本發(fā)明涉及一種用于操作光伏系統(tǒng)的方法，該光伏系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、至少一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器和中間DC電路。

背景技術(shù)：

光伏系統(tǒng)用于將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)換成電能。它們包括個(gè)體的太陽(yáng)能電池單元，這些個(gè)體的太陽(yáng)能電池單元被組合以形成稱(chēng)為太陽(yáng)能電池板或光伏電池板的事物。取決于系統(tǒng)的大小和類(lèi)型，這些被依次串聯(lián)電連接以形成稱(chēng)為串的事物。

這一起添加了個(gè)體面板的電壓。如果必要的話(huà)，這些串中的幾個(gè)也可以彼此并聯(lián)電連接。

如果這是并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，則在太陽(yáng)能電池板中生成的直流借助于逆變器轉(zhuǎn)換成交流，從而將所生成的電能饋送到交流網(wǎng)絡(luò)中，例如公共市電電源中。

如果太陽(yáng)能電池板在它們輸出最大電功率的操作點(diǎn)中操作，則獲得電能的最大產(chǎn)率。

該最優(yōu)操作點(diǎn)MPP(最大功率點(diǎn))是通過(guò)使用MPP跟蹤方法控制太陽(yáng)能電池板的負(fù)荷來(lái)獲得的。

為了為MPP跟蹤提供足夠大的變化范圍并且還能夠配置太陽(yáng)能電池板用于較低的電壓，可以針對(duì)由太陽(yáng)能電池板供應(yīng)的電壓的多級(jí)轉(zhuǎn)換做出規(guī)定。為此，DC-DC轉(zhuǎn)換器被布置在逆變器的上游。它們的電壓傳輸比是潛在高度可變的，作為此的結(jié)果，連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的太陽(yáng)能電池板的操作點(diǎn)可以在寬范圍內(nèi)改變。因此，利用被體現(xiàn)為升壓轉(zhuǎn)換器的DC-DC轉(zhuǎn)換器，如果太陽(yáng)能電池板的輸出電壓小于逆變器的最小要求電壓，則也仍然有可能饋送到電源網(wǎng)絡(luò)中。

具體地，由于成本的原因，DC-DC轉(zhuǎn)換器僅被設(shè)計(jì)用于圍繞最優(yōu)操作點(diǎn)MPP(最大功率點(diǎn))的有限輸入電壓范圍。

因此，它們不被設(shè)計(jì)用于太陽(yáng)能電池板的空載電壓。如果沒(méi)有電力從太陽(yáng)能電池單元汲取，此空載電壓例如在日出期間或太陽(yáng)能電池板的臨時(shí)遮光之后發(fā)生。

在這些情況下，為了防止歸因于過(guò)電壓對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器的損壞，太陽(yáng)能電池板通常在這些階段期間利用合適的設(shè)施被加載，所述合適的設(shè)施諸如接觸器和電阻器，所述接觸器和電阻器例如并聯(lián)連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的根本目的是進(jìn)一步發(fā)展現(xiàn)有技術(shù)。

根據(jù)本發(fā)明，這利用如權(quán)利要求1中所要求保護(hù)的方法發(fā)生。

有利的實(shí)施方式將從從屬權(quán)利要求中浮現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

基于示出了本發(fā)明的光伏系統(tǒng)的示意性表示的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)解釋。

根據(jù)圖1的系統(tǒng)包括：太陽(yáng)能電池板PV；主接觸器H；由半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、S4、線(xiàn)圈和續(xù)流二極管D1、D2、D3、D4組裝成的DC-DC轉(zhuǎn)換器；以及中間DC電路ZK。

具體實(shí)施方式

太陽(yáng)能電池板PV由個(gè)體太陽(yáng)能電池單元組裝成；它們可以串聯(lián)電連接以形成稱(chēng)為串的事物，從而因此實(shí)現(xiàn)較高的輸出電壓。

例如可以提供基于硅的晶體或無(wú)定形太陽(yáng)能電池單元作為太陽(yáng)能電池單元。

然而，本發(fā)明的方法不局限于特定類(lèi)型的太陽(yáng)能電池單元。

在示例性的實(shí)施例中，SINAMICS DCP型的DC-DC轉(zhuǎn)換器被提供為DC-DC轉(zhuǎn)換器，它的設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)于降-升壓(buck-boost)轉(zhuǎn)換器，其中DC-DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)元件被體現(xiàn)為IGBT晶體管。

逆變器可以連接到中間DC電路ZK，通過(guò)該逆變器，將由太陽(yáng)能電池板通過(guò)轉(zhuǎn)換太陽(yáng)光的輻射能量所生成的電能饋送至AC電壓網(wǎng)絡(luò)中。

然而，可以設(shè)想到的是，所生成的電DC電壓用于向電池系統(tǒng)充電或直接向電負(fù)載供應(yīng)DC電壓。

一個(gè)有利的應(yīng)用還可以在于太陽(yáng)能電池板PV連同諸如例如風(fēng)力發(fā)電站的其他電流發(fā)生器一起在多發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中使用。

中間DC電路和逆變器可以例如使用SINAMICS S120型的逆變器組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

用于所引用的DC-DC轉(zhuǎn)換器的正確操作的輸入電壓的容許值位于30V和800V之間。

對(duì)于空載操作中的太陽(yáng)能電池板的對(duì)應(yīng)連接的情況，該值可能被超過(guò)。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，因此通常借助于使用接觸器的太陽(yáng)能電池板的短路來(lái)減少空載電壓，以便將電壓拉到容許范圍。

本解決方案涉及根據(jù)本發(fā)明被避免的設(shè)計(jì)工程費(fèi)用，因?yàn)樵谔?yáng)能電池板的卸載和加載狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移階段中，使DC-DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)元件進(jìn)入切換狀態(tài)，該切換狀態(tài)在太陽(yáng)能電池板的輸出和中間電路之間形成永久電流路徑。

在示例性實(shí)施例中，這被實(shí)現(xiàn)在于：主接觸器H和第四開(kāi)關(guān)元件S4閉合，并且經(jīng)由主接觸器H、第四開(kāi)關(guān)元件S4、線(xiàn)圈SP和第一續(xù)流二極管D1的電流路徑SPF閉合，使得太陽(yáng)能電池板被加載并且不能發(fā)展出滿(mǎn)空載電壓。只要太陽(yáng)能電池板的操作準(zhǔn)備就緒、即達(dá)到所要求的最小功率輸出，DC-DC轉(zhuǎn)換器就切換進(jìn)入正常操作狀態(tài)，該正常操作狀態(tài)實(shí)施通過(guò)使用MPP跟蹤方法控制太陽(yáng)能電池板的負(fù)載而汲取的最優(yōu)功率。

參考標(biāo)記列表

PV 太陽(yáng)能電池板

H 主接觸器

S1、S2、S3、S4 半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)

D1、D2、D3、D4 二極管

SP 線(xiàn)圈

ZK 中間電路

SPF 電流路徑