傳送直流電力的光伏串的斷開的製作方法

2023-06-18 20:16:21 1

技術領域

本發明涉及互連在電力合成器的接線盒的輸入上的、具有直流(DC)輸出的多個光伏串，以及具體地涉及用於從電力合成器的接線盒的輸入斷開和或連接光伏串DC輸出的系統和方法。

背景技術：

在光伏發電系統和國家電氣規範中，建議的做法(2001年3月，John Wiles，西南科技發展研究所，新墨西哥州立大學，1505Payne Street Las Cruces,NM 88003)：NEC的文章690-18要求一種被提供禁用PV陣列的一些部分或整個PV陣列的機械裝置。(National Electrical (國家電氣)和是國家防火協會公司，Quincy,Massachusetts 02269的註冊商標)根據具體的設計，接地故障檢測、中斷以及陣列禁止裝置可以完成以下活動：感測超過規定值的接地故障電流、中斷或大幅減小故障電流、打開陣列與負載之間的電路、短路陣列或子陣列。

技術實現要素：

根據本發明的一個方面，提供一種直流(DC)電力合成器，其可操作以互連多個互連的光伏串。DC電力合成器可以包括適用於將至少一個光伏串從多個互連的光伏串斷開的裝置，每個光伏串可用第一和第二DC電源線連接。該裝置可以包括適用於通過比較第一和第二DC電源線中的各自的電流來測量差動電流的差動電流傳感器。第一開關與第一DC電源線串聯。控制模塊可操作地連接到差動電流傳感器和第一開關。控制模塊可以是可操作的，以便當差動電流傳感器測量到差動電流大於最大的允許電流差時打開第一開關，從而將第一DC電源線從DC電力合成器隔離並且將光伏串從互連的光伏串斷開。

可以將第二開關並聯到第一開關以形成第一單元。可以將第一單元與第一DC電源線串聯。當第一開關閉合，差動電流傳感器測量差動電流大於最大的允許電流差時，則控制模塊可以打開第一開關並且隨後可以打開第二開關。第一開關可以允許通過在第一DC電源線中流動的電流中的實質上較多的電流，並且第二開關可以允許通過在第一DC電源線中流動的電流中的實質上較少的電流。

可以將第三開關和第四開關並聯以形成第二單元。可以將第二單元與第二DC電源線串聯。第三開關可以是閉合的並且第四開關可以是閉合的，當差動電流傳感器測量到差動電流大於最大的允許電流差時，則控制模塊打開第三開關並且隨後打開第四開關。第三開關可以允許通過在第二DC電源線中流動的電流中的實質上較多的電流，並且第四開關可以允許通過在第二DC電源線中流動的電流中的實質上較少的電流。

當光伏串開始產生DC電力時，第一開關可以是打開的並且第二開關可以是打開的，則控制模塊閉合第二開關並且隨後閉合第一開關。第三開關可以是打開的並且第四開關可以是打開的，則控制模塊閉合第四開關並且隨後閉合第三開關。

第二開關和第四開關分別可以是絕緣柵雙極電晶體(IGBT)、具有集成二極體的IGBT、固態開關、金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)或場效應電晶體(FET)。第一開關和第三開關分別可以是繼電器或斷路器。

根據本發明的一個方面，提供一種用於提供接地故障保護的方法。該方法在可操作以互連多個光伏串的直流(DC)電力合成器中執行，其中每個光伏串可以用第一和第二DC電源線連接。該方法通過比較第一和第二DC電源線中的各自的電流來測量差動電流。當控制模塊測量到差動電流大於最大的允許電流差時，第一開關被打開，從而將第一DC電源線從DC電力合成器隔離，以及將光伏串從互連的光伏串斷開。可以將第一開關和第二開關並聯以形成第一單元，以及可以將第一單元與第一DC電源線串聯。可以將第三開關和第四開關並聯以形成第二單元，以及可以將第二單元與第二DC電源線串聯。第一單元可以與第二單元同時操作。

