JP2021503866A - エネルギー供給ユニットの緊急停止 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つのインバーター（２０、２０ｂ）と、インバーター（２０、２０ｂ）に接続されている少なくとも１つのバッテリー組立体（２２）とを含む電力供給装置（１８、４２）に関する。インバーター（２０、２０ｂ）は、少なくとも１つのバッテリー組立体（２２）を接続する直流バッテリー接続部（２１）と、インバーターブリッジ（７）とを有し、バッテリー組立体の２つの極は、供給線を介してインバーター（２０、２０ｂ）の直流バッテリー接続部（２１）に接続されている。電力供給装置（１８、４２）を、安全に、停止する、及び／又は待機モードに切り換えることができる。電力供給装置（１８、４２）は、停止装置（２７）における停止作動に基づいてインバーターブリッジ（７）の少なくとも１つの刻時を停止して、制御線（３９）を介してバッテリー組立体（２２）に印加されている解除信号を遮断するように構成されており、これによって、バッテリー組立体（２２）は、バッテリー組立体（２２）の２つの極のうち少なくとも１つとインバーター（２０、２０ｂ）との間の少なくとも１つの接続部を遮断する。【選択図】図２

Description

本発明は、電力供給装置の動作状態を変更する方法に関する。この電力供給装置は、交流側でグリッドに接続可能な少なくとも１つのインバーターと、インバーターに接続される少なくとも１つのバッテリーとを含む。

更に、本発明は、この方法を実行するのに適している電力供給装置に関する。この電力供給装置は、少なくとも１つのインバーターと、このインバーターに接続されている少なくとも１つのバッテリーとを含む。インバーターは、制御デバイスと、グリッド用の交流側接続部と、少なくとも１つのバッテリーを接続する少なくとも１つの直流バッテリー接続部と、インバーターブリッジとを含む。バッテリーを充電及び放電するために、バッテリーの２つの極は、供給線を介してインバーターの直流バッテリー接続部に接続されている。

この種の電力供給装置は、例えば、太陽モジュール及び／又は風力タービンからの公衆グリッドの電気エネルギーを、動作状態でバッテリーにバッファ貯蔵することができる。例えば、公衆グリッドを支援するために、又は緊急電力供給のために、電気エネルギーを、必要に応じて再度利用できるようにすることができる。インバーターは、直流電圧を交流電圧に変換し、逆もまた同様である。バッテリーを充電及び放電するために、このインバーターは、双方向に（即ち、例えば交流側接続部からバッテリーに、逆もまた同様に）、電気エネルギーを移送する。

最初に引用されたタイプの電力供給装置は、例えば、バッテリーの放電工程を開始する電力供給装置によって利用できる追加の実際の電力を生成することによって公衆グリッドの需要に対応する先行技術から知られている。

例えば、太陽設備を含み、孤立動作用に更に設計されている室内設備の電力供給デバイスの動作の変更を提供することもできる。バッテリーが、より低い充電限界に達していると同時に、バッテリーが、例えば夜間に、太陽設備によって充電されると予想されない場合、電力供給装置は、例えば、バッテリーを停止し、又はバッテリーをアイドルモード（待機モード）に切り換える。

本発明は、最初に引用されたタイプの方法、及び特に安全に、電力供給装置の少なくとも一部を停止する、及び／又は電力供給装置の少なくとも一部を待機モードに切り換えるために使用可能なこの方法を実行するのに適している電力供給装置を指定する目的に基づいている。

この目的は、バッテリーに接続されている制御線及び停止装置を含むことによって最初に引用されたタイプの電力供給装置のための本発明によって達成される。この電力供給装置は、動作状態で、停止装置に対する停止制御動作のために、バッテリーの２つの極のうち少なくとも１つとインバーターとの間でバッテリーを充電及び放電する少なくとも１つの接続部をバッテリーが開放するように、インバーターブリッジの少なくとも刻時を停止及び／又は阻止して、バッテリーに対して制御線に印加されている許可信号を除去するように構成されている。

従って、本発明によれば、動作状態で電力供給装置用の停止装置を設けること、及び停止装置に対する停止制御動作のために、少なくともインバーターブリッジの刻時及びバッテリーの両方に影響を与えることを提案する。

従って、停止工程を、停止装置に対する停止制御動作によって能動的に開始することができる。このような停止選択肢は、このような電力供給装置の動作中に安全性を高める。停止制御動作は、例えば、監視制御室からの遠隔制御によって、及び／又は現場で手動で実行可能であり、停止制御動作は、例えば、停止装置のスイッチ又はキーの動作のことである。停止工程の後に、直流バッテリー接続部及び交流側接続部で、インバーターの電源を切断し、これは、互いに対する及び接地に対するインバーターの入力及び出力における電圧が、安全超低電圧（３０Ｖ）のレベルを超えないことを意味する。

