconnexion et de reconnexion de chaîne de l'installation ; et la figure 5 est un schéma électrique détaillant des exemples de réalisation de blocs de la charge électronique variable de la figure 4.Figure 4 is a partial electrical diagram of the installation of Figure 3, illustrating in more detail, in the form of functional blocks, an embodiment of a variable electronic load of the chain disconnection and reconnection system of the installation; and FIG. 5 is an electrical diagram detailing exemplary embodiments of blocks of the variable electronic load of FIG. 4.
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Description détailléedetailed description
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la réalisation des chaînes de modules photovoltaïques des installations décrites n'a pas été détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les réalisations usuelles d'une chaîne de modules photovoltaïques. De plus, la charge L connectée en sortie des installations décrites n'a pas été détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec toutes ou la plupart des charges susceptibles d'être connectées en sortie d'une installation photovoltaïque. En outre, les opérations de maintenance susceptibles d'être mises en oeuvre sur les chaînes des installations décrites n'ont pas été détaillées.The same elements have been designated by the same references in the different figures. For the sake of clarity, only the elements useful for understanding the described embodiments have been shown and are detailed. In particular, the production of the chains of photovoltaic modules of the installations described has not been detailed, the embodiments described being compatible with the usual embodiments of a chain of photovoltaic modules. In addition, the load L connected at the output of the installations described has not been detailed, the embodiments described being compatible with all or most of the loads capable of being connected at the output of a photovoltaic installation. In addition, the maintenance operations likely to be implemented on the chains of the installations described have not been detailed.
Dans la présente description, on utilisera le terme connecté pour désigner une liaison électrique directe, sans composant électronique intermédiaire, par exemple au moyen d'un élément conducteur tel qu'un fil conducteur, une piste conductrice, un interrupteur fermé, etc., et le terme couplé ou le terme relié, pour désigner soit une liaison électrique directe (signifiant alors connecté) soit une liaison via un ou plusieurs composants intermédiaires (résistance, condensateur, inductance, etc.). Sauf précision contraire, les expressions approximativement, sensiblement, et de l'ordre de signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près, et encore plus préférentiellement à 2 % près.In the present description, the term connected will be used to denote a direct electrical connection, without an intermediate electronic component, for example by means of a conducting element such as a conducting wire, a conducting track, a closed switch, etc., and the term coupled or the term connected, to designate either a direct electrical connection (meaning then connected) or a connection via one or more intermediate components (resistance, capacitor, inductance, etc.). Unless specified otherwise, the expressions approximately, appreciably, and of the order of mean to 10%, preferably to 5%, and even more preferably to 2%.
De plus, l'homme du métier comprendra que, dans la pratique, une installation photovoltaïque peut comporter d'autres éléments que les éléments représentés et détaillés dans la présente demande, et notamment des éléments de protection tels que des fusibles ou des disjoncteurs, et des éléments de mesure de paramètres de l'installation tels que des capteurs de tension, courant, température, etc.In addition, the person skilled in the art will understand that, in practice, a photovoltaic installation may include elements other than the elements shown and detailed in the present application, and in particular protective elements such as fuses or circuit breakers, and elements for measuring installation parameters such as voltage, current, temperature sensors, etc.
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La figure 2 est un schéma électrique simplifié d'un exemple d'une installation photovoltaïque munie d'un système de déconnexion et reconnexion de chaîne. L'installation de la figure 2 comprend les mêmes éléments que l'installation de la figure 1, agencés sensiblement de la même manière.Figure 2 is a simplified electrical diagram of an example of a photovoltaic installation provided with a chain disconnection and reconnection system. The installation of Figure 2 comprises the same elements as the installation of Figure 1, arranged in substantially the same manner.
L'installation de la figure 2 comprend en outre un système de déconnexion et de reconnexion de chaîne. Le système de déconnexion et de reconnexion de chaîne comprend une charge électronique variable dynamiquement LD, ayant une borne négative ld- reliée, par exemple connectée, à la borne négative B- de l'installation, et une borne positive ld+ reliée aux bornes positives ch+ de chacune des chaînes CHj_, . . . CHj^ par respectivement N interrupteurs Slj_, ... Sljg commandables à l'état passant ou à l'état bloqué. Plus particulièrement, dans cet exemple, chaque interrupteur Slj_ a une première borne de conduction reliée, par exemple connectée, à la borne positive ch+ de la chaîne CH-j_, et une deuxième borne de conduction reliée, par exemple connectée, à la borne positive ld+ de la charge dynamique variable LD. Le système de déconnexion et reconnexion de chaîne comprend en outre N interrupteurs S2j_, ... S2^ commandables à l'état passant ou à l'état bloqué, reliant respectivement les bornes positives ch+ des N chaînes CHj_, . . . CHj^ à la borne positive B+ de l'installation. Plus particulièrement, dans cet exemple, chaque interrupteur S2-j_ a une première borne de conduction reliée, par exemple connectée, à la borne positive ch+ de la chaîne CH-j_, et une deuxième borne de conduction reliée, par exemple connectée, à la borne positive B+ de l'installation.The installation of Figure 2 further includes a chain disconnection and reconnection system. The chain disconnection and reconnection system comprises a dynamically variable electronic load LD, having a negative terminal ld- connected, for example connected, to the negative terminal B- of the installation, and a positive terminal ld + connected to the positive terminals ch + of each of the chains CHj_,. . . CHj ^ by respectively N switches Slj_, ... Sljg controllable in the on state or in the blocked state. More particularly, in this example, each switch Slj_ has a first conduction terminal connected, for example connected, to the positive terminal ch + of the chain CH-j_, and a second conduction terminal connected, for example connected, to the positive terminal ld + of the variable dynamic load LD. The chain disconnection and reconnection system further comprises N switches S2j_, ... S2 ^ controllable in the on state or in the blocked state, respectively connecting the positive terminals ch + of the N chains CHj_,. . . CHj ^ to the positive terminal B + of the installation. More particularly, in this example, each switch S2-j_ has a first conduction terminal connected, for example connected, to the positive terminal ch + of the chain CH-j_, and a second conduction terminal connected, for example connected, to the positive terminal B + of the installation.