當測量差動電流並且發現差動電流大於最大的允許電流差時，第三開關可以被打開並且隨後第四開關可以被打開，這就將第二DC電源線從DC電力合成器隔離。

在比較第一和第二DC電源線中的各自的電流之前，當光伏串開始產生DC電力，且第一開關和第二開關都是打開的。則第二開關被閉合併且隨後第一開關被閉合，從而將第一DC電源線連接到DC電力合成器。

在比較第一和第二DC電源線中的各自的電流之前，當光伏串開始產生DC電力，且第三開關和第四開關都是打開的。則第四開關被閉合併且隨後第三開關被閉合，從而將第二DC電源線連接到DC電力合成器。第一開關和第三開關可以被同時操作。第二開關和第四開關也可以被同時操作。

差動電流可以指示第一DC電源線與地之間的電流。差動電流還可以指示第二DC電源線與地之間的電流。在測量差動電流之後可以通知串的故障。

通過在測量之前和測量過程中向第一DC電源線中注入電流可以開始測量差動電流的測試。通過在測量之前和測量過程中向第二DC電源線中注入電流也可以開始測量差動電流的測試。

本發明的這些、附加的和/或其他的方面和/或優點在以下詳細描述中闡明，可能從詳細的描述中推理得出，和/或可從本發明的實踐中習得。

本申請還提供以下內容：

項目1.一種直流(DC)電力合成器，其能夠操作以互連多個互連的光伏串，所述DC電力合成器包括：適用於將至少一個光伏串與所述多個互連的光伏串斷開的裝置，每個光伏串能通過第一DC電源線和第二DC電源線連接，所述裝置包括：差動電流傳感器，其適用於通過比較所述第一DC電源線和第二DC電源線中的各自的電流來測量差動電流；第一開關，所述第一開關與所述第一DC電源線串聯；控制模塊，所述控制模塊被能夠操作地連接到所述差動電流傳感器和所述第一開關；其中，所述控制模塊能夠操作以便當所述差動電流傳感器測量到所述差動電流大於最大的允許電流差時打開所述第一開關，從而將所述第一DC電源線與所述DC電力合成器隔離，並且將所述光伏串與所述互連的光伏串斷開。

項目2.根據項目1所述的DC電力合成器，還包括並聯到所述第一開關以形成第一單元的第二開關，其中所述第一單元與所述第一DC電源線串聯。

項目3.根據項目2所述的DC電力合成器，當所述第一開關閉合，所述差動電流傳感器測量到所述差動電流大於最大的允許電流差動時，則所述控制模塊打開所述第一開關並且隨後打開所述第二開關。

項目4.根據項目2所述的DC電力合成器，其中所述第一開關允許通過在所述第一DC電源線中流動的電流中的實質上較多的電流，並且所述第二開關允許通過在所述第一DC電源線中流動的電流中的實質上較少的電流。

項目5.根據項目1所述的DC電力合成器，還包括：第三開關和第四開關，所述第三開關和所述第四開關被並聯以形成第二單元，其中所述第二單元與所述第二DC電源線串聯；以及其中，所述第三開關是閉合的並且所述第四開關是閉合的，當所述差動電流傳感器測量到所述差動電流大於最大的允許電流差時，則所述控制模塊打開所述第三開關並且隨後打開所述第四開關。

項目6.根據項目5所述的DC電力合成器，其中所述第三開關允許通過在所述第二DC電源線中流動的電流中的實質上較多的電流，並且所述第四開關允許通過在所述第二DC電源線中流動的電流中的實質上較少的電流。

項目7.根據項目2所述的DC電力合成器，其中所述光伏串開始產生DC電力時，所述第一開關是打開的並且所述第二開關是打開的，所述控制模塊閉合所述第二開關並且隨後閉合所述第一開關。

項目8.根據項目5所述的DC電力合成器，其中所述第三開關是打開的並且所述第四開關是打開的，所述控制模塊閉合所述第四開關並且隨後閉合所述第三開關。

項目9.根據項目2所述的DC電力合成器，其中所述第二開關從包括了絕緣柵雙極電晶體(IGBT)、具有集成二極體的IGBT、固態開關、金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)、場效應電晶體(FET)的組中選出。

