JP2020150787A - グリッド接続のためのリレーアレイ - Google Patents

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Abstract

【課題】電力遮断または故障の検出に基づいて、電子装置(例えば、インバータ、電力コンバータ)をグリッドから切断して、電子装置またはグリッドに対する安全性または損傷の低減を確実するリレーアレイを提供する。【解決手段】システム100において、一つ又は複数の電気機械的リレー(例えば、ラッチリレー)RE1〜RE4を含む。安全装置は(例えば、ピン、トグル、電子安全ピンなど)、ラッチリレーが状態を変化させることを防止する。電子装置は、状態を変更する能力が望まれると、安全装置を容易に取り外す。ラッチリレーにはまた、ラッチリレーの状態を変更するための電力パルスが供給される。電力パルスは、電力遮断または故障に備えて、電力を維持するパワーバンクによって提供される。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2019年2月28日に出願された米国仮出願番号第62/811,884号に対する優先権およびその利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
一部の電気的な用途では、電子装置(例えば、発電回路、インバータ)は、規格および規制により、自動スイッチ回路(例えば、回路ブレーカー)を含み得る。自動スイッチ回路は、制御回路によって検知された遮断または故障(例えば、サブグリッドまたはスタンドアロングリッドへの高電流、高電圧、意図せぬ回路の供給など)に基づいて、電子装置をグリッド(例えば、分配グリッド、分散型発電機、負荷、ホームパネル)から切断し得る。スイッチ回路は、安全機能(例えば、単独運転防止)を確保するための保護機構として実施され得る。
規格および規制(例えば、IEC 62109−1、VDE 0126−1−1、VDE AR−N 4105)によれば、スイッチ回路は、例えば相導体または中性線などのグリッドに電子装置を接続している各電流または導体に沿って、二つの直列接続され、かつ独立して起動されるスイッチを制御することにより、電子装置をグリッドから切断し得ることが要求される。
一部の例では、この要件を満たすための一般的な方法は、接触電流定格(例えば、リレーが電導できる最大電流量など)、電圧定格、スイッチ容量などの適切な仕様を有するリレーを使用することである。接触電流定格または電圧定格が上昇すると、リレーのサイズおよびコストは著しく増大し得る。
一般に、このような例において使用され得るリレーのタイプは通常、開放式であり、リレーのスイッチ接点はリレーゲートが閾値より高い作動電力を受け取るとき、接続されて導電する。
従って、電子装置が動作するかぎり、自動スイッチ回路は動作の間ずっとアクティブに接続され得、電力を連続的に消費し得る(例えば、休止電力など)。
電力エレクトロニクスにおいて、電力消費量、サイズ、コストおよび/またはこれらに類するものを低減するためのニーズが常に存在する。したがって、消費電力量が低いながらも、費用効果のある方法で、グリッドと構成要素を接続および切断し得る自動スイッチ回路に対するニーズがある。
以下の概要は、例示的目的のためだけの本発明の概念のいくつかの短い概要であり、発明を実施するための形態における本発明および実施例を制限または制約することを意図するものではない。
本明細書の開示の態様は、電子装置(例えば、インバータ、電力コンバータ)をグリッドに接続するためのリレーアレイのシステム(またはその部品)および方法を使用し得る。リレーアレイはまた、サブグリッドまたはスタンドアロンのグリッドへの高電流/電圧、または意図しない電子装置の供給を防止するための回路ブレーカーおよび/または保護機構として機能し得るが、これは多くの場合、独立運転防止(anti−islanding operation)と称される。遮断(例えば、グリッドが「落ちる」など)または故障検知に基づいて、リレーアレイは、安全性を確保し、電子装置またはグリッドの損傷を防止するためにグリッドから回路を切断し得る。リレーアレイは、電子装置の出力と連結されてもよく、または電子装置に組み込まれてもよい。
規格および規制によれば、エラーや遮断の発生に基づき、電子装置をグリッドから切断することを確実にし得る、リレーアレイなどの自動スイッチ回路を介したグリッドへの接続が必要とされる。安全上の理由から、リレーアレイおよびリレーアレイに起因する制御システム/回路は、一つまたは複数の冗長化を組み込み、一つまたは複数の同時エラーおよび遮断の場合でも、確実に切断できるようにし得る。
リレーアレイは、複数のリレーレッグおよび制御回路を備え得る。各リレーレッグは、電子装置(例えば、インバータ、電力コンバータ)の出力間でグリッド接続(例えば、バス、分配ライン、グリッドの入力端子)に接続しうる。例えば、単相電子装置は、電子装置をグリッドに接続する二つのバス(例えば、相および中性線)を有し得るため、リレーアレイは二つのリレーレッグを含み得る。別の例では、三相電子装置は、電子装置をグリッドに接続する三つのバスを有し得るため、リレーアレイは三つのリレーレッグを含み得る。
前述の冗長化については、リレーレッグそれぞれは、少なくとも二つのリレーまたはリレー接点を備え、リレーが損傷を受けた場合または非稼動状態であっても、グリッドからの切断を確実にし得る。各リレーは、スイッチ接点を備え得る。それぞれのスイッチ接点は制御コイルによって制御され得るため、電流が制御コイルを通過した時に、磁場が生成されてスイッチ接点を制御する機構(例えば、電磁石などの電気機械的機構)を活性化し、それによってスイッチ接点を接続または切断する(例えば、スイッチ接点構成を変更することなど)。同じリレーレッグのスイッチ接点は、制御コイルまたは制御回路のうちの一つが故障するシナリオをカバーするため、少なくとも二つの異なる制御コイルによって制御され得る。
本明細書の開示の態様によれば、リレーレッグの少なくとも一つは、少なくとも一つのラッチリレーを含み得る。ラッチリレーは、制御コイルに適用される電力なしに、オン(接続)またはオフ(切断)の接点構成/位置を無期限に維持し得る、電気機械的リレー(例えば、機械、磁気、インパルスなど)であり得る。ラッチリレーは、リレーが切り替えられた場合のみに電力を消費し、ラッチリレースイッチ接点は、電力停止の間ずっと設定を保持し得る。従って、ラッチリレーは、制御コイルを駆動するより小さな電流を使用することにより、大きな電流を制御するのに使用され得る。
ラッチリレーは、電力パルスを使用し得、ラッチリレーに一時的に供給される電力量(例えば、100〜1000ms)である。電力パルスは、ラッチリレーの制御コイルで磁場を生成し、スイッチ接点構成/位置(例えば、導電/オンまたは非導電/オフ)を変化させ得る、電気機械的機構を起動させ得る。スイッチ接点構成/位置の変更後、電力パルスが取り除かれても、ラッチリレーはスイッチ接点構成/位置(例えば、接続状態または切断状態)を維持し得、それによって定常状態動作の間に散逸する電力が著しく低減される。
ラッチリレーは、その比較的小さなサイズにより、電気回路サイズの縮小という利益を提供し得、電導損失の低減を提供し、より効率的な回路をもたらし得る。さらに、ラッチリレーは、高電流リレーを採用するための比較的費用効果の高い解決策を提供し得る。すなわち、ラッチリレーを使用することにより、製造コストの低減という利点が提供され得る。
上記のように、この発明の概要は、本明細書で説明する機能の一部の概要にすぎず、以下の発明を実施するための形態でさらに説明する概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供される。発明の概要は網羅的なものではなく、特許請求の範囲に記載にされた主題の主要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、特許請求の範囲の制限となるものでもない。
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の説明、特許請求の範囲、および図面に関してよりよく理解される。本開示は一例として示され、添付の図によって限定されることはない。
図1は、本開示の態様による電気回路の図を示す。 図2は、本開示の態様による電気回路の図を示す。 図3は、本開示の態様による電気回路の図を示す。 図4は、本開示の態様による電気回路の図を示す。 図5は、本開示の態様による電気回路の図を示す。 図6は、本開示の態様による電気回路の図を示す。 図7は、本開示の態様による電気回路の図を示す。 図8は、本開示の態様による電気回路の図を示す。 図9は、本開示の態様による電気回路の図を示す。 図10は、本開示の態様による電気回路の図を示す。 図11aは、本開示の態様によるシステムの斜視図を示す。 図11bは、本開示の態様によるシステムの斜視図を示す。 図12は、本開示の態様による電気回路のブロック図を示す。 図13は、本開示の態様による電気回路のブロック図を示す。 図14は、本開示の態様による電気回路の図を示す。
下記の本開示の様々な態様の記載において、本明細書の一部を形成し、本開示の態様を実施することができる様々な実施形態を例示として示す添付図面を参照する。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、構造的および機能的な修正を行うことができることを理解されたい。
電気/電力回路での電力消費量を低減するために、ラッチリレー(例えば、コイルに適用される電力なしに無期限にオンまたはオフの接点構成/位置を保持し得るリレー)を使用し得る。例えば、ラッチリレーを使用して、電子装置(例えば、インバータ)を電気グリッドなどの第二の電子装置/システム/ネットワークに接続し得る。このような場合、ラッチリレーは、電子装置(例えば、インバータ、電力コンバータなど)を損傷(例えば、過負荷または短絡による過剰電流によるものなど)から保護する、またはコンバータが電力を故障中の電力グリッドに供給するのを防ぐように設計された電気スイッチとして自動的に動作する、回路ブレーカーとして使用され得るが、該スイッチは電子装置をグリッドに電気的に接続する、および/または電子装置をグリッドから電気的に切断するための特徴を有し得る。
本明細書に提供される本開示の態様は、一つまたは複数のラッチリレーを備えるリレーアレイを備える電子装置を含む。一つまたは複数のラッチリレーは、装置が第二の電子装置/システム/ネットワークに接続されるとき、電子装置に接続された、またはその中に組み込まれた自動スイッチ回路の電力消費の問題に対する有効的な解決法であり得る。ラッチリレーの比較的小さなサイズにより、一つまたは複数のラッチリレーの使用は、散逸エネルギー量の減少および装置サイズの縮小という利益をもたらし得る。さらに、ラッチリレーは高電流リレーのための比較的費用効果の高い解決法であり、そのため一つまたは複数のラッチリレーを使用することにより、製造コストの削減という利益がもたらされ得る。
