本发明涉及一种用于识别pv设备的光伏(pv)模块的势能诱导退化(pid)的方法。所述方法在pv设备的持续运行中进行，并且能够在没有附加的传感器开销的情况下成本有利地实现。该方法与已知的用于识别势能诱导退化的方法相比具有减小的馈电损耗。此外，本发明涉及一种用于执行所述方法的光伏(pv)逆变器，而且还涉及一种具有这种光伏(pv)逆变器的光伏(pv)设备。
背景技术：
pv模块的势能诱导退化(pid)理解为pv模块的通常在时间上缓慢并且不易察觉地正在进展的损坏。在此，pv模块如此被损坏，使得所述pv模块的最大功率随着损坏程度的增加而降低。如果提前识别到该势能诱导退化，则可以通过适当的措施、例如使pv模块的发电机电位相对于地电位pe移动而至少在一定程度上重新修复损坏的pv模块。然而，势能诱导退化通常由于其缓慢进展的特性而不能、至少不能被提前识别。因此，通常发生pv模块的不可逆转的损坏，这种损坏缩短该pv模块的寿命。在pv模块的总归缩短的寿命期间，具有受损的pv模块的pv设备的效率附加地降低。因此期望的是，尽可能提前识别pv设备的pv模块的正在进展的势能诱导退化。
由ep2019433a1已知一种用于在光伏单元处进行错误诊断的设备。该设备包含用于测量光伏单元的电流/电压特性曲线的测量单元。在预定义的标准条件下，转换单元将通过测量单元测量的电流/电压特性曲线转换成标准化的电流/电压特性曲线。此外，该设备还包括用于存储多个参考特性曲线的存储器以及分析处理单元，该分析处理单元用于将所转换的电流/电压特性曲线与所存储的参考特性曲线进行比较，并且该分析处理单元用于确定，电流/电压特性曲线与参考特性曲线中的哪个相协调。为了在预定义的标准条件下转换成标准化的电流/电压特性曲线，该设备需要用于探测当前环境条件的附加传感器、尤其温度传感器以及用于测量辐射强度的传感器。
网页http://www.ni.com/white-paper/7230/en/提供关于光伏电池的在电流/电压特性曲线方面的理论关联概述。
文献jp2008091807a公开一种设备，借助该设备可以识别太阳能电池装置的错误，并且可以求取这些错误的原因。通过匹配电路调节太阳能装置处的参考输出电压，并且测量该参考输出电压所对应的电流。附加地，可以通过匹配电路调节太阳能电池装置的参考电流，并且求取配属于该参考电流的输出电压。
文件jp2012186409a公开一种用于确定太阳能电池装置的遮光状态的设备。首先由空载电压、短路电流、mpp电压以及mpp电流的值计算出参考电流/电压特性曲线。通过将在太阳能电池装置的运行中测量的电流/电压特性曲线与参考电流/电压特性曲线进行比较来求取遮光状态。
文献jp2003121490a公开一种方法，以便由太阳能电池的电流/电压特性曲线来确定诸如空载电压或串联电阻的特征值。在该方法中，与所测量的电流/电压数据的数量和间隔无关地提取如下测量数据：所述测量数据能够在相应的区域中实现所述电流/电压特性曲线的尽可能准确的线性近似。
文献at508834a1公开用于光伏(pv)设备中的错误识别的一种方法和一种设备。在此，在第一运行状态中，在第一时刻求取pv设备的第一输出电压(u0，umpp)。在第二时刻，在与第一运行状态可比较的第二运行状态中求取pv设备的第二输出电压(u0，umpp)。最后，求取第一与第二输出电压(u0，umpp)之间的偏差，并且当所述偏差超过预给定的阈值时输出错误报告。
技术实现要素：
本发明基于如下任务：说明一种根据独立权利要求1的前序部分的方法，该方法在pv设备的持续运行中探测pv模块的正在进展的势能诱导退化(pid)，其中，以尽可能小的硬件技术开销和尽可能小的最大可能馈电功率损耗来实现所述探测。此外，本发明的任务在于，说明一种用于执行所述方法的pv逆变器，以及一种具有相应的pv逆变器的pv设备。
本发明的任务通过具有独立权利要求1的特征的方法来解决。从属权利要求2至16针对该方法的优选实施方式。权利要求17至19涉及一种用于执行该方法的pv逆变器。权利要求20涉及一种具有相应的pv逆变器的pv设备。
根据本发明的用于识别pv设备的pv模块的势能诱导退化(pid)的方法具有一测量流程，其具有如下步骤：
-在最大功率工作点(mpp)以配属于最大功率工作点(mpp)的发电机电压(umpp)值和发电机电流(impp)值来运行pv设备的pv发电机，
-在第一发电机电压(u1)的情况下运行pv设备的pv发电机，并且探测配属于第一发电机电压(u1)的第一发电机电流(i1)，
-附加地在第二发电机电压(u2)的情况下运行pv设备的pv发电机，并且探测配属于第二发电机电压(u2)的第二发电机电流(i2)。在所述方法情况下，第一发电机电压(u1)如此选择，使得pv发电机在第一发电机电压(u1)的情况下的第一功率(p1)——p1＝u1*i1
——与pv发电机在最大功率工作点(mpp)处的功率(pmpp)之间存在预定义的第一比例(v1)：v1＝p1/pmpp且v1≤1。由第一和第二发电机电压(u1，u2)的所求取的值和/或第一和第二发电机电流(i1，i2)的所求取的值确定特征值y，该特征值表征势能诱导退化的进展(fortschritt)。
在本发明的意义上，概念“势能诱导退化的进展”同时也理解为“势能诱导退化的程度”。因此，例如可以在不同时间、例如每天、每周或每月在pv设备的个体化的pv发电机处重复测量流程，并且针对每个测量流程确定和存储特征值y。通过将同一pv发电机的当前确定的特征值y与之前确定的特征值y进行比较，既可以描述pv模块的势能诱导退化的时间变化过程、并且因此也能描述pv模块的势能诱导退化的进展或当前存在的损坏程度。
一方面，pv发电机可以涉及pv设备的整个pv发电机。这尤其在pv设备具有如下pv逆变器时是这种情况：该pv逆变器具有用于连接仅一个pv发电机的仅一个dc输入端。然而，在本申请的意义上，pv发电机也可以涉及具有多个pv部分发电机的pv发电机的仅一个pv发电机。例如当pv设备具有作为pv逆变器的多串逆变器(multistring-wechselrichter)时就是这种情况。在此，多串逆变器具有分别用于连接pv部分发电机的多个dc输入端。在这种情况下，可以彼此独立地控制不同的pv部分发电机，并且还可以彼此独立地实现各个pv部分发电机的mpp跟踪。
在所述方法中，将第一功率调节到相对于pv发电机的特征参考点、即最大功率工作点(mpp＝maximumpowerpoint)的预定义的第一比例中。因为将第二功率调节到相对于第一功率的预定义的第二比例中，所以也间接地将第二功率调节到相对于pv发电机的最大功率工作点的预定义的比例中。在此，第一功率可以要么小于、要么等于pv发电机的最大功率工作点处的功率。相反地，第二功率相对于pv发电机的最大功率工作点处的功率、并且尤其也相对于pv发电机的第一功率减小。配属于第一和第二功率的第一和第二发电机电流的值或第一和第二发电机电压的值由功率预定值以及当前存在的环境条件、例如太阳辐射和温度得出。在此，无关紧要的是：第二发电机电压u2小于还是大于第一发电机电压u1。
