[发明专利]用于光伏系统的安全开关

说明书

本文中所描述的各种实施方案涉及用于通过装置使电力系统的某些部分处的元件断开连接的方法和设备。所述方法可以包含：在所述系统的某些位置处测量操作参数和/或从控制装置接收指示潜在不安全状况的消息；作为响应而使系统元件断开连接和/或短路；以及在重新连接所述系统元件是安全的情况下重新连接所述系统元件。某些实施例涉及用于在不同模式的系统操作期间提供操作电力到安全开关的方法和设备。

相关申请的交叉引用

本申请是2016年8月29日提交的标题为“用于光伏系统的安全开关(SafetySwitch for Photovoltaic Systems)”的第15/250,068号美国非临时申请的部分接续案并要求该案的优先权，所述美国非临时申请以全文引用的方式并入本文。本申请要求2016年4月5日提交的标题为“优化器花环(Optimizer Garland)”的第62/318,303号美国临时专利申请的优先权，所述美国临时专利申请以全文引用的方式并入本文。另外，本申请要求2016年5月25日提交的标题为“光伏电力装置和布线(Photovoltaic Power Device andWiring)”的第62/341,147号美国临时专利申请的优先权，所述美国临时专利申请以全文引用的方式并入本文。

背景技术

安全法规可能要求在光伏设施中出现不安全状况的情况下断开一个或多个光伏(PV)发电机或其它组件和/或使一个或多个光伏发电机或其它组件短路。举例来说，安全法规要求在不安全状况的情况下(例如，火灾、短路、维修工作的进行)，在光伏设施中任一点处的最大电压不能超过安全电压电平。在一些光伏系统中，可能必须断开一个或多个光伏发电机和/或使一个或多个光伏发电机短路以实现安全电压要求。虽然光伏系统可以使用几十年，但是安全法规可能以较短时间间隔发生改变(例如，每几年)。将会有利的是具有可控安全开关，所述可控安全开关可以在安全危害的情况下受到控制以断开PV发电机或使PV发电机短路，并且所述可控安全开关可以受到控制以在系统再次安全时重新连接光伏发电机。对于可控安全开关而言期望的是具有成本效益且易于使用。

发明内容

以下概述是仅出于说明性目的对本发明概念中的一些概念的简短概述，而并不意图限制或约束本发明以及详细描述中的实例。本领域技术人员根据详细描述将认识到其和它新颖的组合和特征。

本文中的实施例可以采用安全开关和相关联的设备以及用于控制穿过分支的电流和/或在光伏(PV)设施中的节点处的电压的方法。

在包括一个或多个电力系统的说明性实施例中，一组电气安全开关可以电连接到多个电力源。电气安全开关可以是可控的以维持电力系统的安全操作。

在说明性电力系统中，安全开关可以部署在光伏设施中的串联连接的光伏发电机之间。在一些实施例中，安全开关可以安装在每一对PV发电机之间。在一些实施例中，安全开关的数量和位置可以相对于现行安全法规选择，并且在一些实施例中，安全开关的数量和位置可以相对于预期的“最坏情况”安全法规选择。举例来说，在添加、重新配置和/或移除系统组件容易且便宜的场所中，安全开关可以根据构建设施时的安全法规部署在PV设施中。在添加、重新配置和/或移除系统组件可能困难且昂贵的场所中，安全开关可以按符合未来法规的“最坏情况”(即，最严格)预测的方式部署。

根据一些实施例的说明性安全开关可以改造到现有光伏设施和组件中。根据一些实施例的说明性安全开关可以集成在其它PV系统组件(例如，连接器、PV发电机、电力装置、组合器盒、电池和/或逆变器)中，潜在地降低安全开关的设计和制造的成本，并且增大

在一些实施例中，辅助电力电路用于提供电力到安全开关和相关联的控制器。在一些实施例中，当安全开关在特定状态中时(例如，当安全开关在接通状态中时)安全开关位于并不携带显著电力的系统点处。在本文中公开了说明性辅助电力电路以及在不考虑安全开关的状态的情况下用于提供电力到辅助电力电路和安全开关的相关联的方法。