Le système de déconnexion et de reconnexion de chaîne de la figure 2 comprend en outre un circuit de contrôle CTRL adapté à commander les interrupteurs Slj_ et S2-j_ et la charge électronique variable LD.The chain disconnection and reconnection system of FIG. 2 further comprises a control circuit CTRL adapted to control the switches Slj_ and S2-j_ and the variable electronic load LD.
Lorsque l'installation fonctionne à plein régime, les N chaînes CH]_, . . . CHj^ sont connectées en parallèles entre les bornes positive B+ et négative B- de l'installation. Pour cela, le circuit de contrôle maintient les N interrupteurs S2j_, . . . S2^When the installation is operating at full speed, the N chains CH] _,. . . CHj ^ are connected in parallel between the positive B + and negative B- terminals of the installation. For this, the control circuit maintains the N switches S2j_,. . . S2 ^
B16649 - DD18219 à l'état fermé (passant) et les N interrupteurs Slj_, ... Sljq à l'état ouvert (bloqué).B16649 - DD18219 in the closed state (on) and the N switches Slj_, ... Sljq in the open state (blocked).
Pour la mise en oeuvre d'une opération de maintenance sur une chaîne CH-j_ de l'installation, la chaîne CH-j_ est déconnectée de l'installation. Pour cela, le circuit de contrôle CTRL commande l'interrupteur S2-j_ correspondant à l'état ouvert. Pendant l'opération de maintenance proprement dite, l'interrupteur Slj_ peut être maintenu ouvert.For the implementation of a maintenance operation on a CH-j_ chain of the installation, the CH-j_ chain is disconnected from the installation. For this, the control circuit CTRL controls the switch S2-j_ corresponding to the open state. During the actual maintenance operation, the switch Slj_ can be kept open.
A l'issue de l'opération de maintenance, un procédé de reconnexion de la chaîne CH-j_ est mis en oeuvre comme suit.At the end of the maintenance operation, a method of reconnecting the chain CH-j_ is implemented as follows.
D'abord, la charge électronique variable LD est connectée en parallèle de la chaîne inactive CH-j_. Pour cela, le circuit de contrôle CTRL commande l'interrupteur Slj_ à l'état fermé. L'interrupteur S2-j_ est quant à lui maintenu à l'état ouvert.First, the variable electronic load LD is connected in parallel with the inactive chain CH-j_. For this, the control circuit CTRL controls the switch Slj_ in the closed state. The switch S2-j_ is kept in the open state.
La charge électronique variable LD est alors commandée, par l'intermédiaire du circuit de contrôle CTRL, pour faire croître progressivement le courant circulant dans la chaîne, jusqu'à ce que la tension aux bornes de la chaîne CH-j_ soit sensiblement égale à la tension entre les bornes positive B+ et négative B- de l'installation, c'est-à-dire jusqu'à ce que la tension aux bornes de l'interrupteur S2-j_ s'approche de 0 V.The variable electronic load LD is then controlled, via the control circuit CTRL, to gradually increase the current flowing in the chain, until the voltage across the chain CH-j_ is substantially equal to the voltage between the positive B + and negative B- terminals of the installation, i.e. until the voltage across the terminals of the switch S2-j_ approaches 0 V.
Lorsqu'une condition prédéfinie de fin de précharge est atteinte, par exemple lorsque la tension aux bornes de l'interrupteur S2-j_ est inférieure à un seuil prédéfini, le circuit de contrôle CTRL commande l'interrupteur S2-j_ à l'état fermé, puis l'interrupteur Slj_ à l'état ouvert. Il en résulte que le courant produit par la chaîne CH-j_ est entièrement redirigé vers la charge L de sortie de l'installation. La chaîne CH-j_ est ainsi reconnectée et participe pleinement à la fourniture de la puissance de sortie de l'installation.When a predefined end of precharge condition is reached, for example when the voltage at the terminals of the switch S2-j_ is less than a predefined threshold, the control circuit CTRL commands the switch S2-j_ in the closed state , then the switch Slj_ in the open state. As a result, the current produced by the chain CH-j_ is fully redirected to the load L of the installation output. The CH-j_ chain is thus reconnected and fully participates in the supply of the installation output power.
Un problème qui se pose dans le système de déconnexion et de reconnexion de l'installation de la figure 2 est que lorsque la chaîne CH-j_ est effectivement reconnectée à la fin de la phase de précharge, par fermeture de l'interrupteur S2-j_ et ouverture deA problem which arises in the disconnection and reconnection system of the installation of FIG. 2 is that when the chain CH-j_ is effectively reconnected at the end of the precharging phase, by closing the switch S2-j_ and opening of
B16649 - DD18219 l'interrupteur Sly, la totalité du courant est redirigée, quasiinstantanément, dans la charge L. Il en résulte un pic de tension important aux bornes de la charge L, pouvant conduire à des dégradations.B16649 - DD18219 the Sly switch, all of the current is redirected, almost instantaneously, into the load L. This results in a significant voltage peak at the terminals of the load L, which can lead to degradations.
De plus, une limitation de ce système est que l'énergie électrique produite par la chaîne CHy pendant la phase de mise sous charge progressive de la chaîne, via la charge électronique variable LD, est entièrement dissipée sous forme de chaleur, et ne contribue pas à la puissance fournie à la charge de sortie L de l'installation.In addition, a limitation of this system is that the electrical energy produced by the chain CHy during the phase of progressive loading of the chain, via the variable electronic charge LD, is entirely dissipated in the form of heat, and does not contribute at the power supplied to the output load L of the installation.