停止装置は、例えば、インバーター、又は電力供給装置の別の構成要素によって含まれることができ、又は、停止装置とインバーター及び／又は電力供給装置の別の構成要素との間に接続部を設ける。停止装置は、例えば停止制御動作のために、例えば、インバーターの制御組立体に印加されている制御信号を供給することができる。この発明の文脈の中で、制御組立体を、制御デバイス、又は管理デバイス、又は制御／管理デバイス、又は管理組立体、又は制御／管理組立体、又は制御器と呼ぶこともできる。この例示的な実施形態によれば、制御信号は、少なくともインバーターブリッジの刻時を終了するように制御デバイスに指示する。インバーターが、インバーターブリッジに加えて少なくとも１つの更なる直流／直流チョッパーを含む場合、制御デバイスは、例えば、制御組立体のマイクロコントローラで実施される適切な機能を有するソフトウェアによって何れにしても、インバーターブリッジ及び少なくとも１つの更なる直流／直流チョッパーの電力半導体スイッチの刻時を停止及び／又は阻止するように制御信号が制御デバイスに指示するように構成されることもできる。制御デバイスは、電力半導体スイッチの刻時を停止するように、例えば、インバーターの電力半導体スイッチのドライバーに適切に影響を与えることができる。代わりに、制御デバイスは、それぞれの電力半導体スイッチに対するドライバーのそれぞれの制御線を開放し、従って、電力半導体スイッチの刻時を阻止することができる。

停止装置に対する停止制御動作に対する更なる反応、即ち、バッテリーの制御線への許可信号の除去は、例えば、停止装置の停止制御信号のために制御線を開放するスイッチに対して信号線を、例えば直接有する停止装置によって、実現可能である。代わりに、停止装置は、動作状態において制御線で利用できる許可信号を形成する電力供給装置の構成要素に影響を与える。一例として、構成要素は、電力供給装置のインバーター又は離れたバックアップデバイスであることができる。第１の場合、インバーターの制御デバイスは、停止装置の信号のために、インバーターブリッジの少なくとも刻時を停止するだけでなく、バッテリーの制御線への許可信号の供給を停止することもできる。一例として、許可信号を、制御デバイスによって制御線に対するインバーターの接続部に動作状態において接続することができ、その結果、制御デバイスは、許可信号を停止するように更に構成されている。

この発明の文脈の中で、許可信号の「除去」という用語は、許可信号の停止及び／又は変更及び／又は阻止を含む。この場合における本質的な側面は、例えば、バッテリーの２つの極のうち少なくとも１つとインバーターとの間でバッテリーを充電及び放電する接続部を開放するバッテリーによって、バッテリーとインバーターとの間の電流の流れの可能性がもはやないように、インバーターにおいてバッテリーの２つの極の間の接続部をバッテリーが開放するために、バッテリーが許可信号の除去を解釈することだけである。２つの極の一方を接地する場合、バッテリーは、他方の極とインバーターとの間の接続部を特に開放することができる。一例として、許可信号が印加されていない場合、バッテリーが待機モードに切り換わり、動作状態のこの切り換えの場合、インバーターにバッテリーを充電及び放電する少なくとも１つの接続部も開放するように、バッテリーを設計することができる。

この発明の文脈の中で、許可信号を、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）信号又は許可（Ｅｎａｂｌｉｎｇ）信号と呼ぶこともできる。バッテリーに接続された制御線を、イネーブル（Ｅｎａｂｌｅ）線と呼ぶこともできる。停止工程の後、本発明による電力供給装置は、インバーターの電源が交流側接続部で切断され、又はインバーターがほんの低電圧値を有する状態にある。同じことが、直流側バッテリー接続部にも当てはまる。インバーターが、複数の直流バッテリー接続部を有する場合、バッテリーの対応する制御線へのそれぞれの許可信号を、各バッテリーに対して除去することができる。安全性を高めるために、インバーターから太陽設備及び／又はグリッドへの接続部を、更に切断することができる。電力供給装置が、複数のこのようなインバーターを含む場合、停止装置は、これらのインバーターの全部に対して適切な設計であることができ、又は多数のこのような停止装置を含むことができ、インバーターの場合、特に低いオペレーターの関与で停止することができる。

本発明の有利な改良は、後の説明及び従属請求項に指定され、これらの改良の特徴を、個々に、及び互いに任意に組み合わせて使用することができる。

本発明の１つの有利な改良は、バッテリー管理システムと、バッテリーを充電及び放電するこのような接続部を遮断する少なくとも１つのスイッチを含む、バッテリー管理システムによって作動可能な保護回路とを含むバッテリーを提供することができる。

制御線を、例えば、バッテリー管理システムに接続することができる。制御線に印加されている許可信号を制御線が有する動作状態で、許可信号をバッテリー管理システムによって除去する場合、インバーターに対する導電性接続部を遮断するために、供給線のうち少なくとも１つにおいて適用できるスイッチを開放するように、バッテリーは保護回路を作動させることができる。特に、バッテリー管理システムは、許可信号を除去する場合、バッテリーを待機モードに切り換えるように構成可能であり、バッテリー管理システムは、動作のこの切り換え中に、インバーターに対する接続部も遮断する。

本発明の１つの有利な改良は、動作状態で、停止装置に対する停止制御動作のために、インバーターによって含まれている少なくとも１つの変換器の電力半導体スイッチの刻時を停止及び／又は阻止するように構成されている電力供給装置を提供することができる。

インバーターが、インバーターブリッジに加えて、例えば直流／直流チョッパーなどの更なる変換器を含む場合、本発明のこの改良は、停止装置に対する停止制御動作のために、更なる変換器の刻時を停止及び／又は阻止することも含む。一例として、インバーターの制御デバイス及び停止装置は、停止装置に対する停止制御動作により、停止信号を停止装置によって制御デバイスに供給することになるように設計可能であり、その結果、制御デバイスは、電力半導体スイッチの刻時を停止及び／又は阻止する。