項目10.根據項目5所述的DC電力合成器，其中所述第四開關從包括了絕緣柵雙極電晶體(IGBT)、具有集成二極體的IGBT、固態開關、金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)、場效應電晶體(FET)的組中選出。

項目11.根據項目1所述的DC電力合成器，其中所述第一開關從包括了繼電器、斷路器的組中選出。

項目12.根據項目5所述的DC電力合成器，其中所述第三開關從包括了繼電器、斷路器的組中選出。

項目13.一種用於提供接地故障保護的方法，所述方法在能夠操作以互連多個光伏串的直流(DC)電力合成器中執行，其中每個光伏串能夠通過第一DC電源線和第二DC電源線連接，所述方法包括以下步驟：通過比較所述第一DC電源線和所述第二DC電源線中的各自的電流來測量差動電流；以及一旦控制模塊測量到所述差動電流大於最大的允許電流差時，打開第一開關，從而將所述第一DC電源線與所述DC電力合成器隔離，並且將所述光伏串與所互連的光伏串斷開。

項目14.根據項目13所述的方法，還包括：並聯所述第一開關和第二開關以形成第一單元，以及串聯所述第一單元與所述第一DC電源線。

項目15.根據項目13所述的方法，還包括：並聯第三開關和第四開關以形成第二單元，以及串聯所述第二單元與所述第二DC電源線；以及一旦測量到所述差動電流大於最大的允許電流差時，打開所述第三開關並且隨後打開所述第四開關，從而將所述第二DC電源線與所述DC電力合成器隔離。

項目16.根據項目14所述的方法，其中在所述比較之前，當所述光伏串開始產生DC電力並且所述第一開關和所述第二開關都是打開的，則閉合所述第二開關並且隨後閉合所述第一開關，從而將所述第一DC電源線連接到所述DC電力合成器。

項目17.根據項目13所述的方法，其中在所述比較之前，當所述光伏串開始產生DC電力並且所述第三開關和所述第四開關都是打開的，則閉合所述第四開關並且隨後閉合所述第三開關，從而將所述第二DC電源線連接到所述DC電力合成器。

項目18.根據項目13所述的方法，其中所述差動電流指示所述第一DC電源線與地之間的電流。

項目19.根據項目13所述的方法，其中所述差動電流指示所述第二DC電源線與地之間的電流。

項目20.根據項目13所述的方法，還包括：在所述測量之後通知所述光伏串的故障

項目21.根據項目13所述的方法，還包括：通過在所述測量之前和所述測量過程中在所述第一DC電源線中注入電流來開始所述測量的測試。

項目22.根據項目13所述的方法，還包括：通過在所述測量之前和所述測量過程中在所述第二DC電源線中注入電流來開始所述測量的測試。

項目23.根據項目15所述的方法，其中同時操作所述第一開關和所述第三開關。

項目24.根據項目15所述的方法，其中同時操作所述第二開關和所述第四開關。

附圖說明

參照附圖，僅通過舉例的方式在本文中描述本發明，其中：

圖1示出了根據本發明的一個方面的電力合成器盒。

圖2示出了根據本發明的一個方面的隔離器和傳感單元的進一步的細節。

圖3示出了根據本發明的一個方面的數字控制器的更多細節。

圖4示出了根據本發明的一個方面的用於通過使用隔離和測試單元將一個串從多個並聯的串斷開的方法。

當結合附圖考慮時，根據以下詳細的描述，以上方面和/或其他方面將變得明顯。

具體實施方式

現將對本發明的一些方面做出參考，在附圖中示出了其實例，其中在所有圖示中相同的參考標記指的是相同的元件。以下通過參考圖示來描述這些方面以解釋本發明。

在詳細解釋本發明的一些方面之前，要理解的是本發明不將其申請限制於以下描述中說明的或圖示中所示出的組件的設計和排列的細節。本發明能夠是其他方面，或者能夠通過不同方式實踐或執行。此外，要理解的是本文中採用的用語和術語是用於描述的目的以及不應被理解為是限制性的。