La figure 3 est un schéma électrique simplifié d'un exemple d'un mode de réalisation d'une installation photovoltaïque munie d'un système de reconnexion de chaîne. L'installation de la figure 3 comprend sensiblement les mêmes éléments que l'installation de la figure 2, mais diffère de l'installation de la figure 2 par l'agencement des éléments du système de déconnexion et de reconnexion de chaîne.FIG. 3 is a simplified electric diagram of an example of an embodiment of a photovoltaic installation provided with a chain reconnection system. The installation of Figure 3 comprises substantially the same elements as the installation of Figure 2, but differs from the installation of Figure 2 by the arrangement of the elements of the chain disconnection and reconnection system.
Dans l'exemple de la figure 3, la charge électronique variable LD a une borne négative ld- reliée, par exemple connectée, à la borne positive B+ de l'installation, et une borne positive ld+ reliée aux bornes positives ch+ de chacune des chaînes CH]_, . . . CHj^ par respectivement les N interrupteurs Slj_, Sljq. Plus particulièrement, dans cet exemple, chaque interrupteur Slj_ a une première borne de conduction reliée, par exemple connectée, à la borne positive ch+ de la chaîne CHy, et une deuxième borne de conduction reliée, par exemple connectée, à la borne positive ld+ de la charge dynamique variable LD. Le système de déconnexion et reconnexion de chaîne comprend en outre, comme dans l'exemple de la figure 2, N interrupteurs S2j_, ... S2^ commandables à l'état passant ou à l'état bloqué, reliant respectivement les bornes positives ch+ des N chaînes CHj_, CH^ à la borne positive B+ de l'installation. Plus particulièrement, dans cet exemple, chaque interrupteur S2-j_ a une première borne de conduction reliée, par exemple connectée, à la borne positive ch+ de la chaîne CHy, et une deuxième borne deIn the example of FIG. 3, the variable electronic load LD has a negative terminal ld- connected, for example connected, to the positive terminal B + of the installation, and a positive terminal ld + connected to the positive terminals ch + of each of the chains. CH] _,. . . CHj ^ by the N switches Slj_, Sljq respectively. More particularly, in this example, each switch Slj_ has a first conduction terminal connected, for example connected, to the positive terminal ch + of the chain CHy, and a second conduction terminal connected, for example connected, to the positive terminal ld + of the variable dynamic load LD. The chain disconnection and reconnection system further comprises, as in the example in FIG. 2, N switches S2j_, ... S2 ^ controllable in the on state or in the off state, respectively connecting the positive terminals ch + N chains CHj_, CH ^ to the positive terminal B + of the installation. More particularly, in this example, each switch S2-j_ has a first conduction terminal connected, for example connected, to the positive terminal ch + of the chain CHy, and a second terminal of
B16649 - DD18219 conduction reliée, par exemple connectée, à la borne positive B+ de l'installation.B16649 - DD18219 conduction connected, for example connected, to the positive terminal B + of the installation.
Le système de déconnexion et de reconnexion de chaîne de la figure 3 comprend en outre un circuit de contrôle CTRL adapté à commander les interrupteurs Slj_ et S2-j_ et la charge électronique variable LD.The chain disconnection and reconnection system of FIG. 3 further comprises a control circuit CTRL adapted to control the switches Slj_ and S2-j_ and the variable electronic load LD.
Lorsque l'installation fonctionne à plein régime, les N chaînes CH]_, . . . CHj^ sont connectées en parallèles entre les bornes positive B+ et négative B- de l'installation. Pour cela, le circuit de contrôle maintient les N interrupteurs S2j_, . . . S2j^ à l'état fermé et les N interrupteurs Slj_, . . . Sljq à l'état ouvert.When the installation operates at full speed, the N chains CH] _,. . . CHj ^ are connected in parallel between the positive B + and negative B- terminals of the installation. For this, the control circuit maintains the N switches S2j_,. . . S2j ^ in the closed state and the N switches Slj_,. . . Sljq in the open state.
Pour la mise en oeuvre d'une opération de maintenance sur une chaîne CH-j_ de l'installation, la chaîne CH-j_ est déconnectée de l'installation. Pour cela, le circuit de contrôle CTRL commande l'interrupteur S2-j_ correspondant à l'état ouvert. Pendant l'opération de maintenance proprement dite, l'interrupteur Slj_ peut être maintenu ouvert.For the implementation of a maintenance operation on a CH-j_ chain of the installation, the CH-j_ chain is disconnected from the installation. For this, the control circuit CTRL controls the switch S2-j_ corresponding to the open state. During the actual maintenance operation, the switch Slj_ can be kept open.
A l'issue de l'opération de maintenance, un procédé de reconnexion de la chaîne CH-j_ est mis en oeuvre comme suit.At the end of the maintenance operation, a method of reconnecting the chain CH-j_ is implemented as follows.
D'abord, la charge électronique variable LD est connectée en série avec la chaîne inactive CH-j_ entre les bornes positive B+ et négative B- de l'installation. Pour cela, le circuit de contrôle CTRL commande l'interrupteur Slj_ à l'état fermé. L'interrupteur S2-j_ est quant à lui maintenu à l'état ouvert.First, the variable electronic load LD is connected in series with the inactive chain CH-j_ between the positive B + and negative B- terminals of the installation. For this, the control circuit CTRL controls the switch Slj_ in the closed state. The switch S2-j_ is kept in the open state.
La charge électronique variable LD est alors commandée, par l'intermédiaire du circuit de contrôle CTRL, pour faire croître progressivement le courant circulant dans la chaîne, par exemple de façon continue, par exemple selon une rampe de courant linéaire, jusqu'à ce que la tension aux bornes de la chaîne CH-j_ soit sensiblement égale à la tension entre les bornes positive B+ et négative B- de l'installation, c'est-à-dire jusqu'à ce que la tension aux bornes de l'interrupteur S2-j_ s'approche de 0 V.The variable electronic load LD is then controlled, via the control circuit CTRL, to make the current circulating in the chain progressively increase, for example continuously, for example according to a linear current ramp, until the voltage at the terminals of the chain CH-j_ is substantially equal to the voltage between the positive B + and negative B- terminals of the installation, that is to say until the voltage at the terminals of the switch S2-j_ approaches 0 V.
