專利名稱：太陽能逆變器以及具有多個太陽能逆變器的光電設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能逆變器，其可以在輸入端與至少一個光電發(fā)生器連接，而在輸出端與電網(wǎng)、特別是公用電網(wǎng)連接；并且包括至少一個逆變器模塊，至少用于診斷所述逆變器模塊的電子控制單元，和用于將該電子控制單元與通信總線進行數(shù)據(jù)技術的連接的總線接入器。
本發(fā)明涉及一種光電設備，其利用多個太陽能逆變器向電網(wǎng)、特別是公用電網(wǎng)饋電，在這些太陽能逆變器上可以連接至少一個光電發(fā)生器。
背景技術：
光電設備用來將電流饋入到電網(wǎng)中，例如單相50Hz/230V電壓電網(wǎng)或者三相50Hz/400V電壓電網(wǎng)。為此，光電設備可以具有一個或者多個光電發(fā)生器，其中，光電發(fā)生器可以由一個或多個太陽能模塊組成，而該模塊又可以具有多個相互連接的太陽能電池。在此，通常將一個太陽能模塊的太陽能電池作為“帶子”特別是按照彎彎曲曲的形式串聯(lián)連接。然后，將在光電路徑上所產(chǎn)生的電流送入一個或多個太陽能逆變器，后者將所供給的直流電壓變換為所規(guī)定的標準化的電網(wǎng)電壓。在例如DE 19642522 C1中公開了這種用于單相實施方案的太陽能逆變器。
此外，光電設備具有一個用于控制和運行引導多個所連接的太陽能逆變器的設備控制級。
如同通常在技術設備中那樣，在光電設備中可能出現(xiàn)單個或多個太陽能逆變器由于技術故障而失效的情況。如果設備控制器沒有識別該故障，則其將導致產(chǎn)量的損失并且最終導致設備運營商的經(jīng)濟損失。
為了避免上述問題，已知的是在該設備中設置監(jiān)視設備，該監(jiān)視設備監(jiān)視各個太陽能逆變器并且在短時間內(nèi)向報警或控制臺報告這種設備的失效。為此，這種監(jiān)視設備例如與一個用于傳遞所采集到的故障警報的報警裝置連接，例如與一個無線地支持的GSM模塊連接。
另一個技術上的解決方案是，借助于PC、即“個人計算機”周期性地查詢各個太陽能逆變器。在此，PC本身通過電話連接或者通過以大網(wǎng)絡連接與至少另一個設置在遠處的設備連接。在PC上的一種特殊的軟件應用規(guī)則地執(zhí)行對單個太陽能逆變器的狀態(tài)查詢。這樣，在出現(xiàn)故障的情況下，設備的運行者得到一個合適的報警。
所描述的第一解決方案的缺點在于，要設置一個單獨的監(jiān)視設備，該設備對于光電設備的運營商來說意味著額外的投資。
第二種解決方案的缺點在于，為了能夠執(zhí)行對設備的常規(guī)檢查，必須一臺帶有專門軟件應用的額外的PC。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術問題是，提供不帶有上述額外監(jiān)視設備的一種太陽能逆變器以及一種光電設備。
上述技術問題是通過一種太陽能逆變器解決的，該太陽能逆變器可以在輸入端與至少一個光電發(fā)生器連接，而在輸出端與電網(wǎng)連接，并且包括至少一個逆變器模塊，至少用于診斷該逆變器模塊的電子控制單元，和用于將電子控制單元與通信總線進行數(shù)據(jù)技術的連接的總線接入器。
根據(jù)本發(fā)明，所述電子控制單元包括用于周期地將各個太陽能逆變器的狀態(tài)信息輸出到所述通信總線上的裝置，用于周期地將連接在所述通信總線上的其它太陽能逆變器的狀態(tài)信息讀出的裝置，以及用于在至少一個預期的其它狀態(tài)信息消失的情況下將故障警報輸出到所述通信總線上的裝置。
通過多個連接在通信總線上的太陽能逆變器的相互監(jiān)視，可以實現(xiàn)對于不能再周期地報警的、失效的太陽能逆變器的在短時間內(nèi)的檢測。由此，可以優(yōu)選地省去單獨的監(jiān)視單元。
狀態(tài)信息在最簡單的情況下是可以是1比特的信息，其表明有關太陽能逆變器是否正常地工作。此外，例如也可以將當前在輸入端流入逆變器模塊的太陽能直流電流、在所連接的光電發(fā)生器上施加的電壓以及當前饋入到電網(wǎng)中的電網(wǎng)電流作為數(shù)據(jù)值周期地輸出到通信總線上。