ラッチリレーは、電力パルスを使用し得、例えば、ラッチリレーに一時的に供給される電力量(例えば、100〜1000ms)である。電力パルスは、ラッチリレーの制御コイルで磁場を生成し、スイッチ接点構成(例えば、導電/接続/オンまたは非導電/切断/オフ)を変化させ得る、電気機械的機構を起動させ得る。スイッチ接点構成の変更後、電力パルスが取り除かれても、ラッチリレーはスイッチ接点構成(例えば、接続状態/オンまたは切断状態/オフ)を維持し得、定常状態動作の間に散逸する電力を潜在的に低減し得る。スイッチ接点構成は、その後の電力パルスが適用されるまで維持され得、その時に、スイッチ接点構成の変更/切り替えは、他方の構成(例えば、切断/オフまたは接続/オン)に戻る。一部の態様によれば、電力パルスを生成するためのエネルギーは、電子装置(例えば、インバータ)の内部または外部にあるグリッドまたはローカル電源によって提供され得る。
リレーアレイ内の一つまたは複数のラッチリレーの使用、およびスイッチ接点構成を変更するための電力パルスの必要性は、分散型制御システムおよび/または冗長化制御システムを必要とし得る。分散型制御システムは、故障または遮断(例えば、過負荷、短絡など)を検知し得、一つまたは複数の制御信号を生成し得る。一つまたは複数の制御コイルドライバ回路は、一つまたは複数の制御信号を受信し得、制御コイルを通過する電流を生成し得る。電流は、リレーの電気機械的機構を活性化し、スイッチ接点構成を変更する磁場を誘発し得る。
一部の態様によれば、制御回路およびシステムは、グリッドからの即時の切断またはローカル電源の故障が発生するシナリオを支持し得、そのため、電源パルスを生成するために必要な電源/エネルギーが利用できない場合がある。したがって、制御回路は、スイッチ接点構成を変更するための電力パルスを生成するのに十分なエネルギーを蓄え得る電力バンク(例えば、一つまたは複数の容量素子(例えば、コンデンサ)、電池、または両方)を含み得るか、またはそれに連結され得る。
一部の態様によれば、ラッチリレーは、シングルコイルラッチリレー、デュアルコイルラッチリレー、またはマルチコイルラッチリレーであり得る。シングルコイルラッチリレーは、スイッチ位置をセットまたはリセットするのにただ一つのコイルを使用し得、そのため、正の電圧と負の電圧の両方が単一コイルにわたって適用され得る。例えば、正電圧が適用されると、電流が一方向に流れ、リレーをセット状態(例えば、リレースイッチ閉鎖)にすることができる。負電圧は電流方向を逆転させ、リレーをリセット状態(例えば、スイッチ開放)にし得る。
デュアルコイルラッチリレーは、セットコイルおよびリセットコイルを有し得る。例えば、セットコイルが通電されるとき、リレーはセット状態(例えば、スイッチ閉鎖)となり得る。逆に、リセットコイルが通電されると、リレーはリセット状態(例えば、スイッチ開放)となり得る。セットコイルおよびリセットコイルは同時に通電され得ないが、それら各々は独自の電源またはドライバを必要とし得る。
本明細書の開示の態様において、リレーアレイの二つ以上のリレー接点は、多極リレーモジュールを使用して提供され得る。多極リレーモジュールは、単一パッケージに複数のリレーを組み込む。多極リレーモジュールは、二つ以上のリレー接点のための共通制御コイルの使用を可能にし得、それによってシステムのサイズおよびコストを低減する。例えば、二極リレーモジュールは、単一の制御コイルによって制御される二つの接点を有し得、第二の制御コイルが要求事項に対し余剰となり、これによってリレーアレイサイズ、動作中の散逸するエネルギー、製造コスト、および/またはこれらに類するものを低減する。
本明細書の開示の態様において、リレーアレイのリレーは、異なる電気接点構成(例えば、単極単投[SPST]、二極二投[SPDT]、二極単投[DPST]を使用し得る。たとえば、リレーアレイが二つ以上のリレーを含む場合、DPSTリレー(たとえば、シングルコイルで作動する一対のスイッチまたはリレー)を使用することにより、リレーの制御コイルを駆動するための消費エネルギーを低減させ得る。
本明細書の開示の態様において、制御回路およびシステムは、コントローラの故障を検出および回復するために使用される監視回路を備え得る。制御回路およびシステムは、一つまたは複数のハードウェアプロセッサ、デジタル信号処理[DSP]回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ[FPGA]装置などを含み得る。監視回路は、制御システムの故障要素および回路の冗長化を提供し得る。例えば、監視回路は、所定の間隔(例えば、50μs)でコントローラからタイマーリセット(例えば、パルス幅変調[PWM]信号)を受信し得る。タイマーリセットが変更されたか、または到着していない場合、監視回路は、プロセスを開始する信号(例えば、制御コイルを駆動して、スイッチ接点状態/位置を変更し、グリッドから電子装置を切断するなどの)を生成し得る。例えば、タイマーリセットが変更された場合、コントローラがスイッチ接点状態/位置を非電導/オフに変更する決定を行い、電子装置を切断することがある。タイマーリセットが変更された場合、または到着していない場合の別の例では、コントローラが故障し、監視回路がコントローラのバックアップおよび冗長化要素として機能し得、スイッチ接点構成/位置を非電導/オフに変更するための信号を生成し、電子装置をグリッドから切断することがある。
ここで図1を参照すると、本明細書の開示の態様によるリレーアレイを含む電気回路の図を示す。システム100は、直流(DC)電源(例えば、太陽電池[PV]ソーラーパネル、PVモジュール、PVアレイ/ストリング、DC−DCコンバータなど)、単相交流電流(AC)グリッド(例えば、多相(例えば、三相)ACグリッド)、およびインバータ回路11を含む。インバータ回路11は、DC−ACコンバータ1、誘導素子L1およびL2、制御回路10、およびリレーRE1〜RE4を含むリレーアレイ13を含み得る。リレーRE1〜RE4のそれぞれは、対応するスイッチ接点SC1〜SC4および対応する制御コイルCC1〜CC4をそれぞれ含む。
一部の態様によれば、リレーRE1〜RE4の少なくとも一つは、ラッチリレー(例えば、コイルに適用される電力なしに、接点構成/位置のいずれかを無期限に維持し得るリレー)であり得る。例えば、リレーRE1およびRE3はラッチリレーであり得、リレーRE2およびRE4は非ラッチリレーであり得、そのため、各インバータ出力は一つのラッチリレーおよび一つの非ラッチリレーを特徴とするリレーレッグに接続される。各インバータ出力を、一つのラッチリレーおよび一つの非ラッチリレーを特徴とするリレーレッグに接続することにより、各出力に対して二つの非ラッチリレー接点を含む設計と比較して、コンバータ1のサイズ、コストおよび損失を減少させることができ、信頼性および安全性の高い方法で動作するように構成され得る。
リレーRE1〜RE2を含む電流パスは、第一のリレーレッグ(例えば、バス、相)と総称され得る。第一のリレーレッグは誘導素子L1をさらに含み得る。電流パスはリレーRE3〜RE4を含み、第二のリレーレッグと総称され得る。第二のリレーレッグは誘導素子L2をさらに含み得る。第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグのそれぞれ(例えば、バス、相)は、コンバータ1の出力端子と対応するグリッド接続端子との間に接続され得る。
スイッチ接点SC1〜SC4の各々は、対応する制御コイルCC1〜CC4によってそれぞれ制御され得る。制御コイルCC1〜CC4の各々は、制御回路10によって生成された制御信号C1〜C4によって駆動され得る。制御回路10は、ロジックシステムによる制御信号C1〜C4および、制御回路10によって受信される入力データを生成し得る。例えば、入力データは、システム100の一つまたは複数の電気パラメータの測定、FPGAまたはコントローラによって生成されるイネーブル信号、またはシステム100の構成要素のうちの一つにおいて検知された遮断(例えば、高電圧/電流の測定)を含み得る。入力データは、インバータ回路11に組み込まれる、またはインバータ回路11に連結される一つまたは複数のセンサ(例えば、電圧/電流センサ)によって測定され得る。入力データはまた、インバータ出力に接続されたグリッド(例えば、単相グリッド、または多相グリッドの一つの相)の一つまたは複数のパラメータにおける測定値であってもよく、または測定値を含んでもよい。
誘導素子L1およびL2は、例えば、フィルターインダクタ、差動インダクタ、コモンモードチョークインダクタなど、第一および第二のリレーレッグに連結された様々な誘導素子のインダクタンスを表し得る。L1およびL2で表される様々な誘導素子は、リレーレッグに沿った異なる素子と連結され得る。一部の態様によれば、誘導素子の一部は:(i)コンバータ1の出力端子と第一のスイッチ接点(例えば、リレーRE1、リレーRE3)との間、(ii)第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間(例えば、リレーRE1とRE2との間、リレーRE3とRE4との間)、および/または(iii)第二のスイッチ接点(例えば、リレーRE2、リレーRE4)と(例えば、単相)ACグリッドへの接続との間に連結され得る。
コンバータ1の入力端子は、DC電源を横切って連結され得、コンバータ1の動作中にコンバータ1に電力を入力し得る。コンバータ1はDC電力をAC電力に変換し得るが、スイッチ接点SC1〜SC4の状態に応じて、第一のリレーレッグおよび第二のリレーを通って電流が流れ、電力をACグリッドに供給することができるようにし得る。電流は、全てのスイッチ接点が接続されているとき(オン)にDC電源からACグリッドに流れ、電気を伝導し得る。
ここで図2を参照すると、本明細書の開示の態様による電気回路の図を示す。システム200は、直流(DC)電源(例えば、太陽電池[PV]ソーラーパネル、PVモジュール、PVアレイ/ストリング、DC−DCコンバータ)、DC−ACコンバータ2を含む三相交流電流(AC)グリッドおよびインバータ回路21、誘導素子L3〜L5、制御回路20およびリレーRE5〜RE10を含むリレーアレイ23を含む。リレーRE5〜RE10のそれぞれは、対応するスイッチ接点SC5〜SC10および対応する制御コイルCC5〜CC10をそれぞれ含む。