停止装置は、少なくとも手動動作可能であることを、有利であると考えることもできる。

これにより、例えば火災の場合、電力供給装置を、現場で人によって停止することができる。停止装置を、例えば、廊下などの容易に接近可能な領域に、離れて配置することができる。停止装置を、太陽設備の消防士スイッチとして知られているものと組み合わせることもでき、太陽設備を室内設備から分離して、太陽モジュールの出力を安全状態に切り替えるために使用可能である。

本発明の更なる有利な改良は、停止制御動作のために、少なくとも１つの信号を供給する停止装置を提供することができる。

信号を、１つ又は複数の信号線に印加することができる。信号は、フィールドバスを介して伝送するように構成可能である。代わりに、信号は、純粋な電圧値、又は信号線への電圧値の供給の遮断であることもできる。一例として、停止装置は、インバーターに接続されている両端を有し、インバーターによって信号線に印加されている信号を有する信号線を開放するように設計可能である。インバーターのイネーブル線の形であることができる信号線を停止装置が開放する場合、伝送停止信号は、信号の除去である。停止装置の少なくとも１つの信号は、ハードウェア信号の形であることもでき、又はソフトウェアによって更に処理するように構成可能である。

本発明の更なる有利な改良によれば、停止装置を、離れて配置することができる。

この文脈の中で、「離れて」は、電力供給デバイスの主要構成要素（即ち、インバーター、又は存在することがあるバックアップデバイス、又は少なくとも１つのバッテリー）の局所的な分離を意味するものとする。これにより、停止装置を、容易に接近可能な方法で配置することができる。

停止装置からインバーターに及ぶ信号線が含まれており、停止装置及びインバーターは、電力供給装置の動作状態で、停止装置に対する停止制御動作のために、インバーターの制御デバイスがインバーターブリッジの少なくとも刻時を停止及び／又は阻止するように、停止装置によって供給されている信号を信号線に印加するように構成されていることを、有利であると考えることもできる。

本発明のこの要件によれば、例えば、制御組立体のマイクロコントローラで実施される適切な機能を有するソフトウェアによって、制御信号は、少なくともインバーターブリッジの刻時を終了するように制御デバイスに指示する。制御デバイスは、電力半導体スイッチの刻時を停止するように、例えば、インバーターのインバーターブリッジ及び任意の直流チョッパーの電力半導体スイッチのドライバーに適切に影響を与えることができる。代わりに、制御デバイスは、それぞれの電力半導体スイッチに対するドライバーのそれぞれの制御線を開放し、従って、電力半導体スイッチの刻時を阻止することができる。代わりに、停止装置によって供給される信号は、ドライバーのそれぞれのハードウェア信号入力にインバーター内で転送されるハードウェア信号であることができる。更に、インバーター内の信号のこの転送は、この発明の文脈の中で制御デバイスという用語で含まれるように意図されている。

有利なことに、バッテリーに接続されている制御線は、インバーターに接続されており、バッテリーの２つの極のうち少なくとも１つとインバーターとの間でバッテリーを充電及び放電する少なくとも１つの接続部をバッテリーが開放するように、制御デバイスは、インバーターによって制御線に供給されている許可信号を更に除去することを、更に提供することができる。

本発明のこの要件によれば、停止装置の信号の受信時に、インバーターは、少なくともインバーターブリッジの刻時を停止及び／又は阻止することによって、及びバッテリーの制御線上の許可信号を除去することによって反応する。この場合、２つの反応の順序は重要でない。

電力供給装置は、制御モジュールを含むバックアップデバイスを含むことを、有利であると考えることもできる。バッテリーに接続されている制御線は、バックアップデバイスに接続されており、電力供給装置は、電力供給装置の動作状態で、停止装置に対する停止制御動作のために、バッテリーの２つの極のうち少なくとも１つとインバーターとの間でバッテリーを充電及び放電する少なくとも１つの接続部をバッテリーが開放するように、制御モジュールは、バックアップデバイスによって制御線に供給されている許可信号を除去するように構成されている。

本発明のこの改良によれば、バッテリーの制御線は、動作状態でバックアップデバイスによって制御線に印加されている許可信号を有する。バックアップデバイスを、インバーターによって含むことができ、又は離れて配置することができる。バックアップデバイスは、例えば、センサー及び／又は接触器を含む又は作動させることができる。バックアップデバイスは、制御モジュールを有し、この制御モジュールは、マイクロコントローラを含むことができる。制御モジュールを、制御デバイスと呼ぶこともできる。バックアップデバイスは、双方向インバーターとの相互作用で、公衆グリッドの故障の場合、構内グリッドで緊急モードを可能にするように設計可能である。このために、バックアップデバイスは、特に、公衆グリッドの故障を検出して、インバーターの交流側に接続されている構内グリッドを公衆グリッドから分離するように設計可能である。