在第一實施方式中，所述太陽能逆變器具有唯一的總線地址，從而其可以通過總線接入器直接被尋址。由此，例如可以在光電設備投入運行的情況下對每個單個的太陽能逆變器設置參數(shù)和進行配置。這點例如可以借助于移動式診斷設備進行，該診斷設備在投入運行期間被連接在通信總線上。
在另一種實施方式中，所述各個太陽能逆變器的電子控制單元具有用于周期地將所述狀態(tài)信息以及所述太陽能逆變器的唯一的總線地址輸出到所述通信總線上的裝置。
由此，可以優(yōu)選地在出現(xiàn)故障的情況下通過總線地址找出不再報警的太陽能逆變器，并且取消(absetzen)相應的故障警報。
優(yōu)選的是，還可以在出現(xiàn)有關太陽能逆變器的不可信的狀態(tài)信息的條件下，取消故障警報。例如，這點可以是下列的情況所有其它太陽能逆變器具有一個大致相等的饋電功率(也就是說，例如具有大致相等的各自最大可能饋電功率的百分數(shù)值)，而例如另一個太陽能逆變器則報警了一個與此相比極小或者根本沒有的太陽能電流。在此的原因可以例如是光電發(fā)生器的一個太陽能模型的失效，至光電發(fā)生器的引入導線中的導線斷開，或者一個或數(shù)個太陽能模塊的較大的污染。
在另一種實施方式中，所述電子控制單元具有用于存放其它通過所述通信總線周期地報警的太陽能逆變器的相應總線地址的電子存儲器，例如RAM存儲器或EEPROM存儲器。為此，可以例如在光電設備的投入運行或擴展期間，以一定的時間間隔(例如一分鐘)對所有周期地報警的太陽能逆變器的總線地址進行采集。然后，將這些總線地址按照列表的形式存放在上面提到的電子存儲器中。這樣，在一個太陽能逆變器失效的情況下，可以通過比較確定該總線地址。
根據(jù)一種實施方式中，用于周期地將所述狀態(tài)信息輸出到所述通信總線上的周期時間和/或用于周期地將所述其它狀態(tài)信息讀出的周期時間是可調(diào)的。例如，這些值可以在投入運行的情況下存放在電子控制單元的電子存儲器中。這些周期時間可以例如在從數(shù)秒至數(shù)分鐘的范圍內(nèi)，從而還可以在短時間內(nèi)取消故障警報。如果在投入運行期間沒有指明周期時間，就采用存放的標準時間。
所述電子控制單元尤其是一個微控制器。在此，這類微控制器也具有已經(jīng)部分地集成的電子存儲器，以便用于對上面提到的總線地址的可能存放。借助于一種可以在該微控制器上執(zhí)行的軟件程序，還可以執(zhí)行與該微控制器相連接的逆變器模塊進行控制、調(diào)節(jié)以及診斷。公知的微控制器具有模擬的以及數(shù)字的輸入和輸出通道，等等。借助于這些輸入通道，可以優(yōu)選地通過匹配電路直接讀入并處理電氣輸入?yún)?shù)，諸如所連接的光電發(fā)生器和/或電網(wǎng)的電流和電壓。
微控制器也還已經(jīng)具有了集成的總線接入器。在最簡單的情況下，該總線接入器可以例如是用于“串行口接口(Serial Port Interface)”的所謂的SPI端口。
在另一種實施方式中，所述總線接入器構造為用于與諸如CAN總線、LAN、RS232總線、RS485總線或USB進行通信。該列舉不是封閉的。其它的總線系統(tǒng)對于專業(yè)人員來說也是公知的。
本發(fā)明所要解決的技術問題還通過一種光電設備得以解決，該光電設備用于向具有至少一個本發(fā)明的太陽能逆變器的電網(wǎng)饋電，在所述太陽能逆變器上可連接至少一個光電發(fā)生器。
在一種特別的實施方式中，光電設備具有一個電子報警模塊，該電子模塊包括用于與通信總線進行數(shù)據(jù)技術的連接的總線接入器，用于接收來自于太陽能逆變器的故障警報的裝置，以及用于將該故障警報發(fā)送到報警或控制臺上的裝置。
為此，所述報警模塊包括諸如GSM和/或UMTS發(fā)送/接收模塊，用于與電話網(wǎng)連接的調(diào)制解調(diào)器，或者用于與“局域網(wǎng)”、即LAN連接的網(wǎng)關。
由此，得到巨大的優(yōu)點一方面，可以極其緊湊地實現(xiàn)報警模塊，因為不需要為了監(jiān)視各個太陽能逆變器所需的電子部件和功能組件。還可以這樣構造該報警模塊，使其具有一個用于顯示周期地從各個太陽能逆變器發(fā)送的狀態(tài)信息的電子顯示器。此外，該報警模塊具有輸入鍵，從而也可以選擇不同的待顯示的狀態(tài)信息。