通過介紹，本發明的方面可以是針對在將直流(DC)串與多個互連DC串斷開或連接時減少電弧。電弧可對電力分配系統和電子設備具有不利影響。電弧可發生在開關、斷路器、繼電器觸點、保險絲和不良電纜終端中。例如，當電路被斷開或者在連接器中發生不良連接時，在繼電器的觸點上可形成電弧放電。電弧放電是氣體的電擊穿，其產生持續的等離子體放電，由流過通常是非導電的介質比如空氣的電流所導致。在剛剛斷開時，兩觸點之間的間隔距離可以非常小。因此，觸點之間的空氣縫隙兩端的電壓產生以伏特/毫米為單位的非常大的電場。這種大電場導致在斷開的兩側之間的電弧點火。如果電路具有足夠的電流和電壓來維持電弧時，則電弧可導致對裝置的破壞，比如導體融化、絕緣體破壞和火災。交流(AC)電力系統的零交叉可能導致電弧不會重新點火。然而，具有DC串的直流系統比AC系統更容易產生電弧，這是因為在DC電力系統中不存在零交叉。第US2006/0237058號美國專利申請公開沒有解決由於DC串的斷開所導致的電弧的問題。

根據本發明的一個方面，現參考示出了電力合成器盒19的圖1。電力合成器盒19包括多個合成器電路板12、多個數字控制器10、多個隔離和測試單元4、多個光伏串輸入8、多個匯流條17和13、用戶接口16和供電單元(PSU)18。

每個合成器電路板12具有機械安裝到板12的多個單元4a-4n。單元4通常接收來自光伏串8或其他DC電源比如電池、電動燃料電池或直流發電機的直流(DC)輸出。優選地，可以使用匯流條17將單元4a-4n的輸出9並聯。可選地，可以首先將單元4a-4n的輸出9連接到DC-DC轉換器的輸入。然後，可以將DC-DC轉換器的輸出連接到匯流條17。可以使用匯流條13進一步地將多個匯流條17並聯。從而，匯流條13給出了電力合成器19的合成DC電力輸出。可以通過雷電抑制器192(例如壓敏電阻型)來保護電力合成器19，並且還可以使用DC斷開器194來隔離電力合成器19。數字控制器10可經由通信和控制線路11被可操作地連接到單元4a-4n。通信和控制線路11通常將控制信號傳輸到單元4，例如用於接通或斷開單元4，或接收表示例如位於單元4中的傳感器所測量的電流或電壓的信號。

用戶接口16可經由雙向通信線路3被可操作地連接到數字控制器10。例如，通信線路3通常是雙RS-485總線。用戶接口16使用來自電源18的DC電力進行供電，電源18將電源交流(AC)電力轉換為DC電力。直流電力還可以被用於為電路板12、控制器10和單元電路4供電。可選地，電路板12、控制器10和單元電路4可以由從串8獲得輸入的DC-DC轉換器或者由來自PSU 18的DC供電。

現參考根據本發明的一個方面示出了單元4的進一步的細節的圖2。光伏串8具有連接到節點X的負線和連接到保險絲404的一端的正線。保險絲404的另一端連接到節點A。跨節點A和X可以是雷電抑制器402。抑制器402還可以額外電接地。

跨節點A和B連接的可以是提供輸出406的電壓傳感器V1。電壓傳感器V1通常可以測量節點A或節點B的電壓，或者在節點A與節點B之間的電壓差。輸出406可經由控制和通信線路11(未示出)被可操作地連接到控制器10。絕緣柵雙極電晶體(IGBT)Q1的集電極連接到節點A。Q1的發射極連接到IGBT Q2的發射極。Q2的集電極連接到節點B。Q1和Q2的發射極還連接到兩個二極體D1和D2的陽極。D1的陰極連接節點A並且D2的陰極連接到節點B。Q1的基極被連接到Q2的基極。驅動電路400的一個輸出連接到Q1和Q2的基極，並且另一個輸出連接到二極體D1和D2的陽極。繼電器RR1的接觸開關S1的一側連接到節點A。接觸開關S1的另一側連接到繼電器RR2的接觸開關S2的一側。接觸開關S2的另一側連接到節點B。