一部の態様によれば、リレーRE5〜RE10の少なくとも一つは、ラッチリレー(コイルに適用される電力なしに、導電/オンまたは非導電/オフの接点構成/位置のいずれかを無期限に維持し得るリレー)であり得る。
リレーRE5〜RE6を含む電流パスは、第一のリレーレッグ(例えば、バス、相)と総称され得る。電流パスは第二のリレーレッグと総称され得るリレーRE7〜RE8を含む。電流パスは第三のリレーレッグと総称され得るリレーRE9〜RE10を含む。第一のリレーレッグ、第二のリレーレッグおよび第三のリレーレッグのそれぞれは、コンバータ2の出力端子と対応するグリッド接続端子との間を接続し、グリッドの三相のうちの一つを表し得る。第一、第二、および第三のリレーレッグは、それぞれ、誘導素子L3、L4およびL5を含むか、またはそれらに直列に接続され得る。
スイッチ接点SC5〜SC10の各々は、対応する制御コイルCC5〜CC10によって制御され得る。制御コイルCC5〜CC10の各々は、制御回路20によって生成された、対応する制御信号C5〜C10によって駆動され得る。制御回路20は、ロジックシステムによる制御信号C5〜C10および、制御回路20によって受信される入力データを生成し得る。例えば、入力データは、システム200の一つまたは複数の電気パラメータの測定、コントローラ(例えば、FPGA、DSPなど)によって生成されるイネーブル信号、またはシステム200の構成要素のうちの一つにおいて検知された遮断であり得る。入力データは、インバータ回路21に組み込まれる、またはインバータ回路21に連結される一つまたは複数のセンサ(例えば、電圧/電流センサ)によって測定され得る。
誘導素子L3〜L5は、例えば、フィルターインダクタ、差動インダクタ、コモンモードチョークインダクタなど、対応するリレーレッグにわたって連結された様々な誘導素子のインダクタンスを表し得る。L3〜L5で表される様々な誘導素子は、リレーレッグに沿った異なる素子(例えば、相、バスなど)と連結され得る。例えば、一部の態様によれば、誘導素子の一部は:(i)コンバータ2の出力端子と第一のスイッチ接点(例えば、リレーRE5、リレーRE7、リレーRE9)との間、(ii)第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間(例えば、リレーRE5とRE6との間、リレーRE7とRE8との間、リレーRE9とRE10との間)、および/または(iii)第二のスイッチ接点(例えば、リレーRE6、リレーRE8、リレーRE10)と三相ACグリッドへの接続との間に連結され得る。
コンバータ2の入力端子は、DC電源を横切って連結され得、これによりコンバータ2の動作中にコンバータ2に電力を入力し得る。コンバータ2はDC電力をAC電力に変換し得るが、これはスイッチ接点SC5〜SC10および制御回路20によって生成された制御信号C5〜C10の状態に応じ、リレーパス(例えば、第一、第二、および第三のリレーレッグ)を通って流れ、電力をACグリッドに供給し得る。電力は、全ての接点が接続されているときにDC電源からACグリッドに流れ、電気を伝導し得る。
ここで図3を参照すると、本明細書の開示の態様による、図1のシステム100の一例として、電気システム300の図を示す。一部の態様によれば、各リレーレッグにおけるシングルリレー接点は、ラッチリレーとし得る。例えば、図3では、図1のリレーRE1およびRE3は、それぞれスイッチ接点SC1およびSC3、ならびにそれぞれ制御コイルCC1およびCC3を含むラッチリレーLRE1およびLRE3で実装される。
一部の態様によれば、リレーアレイの複数のリレー(二つ以上)は、多極リレーモジュールで実装され得る。例えば、二極リレー35は、制御回路10によって生成され得る制御信号C5によって駆動される共通制御コイルCC5(図ではCC5を示す要素は同じ要素であり得る)を共有し得るリレーRE2およびRE4を備え得る。例えば、二極リレーモジュール35を使用することにより、電気システム300のサイズの縮小、電気システム300動作中の散逸エネルギーの低減、および/または製造コストの低減という利益がもたらされ得る。
この例において、ラッチリレーLRE1およびリレーRE2を含む電流パスは、第一のリレーレッグと総称され得る。電流パスは、第二のリレーレッグと総称され得るラッチリレーRE3およびRE4を含む。第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグのそれぞれは、コンバータ1の出力端子と対応するグリッド接続端子との間に接続され得る。
この例では、DC−ACコンバータ1、誘導素子L1およびL2、制御回路10、およびリレーRE2、RE4およびラッチLRE1およびLRE3を含むリレーアレイ33は、インバータ回路31と総称され得る。
ここで図4を参照すると、本明細書の開示の態様による、図1のシステム100の一例として、電気システム400の図を示す。一部の態様によれば、各リレーレッグは、少なくとも二つのラッチリレーを備え得る。例えば、図4では、図1のリレーRE1〜RE4は、それぞれスイッチ接点SC1〜SC4、ならびにそれぞれ制御コイルCC1〜CC4を含むラッチリレーLRE1〜LRE4で実装される。
この例において、ラッチリレーLRE1〜LRE2を含む電流パスは、第一のリレーレッグと総称され得る。ラッチリレーLRE3〜LRE4を含む電流パスは、第二のリレーレッグと総称され得る。第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグのそれぞれは、コンバータ1の出力端子と対応するグリッド接続端子との間に接続され得る。
一部の態様によれば、リレーアレイの異なるリレーレッグ(例えば、第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグ)の複数のリレー(二つ以上)は、多極リレーモジュールで実装され得る。例えば、一部の態様によれば、ラッチリレーLRE2およびLRE4は、制御回路10によって生成された第一の共通制御信号によって駆動される第一の共通制御コイルを共有し得、ラッチリレーLRE1およびLRE3は、第二の共通制御信号によって駆動される第二の共通制御コイルを共有し得る。デュアルリレーモジュールを使用することにより、電気システム400のサイズの縮小、電気システム400動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの低減という利益がもたらされ得る。
一部の態様によれば、ラッチリレーLRE1〜LRE4は、一つまたは複数の制御コイルを有する単一モジュールに組み込まれ得る。制御回路10のデジタル論理を使用して、制御信号C1〜C4を生成し得る。規制により、各リレーレッグに対して二つ以上の制御コイルが必要とされない場合、単一の制御コイルが、ラッチリレーLRE1〜LRE4のすべてを制御し得る。上述の通り、規制により、制御コイル冗長化が必要とされる場合、二つ以上の制御コイルが使用され得る。
この例では、DC−ACコンバータ1、誘導素子L1およびL2、制御回路10、およびラッチリレーLRE1〜LRE4を含むリレーアレイ43は、インバータ回路41と総称され得る。
ここで図5を参照すると、本明細書の開示の態様による、図2のシステム200の一例として、電気システム500の図を示す。
一部の態様によれば、少なくとも一つのリレーレッグのリレーまたはリレー接点のうちの少なくとも一つは、ラッチリレーであり得る。例えば、図4では、図1のリレーRE5およびRE10は、それぞれスイッチ接点SC5およびSC10、ならびにそれぞれ制御コイルCC5およびCC10を含むラッチリレーLRE5およびLRE10でそれぞれ実装される。
この例において、コンバータ2と三相グリッドを接続し、ラッチリレーLRE5、リレーRE6を含む第一の電流パスは、第一のリレーレッグと総称され得る。コンバータ2および三相グリッドを接続し、リレーRE7〜RE8を含む第二の電流パスは、第二のリレーレッグと総称され得る。コンバータ2と三相グリッドを接続し、ラッチリレーLRE10、リレーRE9を含む第三の電流パスは、第三のリレーレッグと総称され得る。
一部の態様によれば、リレーアレイの複数のリレー(二つ以上)は、多極リレーモジュールで実装され得る。例えば、二極リレー55は、制御回路20によって生成され得る制御信号C4によって駆動される共通制御コイルCC4(図ではCC4を示す要素は同じ要素であり得る)を共有し得るリレーRE6およびRE8を備え得る。二極リレー65は、制御回路20によって生成され得る制御信号C3によって駆動される共通制御コイルCC3(図ではCC3を示す要素は同じ要素であり得る)を共有し得るリレーRE7およびRE9を備え得る。デュアルリレーモジュール55および65を使用することにより、電気システム500のサイズの縮小、電気システム500動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの低減という利益がもたらされ得る。
この例では、DC−ACコンバータ2、誘導素子L3〜L5、制御回路20、およびリレーRE6、RE7〜RE9、およびラッチリレーLRE5およびLRE10を含むリレーアレイ53は、インバータ回路51と総称され得る。
一部の態様によれば、ラッチリレーLRE5およびLRE10は、一つまたは複数の制御コイルを有する単一モジュール(例えば、多極リレー)に組み込まれ得る。制御回路20のデジタル論理を使用して、制御信号C1およびC2を生成し得る。
一部の態様によれば、リレーアレイ53は、制御回路20によって生成される二つの制御信号のみによって制御され得、ラッチリレーLRE5および二極リレー65は、共通制御信号によって駆動される共通制御コイルを共有し得、ラッチリレーLRE10および多極リレー55は、共通制御信号によって駆動される共通制御コイルを共有し得る。
ここで図6を参照すると、本明細書の開示の態様による、図2のシステム200の一例として、電気システム600の図を示す。一部の態様によれば、各リレーレッグは、少なくとも二つのラッチリレーを備え得る。例えば、図6では、図2のリレーRE5〜RE10は、それぞれスイッチ接点SC5〜SC10、ならびにそれぞれ制御コイルCC5〜CC10を含むラッチリレーLRE5〜LRE10で実装される。
一部の態様によれば、リレーアレイ63は、制御回路によって生成された二つの制御信号のみによって制御され得る。例えば、ラッチリレーLRE5、LRE7およびLRE9は、制御回路20によって生成された第一の共通制御信号C1によって制御され得、ラッチリレーLRE6、LRE8およびLRE10は、第二の共通制御信号C2によって制御され得る。
一部の態様によれば、リレーアレイ63は、ラッチリレーのそれぞれに対し、制御回路によって生成された、別個の制御信号によって制御され得る。例えば、各ラッチリレーLRE5、LRE7、LRE9、LRE6、LRE8およびLRE10は、制御回路20によって生成された異なる制御信号によって制御され得る。