在光電設備的一種特別優(yōu)選的實施方式中，所述報警模塊具有若干電子裝置(例如簡單的微控制器)，以便將由各個太陽能逆變器接收的故障警報轉(zhuǎn)換成對應的電子郵件、傳真或者SMS。
由此，得到這樣的優(yōu)點可以將故障警報在短時間內(nèi)并且以純文本(Klartext)直接在現(xiàn)場傳送給負責的人員。特別優(yōu)選的是，將故障警報以純文本轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)視人員通常隨身攜帶的移動電話上。
在另一種變形中，太陽能逆變器具有該電子裝置，以便直接將故障警報轉(zhuǎn)換成電子郵件、傳真或者SMS。


下面根據(jù)唯一的附圖對本發(fā)明作示例性的進一步說明。其中，圖1表示按照本發(fā)明的光電設備PVA。
具體實施例方式
圖1示出了按照本發(fā)明的光電設備PVA，其示意性地具有三個光電發(fā)生器SM1-SM3。為了清楚起見，沒有進一步示出它們的內(nèi)部結構。在此，光電發(fā)生器SM1-SM3為各自的太陽能逆變器M1-M3饋電。在圖1的例子中，每個太陽能逆變器M1-M3具有一個逆變器模塊WR，后者輸入端與一個光電發(fā)生器SM1-SM3連接。在此，太陽能直流電流被變換為單相的交流電壓。如同在本例中已經(jīng)實現(xiàn)的那樣，為了安全起見，這些電壓相對于光電發(fā)生器SM1-SM3的電平是無電勢的(potentialfrei)。
在圖1的例子中，三個太陽能逆變器M1-M3分別為電網(wǎng)SN的一個相線R、S、T饋電，以便在該電網(wǎng)SN中實現(xiàn)大致均勻的功率分配。這類電網(wǎng)SN尤其是一個公用三相50Hz/400V電壓電網(wǎng)。N表示所有三個饋電的太陽能逆變器M1-M3的公共零線。
每個太陽能逆變器M1-M3具有一個作為電子控制單元的微控制器μC。該微控制器通過電氣連接導線與其連接，以便對對應的逆變器模塊WR進行控制、調(diào)整和監(jiān)視或者診斷。
此外，在圖1的例子中，微控制器μC與總線接入器BA連接。這種總線接入器也可以作為集成的部件得到并且為各自的通信總線設置。
根據(jù)本發(fā)明，微控制器μC具有用于周期地將各個太陽能逆變器M1-M3的狀態(tài)信息S1-S3輸出到通信總線BUS上的裝置。此外，微控制器μC還具有用于周期地從通信總線BUS上讀出狀態(tài)信息SA的裝置，該狀態(tài)信息SA是相鄰的或者屬于共同饋電組的太陽能逆變器M1-M3同樣作為其狀態(tài)信息S1-S3輸出到通信總線BUS上的。最后，微控制器μC還具有用于在至少一個預期的其它太陽能逆變器M1-M3的狀態(tài)信息SA消失的情況下將故障警報F輸出到通信總線BUS上的裝置。
例如，根據(jù)圖1的總線地址AD1-AD3已經(jīng)被集成在一個微控制器μC的集成電子存儲器中。
按照本發(fā)明，該故障警報F被轉(zhuǎn)發(fā)到報警模塊MM，后者同樣通過一個總線接入器BA與通信總線BUS以數(shù)據(jù)技術方式連接。在圖1的例子中，報警模塊MM具有一個帶有適當?shù)奶炀€ANT的GSM發(fā)送/接收模塊GSM，以便將可能準備好的文本或圖形故障警報F以例如電子消息(如SMS表示“短消息服務”)的形式轉(zhuǎn)發(fā)給預先確定的(例如維護技師處的)接收器GS。這種基于GSM的報警模塊MM也可以作為現(xiàn)成產(chǎn)品得到，而不必為按照本發(fā)明的光電設備PVA專門開發(fā)。
權利要求
1.一種太陽能逆變器(M1-M3)，其可以在輸入端與至少一個光電發(fā)生器(SM1-SM3)連接，而在輸出端與電網(wǎng)(SN)連接，所述太陽能逆變器包括a)至少一個逆變器模塊(WR)，b)電子控制單元(μC)，其至少用于診斷一個逆變器模塊(WR)，和c)總線接入器(BA)，其用于將電子控制單元(μC)與通信總線(BUS)進行數(shù)據(jù)技術的連接，其特征在于，所述電子控制單元(μC)包括用于周期地將所述太陽能逆變器(M1-M3)的狀態(tài)信息(S1-S3)輸出到所述通信總線(BUS)上的裝置，用于周期地讀出連接在所述通信總線(BUS)上的其它太陽能逆變器(M1-M3)的狀態(tài)信息(SA)的裝置，以及用于在至少一個預期的其它狀態(tài)信息(SA)消失的情況下將故障警報(F)輸出到所述通信總線(BUS)上的裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能逆變器(M1-M3)，其中，所述太陽能逆變器(M1-M3)具有唯一的總線地址(AD1-AD3)。