该方法使用以下认知：在如此选择配属于第一功率的第一工作点和配属于第二功率的第二工作点的情况下，特征值y在很大程度上独立于、至少不显著取决于可能波动的环境条件。仅仅在执行用于确定特征值y的测量流程期间，应该存在尤其在辐射和温度方面几乎恒定的环境条件。然而，在时间上彼此相继的测量流程情况下肯定会发生环境条件的变化，而这不会对所求取的特征值y具有显著影响。因此，势能诱导退化的这种测量可以在没有用于检测当前温度和辐射的传感器的情况下进行。更确切地说，所述方法使用的是在所涉及的pv逆变器情况下始终存在的传感器、例如电流传感器和电压传感器。在当前可供使用的pv逆变器的情况下，pv逆变器的控制设备典型地也能够在相对于配属于pv设备的最大功率工作点(mpp)的功率减小的功率的工作点的情况下运行连接到pv逆变器处的pv发电机——并且因此pv设备。因此，所述方法能够简单地并且成本有利地集成到商用pv逆变器中。在所述方法情况下，与pv发电机的最大功率工作点mpp处的功率相比，pv发电机的第二功率以及可选地还有第一功率减小。所需的减小量取决于所使用的电流传感器和电压传感器的精确性。所使用的电流传感器和电压传感器设计得越精确，用于确定特征值y所需的相对于pv发电机的最大功率工作点处的功率的功率减小就越小。在使用当前可用的电流传感器和电压传感器的情况下，相对于pv发电机的最大功率工作点(mpp)处的功率，所减小的功率最大为60％、最大80％、必要时最大90％、然而最高是95％。在用于识别pv设备的pv模块的势能诱导退化的方法期间，pv设备的pv发电机仅略微受调节地运行，而且这也仅针对一个相应的测量流程期间的或多个相应的测量流程期间的一时间段而言。也就是说，所述方法对于由pv设备馈送到电网中的电能仅具有轻微的、并且通常可忽略的影响。换句话说，在执行所述方法的情况下，与一个类似的然而未使用所述方法的并且持续运行在最大功率工作点中的pv设备相比，所述pv设备馈送到电网中的电能未显著减小。
在所述方法的一种有利实施方式中，附加地在第三发电机电压(u3)的情况下运行pv设备的pv发电机，并且探测配属于第三发电机电压(u3)的第三发电机电流(i3)。在此，第三发电机电压(u3)如此选择，使得pv发电机在第三发电机电压(u3)的情况下的第三功率(p3)——p3＝u3*i3——与pv发电机的第一功率(p1)存在预定义的第三比例(v3)：v3＝p3/p1且v3<1，并且对于发电机电压(u1，u2，u3)相应于其值适用：(u3<u1<u2)形式的关系或(u2<u1<u3)形式的关系。在这种情况下，由第一、第二和第三发电机电压(u1，u2，u3)的值和/或由第一、第二和第三发电机电流(i1，i2，i3)的值确定表征势能诱导退化进展的特征值y。在此，第一发电机电压u1始终处于第二发电机电压u2的值与第三发电机电压u3的值之间。然而无关紧要的是：第二发电机电压u2在此小于还是大于第三发电机电压u3。
在用于识别pv设备的pv模块的势能诱导退化的方法的一种实施方式中，pv发电机在第三发电机电压(u3)的情况下的第三功率(p3)等于pv发电机在第二发电机电压(u2)的情况下的第二功率(p2)。
在用于识别pv设备的pv模块的势能诱导退化的方法的一种有利实施方式中，在执行个体化测量流程期间检查：pv发电机的环境条件、尤其辐射和温度是否足够稳定。为此目的，在对于这些发电机电压(u1，u2，u3)中的一个的测量流程期间实现首次开动(anfahren)，并且与首次开动在时间上错开地进行相应发电机电压(u1，u2，u3)的另一开动。在相应发电机电压(u1，u2，u3)的另一开动的情况下也探测另一发电机电流(i1,2，i2,2，i3,2)。现在，将另一发电机电流(i1,2，i2,2，i3,2)的值与相应的发电机电压(u1，u2，u3)的首次开动情况下的发电机电流(i1，i2，i3)的相应值进行比较。在此，仅当发电机电流(i1，i2，i3)与另一发电机电流(i1,2，i2,2，i3,2)的差的绝对值低于预定义的阈值δi时，才考虑使用相应的测量流程来确定特征值y。如果是这种情况，则发电机电流(i1，i2，i3)的相应值足够接近另一发电机电流(i1,2，i2,2，i3,2)的相应值。由此识别：pv发电机的电流/电压特性曲线上的任意却固定选择的工作点在测量流程期间是否发生改变。工作点的变化表明：pv发电机的环境条件在测量流程期间已经显著变化。如果在测量流程期间环境条件发生改变，则会导致特征值y被确定为错误的值。为了避免这种情况，仅当存在充分的可重复性或相应发电机电流(i1，i2，i3)与另一发电机电流(i1,2，i2,2，i3,2)的相似性的情况下，才考虑使用该测量流程来确定特征值y。如果是这种情况，则可以假设环境条件在测量流程期间足够恒定。
有利地，在测量流程开始时进行发电机电压(u1，u2，u3)的首次开动，并且在测量流程结束时进行相应发电机电压(u1，u2，u3)的另一开动。因此，对于执行测量流程的时间段充分准确地确保，在辐射和温度方面存在恒定的环境条件。在执行测量流程期间，也可以多于仅两次地运行各个发电机电压(u1，u2，u3)。通过各个发电机电压的第三次、必要时第四次运行可以提前识别：环境条件是否在测量流程期间发生改变。在这种情况下，可以及早中断测量流程。
在用于识别pv设备的pv模块的势能诱导退化的方法的另一实施方式中，如此选择第一发电机电压(u1)，使得该第一发电机电压标明pv设备的pv发电机的最大功率工作点(mpp)。由此，可以pv设备的在执行测量流程期间所需的调节能够进一步减少，并且由pv设备馈送到电网中的电能更接近当pv设备的pv发电机持续运行在最大功率工作点中时馈送的电能。
在用于识别pv设备的pv模块的势能诱导退化的方法的一种实施方式中，在确定特征值y时，对电流/电压特性曲线和/或功率/电压特性曲线在pv发电机的最大功率工作点(mpp＝maximumpowerpoint)处、至少在最大功率工作点附近处的曲率进行分析处理。因此，电流/电压特性曲线以及功率/电压特性曲线在mpp工作点处的曲率随着势能诱导退化程度的增加而减小。在根据本发明的方法中，基于mpp工作点附近的两个或三个支撑点(stützstelle)来分析处理所述曲率或所述曲率的度量。因此，所述方法也能够分析处理除了pid之外的其他退化现象或效应，所述退化现象或效应对电流/电压特性曲线和/或功率/电压特性曲线在pv发电机的最大功率工作点(mpp)处的、至少在最大功率工作点附近处的曲率产生影响。
以下公开用于分析处理曲率、并且因此用于分析处理特征值y的一些有利的合适参数(w1，w2，w3，w4，w5)。在之后的章节中，在图3a至3g的附图说明的范畴内对这些参数(w1，w2，w3，w4，w5)进行细节描述和推动。
在以下描述中多次这样表述：各个参数分别“考虑”一个表示计算规则的确定项。在此，概念“考虑”一方面包括：相应的参数等于确定的项(term)。然而同时，概念“考虑”也包括非穷举性(abschlieβende)的情况：相应的参数仅具有确定的项。也就是说，除了分别列举的项以外，相应的参数还可以具有其他项。
相对电压范围：
在本发明的一种实施方式中，由第一参数(w1)确定特征值y，该第一参数考虑具有pv发电机的功率p1的工作点周围的相对电压范围δu＝u2-u3。在此，概念“pu曲线图”在本申请内表示功率/电压曲线图。在预给定的功率值p1、p2、p3的功率/电压曲线内，相对电压范围由功率/电压特性曲线上的第二和第三发电机电压u2、u3得出。例如结合关于图3a的描述所示，工作点p1周围的电压范围随着势能诱导退化的进展的增加而增加。因为在计算功率中也考虑发电机电流，所以电流/电压特性曲线在具有功率p1的工作点范围内的曲率变化也导致功率/电压特性曲线在具有功率p1的工作点范围内的特征化加宽。在本发明的范畴内并且为了使用无量纲的参量，可以将相对电压范围δu相对于发电机电压u1进行标准化，并且将比例(u2-u3)/u1用作第一参数w1。同样可能的是，将相对于功率p1标准化的相对电压范围(u2-u3)/p1用作第一参数w1，这再次提高参数p1的灵敏度。在关于图3a的附图说明内实现第一参数w1的更详细的计算规则和图形化说明。
支撑点——填充因子ff：