一部の態様によれば、リレーアレイの異なるリレーレッグ/パス(例えば、第一のリレーレッグ、第二のリレーレッグおよび第三のリレーレッグ)の複数のリレーは、多極リレーモジュールで実装され得る。例えば、ラッチリレーLRE5、LRE7およびLRE9は、共通制御コイルを共有し得る。多極リレーモジュールを使用することにより、電気システム600のサイズの縮小、電気システム600動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの低減という利益がもたらされ得る。
一部の態様によれば、ラッチリレーLRE5〜LRE10は、一つまたは複数の制御コイルを有する単一モジュールに組み込まれ得る。制御回路20のデジタル論理を使用して、制御信号C1〜C2を生成し得る。
この例では、DC−ACコンバータ2、誘導素子L3〜L5、制御回路20、およびラッチリレーLRE5〜LRE10を含むリレーアレイ63は、インバータ回路61と総称され得る。
ここで図7を参照すると、本明細書の開示の態様による、図2のシステム200の一例として、電気システム700の図を示す。一部の態様によれば、リレーアレイの各リレーレッグにおける少なくとも一つのシングルリレーは、ラッチリレーとし得る。例えば、図7では、図2のリレーRE5、RE7、およびRE9は、それぞれスイッチ接点SC5、SC7、およびSC9、ならびにそれぞれ制御コイルCC5、CC7、およびCC9を含むラッチリレーLRE5、LRE7、およびLRE9でそれぞれ実装される。リレーRE6、RE8、およびRE10は、単極リレーであり得る。
一部の態様によれば、リレーアレイは、制御回路によって生成された二つの制御信号のみによって制御され得る。例えば、図7の例において、ラッチリレーLRE5、LRE7およびLRE9は、制御回路20によって生成された第一の共通制御信号C1によって制御され得、リレーRE6、RE8およびRE10は、第二の共通制御信号C2によって制御され得る。
一部の態様によれば、リレーアレイの異なるリレーレッグ(例えば、第一のリレーレッグ、第二のリレーレッグ、および第三のリレーレッグ)の複数のリレー(二つ以上)は、多極リレーモジュールで実装され得る。例えば、ラッチリレーLRE5、LRE7、およびLRE9は、共通制御コイルを共有し得る。多極リレーモジュールを使用することにより、電気システム700のサイズの縮小、電気システム700動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの低減という利益がもたらされ得る。
この例では、DC−ACコンバータ2、誘導素子L3〜L5、制御回路20、ラッチリレーLRE5、LRE7、およびLRE9ならびにリレーRE6、RE8、およびRE10を含むリレーアレイは、インバータ回路71と総称され得る。
ここで図8を参照すると、本開示の態様による、電気システム810の図を示す。
この場合、DC−ACコンバータ3、誘導素子L3〜L6、制御回路20およびリレーRE11〜RE18(各々対応するスイッチ接点SC11〜SC18および制御コイルCC11〜CC18をそれぞれ含む)を含むリレーアレイは、インバータ回路81と総称され得る。インバータ回路81の入力端子は、DC電源(例えば、太陽電池[PV]ソーラーパネル、PVモジュール、PVアレイ/ストリング、DC−DCコンバータ)にわたって連結され得、インバータ回路81の出力端子は、相L7、L8、およびL9を含む三相グリッドと連結され得る。
一つまたは複数のリレーレッグを含むリレーアレイは、DC−ACコンバータ3を三相グリッドに接続し得る。電流パスは第一のリレーレッグと総称され得るリレーRE11〜RE12を含む。電流パスは第二のリレーレッグと総称され得るリレーRE13〜RE14を含む。電流パスは第三のリレーレッグと総称され得るリレーRE15〜RE16を含む。第一のリレーレッグ、第二のリレーレッグおよび第三のリレーレッグのそれぞれは、コンバータ2の出力端子と対応するグリッド接続端子(例えば、相L7、L8およびL9)との間を接続する。
一部の態様によれば、三相グリッドに接続された電気回路(例えば、インバータ)は、電気回路の出力端子をグリッドの中性点に(例えば、図8に示されるY字形構成の共通ポイントに接続された中性線に)接続し得る中性レッグを含み得る。
例えば、図8のインバータ81は、リレーRE17〜RE18および誘導素子L6を含む中性レッグを含み得、これはDC−ACコンバータ3の出力端子と三相グリッドの中性点との間を接続し得る。
一部の態様によれば、リレーアレイは、制御回路によって生成された二つの制御信号のみによって制御され得る。例えば、この例において、リレーRE11、RE14、RE15、およびRE18は、制御回路20によって生成された第一の共通制御信号C1によって制御され得、リレーRE12、RE13、RE16、およびRE17は、第二の共通制御信号C2によって制御され得る。
一部の態様によれば、リレーアレイの各リレーは、制御回路によって生成された異なる制御信号によって制御され得る。例えば、リレーRE11〜RE18の各々は、制御回路によって生成された対応する制御信号によって制御され得る。
一部の態様によれば、リレーアレイの異なるリレーレッグ(例えば、第一のリレーレッグ、第二のリレーレッグ、第三のリレーレッグ、および中立レッグ)の複数のリレー(二つ以上)は、多極リレーモジュールで実装され得る。例えば、リレーRE11、RE14、RE15、およびRE18は、第一の共通制御コイルを共有し得、リレーRE12、RE13、RE16、およびRE17は、第二の共通制御コイルを共有し得る。多極リレーモジュールを使用することにより、電気システム810のサイズの縮小、電気システム810動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの低減という利益がもたらされ得る。
一部の態様によれば、リレーアレイのリレーRE11〜RE18の少なくとも一つは、ラッチリレーとし得る。ラッチリレーを使用することにより、電気システム810のサイズの縮小、電気システム810動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの低減という利益がもたらされ得る。
ここで図9を参照すると、本開示の態様による、電気システム900の図を示す。
本明細書の開示の態様において、一つまたは複数のリレーレッグを含む接続ボックスは、複数の電気回路(例えば、インバータ)をグリッドに接続し得る。各リレーレッグは、一つまたは複数のリレーおよび/またはリレー接点を含み得る。こうした接続ボックスの使用により、電気回路(例えば、インバータ)のそれぞれにおけるリレー接点の数を減少させることが可能となり得る。例えば、接続ボックスに連結された五つの三相インバータを有する回路は、合計18個のリレー接点―各インバータ(15リレー)内の各相に対する一つのリレー、接続ボックス(三つのリレー)内の各相に対する一つのリレーを含み得る。各インバータが、インバータの各相出力とグリッドの間の二つの接点を必要とするグリッドコードに対応する場合、接続ボックスなしで、回路は30のリレーを有し、各インバータにおける各相に対し二つのリレーを有する。
一部の態様によれば、接続ボックスの使用は、リレーを制御する制御信号の数も減少させ得る。上記の例を参照すると、接続ボックスに連結された五つの三相インバータを有する回路は、六つの制御信号によって制御される18のリレー接点を含み得、各インバータは、そのインバータにおける全三つのリレー接点を制御する共通制御信号(五つの制御信号)、および接続ボックス内の三つのリレー接点の全てを制御する一つの制御信号を有する。接続ボックスがない場合、回路は少なくとも十個の制御信号―各インバータに対して少なくとも二つの制御信号―を特徴とし、各相が独立して制御されるために二つの接点を要求するグリッドコード/規格に従い得る。
接続ボックスは、一部の特徴によれば、電力消費量の低減および製造コストの低減という追加的利益をもたらし得る。一部の態様によれば、接続ボックスは、より多くの特徴、例えば、PID現象(potential−induced degradation:PID)逆転回路、電源、通信回路(例えば、RS−485通信回路、送電線通信回路、Wi−Fi通信回路、Zigbee通信回路など)、ゲート/コイル駆動回路、コントローラ(例えば、デジタル信号プロセッサ)などを提供する追加的回路を含み得る。通信回路は、変化する太陽光照射、温度などのような変化する条件の下、PVパネルのピーク電力点またはそれに近い点でPVシステムに動作を継続させる最大電力点追従制御(MPPT)アルゴリズムを実施するのに使用され得る。
一部の態様によれば、第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグを含む接続ボックスは、複数の電気回路(例えば、インバータ)を単相グリッドまたは多相グリッドの一つの相に接続し得る。接続ボックスの使用は、システムで必要とされるリレーの数を減少させ、かつ制御信号の数を減少させ得、電力消費量の低減および製造コストの削減をもたらし得る。
例えば、三つの単相インバータ101A、101B、および101Cは、接続ボックス105に連結され得る。各単相インバータ101(例えば、101A、101B、および101C)の入力端子は、DC電源(例えば、DC A、DC B、およびDC C)にわたって連結され得、各単相インバータ(例えば、101A、101B、および101C)の出力端子は接続ボックス105に連結され得る。
各単相インバータ(例えば、101A、101B、および101C)は、DC−ACコンバータ1A/1B/1C、制御回路10A/10B/10C、誘導素子L1〜L2(例えば、L1A〜L2A、L1B〜L2B、L1C〜L2C―フィルターインダクタ、差動インダクタ、コモンモードチョークインダクタ)およびリレーRE1およびRE3を含むリレーアレイを含み得、各リレーは、スイッチ接点(例えば、それぞれSC1AおよびSC3A、SC1BおよびSC3B、ならびにSC1CおよびSC3Cを有する、RE1AおよびRE3A、RE1BおよびRE3B、ならびにRE1CおよびRE3Cを含む。各単相インバータ101(例えば、101A、101B、および101C)は、DC−ACコンバータ1(例えば、コンバータ1A、コンバータ1Bおよびコンバータ1C)の出力端子を、接続ボックス105の入力端子に接続する、第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグを含み得る。第一のリレーレッグは、第一のリレー(例えば、RE1A、RE1B、RE1C)および第一の誘導素子(例えば、L1A、L1B、L1C)を含み得、第二のリレーレッグは第二のリレー(例えば、RE3A、RE3B、RE3C)および第二の誘導素子(例えば、L2A、L2B、L2C)を含み得る。