3.根據(jù)權利要求2所述的太陽能逆變器(M1-M3)，其中，所述太陽能逆變器(M1-M3)包括用于周期地將所述狀態(tài)信息(S1-S3)以及所述的太陽能逆變器(M1-M3)的唯一的總線地址(AD1-AD3)輸出到所述通信總線(BUS)上的所述電子控制單元(μC)的裝置。
4.根據(jù)權利要求3所述的太陽能逆變器(M1-M3)，其中，所述電子控制單元(μC)具有用于存放其它的通過所述通信總線(BUS)周期地報警的太陽能逆變器(M1-M3)的總線地址(AD1-AD3)的電子存儲器。
5.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的太陽能逆變器(M1-M3)，其中，用于周期地將所述狀態(tài)信息(S1-S3)輸出到所述通信總線(BUS)上的周期時間和/或用于周期地將所述其它狀態(tài)信息(SA)讀出的周期時間是可調(diào)的。
6.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的太陽能逆變器(M1-M3)，其中，所述電子控制單元(μC)是一個微控制器。
7.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的太陽能逆變器(M1-M3)，其中，所述總線接入器(BA)構造用于與下列通信總線(BUS)之一進行通信CAN總線、LAN、RS232總線、RS485總線或USB。
8.一種光電設備(PVA)，其用來利用至少一個根據(jù)上述權利要求中任一項所述的太陽能逆變器(M1-M3)向電網(wǎng)(SN)饋電，在所述太陽能逆變器上可以連接至少一個光電發(fā)生器(SM1-SM3)。
9.根據(jù)權利要求8所述的光電設備(PVA)，其中，所述光電設備(PVA)包括電子報警模塊(MM)，該電子模塊包括a)總線接入器(BA)，其用于與通信總線(BUS)進行數(shù)據(jù)技術的連接，b)用于接收來自太陽能逆變器(M1-M3)的故障警報(F)的裝置，以及c)用于將該故障警報(F)發(fā)送到報警臺(GS)上的裝置。
10.根據(jù)權利要求9所述的光電設備(PVA)，其中，所述報警模塊(MM)包括GSM和/或UMTS發(fā)送/接收模塊(GSM)。
11.根據(jù)權利要求9所述的光電設備(PVA)，其中，所述報警模塊(MM)包括用于與電話網(wǎng)連接的調(diào)制解調(diào)器。
12.根據(jù)權利要求9所述的光電設備(PVA)，其中，所述報警模塊(MM)包括用于與局域網(wǎng)、即LAN連接的網(wǎng)關。
13.根據(jù)權利要求9至12中任一項所述的光電設備(PVA)，其中，所述故障警報(F)可以由所述報警模塊(MM)轉(zhuǎn)換成對應的電子郵件、傳真或者SMS。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能逆變器(M1－M3)，其可以在輸入端與至少一個光電發(fā)生器(SM1－SM3)連接，而在輸出端可與電網(wǎng)(SN)、特別是公用電網(wǎng)相連接，并且包括至少一個逆變器模塊(WR)；電子控制單元(μC)，其至少用于診斷所述逆變器模塊；和總線接入器(BA)，其用于將電子控制單元與通信總線(BUS)進行數(shù)據(jù)技術的連接。此外，所述電子控制單元(μC)還包括用于周期地將所述太陽能逆變器的狀態(tài)信息(S1－S3)輸出到所述通信總線上的裝置，用于周期地將連接在所述通信總線上的其它太陽能逆變器的狀態(tài)信息(SA)讀出的裝置，以及用于在至少一個預期的其它狀態(tài)信息(SA)消失的情況下將故障警報(F)輸出到所述通信總線上的裝置。由此，可以優(yōu)選地省去單獨的監(jiān)視單元。
文檔編號H02J3/38GK1954484SQ200580015384
公開日2007年4月25日 申請日期2005年5月25日 優(yōu)先權日2004年5月27日
發(fā)明者羅蘭·伯格 申請人:西門子公司