Lorsqu'une condition prédéfinie de fin de précharge est atteinte, par exemple lorsque la tension aux bornes deWhen a predefined end of precharge condition is reached, for example when the voltage across the
B16649 - DD18219 l'interrupteur S2-j_ passe sous un seuil prédéfini, par exemple un seuil inférieur ou égal à 5V et de préférence inférieur ou égal à 2 V, le circuit de contrôle CTRL commande l'interrupteur S2-j_ à l'état fermé, puis l'interrupteur Slj_ à l'état ouvert. La chaîne CH-j_ est ainsi reconnectée et participe pleinement à la fourniture de la puissance de sortie de l'installation.B16649 - DD18219 the switch S2-j_ goes under a predefined threshold, for example a threshold less than or equal to 5V and preferably less than or equal to 2 V, the control circuit CTRL commands the switch S2-j_ in the state closed, then the switch Slj_ in the open state. The CH-j_ chain is thus reconnected and fully participates in the supply of the installation output power.
Par rapport au système de la figure 2, un avantage du système de déconnexion et de reconnexion de chaîne de la figure 3 est que la variation de courant vue par la charge de sortie L de l'installation lors de la reconnexion de la chaîne CH-j_ est progressive.Compared to the system of FIG. 2, an advantage of the chain disconnection and reconnection system of FIG. 3 is that the current variation seen by the output load L of the installation during the reconnection of the chain CH- j_ is progressive.
De plus, dans le système de la figure 3, la majeure partie de l'énergie électrique produite par la chaîne CH-j_ pendant la phase de mise sous charge progressive de la chaîne, via la charge électronique variable LD, est transmise à la charge de sortie L de l'installation, ce qui limite la perte de production par rapport à un système du type décrit en relation avec la figure 2.In addition, in the system of FIG. 3, the major part of the electrical energy produced by the chain CH-j_ during the phase of progressive loading of the chain, via the variable electronic load LD, is transmitted to the load output L of the installation, which limits the loss of production compared to a system of the type described in relation to FIG. 2.
De plus, par rapport au système de la figure 2, la puissance à dissiper par la charge électronique variable LD du système de la figure 3 est significativement plus faible, ce qui permet de relâcher certaines contraintes sur le dimensionnement de la charge LD.In addition, compared to the system of FIG. 2, the power to be dissipated by the variable electronic load LD of the system of FIG. 3 is significantly lower, which makes it possible to relax certain constraints on the dimensioning of the load LD.
La figure 4 est un schéma électrique partiel de l'installation de la figure 3, illustrant, sous forme de blocs fonctionnels, un exemple de réalisation de la charge électronique variable LD du système de déconnexion et reconnexion de chaîne de 1'installation.FIG. 4 is a partial electrical diagram of the installation of FIG. 3, illustrating, in the form of functional blocks, an embodiment of the variable electronic load LD of the chain disconnection and reconnection system of the installation.
Dans cet exemple, la charge variable LD comprend, entre ses bornes de conduction principales ld- et ld+, une association en série d'une résistance RI (optionnelle), d'un transistor MOS Tl, et d'une diode Dl, la diode Dl étant montée dans le sens direct entre la borne positive ld+ et la borne négative ld- de la charge LD. Plus particulièrement, dans cet exemple, la résistance RI a une première extrémité reliée, par exemple connectée, à laIn this example, the variable load LD comprises, between its main conduction terminals ld- and ld +, a series association of a resistance RI (optional), of a MOS transistor Tl, and of a diode Dl, the diode Dl being mounted in the direct direction between the positive terminal ld + and the negative terminal ld- of the load LD. More particularly, in this example, the resistor RI has a first end connected, for example connected, to the
B16649 - DD18219 borne ld-, et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, à un noeud ni, le transistor Tl a un premier noeud de conduction (source ou drain) relié, par exemple connecté, au noeud ni, et un deuxième noeud de conduction (drain ou source) relié, par exemple connecté, à un noeud n2, et la diode D1 a sa cathode reliée, par exemple connectée, au noeud n2, et son anode reliée, par exemple connectée, à la borne ld+. Dans l'exemple représenté, le transistor Tl est un transistor MOS à canal N.B16649 - DD18219 terminal ld-, and a second end connected, for example connected, to a node ni, the transistor Tl has a first conduction node (source or drain) connected, for example connected, to the node ni, and a second node conduction (drain or source) connected, for example connected, to a node n2, and the diode D1 has its cathode connected, for example connected, to the node n2, and its anode connected, for example connected, to the terminal ld +. In the example shown, the transistor T1 is an N-channel MOS transistor.
Dans l'exemple de la figure 4, la charge LD comprend en outre un circuit 401 adapté à commander le transistor MOS Tl en régime linéaire pour faire varier progressivement la résistance interne du transistor Tl entre ses noeuds de conduction, et donc le courant circulant entre les bornes ld+ et ld- de la charge variable LD (et donc dans la charge CH-jJ . Le circuit 401 comprend un noeud de sortie si relié, par exemple connecté, à la grille du transistor Tl, pour la commande du transistor Tl. Le circuit 401 comprend en outre un premier noeud d'entrée el relié, par exemple connecté, à un noeud de sortie du circuit de contrôle CTRL.In the example of FIG. 4, the load LD further comprises a circuit 401 adapted to control the MOS transistor Tl in linear mode in order to gradually vary the internal resistance of the transistor Tl between its conduction nodes, and therefore the current flowing between the terminals ld + and ld- of the variable load LD (and therefore in the load CH-jJ. The circuit 401 comprises an output node if connected, for example connected, to the gate of the transistor Tl, for controlling the transistor Tl. The circuit 401 further comprises a first input node el connected, for example connected, to an output node of the control circuit CTRL.