停止装置に対する停止制御動作のための反応の連鎖は、例えば、少なくともインバーターブリッジの刻時を終了するようにインバーターに指示するだけでなく、制御線上のバッテリーに対する許可信号を除去するようにフィールドバス接続部を介して離れたバックアップデバイスにも指示する停止信号をインバーターに供給する停止装置によってインバーターを介して伝わることができる。このために、インバーターの制御デバイスとバックアップデバイスの制御モジュールとは、適切な設計であることができ、適切なインターフェースを有するフィールドバスは、２つのデバイス上に存在することができる。代わりに、反応の連鎖は、例えば、停止制御動作のために、バックアップデバイスに接続されている信号線に信号を更に供給する停止装置によって一層直接的な設計であることができ、この信号を、必要に応じて制御モジュールによって変換する。同様に、停止装置によるバッテリーの制御線におけるスイッチの直接作動も可能である。

電力供給装置は、動作状態で、停止装置に対する停止制御動作のために、太陽設備及び／又は供給グリッドからのインバーターの切断とは無関係に、インバーターブリッジの刻時を停止及び／又は阻止して、バッテリーに対して制御線に印加されている許可信号を除去するように構成されていることを、有利であると考えることもできる。

再度、この従属請求項は、停止装置とインバーターとの間の反応の連鎖が、グリッド分離スイッチを開放する停止装置によって間接的に進まず、この開放をインバーターによって検出し、これによって、インバーターブリッジの刻時を停止するという発明の基本的な考えを明確にするのに役立つ。むしろ、本発明の有利な改良によれば、停止装置とインバーターとの間の反応の連鎖は、制御信号によって、及びソフトウェアベースのインバーターの制御デバイスによって直接進み、その結果、グリッド分離スイッチの開放を介して進む反応の連鎖の場合よりも高速の反応が得られる。

電力供給装置は、動作状態で、停止装置に対する停止制御動作のために、
−インバーターブリッジの刻時を停止及び／又は阻止するために、インバーターの制御デバイスを停止装置によって作動させ、
−許可信号を除去するために、制御線に印加されているバッテリーに対する許可信号を供給する電力供給装置の構成要素を停止装置によって作動させるように構成されていることを、有利であると考えることもできる。

本発明のこの改良によれば、停止装置とバッテリーに対して制御線に許可信号を供給する電力供給装置の構成要素との間の反応の連鎖は、停止装置からこの構成要素への制御信号を介して更に直接進み、この構成要素の制御に基づくソフトウェアであり、その結果、高速反応が可能になる。特に、インバーターがバッテリーに対して制御線に許可信号を供給する場合、構成要素は、インバーターと同じであることができる。

本発明の更なる目的は、請求項１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の電力供給装置の一部として使用可能なインバーターを指定することにある。その結果、特に安全に、電力供給装置の少なくとも一部を停止することができる、又は電力供給装置の少なくとも一部を待機モードに切り換えることができる。

このために、インバーターは、制御デバイスと、グリッド用の交流側接続部と、少なくとも１つのバッテリーを接続する少なくとも１つの直流バッテリー接続部と、インバーターブリッジとを含み、直流バッテリー接続部は、バッテリーを充電及び放電する接続部用の少なくとも１つのインターフェースを有する。インバーターは、請求項１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の電力供給装置の一部としてインバーターが使用可能であるように設計及び構成されている。

このために、インバーターは、停止装置の信号線用のインターフェースを有することができ、又は停止装置を含むことができる。停止信号を信号線に印加する場合、インバーターの制御デバイスは、この制御デバイスがインバーターブリッジ及び多分更なる直流チョッパーの刻時を停止及び／又は阻止するように構成可能である。更に、インバーターは、動作状態で、バッテリーの制御線に許可信号を供給することができ、その結果、例えば、制御デバイスは、停止信号を印加する場合、許可信号を更に除去するように構成可能である。

請求項１０に記載の本発明によるインバーターの動作の利点、定義及び用語、例示的な実施形態及び方法に関して、類似の方法でインバーター及びインバーターの有利な構成に適用できる、装置の請求項１乃至９に関する上述の説明を更に参照する。

本発明の更なる目的は、電力供給装置を停止する動作手段を含む停止装置を指定することにあり、停止装置は、請求項１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の電力供給装置の一部として使用可能である。その結果、特に安全に、電力供給装置の少なくとも一部を停止することができる、又は電力供給装置の少なくとも一部を待機モードに切り換えることができる。

このために、停止装置は、動作手段に対する停止制御動作のために、信号を停止装置によって供給し、請求項１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の電力供給装置の一部として停止装置が使用可能であるように設計及び構成されている。

動作手段は、手動動作用の１つ又は複数の切り換え位置を有することができ、少なくとも１つの切り換え位置は、停止のために設計されている。代わりに、動作手段は、停止装置を遠隔制御するインターフェースであることができる。停止装置を、例えば更なる切り換え装置、例えば電力供給装置を停止状態から起動する装置と組み合わせることができる。

請求項１１に記載の本発明による停止装置の動作の利点、定義及び用語、例示的な実施形態及び方法に関して、類似の方法で停止装置及び停止装置の有利な構成に適用できる、装置の請求項１乃至９に関する上述の説明を更に参照する。

本発明の更なる目的は、制御モジュールを含むバックアップデバイスを指定することにあり、バックアップデバイスは、請求項１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の電力供給装置の一部として使用可能である。その結果、特に安全に電力供給装置の少なくとも一部を停止することができる、又は電力供給装置の少なくとも一部を待機モードに切り換えることができる。

