[发明专利]用于接地故障探测和中断的系统和方法

权利要求书

1.一种光伏能量转换系统，包括：

光伏阵列，配置为生成直流(DC)功率，其中，所述光伏阵列包括第一干线和第二干线；

逆变器，配置为将所述DC功率信号转换为交流电流(AC)；以及

接地故障探测器和中断器，耦接至所述光伏阵列的所述第一干线和所述第二干线，所述接地故障探测器和中断器配置为探测所述光伏阵列中的诊断信号和接地故障状况，并配置为在探测到接地故障状况时或未探测到所述诊断信号时，中断所述光伏能量转换系统的操作。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述接地故障探测器和中断器包括：

电流变换器，配置为接收诊断信号并耦接至所述光伏阵列的所述第一干线和所述第二干线，以使得所述电流变换器感测所述第一干线和所述第二干线之间的差分电流，并且其中，所述电流变换器配置为将所述诊断信号变换到处理链上并将故障探测信号变换到所述处理链上，所述故障探测信号表示所述光伏阵列的所述第一干线和所述第二干线之间的所述差分电流；以及

控制器，配置为探测所述诊断信号和所述故障探测信号。

3.如权利要求2所述的系统，包括：

模拟-数字转换器，配置为将所述诊断信号转换为数字诊断信号，并将所述故障探测信号转换为数字故障探测信号；

其中，所述控制器包括数字信号处理器，所述数字信号处理器配置为探测所述数字诊断信号和所述数字故障探测信号。

4.如权利要求2所述的系统，包括信号生成器，配置为生成所述诊断信号。

5.如权利要求4所述的系统，其中，所述信号生成器配置为生成1KHz的信号。

6.如权利要求2所述的系统，其中，所述诊断信号包括所述光伏系统所固有的一个或多个共模、寄生电流。

7.如权利要求2所述的系统，其中，所述诊断信号包括从电源生成的信号，所述电源给所述接地故障探测器和中断器的至少一部分提供功率。

8.一种用于探测接地故障探测器的失效的方法，包括：

向所述接地故障探测器的输入端供应故障信号，所述故障信号从光伏能量转换系统生成；

将已知信号与所述接地故障探测器的所述输入端的所述故障信号组合，以产生合成信号；

在所述接地故障探测器的处理链的末端探测所述已知信号是否存在于所述合成信号中；以及

如果存在所述已知信号，则评估所述功率信号是否表示存在接地故障，并且如果不存在所述已知信号，则中断所述光伏能量转换系统的操作。

9.如权利要求8所述的方法，其中，中断所述光伏能量转换系统的操作包括发出所述接地故障探测器操作不正常的警报。

10.如权利要求8所述的方法，其中，中断所述光伏能量转换系统的操作包括：

将多个DC接触器去耦接，以将所述光伏能量转换系统的光伏阵列与所述光伏能量转换系统的逆变器电隔离。

11.一种光伏能量转换系统，包括：

双极光伏阵列，包括安置于第一干线和第一中线之间的第一PV阵列和安置于第二中线和第二干线之间的第二PV阵列，所述第一PV阵列配置为相对于地电位在所述第一干线处施加正电位，且所述第二PV阵列配置为相对于地在所述第二干线处施加负电位；

第一DC接触器和第二DC接触器，所述第一DC接触器耦接至所述第一干线，所述第二DC接触器耦接至所述第二干线；

PV结，耦接于所述第一PV阵列和所述第一中线之间的第一点，且耦接于所述第二PV阵列和所述第二中线之间的第二点；以及

第一辅助开关和第二辅助开关，所述第一辅助开关耦接于所述第一中线和地之间，所述第二辅助开关耦接于所述第二中线和地之间。

12.如权利要求11所述的光伏能量转换系统，包括控制器，所述控制器耦接至所述第一和第二DC接触器、所述PV结和所述第一和第二辅助开关，并配置为控制所述第一和第二DC接触器、所述PV结和所述第一和第二辅助开关。

13.如权利要求11所述的光伏能量转换系统，其中，所述控制器包括数字信号处理器。

14.如权利要求11所述的光伏能量转换系统，包括耦接于所述第一辅助开关和地之间的第一保险丝和耦接于所述第二辅助开关和地之间的第二保险丝。