La charge LD comprend en outre un circuit 403 adapté à détecter une condition de fin de précharge prédéfinie, à savoir, dans cet exemple, le passage de la tension entre les noeuds n2 et ld- sous un seuil prédéfini. Le circuit 403 comprend un noeud de mesure positif m+ relié, par exemple connecté, au noeud n2, et un noeud de mesure négatif m- relié, par exemple connecté, au noeud ld-. Le circuit 403 comprend en outre un noeud de sortie s2 relié, par exemple connecté, à un deuxième noeud d'entrée e2 du circuit 401 ainsi qu'à un noeud d'entrée du circuit CTRL.The load LD further comprises a circuit 403 adapted to detect a predefined end of precharge condition, namely, in this example, the passage of the voltage between the nodes n2 and ld- under a predefined threshold. The circuit 403 comprises a positive measurement node m + connected, for example connected, to the node n2, and a negative measurement node m- connected, for example connected, to the node ld-. The circuit 403 further comprises an output node s2 connected, for example connected, to a second input node e2 of the circuit 401 as well as to an input node of the circuit CTRL.
Le fonctionnement du système de la figure 4 lors d'une phase de reconnexion d'une chaîne CH-j_ préalablement déconnectée est le suivant.The operation of the system of FIG. 4 during a phase of reconnection of a chain CH-j_ previously disconnected is as follows.
Après avoir connecté la charge variable LD en série avec la chaîne CH-j_ entre les bornes positive B+ et négative B- de l'installation, par fermeture de l'interrupteur Slj_, le circuit de contrôle CTRL commande le circuit 401, via son noeud d'entrée el, pour appliquer, via son noeud de sortie si, une rampe deAfter connecting the variable load LD in series with the chain CH-j_ between the positive B + and negative B- terminals of the installation, by closing the switch Slj_, the control circuit CTRL controls the circuit 401, via its node input el, to apply, via its output node if, a ramp of
B16649 - DD18219 tension continue sur la grille du transistor Tl, de façon à faire croître progressivement le courant circulant dans le transistor Tl et donc dans la chaîne CH-j_. Il en résulte une diminution progressive de la tension entre les bornes m+ et m- du circuit 403. Lorsqu'il détecte le franchissement d'un seuil bas prédéfini, par exemple inférieur à 5 V et de préférence inférieur à 2 V, par la tension entre ses noeuds m+ et m-, le circuit 403 en informe, via son noeud de sortie s2, les circuits 401 et CTRL. Le circuit CTRL commande alors la fermeture de l'interrupteur S2-j_ et l'ouverture de l'interrupteur Slj_, et la tension de commande délivrée par le circuit 401 sur son noeud si est réinitialisée.B16649 - DD18219 DC voltage on the gate of transistor Tl, so as to gradually increase the current flowing in transistor Tl and therefore in the chain CH-j_. This results in a progressive decrease in the voltage between the terminals m + and m- of the circuit 403. When it detects the crossing of a predefined low threshold, for example less than 5 V and preferably less than 2 V, by the voltage between its nodes m + and m-, the circuit 403 informs, via its output node s2, the circuits 401 and CTRL. The circuit CTRL then commands the closing of the switch S2-j_ and the opening of the switch Slj_, and the control voltage delivered by the circuit 401 on its node if is reset.
La figure 5 est un schéma électrique illustrant plus en détail un exemple de réalisation de la charge électronique variable LD de la figure 4. La figure 5 détaille en particulier un exemple de réalisation du circuit de commande 401 et du circuit de détection de fin de précharge 403 de la charge LD.FIG. 5 is an electrical diagram illustrating in more detail an embodiment of the variable electronic load LD of FIG. 4. FIG. 5 details in particular an embodiment of the control circuit 401 and of the circuit for detecting the end of preloading 403 of the LD charge.
Dans cet exemple, la charge LD comprend un circuit d'alimentation isolé 501, par exemple un convertisseur DC/DC, comprenant des bornes d'entrée VCC et GND1, et des bornes de sortie VA+, GND2 et VA- isolées galvaniquement des bornes VCC et GND1. En fonctionnement, le circuit 501 reçoit, sur sa borne VCC, une tension d'alimentation continue référencée par rapport à la borne GND1, par exemple une tension d'alimentation positive, correspondant par exemple à la tension d'alimentation du circuit de contrôle CTRL. La borne GND1 correspond par exemple à une borne d'application d'un potentiel de référence de l'installation, par exemple un potentiel de l'ordre de 0 V, par exemple la masse. Le circuit 501 fournit, sur sa borne VA+, une tension d'alimentation continue positive référencée par rapport à la borne GND2, par exemple de l'ordre de 15 V, et, sur sa borne VA-, une tension d'alimentation continue négative référencée par rapport à la borne GND2, par exemple de l'ordre de -15 V. Dans cet exemple, la borne de référence de sortie GND2 du circuit d'alimentation est connectée à la borne de sortie positive B+ de l'installation photovoltaïque.In this example, the load LD comprises an isolated supply circuit 501, for example a DC / DC converter, comprising input terminals VCC and GND1, and output terminals VA +, GND2 and VA- galvanically isolated from the terminals VCC and GND1. In operation, the circuit 501 receives, on its terminal VCC, a continuous supply voltage referenced with respect to the terminal GND1, for example a positive supply voltage, corresponding for example to the supply voltage of the control circuit CTRL . The GND1 terminal corresponds for example to a terminal for applying a reference potential of the installation, for example a potential of the order of 0 V, for example the ground. The circuit 501 supplies, on its terminal VA +, a positive continuous supply voltage referenced with respect to the terminal GND2, for example of the order of 15 V, and, on its terminal VA-, a negative continuous supply voltage referenced with respect to the terminal GND2, for example of the order of -15 V. In this example, the output reference terminal GND2 of the supply circuit is connected to the positive output terminal B + of the photovoltaic installation.