各単相インバータ101の第一のスイッチ接点SC1および第二スイッチ接点SC3は、対応する制御回路10A/10B/10Cによって生成されたシングル制御信号(例えば、それぞれC5、C6およびC7)によって駆動される、共通制御コイル(例えば、図においてCC5と表された要素は同じ要素であり得、図においてCC6と表された要素は同じ要素であり得、図においてCC7と表された要素は同じ要素であり得る)によって制御され得る。
一部の態様によれば、各単相インバータ101A/101B/101Cの第一のスイッチ接点SC1および第二のスイッチ接点SC3は、異なる制御信号によって駆動される異なる制御コイルによって制御され得る。
接続ボックス105は、制御回路15、各単相インバータ101A/101B/101Cの第一のリレーレッグを接続する第一の接続端子T1(例えば、線)、および各単相インバータ101A/101B/101Cの第二のリレーレッグを接続する第二の接続端子T2(例えば、中性点)を含み得る。
接続ボックス105は、第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグをさらに含み得る。第一のリレーレッグは、第一の接続端子T1と単相グリッドまたは多相グリッドの一つの相(例えば、線/中性線)の第一のグリッド接続の間を接続し得る。第二のリレーレッグは、第二の接続端子T2と単相グリッドまたは多相グリッドの一つの相(例えば、線/中性線)の第二のグリッド接続の間を接続し得る。第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグのそれぞれは、スイッチ接点(例えば、それぞれ、SC2およびSC4)および誘導素子(例えば、L3およびL4)を有する一つまたは複数のリレー(例えば、それぞれ、RE2およびRE4)を含み得る。
接続ボックス105のスイッチ接点SC2およびスイッチ接点SC4は、制御回路15によって生成されたシングル制御信号(例えば、C4)によって駆動される共通制御コイル(例えば、図においてCC4と表される要素は同じ要素であり得る)で制御され、それと連結され得る。
一部の態様によれば、接続ボックス105のスイッチ接点SC2およびスイッチ接点SC4のそれぞれは、異なる制御信号によって駆動される異なる制御コイルで制御され、連結され得る。
一部の態様によれば、接続ボックス105は、スタンドアロンボックス(例えば、インバータ101A/101B/101Cから分離された中間ボックスであるが、それらと同じ敷地内にある)であってもよく、または、例えば単相インバータ101A/101B/101Cの中、または異なるインバータ(図示せず)に組み込まれてもよい。一部の実施例では、インバータ101A/101B/101Cは、(例えば、電力損失を低減するために)それぞれのDC電源に近接して位置してもよく、一方で接続ボックス105はより便利な位置に位置付けられてもよい。
一部の態様によれば、接続ボックス105は、第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグのそれぞれに二つ以上のリレーを含み得る。例えば、リレーRE2およびRE4に加えて、第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグは第三および第四のリレーをそれぞれ含み得、そのため、接続ボックス105は合計で四つのリレー(すなわち、相/線に対して二つのリレー、中性線に対して二つのリレー)を含み得る。このような場合、インバータ101A/101B/101Cは、インバータ101A/101B/101Cのリレーおよび制御回路10A/10B/10Cを含まない場合も有り、接続ボックス105の制御回路15は制御ロジックを共有または互いに通信して、電気システム900の適切な動作を支持する(例えば、起動プロセスの同期化、発電タイミングなど)。
誘導素子L1A、L2A、L1B、L2B、L1C、L2C、L3およびL4は、例えば、フィルターインダクタ、差動インダクタ、コモンモードチョークインダクタなど、リレーレッグにわたって連結された様々な誘導素子のインダクタンス値を含み得る。L1A、L2A、L1B、L2B、L1C、L2C、L3およびL4で表される様々な誘導素子は、リレーレッグに沿った異なる素子と連結され得る。一部の態様によれば、誘導素子L1A、L2A、L1B、L2B、L1C、L2C、L3、およびL4は、(i)コンバータ1A/1B/1Cの出力端子と第一のスイッチ接点(例えば、リレーRE1A/B/C、リレーRE3A/B/C)の間、または(ii)第一のスイッチ接点と単相インバータ101A/101B/101Cの出力端子との間で連結され得る。一部の態様によると、誘導素子L1A、L2A、L1B、L2B、L1C、L2C、L3、およびL4は、それぞれ、(i)第一の接続端子T1または第二の接続端子T2とスイッチ接点SC2またはスイッチ接点SC4との間、または(ii)スイッチ接点SC2またはスイッチ接点SC4と(例えば、単相)ACグリッドへの接続との間で連結され得る。
一部の態様によれば、リレーアレイの異なるリレーレッグの複数のリレー(二つ以上)は、多極リレーモジュールで実装され得る。例えば、リレーRE1A/RE1B/RE1CおよびRE3A/RE3B/RE3Cは、第一の共通制御コイルを共有する第一の二極リレーモジュールに組み込まれてもよく、リレーRE2およびRE4は、第二の共通制御コイルを共有する第二の二極リレーモジュールに組み込まれてもよい。二極リレーモジュールを使用することにより、単相インバータ101A/101B/101Cおよび接続ボックス105のサイズの縮小、動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの削減という利点がもたらされ得る。
一部の態様によれば、リレーアレイのリレーRE1A/RE1B/RE1C、RE3A/RE3B/RE3C、RE2、およびRE4の少なくとも一つは、ラッチリレーとし得る。ラッチリレーを使用することにより、単相インバータ101A/101B/101Cおよび接続ボックス105のサイズの縮小、動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの削減という利点がもたらされ得る。
一部の態様によれば、電気システム900は、一つまたは複数の制御回路を含み得る。例えば、単相インバータ101A/101B/101Cまたは接続ボックス105のうちの一つは、図1の制御回路10に類似した制御回路を含み得る。
一部の態様によれば、接続ボックス105は、より多くの特徴、例えば、PID現象(potential−induced degradation:PID)回路、電源、通信回路(例えば、RS−485通信回路、送電線通信回路、Wi−Fi通信回路、Zigbee通信回路など)、ゲート/コイル駆動回路、コントローラ(例えば、デジタル信号プロセッサ)、電流/電圧センサなどを提供する追加的回路を含み得る。通信回路は、変化する太陽光照射、温度などのような変化する条件の下、PVパネルのピーク電力点またはそれに近い点でPVシステムに動作を継続させる最大電力点追従制御(MPPT)アルゴリズムを実施するのに使用され得る。
一部の態様によれば、制御回路15は、通信回路(例えば、RS−485通信回路、送電線通信回路、Wi−Fi通信回路、Zigbee通信回路など)を通して、制御回路10A/10B/10Cと通信し得る(例えば、データの送受信など)。例えば、制御回路は、制御回路10A/10B/10Cに命令(例えば、PLC信号)を送信して、リレー、ACグリッドの一つまたは複数の電気パラメータ(例えば、電圧、電流)を接続/切断し得る。別の例では、制御回路10A/10B/10Cの一つは、制御回路15に、対応するDC電源が故障中である、発電していない、などを示す信号を送信してもよい。
ここで図10を参照すると、本開示の態様による、電気システム1000の図を示す。
一部の態様によれば、接続ボックス205は、複数の電気回路(例えば、インバータ)を三相グリッドに接続し得る、第一のリレーレッグ、第二のリレーレッグ、および第三のリレーレッグを含み得る。そのような接続ボックスの使用は、システムで必要とされるリレーの数を減少させ、かつ制御信号の数を減少させ得、それにより電力消費量の低減および製造コストの削減をもたらし得る。
例えば、この場合、三つの三相インバータ201A/201B/201Cは、接続ボックス205と連結され得る。各三相インバータ201A/201B/201Cの入力端子は、DC電源(例えば、太陽電池[PV]ソーラーパネル、PVモジュール、PVアレイ/ストリング、DC−DCコンバータ)にわたって連結され得、三相インバータ201A/201B/201Cの各々の出力端子は、接続ボックス205と連結され得る。
三相インバータ201A/201B/201Cの各々は、DC−ACコンバータ2A/2B/2C、制御回路20A/20B/20C、誘導素子L3A〜L5A/L3B〜L5B/L3B〜L5C(例えば、フィルターインダクタ、差動インダクタ、コモンモードチョークインダクタ)、およびリレーアレイを含み得る。インバータ201Aのリレーアレイは、リレーRE5A、RE7A、およびRE9Aを含み得る。インバータ201Bのリレーアレイは、リレーRE5B、RE7B、およびRE9Bを含み得る。インバータ201Cのリレーアレイは、RE5C、RE7C、およびRE9Cを含み得る。これらのリレーの各々は、少なくとも一つのスイッチ接点SC5A、SC7A、SC9A、SC5B、SC7B、SC9B、SC5C、SC7C、およびSC9Cを含む。三相インバータ201A/201B/201Cの各々は、DC−ACコンバータ2A/2B/2Cの出力端子と接続ボックス205の入力端子との間を接続する、第一のリレーレッグ、第二のリレーレッグおよび第三のリレーレッグを含み得る。第一のレリーレッグは、第一のリレー(例えば、RE5A/RE5B/RE5C)および第一の誘導素子(例えば、L3A/L3B/L3C)を含み得、第二のリレーレッグは第二のリレー(例えば、RE7A/RE7B/RE7C)および第二の誘導素子(例えば、L4A/L4B/L4C)を含み得、第三のリレーレッグは、第三のリレー(例えば、RE9A/RE9B/RE9C)および第三の誘導素子(例えば、L5A/L5B/L5C)を含み得る。