このために、バックアップデバイスは、バッテリーの制御線を接続する少なくとも１つの出力インターフェースを含み、バックアップデバイスは、動作状態で、出力インターフェースに許可信号を供給するように構成されており、バックアップデバイスは、請求項１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の電力供給装置の一部としてバックアップデバイスが使用可能であるように設計及び構成されている。

請求項１２に記載の本発明によるバックアップデバイスの動作の利点、定義及び用語、例示的な実施形態及び方法に関して、類似の方法でバックアップデバイス及びバックアップデバイスの有利な構成に適用できる、装置の請求項１乃至９に関する上述の説明を更に参照する。

バックアップデバイスを、インバーターによって含むことができ、又は離れて配置することができる。離れて配置する場合、バックアップデバイスは、例えば、供給線をインバーターから接続するために、供給電圧用の少なくとも１つの入力インターフェースを含む。バックアップデバイスは、停止装置を含むことができる。バックアップデバイスから離れて配置されている停止装置を含む電力供給装置を含む場合、バックアップデバイスは、停止信号を受信する少なくとも１つの入力インターフェースを含む。なぜなら、本発明のこの改良によれば、バッテリーの制御線は、動作状態でバックアップデバイスによってバッテリーの制御線に印加されている許可信号を有するからである。停止信号を、例えば信号線によって、停止装置からバックアップデバイスに直接伝送することができる。代わりに、反応の連鎖を、例えばインバーターを介して行うことができる。用語「入力インターフェース」及び「出力インターフェース」は、より良い区別のために使用される。この場合、インターフェースは、信号及び／又はデータ及び／又は電圧が双方向にこれらのインターフェースを介して伝送できるように完全に構成可能である。

本発明の更なる目的は、電力供給装置を動作状態から停止する、最初に引用されたタイプの方法を指定することにあり、方法は、特に安全に、電力供給装置の少なくとも一部を停止する、又は電力供給装置の少なくとも一部を待機モードに切り換えるために使用可能である。

電力供給装置は、交流側でグリッドに接続可能な少なくとも１つのインバーターと、このインバーターに接続されている少なくとも１つのバッテリーとを含む。本発明による方法は、停止制御動作を、電力供給装置によって含まれている停止装置で実行するステップと、停止制御動作のために、インバーターブリッジの少なくとも刻時を、停止及び／又は阻止するステップと、バッテリーの２つの極のうち少なくとも１つとインバーターとの間でバッテリーを充電及び放電する少なくとも１つの接続部をバッテリーが遮断するように、バッテリーの制御線に印加されるバッテリーに対する許可信号を、停止又は変更及び／又は阻止するステップとを含む。

請求項１３に記載の本発明による方法の動作の利点、定義及び用語、例示的な実施形態及び態様に関して、類似のやり方で方法及び方法の有利な構成に適用できる、装置の請求項１乃至９に関する上述の説明を更に参照する。

本発明の更なる適切な改良及び利点は、同じ動作を有する部分組立体を同じ参照符号が示す図面を参照した本発明の例示的な実施形態の説明の主題である。

図１は、先行技術に基づく電力供給装置を概略的に示す。 図２は、本発明の第１の例示的な実施形態による電力供給装置を概略的に示す。 図３は、本発明の第２の例示的な実施形態による電力供給装置を概略的に示す。 図４は、本発明の第３の例示的な実施形態による方法のためのフローチャートを示す。

図１は、先行技術に基づく電力供給装置１を概略的に示す。電力供給装置１は、太陽設備３を有する発電所２の一部である。電力供給装置１は、双方向インバーター４とバッテリー５とを含む。双方向インバーター４の交流側は、双方向インバーター４に接続されたグリッド６を有し、双方向インバーターの直流側は、双方向インバーターに接続されたバッテリー５及び太陽設備３を有する。図１に示す双方向インバーターの部品は、インバーターブリッジ７、２つの直流入力チョッパー８及び９、直流リンク回路１０、及び制御デバイス１１である。直流リンク回路１０は、直流リンクコンデンサ（図示せず）を含む。双方向インバーター４の交流側に接続されたグリッド６は、構内グリッド１２と公衆グリッド１４とを含む。構内グリッド１２を、分離スイッチ１５によって公衆グリッド１４から可逆的に切断することができる。構内グリッド１２は、構内グリッド１２に接続された負荷１６を有する。太陽設備３は、直流側で双方向インバーター４の接続部１７に接続されている。

双方向インバーター４は、双方向に電気エネルギーを移送することができる。従って、グリッド６からの電気エネルギーを用いて、又は双方向インバーター４を介した太陽設備３によって、バッテリー５を充電することができる。インバーター４を介して太陽設備３及びバッテリー５によって、電気エネルギーをグリッド６に供給することができる。インバーター４は、例えば、公衆グリッド１４を支援する電力の供給、又は太陽設備３の動作点の最適化（ＭＰＰ追跡）などの補助機能を更に含むことができる。

図２は、本発明の第１の例示的な実施形態による電力供給装置１８を概略的に示す。電力供給装置１８は、インバーター２０と、このインバーターに接続されたバッテリー２２とを含む。インバーターは、インバーターブリッジ７と、２つの直流入力チョッパー８及び９とを含み、これらの３つは全て、インバーター２０の直流リンク回路１０を介して互いに接続されている。インバーター２０の更なる部品として、図２は、制御デバイス２４、直流バッテリー接続部２１、グリッド（図示せず）を接続する交流側接続部２５、及び太陽設備（図示せず）を接続する直流側接続部１７を示す。バッテリー２２を充電及び放電するために、バッテリーの２つの極を、供給線を介してインバーター２０の直流バッテリー接続部２１に接続する。