B16649 - DD18219B16649 - DD18219
Dans l'exemple de la figure 5, le circuit de commande 401 comprend un amplificateur opérationnel 503 alimenté par la tension positive fournie entre les bornes VA+ et GND2 du circuit 501. L'amplificateur opérationnel 503 a une entrée négative (-) reliée au noeud ni par l'intermédiaire d'une résistance R2, et une entrée positive (+) reliée à la borne GND2 par l'intermédiaire de résistances R3 et R4. Plus particulièrement, dans cet exemple, la résistance R2 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, à l'entrée négative (-) de l'amplificateur opérationnel 503, et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, au noeud ni. De plus, la résistance R3 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, à l'entrée positive (+) de l'amplificateur 503 et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, à un noeud n3, et la résistance R4 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, au noeud n3 et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, à la borne GND2. La sortie de l'amplificateur opérationnel 503 est reliée au noeud si par l'intermédiaire d'une résistance R5. Plus particulièrement, dans cet exemple, la résistance R5 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, à la sortie de l'amplificateur 503 et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, au noeud si. Le circuit 401 comprend de plus un condensateur Cl reliant l'entrée négative (-) de l'amplificateur à sa sortie. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, le condensateur Cl a une première électrode reliée, par exemple connectée, à l'entrée négative (-) de l'amplificateur 503 et une deuxième électrode reliée, par exemple connectée, à la sortie de l'amplificateur 503.In the example of FIG. 5, the control circuit 401 comprises an operational amplifier 503 supplied by the positive voltage supplied between the terminals VA + and GND2 of the circuit 501. The operational amplifier 503 has a negative input (-) connected to the node nor via a resistor R2, and a positive input (+) connected to the terminal GND2 via resistors R3 and R4. More particularly, in this example, the resistor R2 has a first end connected, for example connected, to the negative input (-) of the operational amplifier 503, and a second end connected, for example connected, to the node ni. In addition, the resistor R3 has a first end connected, for example connected, to the positive input (+) of the amplifier 503 and a second end connected, for example connected, to a node n3, and the resistor R4 has a first end connected, for example connected, to node n3 and a second end connected, for example connected, to terminal GND2. The output of the operational amplifier 503 is connected to the node if via a resistor R5. More particularly, in this example, the resistor R5 has a first end connected, for example connected, to the output of the amplifier 503 and a second end connected, for example connected, to the node si. The circuit 401 further comprises a capacitor C1 connecting the negative input (-) of the amplifier to its output. More particularly, in the example shown, the capacitor C1 has a first electrode connected, for example connected, to the negative input (-) of the amplifier 503 and a second electrode connected, for example connected, to the output of the amplifier 503.
Dans cet exemple, le circuit 401 comprend en outre une résistance R6 en série avec une résistance R7 entre le noeud n3 et un noeud n4. Plus particulièrement, dans cet exemple, la résistance R6 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, au noeud n3 et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, à un noeud n5, et la résistance R7 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, au noeud n5 et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, au noeudIn this example, the circuit 401 further comprises a resistor R6 in series with a resistor R7 between the node n3 and a node n4. More particularly, in this example, the resistor R6 has a first end connected, for example connected, to the node n3 and a second end connected, for example connected, to a node n5, and the resistor R7 has a first end connected, for example connected, to node n5 and a second end connected, for example connected, to node
B16649 - DD18219 n4. Le circuit 401 comprend en outre un interrupteur Kl, par exemple un transistor, reliant, par ses noeuds de conduction, le noeud n4 à la borne GND2. Le noeud d'entrée el du circuit 401 est relié, par exemple connecté, à une borne de commande de 1'interrupteur Kl.B16649 - DD18219 n4. The circuit 401 further comprises a switch K1, for example a transistor, connecting, by its conduction nodes, the node n4 to the terminal GND2. The input node el of the circuit 401 is connected, for example connected, to a control terminal of the switch K1.
Le circuit 401 de la figure 5 comprend de plus une résistance R8 et une résistance R9 en série entre la borne d'alimentation positive VA+ et la borne GND2.The circuit 401 of FIG. 5 further comprises a resistor R8 and a resistor R9 in series between the positive supply terminal VA + and the terminal GND2.
Plus particulièrement, dans cet exemple, la résistance R8 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, à la borne VA+ et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, à un noeud n6, et la résistance R9 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, au noeud n6 et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, à la borne GND2. Le circuit 401 comprend en outre une diode D2 dont l'anode est reliée, par exemple connectée, au noeud n6, et dont la cathode est reliée, par exemple connectée, au noeud n5.More particularly, in this example, the resistor R8 has a first end connected, for example connected, to the terminal VA + and a second end connected, for example connected, to a node n6, and the resistor R9 has a first end connected, by example connected, to node n6 and a second end connected, for example connected, to terminal GND2. The circuit 401 further comprises a diode D2 whose anode is connected, for example connected, to node n6, and whose cathode is connected, for example connected, to node n5.
Le circuit 401 de la figure 5 comprend en outre un condensateur C2 reliant le noeud n5 à la borne GND2. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, le condensateur C2 comprend une première électrode reliée, par exemple connectée, au noeud n5 et une deuxième électrode reliée, par exemple connectée, à la borne GND2.The circuit 401 of FIG. 5 further comprises a capacitor C2 connecting the node n5 to the terminal GND2. More particularly, in the example shown, the capacitor C2 comprises a first electrode connected, for example connected, to node n5 and a second electrode connected, for example connected, to terminal GND2.
Dans cet exemple, le circuit 401 comprend en outre un interrupteur K2, par exemple un transistor MOS à canal N, monté en parallèle de la résistance R9. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, l'interrupteur K2 a un premier noeud de conduction relié, par exemple connecté, au noeud n6, et un deuxième noeud de conduction relié, par exemple connecté, à la borne GND2. L'interrupteur K2 a une borne de commande reliée au noeud d'entrée e2 du circuit par l'intermédiaire d'une résistance RIO.In this example, the circuit 401 further comprises a switch K2, for example an N-channel MOS transistor, mounted in parallel with the resistor R9. More particularly, in the example shown, the switch K2 has a first conduction node connected, for example connected, to node n6, and a second conduction node connected, for example connected, to terminal GND2. The switch K2 has a control terminal connected to the input node e2 of the circuit via a resistor RIO.
