[发明专利]采用直流发电模块和多个串保护器的串和系统

说明书

技术领域

所公开的构思通常涉及串(string)，更特别地，涉及包含多个例如光伏发电模块等的直流发电模块的这种串。所公开的构思还涉及系统、单个串、组成阵列的多个串以及例如串阵列的多个阵列，其中，串阵列包含多个具有多个直流发电模块的串。

背景技术

已经知道，在光伏(PV)(例如，光电；太阳能发电)系统中不存在已知的装置能够在发生能够造成火灾的短路故障(例如但不限于，并联电弧)时阻止串或串阵列产生能量。例如，串的负载端上的熔断器不能阻止这种故障的发生。例如，电弧消耗没有到达逆变器或负载的能量。

已知的实践是在串的负载端在一个馈电导体(例如，电线；典型地为正极电线)中放置保护装置(即，熔断器)，来防止出现反馈状况和反馈短路。正极或负极馈电线包含保护装置(即熔断器)，取决于制造者。系统可具有接地连接或者可以不接地，取决于当地建筑规范。一些已知的汇流箱(combiner box)在馈电端而不是远端上在用于不接地系统的导线上均包含熔断器。据信，保护装置没有用于PV发电模块、串的远端或回路导体(return conductor)。据信，PV发电模块和回路导体之间的所有连接馈电导体不受免遭发生各种电弧事件或短路的保护。

图1示出了串联连接的直流(DC)发电模块8(例如，PV发电模块)的几个并联串2，4，6，其具有位于每串的正极导体12上的保护装置10。此保护装置10是熔断器，仅当相应串2，4，6短路并被汇流连接在汇流箱16内的主DC母线14上的其他PV串反馈时防止出现反向过电流。

采用熔断器来实现过流保护和采用二极管来阻止反向电流是已知的。据信，已知的DC发电模块的串和阵列没有提供串联或并联电弧故障保护。

包含多个直流发电模块的串在电气安全方面存在改善的空间。

包含具有多个直流发电模块的串的系统——例如串阵列——也存在改善的空间。

发明内容

这些和其他的需求通过所公开构思的实施例得以满足，其检测直流发电模块的串联连接串中的电弧放电，并在例如但不限于发生“电路内(in-circuit)”电弧(通常称为串联电弧)或“短路”电弧(通常称为并联电弧)的情况下中断电流的流动。这也为这些串中的导体和直流发电模块，以及从发电串到电汇流箱——其中，来自相邻串的电流被合并和端接(terminat)——的导体提供了保护，以防止发生其他的短路。这缓解了在否则不受保护的直流发电模块串中的潜在的电火灾的危险。

根据所公开构思的一个方面，串包含：多个直流发电模块，其串联电连接以形成第一端和第二远端(a remote second end)；电力线，其在第一端上电连接到所述多个直流发电模块中的一个；回路线，其在第二远端上电连接到所述多个直流发电模块中的另一个；串的电力线中的串保护器，其包含电弧故障保护器、反向电流保护器和接地故障保护器中的若干个。

根据所公开构思的另一个方面，串包含：多个直流发电模块，其串联电连接以形成第一端和第二远端；电力线，其在第一端上电连接到所述多个直流发电模块中的一个；回路线，其在第二远端上电连接到所述多个直流发电模块中的另一个；第二远端上在串的回路线中的串保护器，其包含过流保护器、电弧故障保护器、反向电流保护器和接地故障保护器中的若干个。

根据所公开构思的另一个方面，串包含：多个直流发电模块，其串联电连接以形成第一端和第二远端；电力线，其在第一端上电连接到所述多个直流发电模块中的一个；回路线，其在第二远端上电连接到所述多个直流发电模块中的另一个；串的电力线中的第一串保护器；第二远端上在串的回路线中的第二串保护器，其中，第一串保护器和第二串保护器中的一个包含过流保护器、电弧故障保护器、反向电流保护器和接地故障保护器中的若干个，且其中，第一串保护器和第二串保护器中的另一个包含过流保护器、电弧故障保护器、反向电流保护器、接地故障保护器以及与电力线或回路线串联的远程控制开关中的若干个。

第一串保护器和第二串保护器中的至少一个可被构造成监视或报告在串的电力线或回路线中流动的电流。

第二串保护器可位于远程汇流箱中或被布置在第二远端。

第二串保护器可被构造成测量由所述多个直流发电模块中的这样另外一个产生的电流和电压，而不考虑所述多个直流发电模块中的这样另外一个是否与串隔离。

第一串保护器和第二串保护器可被构造成分别跳闸断开串的电力线和回路线；第一串保护器和第二串保护器可被进一步构造成在互相之间进行通信，以使第一串保护器和第二串保护器中的一个的跳闸引发第一串保护器和第二串保护器中另一个的跳闸。