在所述方法的一种实施方式中，由第二参数w2确定特征值y，该第二参数考虑iu曲线图内的支撑点填充因子ff。在此，在本申请内，iu曲线图相应于电流/电压曲线图。参数w2、并且因此支撑点填充因子ff描述两个矩形的面积比，所述两个矩形的顶点由电流/电压曲线图内的第一、第二和第三发电机电压u1、u2、u3的值以及第一、第二、第三发电机电流i1、i2、i3的值得出。在关于图3b的附图说明中实现支撑点填充因子ff的更详细的计算规则和图形化说明。该附图示出，随着势能诱导退化的进展的增加，支撑点填充因子ff减小。
第一发电机电流i1与假想连接线之间的差：
在所述方法的另一实施方式中，由第三参数w3确定特征值y，该第三参数考虑iu曲线图内的第一发电机电压u1位置处的第一发电机电流i1与点(u2，i2)与(u3，i3)之间的假象连接线上的点之间的差。随着势能诱导退化程度的增加，第一发电机电流i1与假象的连接线之间的差减小，因为在iu曲线图内，电流/电压特性曲线在具有功率p1的工作点附近失去其特征曲率，并且越来越接近线性变化过程。在关于图3c的附图说明内实现第三参数w3的结合图像化说明的更详细的阐述。
电流差的不对称性：
在所述方法的另一实施方式中，由第四参数w4确定特征值y，该第四参数在考虑iu曲线图内的在相应发电机电压(u1，u2，u3)的情况下的发电机电流(i1，i2，i3)的第一电流差(i1-i2)、第二电流差(i3-i1)或第一与第二电流差的比例(i1-i2)/(i3-i1)。例如在关于图3d的附图说明中所描述的那样，随着势能诱导退化程度的增加，发电机电流的由第一发电机电流i1和第二发电机电流i2得出的第一电流差i1-i2减小。相反地，随着势能诱导退化程度的增加，发电机电流的由第三发电机电流i3和第一发电机电流i1得出的第二电流差i3-i1首先增加，然后又稍微减小。由此导致，随着势能诱导退化程度的增加，第一电流差与第二电流差的根据(i1-i2)/(i3-i1)的比例减小，并且该比值趋向于值1、即在严重进行的势能诱导退化的情况下(i1-i2)/(i3-i1)＝1。
电压差的不对称性：
在所述方法的另一实施方式中，由第五参数w5确定特征值y，该第五参数考虑iu曲线图内的发电机电压(u1，u2，u3)的第一电压差(u2-u1)、第二电压差(u1-u3)或第一电压差与第二电压差的根据(u1-u3)/(u2-u1)的比例。例如在关于图3e的附图说明中详细阐述的那样，随着势能诱导退化程度的增加，由第二发电机电压u2和第一发电机电压u1得出的第一电压差(u2-u1)首先稍微增加，以便随后又重新减小。随着势能诱导退化程度的增加，由第三发电机电压u3和第一发电机电压u1得出的第二电压差(u3-u1)同样首先增加，以便随后在进一步的变化过程中重新减小。随着势能诱导退化程度的增加，可以由第二电压差与第一电压差的根据(u1-u3)/(u2-u1)的比例所表征的电压差的不对称性同样首先增加，以便随后在势能诱导退化的进一步变化过程中迅速追求电压差的对称分布。在此，电压差的对称分布通过比例(u1-u3)/(u2-u1)的值等于1所表征((u1-u3)/(u2-u1)＝1)。
iu特性曲线的斜率：
在所述方法的另一实施方式中，由第六参数w6确定特征值y，该第六参数考虑iu曲线图内的第二斜率m左＝(i1-i3)/(u1-u3)、第一斜率m1＝(i2-i1)/(u2-u1)，或第一斜率与第二斜率的根据m1/ml2的比例。例如结合关于图3f的描述所阐述的那样，随着势能诱导退化程度的增加，第二斜率m2变得更负(negativer)并且数值大小更大。相反地，随着势能诱导退化程度的增加，第一斜率m1变得更正(positiver)并且数值大小更小。相应地，随着势能诱导退化程度的增加，第一斜率与第二斜率的根据m1/m2的比例——或其绝对值——减小。
在根据本发明的方法的范畴内，由至少两个参数的组合确定特征值y，所述至少两个参数从如下组中选出：该组由第一参数w1、第二参数w2、第三参数w3、第四参数w4、第五参数w5、第六参数w6构成。在此，可以对在确定特征值y时所使用的各个参数不同地加权。所述不同的权重可以对于所有测量流程来说是恒定的，然而也可以在彼此相继的测量流程中发生变化。这例如在如下情况是有意义的：确定的参数在正在开始的势能诱导退化情况下首先几乎不变，然而在势能诱导退化的随后的变化过程中，该参数的变化越来越强。相反地，另一参数在正在开始的势能诱导退化情况下就已经显示出显著的变化。通过各个参数的不同权重——必要时可能还在彼此相继的测量流程中继续变动——可以实现，待确定的特征值y根据正在进展的势能诱导退化、并且因此根据太阳能电池装置的表征势能诱导退化的并联电阻rpar而具有尽可能线性的变化过程。
在所述方法的一种实施方式中，除了确定特征值y以外还进行合理性检验：特征值y的值相对于之前测量中的特征值y的值的变化是否或在何种程度上也实际归因于并联电阻ppar的变化——并且因此归因于太阳能电池装置的pv模块的势能诱导退化(pid)。这种合理性检验可以是有意义的，因为原则上，串联电阻rser的增加与并联电阻ppar的减小对太阳能电池装置的电流/电压特性曲线或功率/电压特性曲线具有类似的影响。然而，只有并联电阻ppar的减小才表征pv模块的正在进展的势能诱导退化。例如结合图2a至2d所示的那样，可以在并联电阻ppar的变化与串联电阻rser的变化之间进行区分，其方式是：在合理性检验内，考虑太阳能电池装置的第一发电机电压u1、第二发电机电压u2、第三发电机电压u3以及空载电压u0中的至少一个参数。在此，尤其可以在彼此相继的测量中分析处理至少一个参数的变化过程。在此也可能的是，所述至少一个参数包括由太阳能电池装置的发电机电压u1、u2、u3中的至少一个与空载电压u0的组合、例如比例。
在许多情况下，可以一开始就排除太阳能电池装置内的串联电阻rser的高数值、以及串联电阻rser的逐渐或缓慢的增加。在这种情况下，不需要这种合理性检验。因此，例如可能由pv逆变器与配属于pv逆变器的pv模块之间、或pv模块之间的连接线路内部的损坏而彼此导致串联电阻rser的增加。然而，这种损坏大多是限界到局部的，因此，在pv设备运行中，在损坏处由于那里的高损耗功率密度而产生强发热。这随后一般快速导致pv设备内部的另一错误、例如电弧，或甚至导致连接线路的中断，并且导致pv设备的部件的完全故障。然而可以间接地并且以其他方式地探测这种错误。然而与串联电阻rser相反，并联电阻rpar肯定会缓慢减小，而由此不一定会在pv设备内产生另一能够容易探测的错误。但是如果没有在一开始排除串联电阻rser的缓慢变化，则执行合理性检验是有意义并且有利的。
在根据本发明的方法一种有利变型方案中，测量流程的开始受时间控制地和/或受事件控制地进行。以这种方式，彼此相继的测量流程可以以彼此确定的时间间隔、例如每天、每周或每月——必要时始终在确定的时间——例如13:00点进行。同样地，测量流程的开始也可以由确定的事件所触发。例如如果确保超过馈送功率的预定义的阈值，则可以开始测量流程。由此可以以简单的方式确保，仅当pv设备的pv发电机获得充分的辐射时，才进行测量流程。同样可以确保，在彼此相继的测量流程下，pv发电机的环境条件不会有过大差异。即使在环境条件对特征值y的确定没有显著影响时也可能有意义的是，通过测量流程的受事件控制的开始而进一步减小仍然存在的小影响。
在所述方法的另一变型方案中，当特征值y处于预定义的公差范围以外时生成警报信号。通过预定义的公差范围，可以表征pv设备的仍然正常
在所述方法的一种有利实施方式中，当特征值y处于预定义的公差范围以外时，使pv设备的发电机电位(dc+，dc-)相对于地电位pe移动。相应的移动在如下时刻有利地自动受控制地进行：在所述时刻、例如晚上，pv设备不将功率馈送到所连接的电网中。通过相应的电位移动，可以至少在一定程度上重新修复pv模块的已经存在的并且提前已知的势能诱导退化。因此，与未识别到势能诱导退化的pv模块相比，这些pv模块的寿命显著提高。
根据本发明的适用于识别pv设备的pv模块的势能诱导的退化(pid)的光伏(pv)逆变器具有：