Dans l'exemple de la figure 5, le circuit 403 comprend un comparateur 505 alimenté par la tension positive fournie entre les bornes VA+ et GND2 du circuit 501. Le comparateur 505 comprendIn the example of FIG. 5, the circuit 403 comprises a comparator 505 supplied by the positive voltage supplied between the terminals VA + and GND2 of the circuit 501. The comparator 505 comprises
B16649 - DD18219 une entrée négative (-) reliée, par exemple connectée, à un noeud n7 d'application d'une tension (référencée par rapport à la borne GND2) représentative de la tension entre les bornes m+ et m- du circuit 403, et une entrée positive (+) reliée, par exemple connectée, à un noeud n8 d'application d'une tension fixe de référence positive (référencée par rapport à la borne GND2), correspondant au seuil de tension bas fixant la fin d'une phase de reconnexion de chaîne. Dans cet exemple, le circuit 403 comprend un premier pont diviseur de tension résistif comprenant une résistance R12 en série avec une résistance R13 entre les bornes m+ et m-, produisant la tension appliquée sur l'entrée négative (-) du comparateur, et un deuxième pont diviseur de tension résistif comprenant une résistance R14 en série avec une résistance R15 entre les bornes VA+ et GND2, produisant la tension de référence appliquée sur l'entrée positive (+) du comparateur. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, la résistance R12 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, à la borne m+ et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, au noeud n7, la résistance R13 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, au noeud n7 et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, à la borne m-, la résistance R14 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, à la borne VA+ et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, au noeud n8, et la résistance R15 a une première extrémité reliée, par exemple connectée, au noeud n8 et une deuxième extrémité reliée, par exemple connectée, à la borne GND2.B16649 - DD18219 a negative input (-) connected, for example connected, to a node n7 of application of a voltage (referenced with respect to the terminal GND2) representative of the voltage between the terminals m + and m- of the circuit 403, and a positive input (+) connected, for example connected, to a node n8 of application of a fixed positive reference voltage (referenced with respect to the terminal GND2), corresponding to the low voltage threshold fixing the end of a chain reconnection phase. In this example, the circuit 403 comprises a first resistive voltage divider bridge comprising a resistor R12 in series with a resistor R13 between the terminals m + and m-, producing the voltage applied to the negative input (-) of the comparator, and a second resistive voltage divider bridge comprising a resistor R14 in series with a resistor R15 between the terminals VA + and GND2, producing the reference voltage applied to the positive input (+) of the comparator. More particularly, in the example shown, the resistor R12 has a first end connected, for example connected, to the terminal m + and a second end connected, for example connected, to the node n7, the resistor R13 has a first end connected, by example connected, at node n7 and a second end connected, for example connected, to terminal m-, resistor R14 has a first end connected, for example connected, to terminal VA + and a second end connected, for example connected, to node n8, and the resistor R15 has a first end connected, for example connected, to node n8 and a second end connected, for example connected, to the terminal GND2.
Dans l'exemple de la figure 5, le noeud de sortie s2 du circuit 403 est connecté au noeud d'entrée e2 du circuit 401. Le circuit de contrôle CTRL est en revanche isolé des circuits 401 et 403 par des dispositifs de commande à isolation galvanique, par exemple des optocoupleurs. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, un premier dispositif de commande à isolation galvanique OP1 relie un noeud de sortie du circuit CTRL au noeud d'entrée el du circuit 401, et un deuxième dispositif de commande à isolation galvanique OP2 relie le noeud de sortie s2In the example of FIG. 5, the output node s2 of circuit 403 is connected to the input node e2 of circuit 401. The control circuit CTRL is on the other hand isolated from circuits 401 and 403 by isolation control devices galvanic, for example optocouplers. More particularly, in the example shown, a first galvanically isolated control device OP1 connects an output node of the circuit CTRL to the input node el of the circuit 401, and a second galvanically isolated control device OP2 connects the node of output s2
B16649 - DD18219 du circuit 403 à un noeud d'entrée du circuit CTRL. Dans l'exemple représenté, le noeud de sortie s2 du circuit 403 est relié au dispositif de commande OP2 par une résistance Rll.B16649 - DD18219 from circuit 403 to an input node of circuit CTRL. In the example shown, the output node s2 of the circuit 403 is connected to the control device OP2 by a resistor R11.
Le fonctionnement des circuits de la figure 5 lors d'une phase de reconnexion d'une chaîne CHy préalablement déconnectée va maintenant être décrit.The operation of the circuits of FIG. 5 during a phase of reconnecting a chain CHy previously disconnected will now be described.
Avant le début de la phase de reconnexion de la chaîne CHy, les interrupteurs Sly et S2-j_ sont à l'état ouvert. La tension entre les bornes m+ et m- du circuit 403, correspondant sensiblement à la tension aux bornes de l'interrupteur S2-j_ (à la chute de tension de la diode DI près) est alors relativement élevée (typiquement de plusieurs dizaines de volts). En particulier, la tension appliquée sur l'entrée négative (-) du comparateur 505 est supérieure à la tension de référence appliquée sur l'entrée positive (+) du comparateur 505. La tension de sortie du comparateur 505 est donc à un premier état, un état bas dans cet exemple, de sorte que l'interrupteur K2 est maintenu ouvert. L'interrupteur Kl est quant à lui ouvert, de sorte que le noeud n4 est flottant. La tension aux bornes du condensateur C2 est alors sensiblement nulle.Before the start of the reconnection phase of the chain CHy, the switches Sly and S2-j_ are in the open state. The voltage between the terminals m + and m- of the circuit 403, corresponding substantially to the voltage across the terminals of the switch S2-j_ (to the voltage drop of the diode DI near) is then relatively high (typically of several tens of volts ). In particular, the voltage applied to the negative input (-) of comparator 505 is greater than the reference voltage applied to the positive input (+) of comparator 505. The output voltage of comparator 505 is therefore at a first state , a low state in this example, so that the switch K2 is kept open. The switch K1 is meanwhile open, so that the node n4 is floating. The voltage across the capacitor C2 is then substantially zero.