跨節點X和Y連接的是提供輸出408的電壓傳感器V2。電壓傳感器V2通常可以測量節點X或節點Y的電壓，或者在節點X與節點Y之間的電壓差。輸出408可經由控制和通信線路11被可操作地連接到控制器10。絕緣柵雙極電晶體(IGBT)Q3的集電極連接到節點X。Q3的發射極連接到IGBT Q4的發射極。Q4的集電極連接到節點Y。Q3和Q4的發射極還連接到兩個二極體D3和D4的陽極。D3的陰極連接節點X，並且D4的陰極連接到節點Y。Q3的基極被連接到Q4的基極。驅動電路400的一個輸出連接到Q3和Q4的基極，並且另一個輸出連接到二極體D3和D4的陽極。繼電器RR3的接觸開關S3的一側連接到節點X。接觸開關S3的另一側連接到繼電器RR4的接觸開關S4的一側。接觸開關S4的另一側連接到節點Y。繼電器RR1、RR2、RR3和RR4通常具有額定的、關於開關觸頭S1、S2、S3、S4的700伏特的擊穿DC電壓。繼電器RR1、RR2、RR3和RR4通常是額定值約1000伏特的AC繼電器或DC繼電器。在串8和合成器盒19的常規操作中，繼電器RR1、RR2、RR3和RR4可以是接通的，即開關觸頭S1、S2、S3、S4可以是閉合的並且IGBT Q1、Q2、Q3、Q4也可以是接通的。相對於開關觸頭S1、S2、S3、S4兩端基本上零電壓，IGBT的典型的集電極發射極電壓(VCE)約為2伏特。因此，串電流(I串)絕大部分流過開關觸頭S1和S2(正線中)以及流過開關觸頭S3和S4(負線中)。

節點B連接到剩餘電流裝置RCD1的正極輸入，並且節點Y連接到剩餘電流裝置RCD1的負極輸入。剩餘電流裝置RCD1提供正線輸出以及經由負線輸出中串聯的電流傳感器R2提供負線輸出。可選地，可以將剩餘電流裝置RCD1布置在串8的正輸出和負輸出之間，以及節點A和X之間。剩餘電流裝置RCD1通常是霍爾效應的剩餘電流裝置(RCD)。可操作地連接到RCD1的可以是經由電感器L2的測試電路414。RCD1可經由霍爾效應被可操作地連接到測試電路414。可以將電感器L2與電池B1或來自PSU 18的DC電源、電阻器R1和開關Q5串聯。開關Q5的柵極可經由控制和通信線路11被可操作地連接到控制器10。剩餘電流裝置RCD1提供對DC輸出9的正線與DC輸出9的負線中的電流之間的差動電流的測量。可選地，差動電流閾值可以是約20毫安。此外，剩餘電流裝置RCD1提供DC輸出9的負線與正線之間的差分電壓的測量。差動電流和差分電壓可以被用於計算串8的電力。可以經由輸出410為控制器10提供差動電流的測量。輸出410可以被可操作地經由控制和通信線路11連接到控制器10。可以從放大器A1的輸出提供輸出410，放大器A1的輸入之間跨有電感器L1。電感器L1可操作地將放大器A1連接到RCD1。可選地，表示電流洩露的差動電流的閾值可以是約為20毫安的值。高於20毫安的值的差動電流通常可以表示光伏串8中的電流洩露。通常，串8的正極和負極可以與電接地隔離。電流洩露可在負極與電接地之間或者在正極與電接地之間。大於20毫安的差動電流還發生在例如使用測試電路414將其他電流施加到節點B和/或節點Y的正極時。