各三相インバータ201A/201B/201Cの第一のスイッチ接点SC5A/SC5B/SC5C、および第二スイッチ接点SC7A/SC7B/SC7C、および第三のスイッチ接点SC9A/SC9B/SC9Cは、対応する制御回路20A/20B/20Cによって生成されたシングル制御信号(例えば、それぞれC3、C4およびC5)によって駆動される、共通制御コイル(例えば、図においてCC3と表された要素は同じ要素であり得、図においてCC4と表された要素は同じ要素であり得、図においてCC5と表された要素は同じ要素であり得る)で制御され、それと連結され得る。
一部の態様によれば、三相インバータ201A/201B/201Cの各々の第一のスイッチ接点SC5A/SC5B/SC5C、第二のスイッチ接点SC7A/SC7B/SC7C、および第三のスイッチ接点SC9A/SC9B/SC9Cは、異なる制御信号によって駆動される異なる制御コイルで制御され、それと連結され得る。
接続ボックス205は、制御回路25、各三相インバータ201A/201B/201の第一のリレーレッグを接続する第一の接続端子T1、各三相インバータ201A/201B/201Cの第二のリレーレッグを接続する第二の接続端子T2、および各三相インバータ201A/201B/201の第三のリレーレッグを接続する第三の接続端子T3を含み得る。
接続ボックス205は、第一のリレーレッグ、第二のリレーレッグ、および第三のリレーレッグをさらに含み得る。第一のリレーレッグは、第一の接続端子T1と三相グリッドの第一のグリッド接続との間を接続し得る。第二のリレーレッグは、第二の接続端子T2と三相グリッドの第二のグリッド接続との間を接続し得る。第三のリレーレッグは、第三の接続端子T3と三相グリッドの第二のグリッド接続との間を接続し得る。第一のリレーレッグ、第二のリレーレッグ、および第三のリレーレッグの各々は、スイッチ接点(例えば、それぞれ、SC6、SC8、およびSC0)を有する一つまたは複数のリレー(例えば、それぞれ、RE6、RE8、およびRE0)を含み得る。一部の態様によれば、第一のリレーレッグ、第二のリレーレッグおよび第三のリレーレッグの各々は、フィルターインダクタ、差動インダクタ、またはコモンモードチョークインダクタなどの誘導素子を含み得る。
接続ボックス205のスイッチ接点SC6、スイッチ接点SC8、およびスイッチ接点SC0は、制御回路25によって生成されたシングル制御信号(例えば、C1)によって駆動される共通制御コイル(例えば、図においてCC1と表される要素は同じ要素であり得る)で制御され、それと連結され得る。
一部の態様によれば、接続ボックス205のスイッチ接点SC6、スイッチ接点SC8、およびスイッチ接点SC0の各々は、異なる制御信号によって駆動される異なる制御コイルで制御され、それと連結され得る。
一部の態様によれば、接続ボックス205は、スタンドアロンボックス(例えば、インバータ201A/201B/201Cから分離された中間ボックスであるが、それらと同じ敷地内にある)であってもよく、または、例えば三相インバータ201A/201B/201Cの中、または異なるインバータ(図示せず)に組み込まれてもよい。
一部の態様によれば、接続ボックス205は、より多くの特徴、例えば、PID現象(potential−induced degradation:PID)回路、電源、通信回路(例えば、RS−485通信回路、送電線通信回路、Wi−Fi通信回路、Zigbee通信回路など)、ゲート/コイル駆動回路、コントローラ(例えば、デジタル信号プロセッサ)、電流/電圧センサ、DCスイッチ、(回路1000の一つまたは複数の構成要素のドロップアウトまたは故障の場合に、スイッチをオフにするように構成された)DCD、ACスイッチ、などを提供する追加的回路を含み得る。
一部の態様によれば、接続ボックス205は、電圧スパイクを検出しかつ電圧スパイクから電子装置を保護するように設計されたサージ保護検出回路(または装置)および(例えば、電線などで接続された)サーミスタ、ヒューズなどを含む過熱検出回路などの保護回路を含み得る。
一部の態様によれば、接続ボックス205は、電気システム1000をAC三相グリッドに接続する前に、電気システム1000が安全かつその仕様に従って実行されることを確実にするように構成された試運転回路(pre−commissioning circuit)を含み得る。接続ボックスは、試運転テスト(例えば、リレーテスト、アイソレーションテスト、マッピングなど)のための電力を供給するように構成されたパワーバンク回路への内部/外部接続を含み得る。パワーバンク回路は、試運転回路に安全なDC電力を供給し得、そのため、ACグリッドへの接続の有無にかかわらず、試運転テストが実行され得る。試運転回路は、ACグリッドへの接続に顕著な時間を要し得る大型太陽光発電システムにとって特に重要な特徴であり得る。
誘導素子L3〜L5(L3A、L3B、L3C、L4A、L4B、L4C、L5A、L5B、およびL5C)は、例えば、フィルターインダクタ、差動インダクタ、コモンモードチョークインダクタなど、リレーレッグにわたって連結された様々な誘導素子のインダクタンス値を含み得る。L3〜L5で表される様々な誘導素子は、リレーレッグに沿った異なる素子と連結され得る。一部の態様によれば、誘導素子L3〜L5は、コンバータ2の出力端子と第一のスイッチ接点(例えば、リレーRE5A/RE5B/RE5C、リレーRE7A/RE7B/RE7C、リレーRE9A/RE9B/RE9C)との間、または第一のスイッチ接点と三相インバータ201A/201B/201Cの出力端子との間で連結され得る。
一部の態様によれば、リレーアレイの異なるリレーレッグの複数のリレー(二つ以上)は、多極リレーモジュールで実装され得る。例えば、リレーRE5A、リレーRE7AおよびリレーRE9Aは、第一の共通制御コイルを共有する第一の三極リレーモジュールに組み込まれてもよく、リレーRE6、RE8、およびRE0は、第二の共通制御コイルを共有する第二の三極リレーモジュールに組み込まれてもよい。多極リレーモジュールを使用することにより、三相インバータ201A/201B/201Cおよび接続ボックス205のサイズの縮小、動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの削減という利益がもたらされ得る。
一部の態様によれば、リレーアレイのリレーRE5〜RE9およびRE0の少なくとも一つは、ラッチリレーとし得る。ラッチリレーを使用することにより、三相インバータ201および接続ボックス205のサイズの縮小、動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの削減という利益がもたらされ得る。
一部の態様によれば、電気システム1000は、一つまたは複数の制御回路を含み得る。例えば、三相インバータ201または接続ボックス205のうちの一つは、図2の制御回路20に類似した制御回路を含み得る。
一部の態様によれば、接続ボックス205のリレーレッグは三相インバータ201の三つの異なるリレーレッグを含み得る。例えば、接続ボックス205のリレーレッグは、第一のインバータ201の第一のリレーレッグ、第二のインバータ201の第二のリレーレッグ、および第三のインバータ201の第三のリレーレッグを含み得る。
一部の態様によれば、制御回路25は、通信回路(例えば、RS−485通信回路、送電線通信回路、Wi−Fi通信回路、Zigbee通信回路など)を通して、制御回路20A/20B/20Cと通信し得る(例えば、データの送受信など)。例えば、制御回路は、制御回路20A/20B/20Cに命令(例えば、PLC信号)を送信して、リレー、ACグリッドの一つまたは複数の電気パラメータ(例えば、電圧、電流)を接続/切断し得る。別の例では、制御回路20A/20B/20Cの一つは、制御回路25に、対応するDC電源が故障中である、発電していない、などを示す信号を送信してもよい。
一部の態様によれば、接続ボックス205は、第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグのそれぞれに二つ以上のリレーを含み得る。例えば、リレーRE6、RE8、およびRE0に加えて、第一、第二、および第三のリレーレッグは第四、第五、および第六のリレーをそれぞれ含み得、そのため、接続ボックス205は合計で六つのリレー(すなわち、各相に対して二つのリレー)を含み得る。このような場合、インバータ201A/201B/201Cは、インバータ201A/201B/201Cのリレーおよび制御回路20A/20B/20Cを含まない場合も有り、接続ボックス205の制御回路25は制御ロジックを共有または互いに通信して、電気システム1000の適切な動作を支持する(例えば、起動プロセスの同期化、発電タイミングなど)。
ここで図11aを参照すると、安全装置(例えば、ピン、トグル、電子安全ピンなど)を備えたリレーアレイ(またはその一部)を示す。
本明細書の開示の態様において、リレーアレイは、ラッチリレーの早期の導電を防止するよう設計された切断ロックピンなどの安全装置を備え得る。例えば、安全装置は、装置からグリッドへ、またはグリッドから装置への電力供給を開始するのに適切な時間より前に、ラッチリレーがオンになることを防止し得る。安全装置は、スイッチ接点を制御する電気機械的機構がスイッチ接点の接続を行うことを防止し得、それによってリレーアレイを含む電子装置のグリッドへの据付前および据付中に、回路からグリッドへ、またはその逆に、電流が流れないことが確保される。コイルが起動されたかどうかによって既知のオン状態またはオフ状態にある電磁リレーとは対照的に、ラッチリレーは、電力パルスに応答してオン/オフ状態を切り替え、振動およびシステムの据付サイトへの輸送中に発生し得る他の物体との接触などの機械的な力によって、状態を変更させ得る機械的ラッチを含む。従って、安全装置は、ラッチリレーの初期状態がオフ状態であることを確実にし得る。安全装置がない限り、ラッチリレー用いたシステムの据付業者は、ラッチリレーが最初にオフ状態に設定されていることを確認するために追加的なステップを取る必要がある場合があり、これはシステムの据付における据付費の上昇と人為的エラーによる信頼性の低下をもたらし得る。したがって、安全装置は、電子装置(例えば、インバータ)でのラッチリレーの使用を実用的にし得る。安全装置は、安全装置の取り外しを可能にし得る機械的または電気的機構(例えば、レバー、磁石、ハンドルなど)を備え得る。安全装置の取り外しは、電力パルスの発生、スイッチ接点の接続により可能とし得る。据付完了後、リレー接点をオンにしてグリッドに回路を接続することができるように、据付業者によって安全装置は取り外され得る。
図11aでは、複数のラッチリレー16を含むリレーアレイ1100は、電気システム(例えば、インバータ)に組み込まれ得る。各ラッチリレー16は、電気機械的スイッチ接点18および制御ピン19を含み得る。制御ピン19は、制御信号(例えば、コントローラ、デジタル信号処理[DSP]、フィールドプログラマブルゲートアレイ[FPGA])を生成または送信し得る構成要素への制御信号伝送線/導体を介して接続され得る。各ラッチリレー16は、対応するバス/グリッド/線の端子に接続された端子(図では図示せず)を含み得る。
