[发明专利]用于从光伏系统的光伏模块馈送能量的方法和被设计成用于执行该方法的逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将能量从光伏系统的光伏模块馈送到供电电网或负载的方法，其中由所述光伏模块产生的DC电压在具有带有电容器的中间电路和DC/AC转换器的逆变器中转换成AC电压，并且在馈电操作模式中，所述逆变器经由切换装置连接至所述供电电网或所述负载。

此外，本发明还涉及一种用于将由光伏模块产生的DC电压转换成用于馈送到供电电网或负载的AC电压的逆变器，该逆变器具有控制装置、带有电容器的中间电路、DC/AC转换器以及用于在馈电操作模式中将输出连接至所述供电电网或所述负载的切换装置，所述控制装置被设计成用于执行上述方法。

本发明既涉及电网连接的光伏系统，其中由所述光伏模块产生的电能被馈送到供电网络中，本发明又涉及所谓的独立逆变器，其中从所述光伏模块输出的能量用于负载或用于对电池进行充电。

背景技术

例如，根据DE 10 2010 060 633 B3或者EP 2 242 160 B1，用于将光伏系统与供电电网或负载连接的方法和装置已经变成已知技术。在这些技术中，在启动逆变器的切换装置之前，确定所述逆变器的输入电压。如果该输入电压达到限定的阈值，则逆变器开始开启过程，在该开启过程期间，所述逆变器通过切换装置的启动而与供电电网或负载连接。然后，在操作点处，开始馈电操作模式或供电操作模式，在该操作点处，实现最大功率(MPP：最大功率点)。然而，如果光伏系统不能输出该输入功率，则逆变器不能维持该馈电操作模式或供电操作模式，并且其将切换装置停用，使得逆变器再次从供电电网或负载断开。该过程反复进行，直到可以进行馈电操作模式，其中以相对较短的间隔进行该重复，从而在达到条件之后能够尽可能快地执行馈电操作模式。这里的不利之处是，结果产生大量的切换循环，其结果是切换装置的使用寿命相应地降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于产生上述的方法和装置，通过该方法和装置能够消除或至少减少以上缺点，并且由于仅启动切换装置一次而能够实现馈电操作模式。

本发明的目的通过上述的方法实现，其中在将所述逆变器连接至所述供电电网或所述负载之前，在测试过程中确定所述光伏模块的所述输入功率，并且如果所确定的所述光伏模块的所述输入功率大于或等于规定的最小输入功率，则启动所述逆变器的所述切换装置。因此，根据本发明，在将所述逆变器连接至所述供电电网或所述负载之前，在进行所述切换装置的启动和开始所述馈电操作模式之前针对所述光伏模块是否能够输出必要的最小输入功率进行检查。通过该措施，能够使得所述逆变器的所述切换装置的切换循环的数量最小，因此能够延长所述切换装置的使用寿命，并因此延长所述逆变器的使用寿命。由于所述切换装置的切换循环的数量较低，因此也降低了对所述切换装置的要求，从而能够更节约成本地利用所述切换装置。类似地，由于逆变器的切换装置的启动被最小化，减少了逆变器的操作小时，结果能够将逆变器本身的功耗保持最小。不需要任何附加硬件来执行本发明的方法，相反，理想的是，所述方法可以通过对所述光伏系统的逆变器的控制装置进行适当编程而快速简单地实现。在独立操作的情况下，本发明的方法同样是有利的，因为在启动所述切换装置之后能够可靠地操作所连接的负载。

根据所述方法的第一变型，这样确定所述光伏模块的所述输入功率，即测量所述光伏模块的开路电压，并且根据该值，计算具有测试电压和测试电流的测试操作点，并且通过该测试过程，针对所述测试电流控制所述逆变器的DC/DC转换器，并且测量所述光伏模块的DC电压，如果所述光伏模块的所述DC电压大于或等于所述测试电压，则启动所述逆变器的所述切换装置，其中在所述测试过程期间，在所述中间电路的电容器中存储来自所述光伏模块的能量。因此，在该解决方案中，通过所测量的所述光伏模块的开路电压来确定名义测试操作点，并且通过所述DC/DC转换器的控制，针对是否能够实现该名义操作点进行检查，如果所述光伏模块的输入功率足够，则就是这种情况(即能够实现所述名义操作点)。

根据本发明的方法的特征，通过所述规定的最小输入功率除以所述开路电压再除以系数来确定所述测试操作点的所述测试电流。根据经验，所述光伏模块的最大功率正好位于所述开路电压之下。

对于现有技术的大多数光伏模块来说，光伏模块的电流-电压曲线图上的、能够提取最大功率的点位于所谓的MPP(最大功率点)，该最大功率点位于所述开路电压的70％到90％，优选为80％的电压，其与在70％和90％之间，优选为80％的系数同义。