更に、電力供給装置１８は、インバーター２０から離れて配置された停止装置２７と、制御モジュール３０を含むバックアップデバイス２８とを含む。制御デバイス２４及び制御モジュール３０の両方に、この場合、それぞれ参照符号３１又は３２で示すマイクロコントローラが搭載されている。図示のバッテリー２２の従属部品は、バッテリー管理システム３４と保護回路３６とを含む。図示のように、制御デバイス２４から出てくるのは、バッテリー２２に及ぶフィールドバス接続部３８とバックアップデバイス２８に及ぶフィールドバス接続部３７とであり、その結果、それぞれのフィールドバス接続部を介して制御デバイス２４とバッテリー２２又はバックアップデバイスとの間で通信を行うことができる。同様に、バッテリー２２の制御線３９は、インバーター２０の制御デバイス２４に制御されている。この制御線３９を、動作状態でインバーター２０によって使用して、バッテリー２２が利用できる許可信号を形成する。この許可信号を、イネーブル信号と呼ぶこともできる。停止装置２７は、信号線４０を介してインバーターの制御デバイス２４に接続されている。この信号線４０を、停止装置によって使用して、停止制御動作の場合、インバーターが利用できる停止信号を形成する。

図示の例示的な実施形態において、バッテリー２２は、バッテリーの２つの極とインバーターとの間の接続部を保護回路３６が遮断して、バッテリー２２が停止するために、制御線３９上の許可信号の消失により、バッテリー管理システム３４が保護回路３６を作動させることになるように設計されている。その結果、この停止状態では、直流バッテリー接続部２１を介してバッテリー２２を充電及び放電することはもはやできない。

本発明の図示の例示的な実施形態において、停止装置２７に対する停止制御動作により、インバーター２０の制御デバイス２４が、信号線４０を介して停止信号を利用できることになり、停止信号は、電力半導体スイッチのドライバーの適切な作動によってインバーターブリッジ７及び直流入力チョッパー８及び９の電力半導体スイッチの刻時を停止するように制御デバイス２４に指示する。更に、停止装置の停止信号によって制御線３９に供給された制御デバイスによって、バッテリー２２に対する許可信号を停止するように制御デバイス２４に指示する。従って、図示の例示的な実施形態によれば、停止装置２７によって直接的でなく制御デバイス２４によってむしろ間接的に、保護回路３６における適切なスイッチを開放することによって、バッテリー２２の２つの極とインバーター２０との間の接続部を開放するようにバッテリー２２に指示する。従って、停止工程の後、直流バッテリー接続部２１、交流側接続部２５及び直流側接続部１７で、インバーターの電源が切断され、ここで、インバーターは、人間にとって危険でない電圧を有するだけである。任意選択的に、制御デバイス２４は、インバーターに接続された太陽設備及びグリッドからインバーター２０を切断するために、停止信号を停止装置２７から受信した後、交流側接続部２５及び直流側接続部１７の領域で適切なスイッチを作動させ、このスイッチを開放するように更に設計可能である。これにより、電力供給装置１８の領域における動作の安全性を更に一層高めることができる。

図３は、本発明の第２の例示的な実施形態による電力供給装置４２を概略的に示す。電力供給装置４２は、インバーター２０ｂと、このインバーターに接続されたバッテリー２２と、停止装置２７と、インバーターから離れて配置されたバックアップデバイス２８とを含む。図２の図示と対照的に、インバーター２０ｂは、インバーターブリッジ７と、制御デバイス２４とを有するだけであり、追加の直流／直流チョッパーを有しない。インバーター２０ｂは、交流電圧を印加することができるグリッド６に交流側接続部２５で接続されている。インバーター２０ｂを介したグリッド６からのエネルギーを用いて、インバーター２０ｂに接続されたバッテリー２２は、充電可能であり、逆方向にエネルギーをグリッド６に供給可能である。太陽エネルギーを供給するために、更に、太陽インバーター４４をグリッド６に接続する。図２と対照的に、ここで、バッテリーの制御線３９は、離れたバックアップデバイス２８に接続され、電力供給装置４２の動作状態で出力インターフェース４８においてバックアップデバイス２８によって印加された許可信号を有する。上述のように、信号線４０は、停止装置２７からインバーター２０ｂの制御デバイス２４に及ぶ。図２と対照的に、追加信号線４６は、バックアップデバイス２８に及ぶ。電力供給装置４２は、電力供給装置の動作状態で、停止制御動作のために、停止装置２７が停止信号を信号線４６及び４０に供給するように構成されている。バックアップデバイス２８の制御モジュール３０は、停止信号の受信により、出力インターフェース４８に供給された許可信号を制御モジュール３０が停止することになるように構成されている。許可信号の消失のために、図２に既述のように、バッテリー２２は、バッテリーの２つの極とインバーター２０ｂの直流バッテリー接続部２１との間の接続部を開放する。図示の例示的な実施形態によれば、制御デバイス２４は、信号線４０上の停止信号の受信時に、例えば、必要に応じてインバーターブリッジ７の電力半導体スイッチのドライバーを作動させる制御デバイス２４によって、インバーターブリッジ７の刻時を停止するように構成されている。