各電気機械的スイッチ接点18は、二つの状態/位置を有し得る。第一の状態/位置は、 スイッチ接点18の上方水平面が、対応するラッチリレー16の本体表面と部分的または全面接触し得る場合であり得る。スイッチ接点18が第一の状態/位置にある場合、スイッチ接点18は機械的および電気的に接続され、対応するラッチリレー16が導電し得る。
第二の状態/位置は、スイッチ接点18の上方水平面が、対応するラッチリレー16の本体表面から間隙を有し得る場合であり得る。スイッチ接点18が第二の状態/位置にある場合、スイッチ接点18は機械的および電気的に切断され、対応するラッチリレー16は回路開放状態であり得る。
各ラッチリレー16は電気機械的/電気的/機械的機構を有し得、対応する制御ピン19を介して制御信号を受信することに基づいて、対応するスイッチ接点18の状態/位置を、第一の状態/位置から第二の状態/位置に、またはその逆に、変更させ得る。制御信号の受信がないと、ラッチリレー16および対応するスイッチ接点18は、最後の状態/位置(例えば、第一の状態/位置または第二の状態/位置)のまま留まり得る。
一部の態様によれば、リレーアレイ1100は、安全装置12に連結され得る。安全装置12は、ロック機構14(例えば、ナット、リンチピン、留め金など)によって固定されてもよく、これは電気システムの要素と連結されてもよく、または電気システムに組み込まれてもよい。この場合、安全装置12は、ロック機構14の開口部(例えば、微小開口部)を通して螺合し得る。
安全装置12は、スイッチ接点18の上部水平面と対応するラッチリレー16の本体の表面との間に位置してもよく、それによって、スイッチ接点18の上部水平面が対応するラッチリレー16の本体の表面と接触することを防止し、ラッチリレー16および対応するスイッチ接点18が、第二の状態/位置(例えば、切断および回路開放状態)にあるように強制する。
この場合、ロック機構14は、ロック機構14の表面の縦軸に(例えば、矢印が示す方向に)安全装置12を引き出すことによってのみ安全装置12の取り外しを可能にし得る。安全装置12は、スイッチ接点18の上方水平面と対応するラッチリレー16の本体の表面との間の間隙から引き出され得、ラッチリレー18の電気機械的機構は、対応する制御ピン19を介して制御信号を受信することに基づき、対応するスイッチ接点18の状態を第一の状態/位置に変更させることができる。
一部の例では、安全装置12は、使用後にリサイクルまたは廃棄される単回使用のために設計された(例えば、プラスチック、ゴム、または類似の費用効果の高い材料で作られた)使い捨て安全ピンであってもよい。
図11aのリレーアレイ1100の安全ピンは、図1〜10に示すリレーアレイのいずれかに組み込まれ得る。
ここで図11bを参照すると、電気システム(例えば、インバータ)に組み込まれた安全装置を示す。図11bの破線の円によって強調されるように、安全装置26(図11aの安全装置12と類似)は、インバータ1101のケーシング30と連結され得る。例えば、安全装置25は、インバータ内側のラッチリレーから、ケーシング30内のアパーチャ(例えば、穴、開口部など)を通してインバータ外側の領域に延在し得る。これにより、安全装置26を便利に取り外すための手段(例えば、インバータのリッドまたはケーシングを取り外す必要なく)が人(例えば、インバータの据付業者)にもたらされる。安全装置26は、ケーシング30に組み込まれ得る図11aのロック機構14の例など、一つまたは複数のロック機構(この図では図示せず)によって固定され得る。安全装置26がインバータ1101内に配置されている限り、図11aのラッチリレー18は、第二の状態/位置にあってもよく、導電しない。
この場合、ケーシング30の表面の縦軸に安全装置25を引き出すことにより、安全装置26の取り外しが可能となりうる。この方法で安全装置26を引くことは、安全装置26を取り外すための唯一の実際的な方法(例えば、インバータを損傷することなく)であり得る。安全装置26はケーシング30から引き出され得、図11aのラッチリレー18の電気機械的機構は、図11aの対応する制御ピン19を介して制御信号を受信することに基づき、図11aの対応するスイッチ接点18の状態/位置を第一の状態/位置に変更させて、導電することを可能とし得る。
ここで図12を参照すると、制御回路(またはその一部)のブロック図を示す。図12では、図1200は、入力データ97を受信することに基づいて、制御信号(S3、S5)を制御コイル駆動回路94に提供し得る制御回路91を含む。制御信号(S3、S5)に基づき、制御コイル駆動回路94は、ラッチリレー(例えば、図3のラッチリレーLRE1およびLRE3または図6のラッチリレーLRE5〜LRE10)の少なくとも二つの制御コイルを駆動して、制御コイルに磁場を生成し、スイッチ接点の状態/位置(例えば、導電中/オンまたは非導電中/オフ)を変更し得る電気機械的機構を起動させ得る電力パルスを制御コイルに提供し得る。
電力デジタル信号処理(DSP)92、コントローラ(フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)/複合プログラム可能論理デバイス(CPLD)93/埋め込みコントローラ、デジタル論理回路など)、切断および監視(disconnection&monigoring)回路95、およびパワーバンク96は、制御回路91と総称され得る。制御回路91は、図1の制御回路10、または図2の制御回路20と同様であり得る。制御回路91は、電子装置(例えば、インバータ)、リレー、接続ボックス、リレーアレイなどに組み込まれ得る。
制御コイル駆動回路94は、電源Vdc+およびVdc−によって対応する制御コイルを駆動するための電力を受け取り得る。
一部の態様によれば、入力データ97(例えば、電気回路の電気パラメータの測定または推定、イネーブル信号、外部コマンド)または電力DSP92によってなされる決定に基づいて、制御回路91は、対応するラッチリレーのスイッチ接点に接続し、電気回路を対応するグリッド相に接続するように制御コイル駆動回路94に命令し得る制御信号S3(例えば、接続信号)を生成し得る。
一部の態様によれば、一つまたは複数の検出された、電気回路または電気回路に連結されたグリッドの遮断、故障、およびトリップゾーン(例えば、思わぬ高電圧または高電流)を示し得る入力データ97に基づいて、制御回路91は、対応するラッチリレーのスイッチ接点を切断するように制御コイル駆動回路94に命令し得る制御信号S5(例えば、切断信号)を生成し、電気回路を対応するグリッド相から切断する。
電力DSP92は、様々なタイプの入力データ97(例えば、電流検知、電圧検知、温度検知)を含む信号S8を受信し得る。(i)分析;(ii)プログラムされたアルゴリズム;および/または(iii)動的意思決定に基づいて、電力DSP92は制御信号S1を生成し、FPGA/CPLD93に、接続、切断またはラッチリレーの同じ状態を維持するか否かを示す。FPGA/CPLD93は、様々なタイプの入力データ97(例えば、信号S8と類似または異なる)を含む信号S7を受信し得、また、概してハードウェア障害(例えば、トリップゾーン)が発生した時に、グリッドからの切断を決定するオプションを有し得る。このようなシナリオでは、FPGA/CPLD93は信号S2を生成し、電力DSPに切断について通知し、切断を生じさせ得る。このような方法で、電力DSP92の故障の場合、FPGA/CPLD93は電力DSP92のバックアップおよび冗長化要素として機能し得る。
電気回路をグリッドに接続する決定により、FPGA/CPLD93は所定の信号S3(例えば、パルス)を生成し、制御コイル駆動回路94にラッチリレーの制御コイルを駆動し、スイッチ接点の接続を生成するように示す。
FPGA/CPLD93はまた信号S4を生成し得、それによって切断および監視回路95に、制御コイル駆動回路94を制御してラッチリレーを切断する時を示すタイマーリセットを提供する。一部の実施例では、信号S4は、所定のシナリオを除いて、パルス幅変調(PWM)信号(例えば、50%の負荷サイクルを有する信号)であり得る。例えば、FPGA/CPLD93が信号S4をPWM信号と区別し得るシナリオは、信号S1がFPGA/CPLD93に、ラッチリレーおよび電気回路をグリッド相から切断することを示す場合、またはFPGA/CPLD93がグリッド相からの切断を決定する場合であり得る。例えば、こうしたシナリオでは、FPGA/CPLD93はDC信号として信号S4を生成し得る。
PWM信号とは異なり得る信号S4の発生によって、切断および監視回路95は信号S5を生成し、制御コイル駆動回路94を制御してラッチリレーおよび電気回路をグリッド相から切断し得る。
一部の例では、PWM信号とは異なる信号S4は、電源Vdc+およびVDc−のうちの一つが故障したか、または不具合がある場合に発生し得る。したがって、切断および監視回路95は、パワーバンク96(例えば、エネルギー貯蔵部)と連結され得、所定の量のエネルギーを貯蔵して制御コイルを駆動し得る。所定の量のエネルギーは、ラッチリレーのスイッチ接点の状態を変化させ得る電力パルスを生成するのに必要な最小エネルギーを示す閾値より大きくてもよい。このような場合、パワーバンク96は、切断および監視回路95に電力パルスP1を提供し得る。
一部の例では、制御回路91は、閾値を超えるレベルになるようにパワーバンク96の充電を制御し、確実にし得る。パワーバンク96は、制御システム91に連結された、または制御システム91に組み込まれた一つまたは複数の電源から充電され得る。複数の電源は、冗長化の利点をもたらし得る。
一部の例では、電力DSP92は、信号S9を送信または受信することによって、パワーバンク96の一部の電気パラメータ(例えば、電圧、電流、電力、温度)を検知または測定し得る。
制御回路91のサブ回路または制御回路91に連結された回路(図示せず)は、回路の動作中ずっと閾値を超えるエネルギー量の貯蔵を確保し得る。
切断および監視回路95は、信号S5を生成する時間間隔を制御し得るタイミング回路を含み得る。時間間隔は、制御コイルを駆動するのに必要な最小時間を超えてもよい。
監視回路95により、FPGA/CPLD93に故障または不具合がある場合のシナリオの冗長化をもたらし得る。例えば、FPGA/CPLD93に故障または不具合がある場合のシナリオでは、FPGA/CPLD93はPWM信号として信号S4を生成せず、代わりに監視回路95が制御プロセスを開始してラッチリレーを切断し得る。