-dc输入端，其用于连接pv发电机，
-ac输入端，其用于将pv逆变器连接到能量供给电网处，
-dc/ac转换单元，其将输入侧的直流电压转换为输出侧的交流电压。
此外，pv逆变器具有与dc/ac转换单元连接的控制单元，该控制单元用于通过pv逆变器的dc输入端输出预定义的功率流。此外，pv逆变器具有：
-电流传感器，其用于探测dc输入端处的发电机电流igen，
-电压传感器，其用于探测dc输入端处的发电机电压ugen，
-分析处理单元，其与电流传感器和电压传感器连接。
在此，pv逆变器如此配置，以便执行根据本发明的方法。
在此，输入侧的直流电压是指dc/ac转换单元的输入端处的直流电压。该直流电压可以、但不一定必须相应于pv逆变器的dc输入端处的直流电压。这尤其当pv逆变器具有连接在dc/ac转换单元前面的dc/dc转换单元时是这种情况，该dc/dc转换单元能够将pv逆变器的dc输入端与dc/ac转换单元的输入端解耦合。
借助所述方法的执行，根据本发明的逆变器能够识别连接到该逆变器的pv模块的势能诱导退化。为了所述识别，主要需要如下部件(例如控制单元、电流传感器和电压传感器)，所述部件在传统pv逆变器的情况下本来就存在并且因此不产生附加成本。对于分析处理单元来说，也可以使用本来存在于pv逆变器中的可编程处理器。该处理器仅仅以软件编程，该软件能够使处理器、并且也使pv逆变器能够执行根据本发明的方法的软件编程。在根据本发明的方法的描述范畴内所实施的细节也能够有意义地转换到根据本发明的pv逆变器上，该pv逆变器被配置成执行根据本发明的方法。因此，在此参照已经在根据本发明的方法范畴内所描述的实施方案。
在一种有利实施方式中，根据本发明的pv逆变器配置成当特征值y处于预定义的公差范围以外时生成警报信号。为此目的，pv逆变器具有通信单元，该通信单元能够在使用本身已知的技术(例如互联网、电子邮件、短信等)的情况下要么有线地要么通过无线电发送警报信号。以这种方式，可以通知设备的运行者并且因此通知逆变器的运行者：连接到pv逆变器的pv模块的正在进展势能诱导退化，并且因此伴随相应pv设备的关键状态。
在另一实施方式中，pv逆变器具有偏压单元，该偏压单元能够使连接到逆变器的pv发电机的发电机电位(dc+，dc-)相对于地电位pe移动。可以通过pv逆变器的控制单元自动地激活或禁用这种偏压单元。为此，该偏压单元可以具有直流电压源和开关装置。有利地，逆变器的偏压单元与控制单元连接。因此，可以通过逆变器的控制单元受事件触发地并且必要时也受时间触发地激活或禁用开关装置、以及直流电压源。因此，只要连接到pv逆变器的pv模块的势能诱导退化超过一定程度，那么pv逆变器就能够使一个发电机电位或两个发电机电位相对于地电位pe移动。以这种方式，可以至少在一定程度上重新修复pv模块的由pv逆变器提前识别到的并且已经存在的势能诱导退化。
根据本发明的光伏(pv)设备具有pv发电机以及根据本发明的逆变器。
本发明的有利扩展方案由权利要求、说明书以及附图中得出。在说明书中提及的特征和多个特征的组合的优点仅仅是示例性的，并且可以替代地或类似地生效，而不必强制性地由根据本发明的实施方式实现所述优点。在不由此改变所附权利要求的主题的情况下，在原始申请文件和专利的公开内容方面适用：能够从附图、尤其从示出多个构件的的相对布置和有效连接的附图中得出其他特征。本发明的不同实施方式的特征的组合或不同权利要求的特征的组合也能够在偏离于权利要求所选回引的情况下被实现并且因此受到激发。这也涉及在独立附图中示出或在这些附图的描述中被提及的特征。也可以将这些特征与不同权利要求的特征进行组合。对于本发明的其他实施方式，也可以省略在权利要求中所列举的特征。
在权利要求和说明书中所提及的特征应该在它们的数量方面如此理解：存在恰好所述数量或存在比所提及的数量更多的数量，而不需要明确使用副词“至少”。因此如果提到一个元件，则应如此理解：存在恰好一个元件、两个元件或更多元件。这些特征可以通过其他特征所补充，或是组成相应事件的唯一特征。
在权利要求中所包含的附图标记不限制通过权利要求所保护的主题的范围。这些附图标记仅旨在使权利要求更容易理解。
附图说明
以下根据在附图中示出的优选实施例进一步阐述和描述本发明。
图1示出太阳能电池装置的等效电路图，在该等效电路图上描述pv模块的势能诱导退化效应；
图2a在iu曲线图内示出正在进展的势能诱导退化情况下的电流/电压特性曲线的曲线族，所述曲线族是在考虑图1中的等效电路图的并联电阻rpar减小的情况下被计算出的；
图2b在pu曲线图内示出正在进展的势能诱导退化情况下的功率/电压特性曲线的曲线族，所述曲线族是在考虑图1中的等效电路图的并联电阻rpar减小的情况下被计算出的；
图2c在pu曲线图内示出在串联电阻rser增加情况下的电流/电压特性曲线的曲线族，所述曲线族是在考虑图1中的等效电路图的情况下被计算出的；
图2d在pu曲线图内示出在串联电阻rser增加情况下的功率/电压特性曲线的曲线族，所述曲线族是在考虑图1中的等效电路图的情况下被计算出的；
图3a示出正在进展的势能诱导退化对参数w1的影响，该参数考虑pu曲线图内的相对电压范围；
图3b示出正在进展的势能诱导退化对参数w2的影响，该参数考虑iu曲线图内的支撑点填充因子ff；
图3c示出正在进展的势能诱导退化对参数w3的影响，该参数考虑iu曲线图内的第一发电机电流(i1)与假象连接线上的点之间的差；
图3d示出正在进展的势能诱导退化对参数w4的影响，该参数考虑iu曲线图内的电流差的不对称性；
图3e示出正在进展的势能诱导退化对参数w5的影响，该参数考虑iu曲线图内的电压差的不对称性；
图3f示出正在进展的势能诱导退化对参数w6的影响，该参数考虑iu曲线图内的iu特性曲线的斜率；
图4示出根据本发明的用于识别pv设备的pv模块的势能诱导退化的方法的一种实施方式的流程图；
图5示出具有根据本发明的pv逆变器的根据本发明的pv设备的方框图，该pv逆变器配置成执行根据本发明的用于识别pv模块的势能诱导退化的方法。
具体实施方式
图1示出太阳能装置、例如pv模块的等效电路图100。等效电路图100以已知的方式具有恒流源101，该恒流源与二极管102并且与并联电阻rpar并联连接。由恒流源101、二极管102以及并联电阻rpar组成的并联电路通过串联电阻rser与太阳能电池装置的输出端103连接。在输出端103处连接有负载电阻r负载。由恒流源101产生的电流iph与入射到太阳能电池装置上的辐射有关，这在图1中通过弯曲的箭头象征性示出，并且随着辐射的增加而增加。由太阳能电池装置产生的电流iph通过并联电路划分为：
-电流idi，其通过与恒流源101并联连接的二极管102；
-电流ipar，其通过与恒流源101并联连接的电阻rpar；
-有效电流i，其经由串联电阻rser流到太阳能电池装置的输出端103。
在太阳能电池装置的输出端103处连接有负载电阻r负载、例如光伏(pv)逆变器。因此，负载电阻r负载由具有根据p＝u*i的电功率p的太阳能电池装置提供能量。因此，对于从太阳能电池装置提取的功率p而言重要的是：由存在于太阳能电池装置的输出端103处的电压u与配属于该电压的有效电流i的乘积。更高的负载电阻r负载导致如下状态：该状态的特征在于可忽略的较小有效电流i(i≈0)以及配属于该无有效电流状态的空载电压u0。相反地，特别小的负载电阻r负载导致如下状态：其中，由恒流源101产生的几乎所有电流iph朝向负载电阻r负载流动。在这种情况下，太阳能电池装置的输出端103处的电压u崩溃(zusammenbrechen)到可忽略的值(u≈0)。在iu曲线图内，太阳能电池装置的电流/电压特性曲线提供负载电阻rlast的从相对高至非常低的数值的变化。