Lors de la connexion de la charge variable LD en série avec la chaîne CHy entre les bornes positive B+ et négative B- de l'installation, par fermeture de l'interrupteur Sly, étant donné que la capacité C2 est initialement déchargée, l'amplificateur opérationnel 503 applique sur la grille du transistor Tl une tension de commande relativement faible, de sorte que le courant circulant dans le transistor Tl est nul ou négligeable.When the variable load LD is connected in series with the chain CHy between the positive B + and negative B- terminals of the installation, by closing the switch Sly, since the capacity C2 is initially discharged, the amplifier operational 503 applies a relatively low control voltage to the gate of transistor Tl, so that the current flowing in transistor Tl is zero or negligible.
Lors de la connexion de la charge variable LD en série avec la chaîne CHy entre les bornes positive B+ et négative B- de l'installation, le circuit de contrôle CTRL commande la fermeture de l'interrupteur Kl (via le dispositif de commande OP1 et le noeud el) . Ceci entraîne la charge progressive du condensateur C2. La tension de commande appliquée par l'amplificateur opérationnel 503 sur la grille du transistor Tl augmente alorsWhen the variable load LD is connected in series with the chain CHy between the positive B + and negative B- terminals of the installation, the control circuit CTRL commands the closing of the switch Kl (via the control device OP1 and the node el). This results in the progressive charging of the capacitor C2. The control voltage applied by the operational amplifier 503 to the gate of the transistor Tl then increases
B16649 - DD18219 progressivement, de sorte que le courant circulant dans le transistor Tl augmente progressivement.B16649 - DD18219 gradually, so that the current flowing in the transistor T1 gradually increases.
La tension aux bornes de la chaîne CH-j_ diminue avec l'augmentation du courant délivré par la chaîne. Il en résulte que la tension entre les bornes m+ et m- du circuit 403 décroît progressivement.The voltage across the chain CH-j_ decreases with the increase of the current delivered by the chain. As a result, the voltage between the terminals m + and m- of the circuit 403 decreases progressively.
Lorsque la tension appliquée sur l'entrée négative (-) du comparateur 505 devient inférieure ou égale à la tension de référence appliquée sur l'entrée positive (+) du comparateur, la sortie du comparateur 505 change d'état. Plus particulièrement, dans cet exemple, la tension de sortie du comparateur 505 passe à un état haut. Le circuit de contrôle CTRL détecte ce changement d'état et commande en conséquence la fermeture de l'interrupteur S2-j_, la réouverture de l'interrupteur Kl, et la réouverture de l'interrupteur Slj_. De plus, le basculement du comparateur 505 provoque la fermeture de l'interrupteur K2, et par conséquent la décharge du condensateur C2. La charge variable LD est alors prête à être utilisée pour la reconnexion d'une autre chaîne de 1 ' installation.When the voltage applied to the negative input (-) of comparator 505 becomes less than or equal to the reference voltage applied to the positive input (+) of comparator, the output of comparator 505 changes state. More particularly, in this example, the output voltage of comparator 505 goes to a high state. The control circuit CTRL detects this change of state and consequently commands the closing of the switch S2-j_, the reopening of the switch Kl, and the reopening of the switch Slj_. In addition, the switching of the comparator 505 causes the switch K2 to close, and consequently the capacitor C2 to discharge. The variable load LD is then ready to be used for reconnecting another chain of the installation.
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas aux exemples particuliers de réalisation de la charge variable LD décrits en relation avec les figures 4 et 5. Plus généralement, l'homme du métier saura, à partir des indications fonctionnelles de la présente description, prévoir d'autres implémentations de la charge variable LD, par exemple basées sur la commande en régime linéaire d'un ou plusieurs transistors, par un ou plusieurs transistors à effet de champ ou un ou plusieurs transistors bipolaires, ou plus généralement, sur la commande de tout autre composant à résistance variable pour contrôler la montée progressive du courant délivré par la chaîne CH-j_ à reconnecter.Particular embodiments have been described. Various variants and modifications will appear to those skilled in the art. In particular, the embodiments described are not limited to the specific examples of embodiment of the variable load LD described in relation to FIGS. 4 and 5. More generally, those skilled in the art will know, from the functional indications of the present description, provide for other implementations of the variable load LD, for example based on the control in linear mode of one or more transistors, by one or more field effect transistors or one or more bipolar transistors, or more generally, on the control of any other variable resistance component to control the progressive rise of the current delivered by the chain CH-j_ to be reconnected.
Par ailleurs, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas à l'exemple particulier de la figure 3 dans lequelFurthermore, the embodiments described are not limited to the particular example of FIG. 3 in which
B16649 - DD18219 une unique charge variable LD est partagée par les N chaînes CH]_, ... CH^ de l'installation. A titre de variante, l'installation peut comprendre une charge variable LD par chaîne ou par groupe de plusieurs chaînes de l'installation.B16649 - DD18219 a single variable load LD is shared by the N chains CH] _, ... CH ^ of the installation. As a variant, the installation can comprise a variable load LD per chain or per group of several chains of the installation.
B16649 - DD18219B16649 - DD18219
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| WO2011094654A1 (en) * | 2010-01-30 | 2011-08-04 | Advanced Energy Industries, Inc. | Device, system, and method for sectioning and coupling multiple photo voltaic strings |
| WO2012166788A2 (en) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | Xantrex Technology Inc. | Photovoltaic voltage regulation |
-
2017
- 2017-12-01 FR FR1761554A patent/FR3074611B1/en active Active
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| EP4199348A1 (en) | 2021-12-14 | 2023-06-21 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Method and device for diagnosing the operation of a string of photovoltaic modules comprising at least one photovoltaic module |
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| FR3074611B1 (en) | 2021-12-03 |
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