[发明专利]传送直流电力的光伏串的断开

说明书

背景

1.技术领域

本发明涉及互连在电力合成器的接线盒的输入上的、具有直流(DC)输出的多个光伏串，以及具体地涉及用于从电力合成器的接线盒的输入断开和或连接光伏串DC输出的系统和方法。

2.相关技术的描述

在光伏发电系统和国家电气规范中，建议的做法(2001年3月，John Wiles，西南科技发展研究所，新墨西哥州立大学，1505 Payne Street Las Cruces，NM 88003)：NEC的文章690-18要求一种被提供禁用PV阵列的一些部分或整个PV阵列的机械装置。(National Electrical(国家电气规)和是国家防火协会公司，Quincy，Massachusetts 02269的注册商标)根据具体的设计，接地故障检测、中断以及阵列禁止装置可以完成以下活动：感测超过规定值的接地故障电流、中断或大幅减小故障电流、打开阵列与负载之间的电路、短路阵列或子阵列。

概述

根据本发明的一个方面，提供一种直流(DC)电力合成器，其可操作以互连多个互连的光伏串。DC电力合成器可以包括适用于将至少一个光伏串从多个互连的光伏串断开的装置，每个光伏串可用第一和第二DC电源线连接。该装置可以包括适用于通过比较第一和第二DC电源线中的各自的电流来测量差动电流的差动电流传感器。第一开关与第一DC电源线串联。控制模块可操作地连接到差动电流传感器和第一开关。控制模块可以是可操作的，以便当差动电流传感器测量到差动电流大于最大的允许电流差时打开第一开关，从而将第一DC电源线从DC电力合成器隔离并且将光伏串从互连的光伏串断开。

可以将第二开关并联到第一开关以形成第一单元。可以将第一单元与第一DC电源线串联。当第一开关闭合，差动电流传感器测量差动电流大于最大的允许电流差时，则控制模块可以打开第一开关并且随后可以打开第二开关。第一开关可以允许通过在第一DC电源线中流动的电流中的实质上较多的电流，并且第二开关可以允许通过在第一DC电源线中流动的电流中的实质上较少的电流。

可以将第三开关和第四开关并联以形成第二单元。可以将第二单元与第二DC电源线串联。第三开关可以是闭合的并且第四开关可以是闭合的，当差动电流传感器测量到差动电流大于最大的允许电流差时，则控制模块打开第三开关并且随后打开第四开关。第三开关可以允许通过在第二DC电源线中流动的电流中的实质上较多的电流，并且第四开关可以允许通过在第二DC电源线中流动的电流中的实质上较少的电流。

当光伏串开始产生DC电力时，第一开关可以是打开的并且第二开关可以是打开的，则控制模块闭合第二开关并且随后闭合第一开关。第三开关可以是打开的并且第四开关可以是打开的，则控制模块闭合第四开关并且随后闭合第三开关。

第二开关和第四开关分别可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT)、具有集成二极管的IGBT、固态开关、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或场效应晶体管(FET)。第一开关和第三开关分别可以是继电器或断路器。

根据本发明的一个方面，提供一种用于提供接地故障保护的方法。该方法在可操作以互连多个光伏串的直流(DC)电力合成器中执行，其中每个光伏串可以用第一和第二DC电源线连接。该方法通过比较第一和第二DC电源线中的各自的电流来测量差动电流。当控制模块测量到差动电流大于最大的允许电流差时，第一开关被打开，从而将第一DC电源线从DC电力合成器隔离，以及将光伏串从互连的光伏串断开。可以将第一开关和第二开关并联以形成第一单元，以及可以将第一单元与第一DC电源线串联。可以将第三开关和第四开关并联以形成第二单元，以及可以将第二单元与第二DC电源线串联。第一单元可以与第二单元同时操作。

当测量差动电流并且发现差动电流大于最大的允许电流差时，第三开关可以被打开并且随后第四开关可以被打开，这就将第二DC电源线从DC电力合成器隔离。

在比较第一和第二DC电源线中的各自的电流之前，当光伏串开始产生DC电力，且第一开关和第二开关都是打开的。则第二开关被闭合并且随后第一开关被闭合，从而将第一DC电源线连接到DC电力合成器。

在比较第一和第二DC电源线中的各自的电流之前，当光伏串开始产生DC电力，且第三开关和第四开关都是打开的。则第四开关被闭合并且随后第三开关被闭合，从而将第二DC电源线连接到DC电力合成器。第一开关和第三开关可以被同时操作。第二开关和第四开关也可以被同时操作。