太阳能电池装置的正在进展的势能诱导退化可以通过与恒流源101并且与二极管102并联连接的并联电阻rpar的时间变化来描述。具体地，随着势能诱导退化程度的增加，并联电阻rpar减小，这导致由恒流源101产生的电流iph的流过并联电阻rpar的部分增大。因此，该增大的部分导致有效电流减小。
在图2a中，在iu曲线图中示出太阳能电池装置的电流/电压特性曲线的曲线族200。曲线族200的各个曲线表示具有不同程度的势能诱导退化的太阳能装置——例如pv模块或pv模块的串的电流/电压特性曲线。在电流/电压特性曲线的曲线族200内，在其他参数相同的情况下，改变并联电阻rpar的值，以便示出正在进展的势能诱导退化对电流/电压特性曲线的影响。具体地，曲线族内的各个电流/电压特性曲线的并联电阻的值沿箭头214的方向减小。对于每个电流/电压特性曲线而言，分别三个工作点211、212、213通过相应的叉号在特性曲线上被标记出。为清楚起见，三个工作点211、212、213仅在一个电流/电压特性曲线上设有附图标记。第一工作点211配属有第一发电机电压u1、第一发电机电流i1以及根据p1＝u1*i1的第一功率。在此，第一功率p1与太阳能电池装置的最大功率工作点处的功率pmpp存在固定的第一比例v1。示例性地，第一比例在此被选为v1＝1.00。然而，这应理解为是纯示例性的并且不是限制性的。因此也可能的是，功率p1小于太阳能电池装置的最大可能功率pmpp并且与该最大可能功率存在第一比例v1<1.00、例如v1＝0.99。第二工作点212通过第二发电机电压u2和第二发电机电流i2表征，并且表示如下工作点：在该工作点处，pv设备生成根据p2＝u2*i2的第二功率p2。在此，第二功率p2与第一工作点211的第一功率p1存在固定的第二比例v2＝p2/p1(在此示例性地：v2＝0.90)。第三工作点213通过第三发电机电压u3和第三发电机电流i3表征。在第三工作点213中，太阳能电池装置生成根据p3＝u3*i3的第三电功率p3，该电功率也与第一工作点211的第一功率p1存在固定的第三比例v3＝p3/p1(在此示例性地：v3＝0.90)。
在图2b中，在pu曲线图中示出太阳能电池装置的功率/电压特性曲线的曲线族220，所述曲线族已经借助图1中的等效电路图并且借助与图2a中的相同的参数计算出。在这种情况下，对于功率/电压特性曲线中的每个而言，又通过叉号标记出第一工作点211、第二工作点212以及第三工作点213。三个工作点211、212、213中的每个分别通过发电机电压u1、u2、u3的相应值、发电机电流i1、i2、i3的相应值(在图2b中未示出)以及功率p1、p2、p3的相应值表征，所述值分别与图2a中的数值相同。就此而言，图2b的工作点211、212、213原则上也与图2a中的工作点211、212、213相同。为清楚起见，工作点211、212、213示例性地再次仅在一个功率/电压特性曲线上设有附图标记。类似于图2a，在图2b中的功率/电压特性曲线的曲线族220中，在其他参数相同的情况下，也仅改变图1中的并联电阻rpar的值，以便示出正在进展的势能诱导退化对功率/电压特性曲线的影响。在曲线族220中，各个功率/电压特性曲线的并联电阻rpar沿箭头224的方向减小。
在图2c中，在iu曲线图中示出太阳能电池装置的电流/电压特性曲线的曲线族240，所述曲线族已经借助图1中的等效电路图计算出。在计算图2a中的曲线族时，在串联电阻rser保持恒定的情况下改变并联电阻rpar，然而图2c现在示出如下曲线族，其中，在并联电阻rpar保持恒定的情况下改变串联电阻rser。在该曲线族的每个曲线上，第一工作点211——在此mpp工作点——第二工作点212以及第三工作点213又通过叉号被标记出。为清楚起见，仅在第一工作点211示出第一发电机电流i1和第一发电机电压u1的相应值。图2d在pu曲线图内示出功率/电压特性曲线的曲线族260，其中，以与图2c中相同的方式在保持并联电阻rpar不变的情况下改变串联电阻rser。在图2c和图2d中，在曲线族240、260内增加的串联电阻rser分别通过箭头244、264象征性示出。
由图2c中的曲线图可看出，在串联电阻增加的情况下，第一发电机电压u1——在此mpp电压——首先急剧减小，而在进展过的(fortgeschritten)变化过程情况下不再能够观察到第一发电机电压u1的进一步变化。因为曲线的空载电压u0在曲线族内不发生改变，所以这种特性也类似地适用于第一发电机电压u1与空载电压u0的根据u1/u0的比例。原则上，这种特性与图2a中的曲线族的特性不同，在该曲线族的情况下，在串联电阻rser保持恒定的情况下改变并联电阻rpar。在那里，随着并联电阻rpar的减小，起初仅仅能观察到第一发电机电压u1——在此同样mpp电压——的可忽略的变化。直到在进展过的变化过程情况下才能观察到第一发电机电压u1的急剧减小。图2a中的空载电压u0也示出类似的特性。该空载电压起初几乎不变，直到在曲线族内的进展过的变化过程情况下才会急剧减小。在与根据图2d和2c的功率/电压特性曲线比较的情况下也反映出该特性。在图2a至2d的曲线族内，在第二发电机电压u2和第三发电机电压u3的变化过程情况下，也可看出与第一发电机电压u1相同的相应特性。
通过现在在彼此相继的测量中分析处理发电机电压u1、u2、u3中的至少一个以及必要时也分析处理空载电压u0、尤其它们的时间变化过程，可以清楚地区分并联电阻rpar的变化与串联电阻rser的变化。因此，最初仅发生并联电阻rpar的减小，而第一发电机电压u1没有显著变化，然而，在串联电阻rser增加的情况下却不是这种情况。因为仅仅并联电阻rpar的变化、而非串联电阻rser的变化才引起pv模块的势能诱导退化，所以可以进行合理性检验：特征值y的变化是否或在何种程度上归因于太阳能电池装置的pv模块的势能诱导退化。
在以下附图描述中、尤其在图3a至图3f的附图描述中，附图标记上的索引a分别表示如下状态：该状态还不具有显著的势能诱导退化。相反地，索引b表示如下状态：该状态具有已经进一步进展过的势能诱导退化。
图3a示出势能诱导退化对第一参数w1的影响，该参数考虑pu曲线图内的相对电压范围δu＝u2-u3。示例性示出的是功率/电压特性曲线301a和另一功率/电压特性曲线301b。因此，功率/电压特性曲线301a表征在没有显著势能诱导退化的状态中的太阳能电池装置、例如pv模块或pv模块的串形式的串联电路。相反地，功率/电压特性曲线301b表示与特性曲线301a相同的太阳能电池装置，然而现在该装置已经具有进一步发展的势能诱导退化。相应于图2b，在功率/电压特性曲线301a、301b中的每个上，在此也分别通过叉号象征性地示出第一工作点311a、311b、第二工作点312a、312b以及第三工点313a、313b。第一工作点311a、311b、第二工作点312a、3112b以及第三工作点313a、313b中的每个配属有发电机电压u1a,b、u2a,b、u3a,b、发电机电流i1a,b、i2a,b、i3a,b(在图3a中未示出)以及根据p1a,b＝u1a,b*i1a,b、p2a,b＝u2a,b*i2a,b、p3a,b＝u3a,b*i3a,b的功率p1a,b的相应值。示例性地，第二功率p2a,b在此分别等于第三功率p3a,b。这两个功率与第一功率p1a,b存在固定的比例v2＝p2a,b/p1a,b＝v3＝p3a,b/p1a,b＝0.90。具体地，第二比例v2与第三比例v3的值可以不是0.9，并且尤其可以彼此不同。此外，示出围绕功率/电压特性曲线301a的第一工作点311a周围的相对电压范围δua＝u2a-u3a，以及围绕另一功率/电压特性曲线311b的第一工作点311b周围的相对电压范围δub＝u2b-u3b。第一参数w1a,b考虑相对电压范围δua,b。在此，第一参数w1a,b可以等于相对电压范围δua,b，然而相同地，该第一参数也可以包含除了相对电压范围δua,b以外的其他项。