還可以根據放大器A2的輸出412提供對串8電流的測量。輸出412可經由控制和通信線路11被可操作地連接到控制器10。輸出412與電壓傳感器408和406一起可以提供對串8生成的電力的測量。可以將電流傳感器R2經由串聯電阻器R3和R4連接到放大器A2的輸入。電流傳感器R2可以位於正DC電源線或負電源線中。

現參考根據本發明的一個方面的、示出了數字控制器10的更多細節的圖3。數字控制器10包括多路復用器106a、106b/108a、108b，數位訊號處理器(DSP)100a/100b，模擬數字(AD)轉換器104a/104b，用戶接口16，供電單元18和複雜可編程邏輯器件(CPLD)102。用戶接口16可以用來自PSU 18的直流(DC)電源供電。用戶接口16可使用雙向總線3被可操作地連接到DSP 100a和DSP 100b，總線3可以是雙RS-485總線。使用16個光伏串8作為例子，優選地，DSP 100a和多路復用器106a和108a可以負責光伏串8中的8個，而DSP 100b和多路復用器106b和108b可以負責剩餘8個光伏串8。控制線路120a可以從DSP 100a供給以控制多路復用器106a，而控制線路120b可以從DSP 100b供給以控制多路復用器106b。使用該實例，多路復用器106a接收8個串8的輸出406、408和412。DSP 100a可以經由控制線路120a控制多路復用器106a以選擇8個串8中的哪一個串8可以被用於向模擬數字(AD)轉換器104a提供輸出406、408和412。(與多路復用器106a)類似的是，多路復用器106b接收其他8個串8的輸出406、408和412。多路復用器108a接收8個串8的輸出410。DSP 100a可以經由控制線路130a控制多路復用器108a以選擇8個串8中的哪一個串8可以被用於向模擬數字(AD)轉換器104a提供輸出410。(與多路復用器108a)類似的是，多路復用器108b接收其他8個串8的輸出410。DSP 100a與DSP 100b之間的同步可以通過使用雙向同步控制線路132。複雜可編程邏輯器件(CPLD)102提供輸出以控制為每個串8使用的每個單元4中的測試電路414、驅動電路400和繼電器RR1-RR4。還可以通過分別使用監控雙向控制線路WDb和WDa由CPLD 102驗證DSP110b和DSP 100a的工作操作。根據本發明的另一方面，可使用僅一個DSP100和多路復用器106和108來實現用於大量光伏串8的控制器10。

現參考圖4，其示出了根據本發明的一個方面的、用於通過使用隔離和測試單元4將一個串8從多個並聯的串8斷開的方法401。再次參照圖2，可以在節點A和B之間形成隔離器(步驟403)，以便將隔離器與串8的正電源線串聯(步驟405)。類似地，可以在節點X與Y之間形成第二隔離器，以便將第二隔離器與串8的負DC電源線串聯。隔離器與第二隔離器可以是相同的電路，並且通常可以被驅動電路400同時激活。通常，可以不將串8的負電源線連接到電接地。因此，在由於串8中的故障導致電流洩露到地的情況下，隔離器和第二隔離器這兩者斷開串8的操作防止了電流從其他並聯的串8洩露到電接地。

步驟403中在節點A與B之間形成隔離器包括第一開關和第二開關。隔離器將串8與輸出9連接和斷開。可以將第一開關與第二開關並聯以形成並聯連接。然後，該並聯連接可以在節點A和B之間串聯。可以通過分別串聯繼電器RR1和RR2的開關S1和S2來形成第一開關。第二開關包括連接到節點A的Q1的集電極以及連接到節點B的Q2的集電極。可以將Q1和Q2的發射極連接在一起。還可以將Q1和Q2的發射極連接在一起的位置連接到二極體D1和D2的陽極。D1的陰極連接節點A，並且D2的陰極連接到節點B。可以將Q1和Q2的基極連接在一起，並且在可以將Q1和Q2的基極連接在一起的位置處可實現到達驅動電路400的連接。在可以將Q1和Q2的發射極連接在一起的位置處可實現到達驅動電路400的第二連接。

