[发明专利]供电布置

说明书

技术领域

本发明涉及包括电源和切换布置的供电布置。所述切换布置包括切换块，其中所述切换块包括用于连接功率的源接口、用于连接负载的负载接口以及用于连接电网的电网接口。

背景技术

接通电力在今天是至关重要的。电源应当在任何时候不间断地提供功率。这不仅适用于供应一地区或聚居区的大型发电厂，而且也适用于例如向房屋提供功率的本地电源。为了确保不间断供电，经常将电力负载连接到一个以上的电源。这放开了即使在一个电源故障的情况下也能够不间断地向负载供电的可能性。

这尤其适用于包括可再生电源的供电布置。可再生电源的输出功率可以随时间而变化，并且所产生的输出功率因此可能不会在任何时候都能满足负载的要求。具有可再生电源的常见供电布置通常包括将所产生的直流（DC）功率转换成单相或多相交流（AC）输出功率的逆变器。通常，将本地电力负载连接到逆变器。这样的本地负载可以例如由房屋的功耗来表示。经常将负载另外连接到公共电力网。因此，负载可以由可再生电源（例如，由光伏（PV）系统、风电场或沼气发电厂）供电，并且另外由电网供电。此外，将可再生电源连接到电力网。如果本地负载的功率需求小于从所述电源提供的功率，那么这提供了将剩余功率馈送到电网中的可能性。在本地需求超过从可再生电源提供的功率的情况下，从公共电力网获得缺少的功率。这样的电网并行操作可以具有经济利益，并且给本地负载提供冗余供电。

为了可选择地将电源连接到电网或负载或二者，供电布置包括连接开关。此外，供电布置需要安全保护措施。如果在公共电力网不再存在（present）的情况下电源继续为电网供电，则导致孤岛效应。这样的孤岛效应对可能没有意识到电路仍在被供电的电力网工作者来说可能是危险的。因此，电源必须能够检测电网故障，并且然后停止操作。因此，供电布置包括防孤岛效应继电器，以在电网故障的情况下或者在电网不再存在时使电源与电网断开。像连接开关和防孤岛效应继电器这样的开关通常位于印制线路板（PWB）上的逆变器内部。

作为进一步的安全保护措施，供电布置需要附加的机械旁路开关以在电源故障的情况下使负载与电源断开并将负载连接到公共电力网。通常将这样的旁路开关布置在逆变器外部，并且必须手动操作。在电源出现问题的情况下，用户必须切换旁路开关以将负载连接到电网。这是不方便的，并且引起旁路开关处于错误或处于不利的切换位置的风险。

存在本领域中已知的供电布置，其以这样的方式自动操作，即当电力网故障时使本地电源与电网断开。例如，EP 1 965 483 A1（SMA太阳能技术股份公司）公开了一种供电系统，其包括切换布置和具有连接到电力网、本地负载和电池的逆变器的本地PV系统。所述供电系统在电网故障的情况下使负载和PV系统与电网断开。所述系统进一步包括在电网和负载之间的转换开关。电网中一有电压，转换开关就自动地将负载连接到电网。如果在切换布置和PV系统之间的数据连接中存在故障，则转换开关将负载连接到电力网。

另一供电布置公开了EP 2 228 895 B1（SMA太阳能技术股份公司）。一种光伏逆变器包括位于整流器和电力网之间的继电器电路。继电器电路被实现为用于防止到电网中的非故意馈送的自动开关。逆变器因此包括用以能够使逆变器与电网断开的防孤岛效应检测以便避免危险情况。

以上提到的系统在电网故障的情况下自动使本地负载或本地电源与电网断开。但是，不仅电网可能故障，而且本地电源也可能具有故障。例如，如果逆变器故障，那么必须将负载连接到电力网以确保供电。本领域中已知的系统确实没有充分地考虑该事实，并且仅具有例如如上所述的旁路开关的手动开关来使负载与电源断开。这样的手动操作旁路开关承受着处于错误或不利切换位置的风险。如果在电源中发生故障或者如果电网不存在，并且如果手动切换的旁路处于错误位置，则可能损坏相关设备或者甚至可能将人置于危险之中。如果旁路开关处于不利的切换位置，则电源可以将功率馈送到电网中并从电网向负载供电。这意味着所产生的功率可能没有用于供应负载，这从经济角度来看是不利的。

发明内容

本发明的目的是设计属于最初提到的技术领域的包括切换布置的供电布置，所述切换布置允许在没有手动干预的情况下进行切换并向负载安全供电。

本发明的另一目的是为所述供电布置提供一种对应的切换布置以及一种用于控制这样的供电布置的方法。

通过权利要求1的特征具体说明了本发明的解决方案。根据本发明，切换布置包括用于取决于电源的情况来控制切换块的控制器。