明确的是，相对电压范围δua,b并且因此第一参数w1a,b随着正在进展的势能诱导退化而增加δub>δua。如果第一参数w1a,b等于无量纲的参量δua,b/u1a,b或根据w1a,b＝δua,b/u1a,b被计算出，则这种效应增强。在本发明的一种实施方式中，第一参数w1a,b在确定特征值y中被考虑，该特征值表征势能诱导退化的进展。这意味着，特征值y至少表示第一参数w1a,b的函数，然而必要时也还表示其他参数的函数(y＝y(w1a,b，…))。
图3b示出势能诱导退化对第二参数w2的影响，该第二参数考虑iu曲线图内的支撑点填充因子ff。与图3a类似地再次示出2个特性曲线，然而现在示出的是电流/电压特性曲线302a以及另一电流/电压特性曲线302b。如在图3a中那样，电流/电压特性曲线302a相应于没有显著势能诱导退化的状态，而另一电流/电压特性曲线302b示出具有已经进一步进展过的势能诱导退化的状态。在电流/电压特性曲线302a、302b中的每个中，再次通过叉号分别标记出第一工作点311a、311b、第二工作点312a、312b以及第三工作点313a、313b。第一工作点311a、311b中的每个、第二工作点312a、312b中的每个以及第三工作点313a、313b中的每个又配属有发电机电压u1a,b、u2a,b、u3a,b、发电机电流i1a,b、i2a,b、i3a,b以及根据p1a,b＝u1a,b*i1a,b、p2a,b＝u2a,b*i2a,b、p3a,b＝u3a,b*i3a,b的功率p1a,b(在图3b中未示出)的相应值
支撑点填充因子ff由表征支撑点的工作点311a,b、312a,b以及313a,b得出。支撑点填充因子的含义是iu曲线图内的第一(较小)矩形315a,b相对于第二(较大)矩形316a,b的面积比。在此，第一矩形315a,b的面积根据(u1a,b-u3a,b)*(i1a,b-i2a,b)得出。类似地，第二矩形316a,b的面积根据(u2a,b-u3a,b)*(i3a,b-i2a,b)得出。由此，最终根据ff＝(u1a,b-u3a,b)*(i1a,b-i2a,b)/((u2a,b-u3a,b)*(i3a,b-i2a,b))得出支撑点形状因子ff。
如此定义的支撑点形状因子ff随着正在进展的势能诱导退化而减小。第二参数w2a,b考虑该支撑点形状因子ff。在此，第二参数w2a,b一方面可以等于上面定义的支撑点填充因子。然而，支撑点填充因子ff也还可以包含除了所列举的项以外的其他项。在本发明的一种实施方式中，参数w2a,b在确定表征势能诱导退化的进展的特征值y中被考虑。这意味着，特征值y至少表示第二参数w2a,b的函数，然而也可能还表示其他参数的函数(y＝y(w2a,b，...))。
图3c在iu曲线图内示出正在进展的势能诱导退化对第三参数w3的影响。在此，iu曲线图和在此示出的电流/电压特性曲线302a、302b与图3b中的iu曲线图和电流/电压特性曲线相同。因此，对于图表结构和所示出的电流/电压特性曲线302a、302b的一般性描述参照图3b的描述。
第三参数w3考虑iu曲线图内的第一发电机电流i1与假想的连接线320a,b上的点的差。假想的连接线320a,b将坐标为(u2a,b，i2a,b)的第二工作点312a,b与坐标为(u3a,b，i3a,b)的第三工作点313a,b连接。分别在电压u1a,b的位置处计算出第一发电机电流i1a,b与假想的连接线320a,b上的点的差，并且在图3c中通过距离箭头312a,b象征性示出。参数w3a,b考虑所述差并且因此类似(quasi)考虑距离箭头321a,b的长度。随着正在进展的势能诱导退化，距离箭头321a,b的长度减小并且因此第三参数w3a,b的值也减小。
在本发明的第一实施方式中，第三参数w3a,b在确定特征值y中被考虑。因此，特征值y至少表示第三参数w3a,b的函数，然而也可能还表示其他参数的函数(y＝y(w3a,b，...))。
图3d在iu曲线图内示出正在进展的势能诱导退化对第四参数w4的影响。具有在此示出的电流/电压特性曲线302a、302b的iu曲线图又与图3b中的iu曲线图相同，因此，对于图表结构和所示出的电流/电压特性曲线302a、302b的一般性描述参照图3b的描述。
第四参数w4考虑iu曲线图内的电流差的非对称性。在此，涉及第一电流差δi1与第二电流差δi2之间的非对称性。第一电流差根据δi1＝∣i1a,b-i2a,b∣计算出并且在图3d中通过距离箭头331a,b象征性示出。第二电流差根据δi2＝∣i3a,b-i1a,b∣计算出并且通过距离箭头330a,b象征性示出。第一电流差相对于第二电流差的根据δi1/δi2＝∣i1a,b-i2a,b∣/∣i3a,b-i1a,b∣的比例可以用作非对称性的度量。在非对称性较高的情况下，该比例具有较大值，而在对称的情况下，该比例具有值δi1/δi2＝1.00。随着正在进展的势能诱导退化，该非对称性发生变化，并且因此考虑该非对称性的第四参数w4a,b的值也发生变化。对于在图3d中示出的情况——第二发电机电压u2大于第三发电机电压u3，该比例δi1/δi2随着正在进展的势能诱导退化而减小，在其他未示出的情况下(u3>u2)，相反地，该比例的根据δi2/δi1的倒数随着正在进展的势能诱导退化而减小。通过适当地选择分子和分母，第四参数w4因此可以如此限定，使得可以调节第四参数w4随着正在进展的势能诱导退化来的期望变化——即减小或增大。
然而，在已知电流/电压特性曲线302a、302b的原理性变化过程的情况下也可能足够的是：为了确定电流差的非对称性，要么仅求取第二电流差δi2，要么仅求取第一电流差δi1。为了仅确定第二电流差δi2，而且为了仅确定第一电流差δirechts只需要两个工作点、例如仅需要第一工作点311和第二工作点312。相反地，为了分析处理第一电流差δi1与第二电流差的根据δi1/δi2的比例，需要至少三个工作点、尤其第一工作点311、第二工作点312以及第三工作点313。
在本发明的一种实施方式中，第四参数w4a,b在确定特征值y中被考虑。因此，特征值y至少表示第四参数w4a,b的函数，然而也可能还表示其他参数(y＝y(w4a,b，…))的函数。
图3e在iu曲线图内示出正在进展的势能诱导退化对第五参数w5的影响。对于图表结构和所示出的电流/电压特性曲线302a、302b的一般性描述再次参照图3b的描述。
第五参数w5考虑电压差的非对称性。在此，尤其涉及第一电压差δu1和第二电压差δu2的非对称性。第一电压差根据δu1＝∣u2a,b-u1a,b∣被计算出并且在图3e中通过距离箭头341a,b象征性示出。第二电压差根据δu2＝∣u1a,b-u3a,b∣被计算出并且在图3e中通过距离箭头340a,b象征性示出。
第二电压差与第一电压差的根据δu2/δu1＝∣u1a,b-u3a,b∣/∣u2a,b-u1a,b∣的比例可以用作非对称性的度量。然而在已知电流/电压特性曲线302a在正在进展的势能诱导退化时的原理性特性的情况下，要么仅已知第一电压差δu1、要么仅已知第二电压差δu2就足以获得关于电压差的非对称性的信息。为了仅确定第二电压差δu2，以及为了仅确定第一电压差δu1，仅需要两个工作点、例如仅需要第一工作点311和第二工作点312。相反地，为了分析处理第二电压差δu2与第一电压差的根据δu2/δu1的比例，需要至少三个工作点、尤其第一工作点311、第二工作点312以及第三工作点313。