図４は、本発明の第３の例示的な実施形態による、電力供給装置を動作状態から停止する方法のためのフローチャートを示す。電力供給装置は、交流側でグリッドに接続可能なインバーターブリッジを有する少なくとも１つのインバーターと、このインバーターに接続されている少なくとも１つのバッテリーとを含む。方法ステップ５０では、停止制御動作を、電力供給装置によって含まれている停止装置で実行する。方法ステップ５２では、停止制御動作のために、停止信号を、停止装置によって供給し、インバーターの制御デバイスに伝達する。方法ステップ５４では、停止信号のために、インバーターが含む電力半導体スイッチの刻時とバッテリー用の許可信号とを、インバーターの制御デバイスによって停止する。方法ステップ５６では、許可信号の消失のために、バッテリーは、バッテリーの２つの極とインバーターとの間の接続部を遮断する。停止工程の後、電力供給装置は、インバーターが交流側及び直流側に更に電圧を供給しない状態にある。

１ 電力供給装置
２ 発電所
３ 太陽設備
４ インバーター
５ バッテリー
６ グリッド
７ インバーターブリッジ
８ 直流入力チョッパー
９ 直流入力チョッパー
１０ 直流リンク回路
１１ 制御デバイス
１２ グリッド
１４ グリッド
１５ 分離スイッチ
１６ 負荷
１７ 接続部
１８ 電力供給装置
２０、２０ｂ インバーター
２１ 直流バッテリー接続部
２２ バッテリー
２４ 制御デバイス
２５ 接続部
２７ 停止装置
２８ バックアップデバイス
３０ 制御モジュール
３１ マイクロコントローラ
３２ マイクロコントローラ
３４ バッテリー管理信号
３６ 保護回路
３７ フィールドバス接続部
３８ フィールドバス接続部
３９ 制御線
４０ 信号線
４２ 電力供給装置
４４ 太陽インバーター
４６ 信号線
４８ 出力インターフェース
５０ 方法ステップ
５２ 方法ステップ
５４ 方法ステップ
５６ 方法ステップ

Claims (15)