可以將剩餘電流裝置RCD1的輸入連接在節點B和Y兩端。RCD1提供了對在串8的正線中流動的電流與在串8的負線中流動的電流之間的差動電流的值的測量(步驟407)。可能大於預定值的差動電流通常表示由於串8或者連接到串8的電源線中的故障所導致的電流洩漏到電接地。此外，可能大於預定值的差動電流可以由測試電路414提供以便保證測量步驟407作為周期性測試功能的一部分正確地工作。在正常操作模式中，當節點A和B/X和Y之間的隔離可以接通時，可以測量差動電流的水平。在正常操作模式過程中，正線中的電流可以是流過開關觸點S1、S2的電流與流過Q1和D1以及Q2和D2的電流之和。在正常操作模式過程中，負線中的電流可以是流過開關觸點S3、S4的電流與流過Q3和D3以及Q4和D4的電流之和。開關S1-S4較低的接通電阻意味著流過開關S1-S4的電流遠大於流過IGBT Q1-Q2和二極體D1-D2的電流。在正常操作模式過程中，串8的正線中流動的電流和串8的負線中流動的電流之間的差動電流的水平可能實質上為零和/或小於20毫安。在判定框409中，如果差動電流的水平的模實質上為零和/或小於20毫安，則繼續以步驟407監視差動電流。在判定框409中，如果差動電流的水平的模可能大於預定值(通常大於20毫安)，則繼電器RR1-RR4可被斷開(步驟411)從而打開開關S1-S4。開關S1-S4的打開實質上增加了仍處於接通狀態的IGBT Q1-Q4和二極體D1-D4中的電流。流過IGBT Q1-Q4和二極體D1-D4的電流的大幅增加意味著在步驟411中開關S1-S4的打開允許最小化開關S1-S4的電弧。當開關S1-S4可打開之後，IGBT Q1-Q4可被斷開(步驟413)。

在判定415處，通過測量節點A、B和節點X、Y兩端的電壓進行檢查，以查看IGBT Q1-Q4和開關S1-S4是否確實被關斷。通過電壓傳感器V1和電壓傳感器V2可以分別測量節點A、B和節點X、Y兩端的電壓。電壓傳感器V1提供輸出406，並且電壓傳感器V2提供輸出408。此外，從輸出410、412和RCD1傳感的電流和電壓可以被用於查看IGBT Q1-Q4和開關S1-S4是否確實被關斷。如果IGBT Q1-Q4和開關S1-S4確實被關斷，則可開始關於串的斷開狀態(步驟419)，否則在步驟417中執行故障的警報或指示。

例如，當多個串8開始生成DC電力時，串8的連接具有最初被斷開的IGBT Q1-Q4和開關S1-S4。首先，接通IGBT Q1-Q4，之後閉合開關S1-S4。在閉合開關S1-S4之前首先接通IGBT Q1-Q4防止了開關S1-S4的電弧。在串8的正常操作過程中，開關S1-S4的較低接通電阻意味著流過開關S1-S4的電流遠大於流過IGBT Q1-Q2和二極體D1-D2的電流。

本文中使用的術語「包括(comprising)」指的是開放式的元件組，例如包括元件A和元件B的意思是包括一個或多個元件A和一個或多個元件B，並且可包括不同於元件A和元件B的其他元件。

本文中使用的術語「感測」和「測量」是可互換的。

本文中使用的不定冠詞「一(a)」、「一(an)」，比如「一串」、「一開關」具有「一個或多個」的意思，即「一個或多個串」或「一個或多個開關」。

已經提供了不同的特徵/方面/組件/操作的實例以便於理解本發明的公開的方面。此外，已經討論了不同的優先選擇以便於理解本發明的公開的方面。要理解的是本文中公開的所有實例和優先選擇旨在是非限制性的。

雖然已經分別示出並描述了本發明的所選方面，要理解的是所述方面中的至少一些方面可被合併。此外，雖然已經示出並描述了本發明的所選方面，要理解的是本發明不限於所述方面。相反地，要理解的是可以在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些方面作出修改，本發明的原理和精神的範圍由權利要求和其等價物來界定。