在本发明的一种实施方式中，第五参数w5a,b在确定特征值y中被考虑。因此，特征值y至少表示第五参数w5a,b的函数、然而可能还表示其他参数的函数(y＝y(w5a,b，…))。在这种情况下，也可以通过适当选择δu2/δu1的比例或该比例的根据δu1/δu2的倒数而如此限定第五参数w5，使得正在进展的势能诱导退化产生第五参数w5的期望的变化——即减小或增加。
图3f在iu曲线图内示出正在进展的势能诱导退化对的第六参数w6的影响。由于图3f与图3b在图表结构和所示出的电流/电压特性曲线302a、302b方面的一致性，因此再次在该方面参考图3b的相应描述。
第六参数w6考虑iu曲线图内的根据m1＝(i2a,b-i1a,b)/(u2a,b-u1a,b)的第一斜率、根据m2＝(i1a,b-i3a,b)/(u1a,b-u3a,b)的第二斜率或第一与第二斜率的根据m1/m2的比例。在此，第一斜率m1相应于第一工作点311a,b与第二工作点312a,b的连接线351a,b的斜率，而第二斜率m2表征第三连接点313a,b与第一工作点311a,b的连接线的斜率。
随着正在进展的势能诱导退化，第二斜率m2变得更负且数值大小更大，而第一斜率m1变得更正且数值大小更小。相应地，第一斜率与第二斜率的根据m1/m2的比例随着势能诱导退化程度的增加而减小，以便最终趋向于值m右/m左＝1.00。
还可以通过如下方式进一步提高第六参数w6对正在进展的势能诱导退化的灵敏度，其方式是：第一工作点311a,b就已经具有与pv设备的最大功率工作点处的功率pmpp相比减小的功率p1，并且具有根据v1＝p1/pmpp<1.00的第一比例、例如选择v1＝0.90。在第二斜率m2的情况下，这导致比v1＝1.00情况下更正的且数值大小更小的斜率。在第一斜率m1的情况下，这导致与v1＝1.00相比更负的并且数值大小更大的斜率。
为了仅确定第二斜率，以及为了仅确定第一斜率，仅需要两个工作点、例如第一工作点311和第二工作点312。相反地，为了分析处理第一斜率m1与第二斜率m2的比例，需要至少三个工作点、例如第一工作点311、第二工作点312以及第三工作点313。为了还在考虑第一斜率与第二斜率的根据m1/m2的比例的情况下进一步提高第六参数w6的灵敏度，有利的是，附加地还开动第四工作点314，并且求取配属于该第四工作点的第四发电机电压u4的值和第四发电机电流i4的值。在此，第四工作点314如此选择，使得第四工作点314情况下的第四功率p4＝u4*i4等于第一工作点情况下的第一功率p1，然而第四发电机电压u4却比第一发电机电压u1更接近第二发电机电压u2。在该情况下，第一工作点311在iu曲线图内更接近第三工作点313，而第四工作点314更接近第二工作点313。因此，可以根据m2＝(i1a,b-i3a,b)/(u1a,b-u3a,b)求取第二斜率并且根据m1＝(i2a,b-i4a,b)/(u2a,b-u4a,b)求取第一斜率。相应地，由此得出第一斜率与第二斜率的根据m1/m2的比例。
在图3f中示出如下情况：第二发电机电压u2大于第三发电机电压u3。在此，第一斜率与第二斜率的比例m1/m2随着正在进展的势能诱导退化而减小。相反地，在其他未示出的情况(u3>u2)下，该比例的根据m2/m1的倒数减小。在此也可以通过适当地选择分子和分母来如此限定第六参数w6，使得可以调节第六参数w6的随着正在进展的势能诱导退化的期望变化——即减小或增加。
在本发明的一种实施方式中，第六参数w6a,b在确定特征值y中被考虑。因此，特征值y至少表示第六参数w6a,b的函数、然而也可能还表示其他参数的函数(y＝y(w6a,b，…))。
图4示出根据本发明的用于识别pv设备的pv模块的势能诱导退化的方法的一种实施方式的流程图。以下阐述示例性地在所述方法的一种实施方式中进行，该实施方式具有第一发电机电压u1、第二发电机电压u2以及第三发电机电压u3的根据u3<u1<u2的大小关系。然而，以下阐述也能够转换到根据u2<u1<u3的发电机电压的大小关系上。
在步骤s401a中开始所述方法之后，该方法首先进入pv设备的pv发电机的mpp运行中，该mpp运行通过方法步骤s401b表征。在mpp运行中，通过mpp跟踪将pv发电机运行在具有最大功率pmpp的mpp工作点中。在mpp跟踪的情况下，分别求取mpp发电机电压umpp的当前值、mpp发电机电流impp的当前值以及mpp发电机功率pmpp＝umpp*impp的当前值，并且存储为第一发电机电压u1、第一发电机电流i1以及第一功率p1。就此而言，第一工作点311相应于mpp工作点。根据mpp工作点的当前值i1、u1、p1，在步骤s401c中检查：当前的mpp工作点是否处于预定义的、对于正常mpp运行来说常见的区域中。例如可以如此检查：pv发电机是否运行在受调节的运行中，该运行例如可以通过电网运营商的预先规定来实现。在这种情况下，mpp跟踪的上级控制可以阻止pv发电机或pv设备真正运行在mpp工作点中。同时如此检查：当前存在的mpp工作点是否也真正涉及全球性mpp工作点而不是涉及仅仅一个本地的mpp工作点。如果mpp工作点不处于对于pv发电机来说常见的区域中，则用于识别势能诱导退化的方法的测量流程可能会导致错误的值，并且会分支返回根据步骤s401b的mpp运行中。如果mpp工作点处于预定义的工作区域内，则所述方法跳转到步骤s401d中。在步骤s401d内检查：用于激活用于识别势能诱导退化的方法的测量流程的进入条件是否满足。该进入条件可以受时间控制地通过计时器的到时和/或受事件控制地——例如当当前mpp功率p1处于预定义的范围内时才——进行。如果进入条件未被满足，则该方法分支返回根据步骤s401b的mpp运行中。相反地，如果进入条件被满足，则开始该测量流程并且该方法分支到步骤s402a中。
现在首先运行左侧的的第三工作点313。为此，在步骤s402a中降低当前的发电机电压upv。在步骤s402b中检查：是否达到对于pv设备的运行所需的最小发电机电压upv,min。如果是这种情况，则中断测量流程，因为否则所述方法将会求取到错误的值。然而，如果还未达到对于pv设备的运行所需的最小发电机电压upv,min，则在步骤s402c中检查：pv发电机的当前功率ppv与pv发电机的功率p1是否存在第三比例v3。如果还不是这种情况，则必须进一步降低当前的发电机电压upv，并且所述方法分支返回到步骤s402a中。相反地，如果pv设备的当前功率ppv与第一工作点311的功率p1存在预定义的第三比例v3，则达到pv发电机的第三工作点313。在限制的下一步骤s402d中，存储配属于第三工作点313的第三发电机电压u3的、第三发电机电流i3的以及必要时还存储第三功率p3＝u3*i3的值。
随后开动第二工作点312，然而其中，第二次运行经过第一工作点311。为此目的，首先在步骤s403a中再次提高当前的发电机电压upv。在所述提高的情况下，在步骤s403b中检查：在提高的情况下，对于pv发电机运行所需的最大发电机电压upv,max在何种程度上达到。如果是这种情况，则中断所述方法。然而如果还没有达到最大发电机电压upv,max，则在步骤s403c中检查：当前的发电机电压upv是否已经相应于第一发电机电压u1。如果还不是这种情况，该方法则分支返回到步骤s403a中并且进一步提高当前的发电机电压upv。如果当前的发电机电压upv等于第一发电机电压u1，则求取pv发电机的当前功率并且与之前所存储的第一工作点311的第一功率p1进行比较。仅当pv发电机的当前功率ppv在预定义的公差边界内相应于第一功率p1时，才可以认为，第一工作点311在目前的测量流程期间没有变化并且可以继续进行该测量流程。然而如果pv发电机的当前功率ppv处于预定义的公差边界以外，则中断所述方法的测量流程。