1. 少なくとも１つのインバーター（２０、２０ｂ）と、前記インバーターに接続されている少なくとも１つのバッテリー（２２）とを含む電力供給装置（１８、４２）において、
   −前記インバーター（２０）は、制御デバイス（２４）と、グリッド用の交流側接続部（２５）と、前記少なくとも１つのバッテリー（２２）を接続する少なくとも１つの直流バッテリー接続部（２１）と、インバーターブリッジ（７）とを含み、
   −前記バッテリー（２２）を充電及び放電するために、前記バッテリー（２２）の２つの極は、供給線を介して前記インバーターの前記直流バッテリー接続部（２１）に接続されており、
   −前記バッテリー（２２）に接続されている制御線（３９）、及び
   −停止装置（２７）が、含まれており、
   −動作状態で、前記停止装置（２７）に対する停止制御動作のために、前記バッテリー（２２）の２つの極のうち少なくとも１つと前記インバーター（２０、２０ｂ）との間で前記バッテリー（２２）を充電及び放電する少なくとも１つの接続部を前記バッテリー（２２）が開放するように、前記インバーターブリッジ（７）の少なくとも刻時を停止及び／又は阻止して、前記バッテリー（２２）に対して前記制御線（３９）に印加されている許可信号を除去するように構成されている
   ことを特徴とする電力供給装置（１８、４２）。
2. 請求項１に記載の電力供給装置（１８、４２）において、
   前記バッテリー（２２）は、バッテリー管理システム（３４）と、前記バッテリー（２２）を充電及び放電する前記接続部を遮断する少なくとも１つのスイッチを含む、前記バッテリー管理システムによって作動可能な保護回路（３６）とを含むことを特徴とする電力供給装置（１８、４２）。
3. 請求項１又は２に記載の電力供給装置（１８、４２）において、
   動作状態で、前記停止装置（２７）に対する停止制御動作のために、前記インバーター（２０、２０ｂ）によって含まれている前記少なくとも１つの変換器の電力半導体スイッチの刻時を停止及び／又は阻止するように構成されていることを特徴とする電力供給装置（１８、４２）。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の電力供給装置（１８、４２）において、
   前記停止装置（２７）は、少なくとも手動動作可能であることを特徴とする電力供給装置（１８、４２）。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の電力供給装置（１８、４２）において、
   前記停止装置（２７）は、停止制御動作のために、少なくとも１つの信号を供給するように構成されていることを特徴とする電力供給装置（１８、４２）。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の電力供給装置（１８、４２）において、
   前記停止装置（２７）は、離れて配置されていることを特徴とする電力供給装置（１８、４２）。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の電力供給装置（１８、４２）において、
   前記停止装置（２７）から前記インバーター（２０、２０ｂ）に及ぶ信号線（４０）が含まれており、前記停止装置（２７）及び前記インバーター（２０、２０ｂ）は、前記電力供給装置（１８、４２）の動作状態で、前記停止装置（２７）に対する停止制御動作のために、前記インバーターの前記制御デバイス（２４）が前記インバーターブリッジ（７）の少なくとも刻時を停止及び／又は阻止するように、前記停止装置（２７）によって供給されている信号を前記信号線（４０）に印加するように構成されていることを特徴とする電力供給装置（１８、４２）。
8. 請求項７に記載の電力供給装置（１８、４２）において、
   前記バッテリー（２２）に接続されている前記制御線（３９）は、前記インバーター（２０、２０ｂ）に接続されており、前記バッテリー（２２）の２つの極のうち少なくとも１つと前記インバーター（２０、２０ｂ）との間で前記バッテリー（２２）を充電及び放電する少なくとも１つの接続部を前記バッテリー（２２）が開放するように、前記制御デバイス（２４）は、前記インバーター（２０、２０ｂ）によって前記制御線（３９）に供給されている許可信号を更に除去することを特徴とする電力供給装置（１８、４２）。
9. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の電力供給装置（１８、４２）において、
   −制御モジュール（３０）を含むバックアップデバイス（２８）が含まれており、
   −前記バッテリー（２２）に接続されている前記制御線（３９）は、前記バックアップデバイス（２８）に接続されており、
   −前記電力供給装置（１８、４２）の動作状態で、前記停止装置（２７）に対する停止制御動作のために、前記バッテリー（２２）の２つの極のうち少なくとも１つと前記インバーター（２０、２０ｂ）との間で前記バッテリー（２２）を充電及び放電する少なくとも１つの接続部を前記バッテリー（２２）が開放するように、前記制御モジュール（３０）は、前記バックアップデバイス（２８）によって前記制御線（３９）に供給されている許可信号を除去するように構成されている
   ことを特徴とする電力供給装置（１、１８、４２）。
10. 制御デバイス（２４）と、グリッド用の交流側接続部（２５）と、インバーターブリッジ（７）と、少なくとも１つのバッテリー（２２）を接続する少なくとも１つの直流バッテリー接続部（２１）とを含むインバーター（２０、２０ｂ）において、
    −前記直流バッテリー接続部（２１）は、前記バッテリー（２２）を充電及び放電する接続部用の少なくとも１つのインターフェースを含み、
    −請求項１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の電力供給装置の一部として前記インバーター（２０、２０ｂ）が使用可能であるように設計及び構成されている
    ことを特徴とするインバーター（２０、２０ｂ）。
11. 電力供給装置（１８、４２）を停止する動作手段を含む停止装置（２７）において、
    −前記動作手段に対する停止制御動作のために、少なくとも１つの信号を前記停止装置（２７）によって供給し、
    −請求項１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の前記電力供給装置（１８、４２）の一部として前記停止装置（２７）が使用可能であるように設計及び構成されている
    ことを特徴とする停止装置（２７）。
12. 制御モジュール（３０）と、バッテリー（２２）の制御線（３９）用の少なくとも１つの出力インターフェース（４８）とを含むバックアップデバイス（２８）において、
    −動作状態で、前記出力インターフェース（４８）に許可信号を供給するように構成されており、
    −請求項１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の電力供給装置（１８、４２）の一部として前記バックアップデバイスが使用可能であるように設計及び構成されている
    ことを特徴とするバックアップデバイス（２８）。
13. 電力供給装置（１８、４２）を動作状態から停止する方法において、
    前記電力供給装置は、交流側でグリッド（６）に接続可能なインバーターブリッジ（７）を有する少なくとも１つのインバーター（２０、２０ｂ）と、前記インバーターに接続されている少なくとも１つのバッテリー（２２）とを含み、
    −停止制御動作を、前記電力供給装置によって含まれている停止装置（２７）で実行するステップと、
    −前記停止制御動作のために、前記インバーターブリッジ（７）の少なくとも刻時を、停止及び／又は阻止するステップと、
    −前記バッテリー（２２）の２つの極のうち少なくとも１つと前記インバーター（２０、２０ｂ）との間で前記バッテリー（２２）を充電及び放電する少なくとも１つの接続部を前記バッテリー（２２）が遮断するように、前記バッテリー（２２）に接続される制御線（３９）に印加される前記バッテリー（２２）に対する許可信号を、停止及び／又は変更及び／又は阻止するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
14. 請求項１乃至９の何れか１項に記載の電力供給装置（１８、４２）において、
    動作状態で、前記停止装置（２７）に対する停止制御動作のために、太陽設備及び／又は供給グリッドからの前記インバーター（２０、２０ｂ）の切断とは無関係に、前記インバーターブリッジ（７）の刻時を停止及び／又は阻止して、前記バッテリー（２２）に対して前記制御線（３９）に印加されている許可信号を除去するように構成されていることを特徴とする電力供給装置（１８、４２）。
15. 請求項１乃至９又は１４の何れか１項に記載の電力供給装置（１８、４２）において、
    動作状態で、前記停止装置（２７）に対する停止制御動作のために、
    −前記インバーターブリッジ（７）の刻時を停止及び／又は阻止するために、前記インバーター（２０、２０ｂ）の制御デバイス（２４）を前記停止装置（２７）によって作動させ、
    −前記許可信号を除去するために、前記制御線（３９）に印加されている前記バッテリー（２２）に対する前記許可信号を供給する前記電力供給装置の構成要素を前記停止装置（２７）によって作動させるように構成されている
    ことを特徴とする電力供給装置（１８、４２）。

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