在继续进行所述测量流程的情况下，现在在步骤s405a中进一步提高当前的发电机电压upv。发电机电压upv的进一步提高在方法步骤s405a、s405b和s405c中进行，这些方法步骤的结构与方法步骤s403a、s403b以及s403c类似。然而现在在方法步骤s405c中检查：pv设备的当前功率ppv与第一工作点311的第一功率p1在何种程度上存在第二预定义的比例v2。如果不是这种情况，则该方法分支返回到步骤s405a中，并且进一步提高当前的发电机电压upv。相反地，如果pv设备的当前功率ppv与第一工作点311的第一功率p1存在第二预定义的比例v2，则达到第二工作点312。所述方法分支到步骤s405d中，其中，存储第二发电机电压u2和第二发电机电流i2的右侧值、必要时存储第二功率p2的右侧值。
在存储配属于第二工作点312的值之后，进一步降低当前的发电机电压upv。随后重新降低当前的发电机电压upv，直到降低到配属于第一工作点311的第一发电机电压u1。所述减低在方法步骤s406a、s406b以及s406c中类似于已经处理的方法步骤s402a、s402b以及s402c中那样进行，因此在细节方面参考在那里所列举的描述。只有在方法步骤s406c内对返回分支的检查与方法步骤s402c中的不同。具体地，为了返回分支，在方法步骤s406中检查：当前发电机电压upv是否相应于第一工作点311的第一发电机电压u1。
如果当前的发电机电压upv相应于第一发电机电压u1，则再次求取pv设备的当前功率ppv，并且与之前所存储的第一功率p1进行比较。仅当pv发电机的当前功率ppv在预定义的公差边界内相应于第一功率p1时，才可以认为，第一工作点311在整个测量流程期间没有变化。在这种情况下，现在在步骤s408中，基于所存储的第一发电机电压u1、第二发电机电压u2以及第三发电机电压u3的所存储的值、第一发电机电流i1、第二发电机电流i2以及第三发电机电流i3的所存储的值、以及必要时基于第一功率p1、第二功率p2以及第三功率p3的所存储的值来进行对特征值y的分析处理。然而如果在步骤s407中，pv发电机的当前功率ppv在考虑预定义的公差边界的情况下不相应于功率p1，则中断该测量流程，由此可以推断出外部条件的变化(例如：辐射和/或温度)，并且因此可能会导致特征值y确定为错误的值。
随着在步骤s408中对特征值y的成功确定，根据本发明的方法的测量流程结束。另一测量流程在已经结束的测量流程之后受时间控制和/或受事件控制地进行，并且重新运行该流程图。具体地，因此例如可以以例如一天、一周或一个月的时间间隔执行彼此相继的测量流程。
在图5中示出具有根据本发明的pv逆变器502的根据本发明的pv设备501的方框图。在pv逆变器502的dc输入端512连接有pv发电机503。pv逆变器502的ac输出端511连接到能量供应电网515。pv逆变器502具有dc/dc转换单元506、dc中间回路505以及dc/ac转换单元504。dc/ac转换单元504在输出侧通过电网断开继电器509与pv逆变器502的ac输出端511连接。在此，dc/ac转换单元配置成将输入侧的直流电压电压、例如dc中间回路505的直流电压转换为输出侧的交流电压。
此外，pv逆变器502的控制单元508与dc/ac转换单元504连接。控制单元508适用于必要时结合dc/dc转换单元506和/或dc/ac转换单元504在其运行中如此控制pv逆变器502，使得保持通过pv逆变器502的dc输入端512的功率流不变。此外，控制单元508适用于必要时结合dc/ac转换单元504和/或连接在前面的dc/dc转换单元506调节pv逆变器502的dc输入端512处的发电机电压upv。
此外，pv逆变器502具有用于探测发电机电流ipv的电流传感器514、以及用于探测发电机电压upv的电压传感器513。分析处理单元507与电流传感器514和电压传感器513连接，并且至少出于双向数据交换的目的而与控制单元508连接。此外，pv逆变器502配置成执行根据本发明的用于识别pv模块的势能诱导退化的方法。
pv逆变器502还具有偏压单元510，该偏压单元与控制单元508连接。偏压单元510配属有直流电压源和开关单元。如果在根据本发明的方法期间所求取的特征值y处于预定义的公差范围以外，并且因此指出pv发电机的pv模块已经进一步进行势能诱导退化，那么控制单元508则受时间和/或事件控制地激活偏压单元510。在此，通过偏压单元510使dc输入端12的发电机电位——在此：示例性地负的dc输入端“dc-”——相对于地电位pe移动。以这种方式，可以至少在一定程度上重新修复pv模块的已经存在的势能诱导退化，因此，pv发电机和pv设备501的寿命可以被延长。替代于此或累积于此，控制单元508生成警报信号516，通过图5中未示出的通信单元将该警报信号传递给pv设备501的运行者。由此，通知运行者：pv设备501正在进入临界状态。
在图5中示出的实施方式中，在dc/ac转换单元504前面连接有dc/dc转换单元506。在此，然而连接在前面的dc/dc转换单元506仅是可选的并且不是强制性需要的。也可能的是，pv逆变器502不具有dc/dc转换单元506。在这种情况下，dc/ac转换单元504如此配置，以用于必要时结合控制单元508调节pv逆变器502的dc输入端512处的预给定的发电机电压upv。同样可能的是，pv逆变器502涉及多串逆变器，该多串逆变器具有用于连接不同pv发电机503或pv部分发电机的多个dc输入端512。在此，各个pv部分发电机分别通过dc/dc转换器506与一个共同的dc中间回路505连接。每个单个的pv部分发电机可以通过控制单元508实施独立的mpp跟踪。同样地，pv逆变器502针对不同输入端512中的每个分别配备有用于探测相应的dc输入端512处的发电机电流ipv的电流传感器514、以及用于探测相应的dc输入端处的发电机电压upv的电压传感器513。因此，该pv逆变器能够结合控制单元508以及分析处理单元507针对连接到pv逆变器上的pv部分发电机中的每个执行根据本发明的方法。在此，可以针对各个pv部分发电机彼此独立地依次或同进行所述方法的测量流程。
附图标记
100太阳能电池装置
101恒流源
102二极管
103输出端
rpar并联电阻
rser串联电阻
rlast负载电阻
200、220、240、260曲线族
211、212、213工作点
214、224、244、264箭头
301a、301b功率/电压特性曲线
311a、311b、312a、312b、313a、313b工作点
δua、δub相对电压范围
u1、u2、u3发电机电压
u1a,b、u2a,b、u3a,b发电机电压
i1、i2、i3发电机电流
i1a,b、i2a,b、i3a,b发电机电流
p1、p2、p3功率
p1a,b、p2a,b、p3a,b功率
302a、302b电流/电压特性曲线
315a、315b矩形
320a、320b连接线
321a、321b距离箭头
330a、330b、331a、331b距离箭头
340a、340b、341a、341b距离箭头
s401a、s401b、s401c、s401d方法步骤
s402a、s402b、s402c、s402d方法步骤
s403a、s403b、s403c方法步骤
s404方法步骤
s405a、s405b、s405c、s405d方法步骤
s406a、s406b、s406c方法步骤
s407、s408方法步骤
501pv设备
502逆变器
503pv发电机
504dc/ac转换单元
505dc中间回路
506dc/dc转换单元
507分析处理单元
508控制单元
509电网继电器
510偏压单元
511ac输出端
512dc输入端
513电压传感器
514电流传感器
515能量供给电网
516警报信号
dc+发电机电位
dc-发电机电位
pe地电位