ここで図13を参照すると、パワーバンク回路(またはその一部)のブロック図を示す。パワーバンク131(例えば、エネルギー貯蔵部)は、所定量のエネルギーを貯蔵して、切断および監視回路135にラッチリレーの制御コイルを駆動するための電力パルスを提供し得る。
所定量のエネルギーは閾値超であってもよいが、これは制御コイルで磁場を生成し、ラッチリレーのスイッチ接点状態/位置(例えば、導電状態/オンまたは非導電状態/オフ)を変更し得る電気機械的機構を起動し得る電力パルスを生成するのに必要な最小エネルギーを示す。
切断および監視回路135は、図12の切断および監視回路95またはその他のものに類似し得る。切断および監視回路135は、電子装置(例えば、インバータ)に組み込まれ得る。
DSP136は、図12の電力DSP92またはその他のものと類似し得る。DSP136は、電子装置(例えば、インバータ)に組み込まれ得る。
スイッチ回路133、貯蔵部134(例えば、コンデンサ、バッテリ)、および測定回路137はパワーバンク131と総称され得る。パワーバンク131は、図12のパワーバンク96と類似し得る。パワーバンク131は、電子装置(例えば、インバータ)に組み込まれ得る。
電源132は、電子装置(例えば、インバータ)の内部または外部にあるローカル電源であり得る。電源132(例えば、補助回路)は、パワーバンク131にDC電圧を供給し得る。複数の電力供給は、冗長化の利点をもたらし得る。
電気回路をグリッドに接続する決定に基づいて、電源132は、スイッチ回路133を介して電力貯蔵部134に電力を供給し得る。DSP136は、制御信号S11を生成し、スイッチ回路133を制御して、電源132を貯蔵部134に接続または切断し得る。スイッチ回路133は、電力デジタル信号処理(DSP)136からの信号S11の受信に基づいて、導電または非導電して貯蔵部134を充電または放電し得る。
一部の例では、測定回路137(例えば、電圧センサ、電圧計)は、貯蔵部134の一つまたは複数の電気パラメータ(例えば、電圧、電流、電力、温度)を連続的または断続的に(例えば、定期的に)検知または測定して、貯蔵部134が閾値を超えるレベルの電圧/電力を貯蔵することを確実にし得る。測定回路137は、DSP136に、一つまたは複数の電気パラメータの測定値を示すデータを提供するアナログおよび/またはデジタル信号S10を送信し得る。
電気回路をグリッドから切断する決定に基づいて、DSP136は、信号S11(例えば、ゼロ電圧)を生成してスイッチ回路133を制御して電源132により供給された貯蔵部134への電力を遮断しない場合があり、それによって貯蔵部134に貯蔵された電力の、切断および監視回路135の方への放電を生じさせ、ラッチリレーの制御コイルを駆動してスイッチ接点の切断を引き起こす。
同様に、DSP136の不具合(またはDSP136が信号S11の送信を停止し得る他の理由)の場合、貯蔵部134はまた、切断および監視回路135に閾値を超え得るエネルギー量(例えば、所定量のエネルギー)を提供し得る。
ここで図14を参照すると、本開示の態様による、電気システム1400の図を示す。
本明細書本開示の態様では、電気回路305は、電気回路(例えば、インバータ)の出力をグリッドに接続し得る一つまたは複数のリレーレッグを含む、(例えば、図10aの接続ボックス205と類似した)接続ボックス320を含み得る。各リレーレッグは、一つまたは複数のリレーおよび/またはリレー接点を含み得る。
電気回路305は、複数のDC電源(例えば、太陽光発電[PV]ソーラーパネル、PVモジュール、PVアレイ/ストリング、DC−DC変換器)の出力を、電気回路(例えば、インバータ)の入力に接続し得る。例えば、図14に示すように、電気回路305は、複数の入力DC端子DCin1、DCin2、DCin3、DCin4、DCin5、およびDCin6を含み得る。DC電源のDC A、DC B、およびDC Cは、対応する一対の入力DC端子、DCin1−DCin2、DCin3−DCin4、およびDCin5−DCin6にわたって連結され得る。
電気回路305は、例えば、図14の出力DC端子、DCout1、DCuout2、DCout3、DCout4、DCout5、およびDCout6、などの複数の出力DC端子を含み得る。複数のインバータ(例えば、単相インバータ、三相インバータ)は、出力DC端子の各対に連結され得る。例えば、三相インバータ301A、301B、および301Cは、電気回路305に連結され得る。各三相インバータ301(例えば、301A、301B、および301C)の入力端子は、対応する出力DC端子の対、DCout1−DCout2、DCout3−DCout4、およびDCout5−DCout6にわたって連結され得る。各三相インバータ301(例えば、301A、301B、および301C)の出力端子は、例えば、入力AC端子ACin1、ACin2、ACin3、ACin4、ACin5、ACin6、ACin7、ACin8およびACin9などの電気回路305の複数の入力AC端子を介して電気回路305に連結され得る。
電気回路305の複数の入力AC端子の各入力AC端子は、接続ボックス320に連結され得る(任意で、直列抵抗器、スイッチ、ACサージ保護装置(SPD)、サーミスタ、センサなどの追加的回路素子に連結され得る。接続ボックス320の出力は、複数の出力AC端子に連結され得る。例えば、接続ボックス320は、複数の出力AC端子ACout1、ACout2、およびACout3に連結され得、ACグリッド(例えば、三相ACグリッド)に電力(例えば、AC電圧、正弦波電圧)を提供するように構成され得る。
こうした接続ボックス320の使用は、電気回路(例えば、インバータ)のそれぞれにおけるリレー接点の数を減少させ得る。例えば、接続ボックスに連結された五つの三相インバータを有する回路は、合計6個のリレー接点(接続ボックスの各相に対して二つのリレー)または18個のリレー接点(各インバータの各相に対して一つのリレーおよび接続ボックスの各相に対して一つのリレー)を含み得る。各インバータが、インバータの各相出力とグリッドの間の二つの接点を必要とするグリッドコードに対応する場合、接続ボックスなしで、回路は30のリレーを有し、各インバータにおける各相に対し二つのリレーを有する。
一部の態様によれば、接続ボックスの使用は、リレーを制御する制御信号の数も減少させ得る。上記の例を参照すると、接続ボックスに連結された五つの三相インバータを有する回路は、三つの制御信号によって制御される6つのリレー接点、および六つの制御信号により制御される18個のリレー接点を含み得る接続ボックスを有し、各インバータはそのインバータの三つのリレー接点の全てを制御する共通制御信号(五つの制御信号)、および接続ボックスの三つのリレー接点の全てを制御する一つの制御信号を有する。接続ボックスがない場合、回路は少なくとも十個の制御信号―各インバータに対して少なくとも二つの制御信号―を特徴とし、各相が独立して制御されるために二つの接点を要求するグリッドコード/規格に従い得る。
複数のDC電源からDC電力を受け取り、複数のDC/ACインバータにDC電力を供給し、複数のDC/ACインバータにより供給されたAC電力を受け取り、ACグリッドにAC電力を供給するように構成された電気回路305のような電気回路は、電力消費量の低減および製造コストの低減を提供し得る。
一部の態様によると、電気回路305などの電気回路は、複数のDC電源からDC電力を受け取り、複数のDC/ACインバータにDC電力を供給し、複数のDC/ACインバータにより供給されたAC電力を受け取り、ACグリッドにAC電力を供給するように構成される。電気回路は、より多くの特徴を提供する任意の追加的回路を含み得る。複数のDC電源および/または複数のDC/ACインバータのための共通回路としてのいくつかの追加的回路の使用のおかげで、電気回路(例えば、電気回路305)は、電力消費量の低減および製造コストの低減という追加的利益を提供し得る。
例えば、一部の態様によれば、電気回路は、電圧スパイクを検出しかつ電圧スパイクから電子装置を保護するように設計されたサージ保護検出回路(または装置)および/または(例えば、電線などで接続された)サーミスタ、ヒューズなどを含む過熱検出回路などの故障またはリスク検出回路を含み得る。例えば、電気回路305は、DCサージ保護装置(SPD)321およびACサージ保護装置(SPD)322を備え得る。DCサージ保護装置(SPD)321は、複数の入力DC端子DCin1、DCin2、DCin3、DCin4、DCin5、およびDCin6、ならびに複数の出力DC端子DCout1、DCout2、DCout3、DCout4、DCout5、およびDCout6の間に連結され得る。ACサージ保護装置(SPD)322は、複数の出力AC端子ACout1、ACout2、およびACout3と接続ボックス320の間に、または接続ボックス320と複数の入力AC端子ACin1、ACin2、ACin3、ACin4、ACin5、ACin6、ACin7、ACin8およびACin9との間に連結され得る。電圧スパイク、過熱などが発生した場合、DC SPDおよび/またはAC/SPDは故障を検出し得る。故障検出に基づいて、保護回路(例えば、スイッチ、リレー、SPDなど)は、複数のDC電源および/または複数のDC/ACインバータから電気回路305を切断して電気回路305を保護し得る。電気回路305は、DCスイッチなどの保護回路、(電気回路1400の一つまたは複数の構成要素のドロップアウトまたは故障の場合にスイッチをオフにするように構成された)DCD、ACスイッチなどの保護回路を含み得る。
一部の態様によれば、電気回路は、複数のDC/ACインバータおよび/または複数のDC電源(例えば、DC−DCコンバータ)と通信するように構成された共通の通信インターフェースを備え得る。例えば、接続ボックス320は、RS−485通信回路、電力線通信回路、Wi−Fi通信回路、またはZigbee通信回路として実装され得る通信インターフェース323を備え得る。通信インターフェースは、変化する太陽光照射、温度などのような変化する条件の下、PVパネルのピーク電力点またはそれに近い点でPVシステムに動作を継続させる最大電力点追従制御(MPPT)アルゴリズムを実施するのに使用され得る。
一部の態様によれば、電気回路は、複数のDC/ACインバータおよび/または複数のDC電源(例えば、太陽光発電[PV]ソーラーパネル、PVモジュール、PVアレイ/ストリング)のための共通のPID現象(PID)回路を含み得る。例えば、電気回路305は、PID回路326および/またはPID夜間回路327を含み得る。PID現象(PID)回路を使用することにより、電気システム1400のサイズの縮小、電気システム1400動作中の散逸エネルギーの低減、および製造コストの低減という利益がもたらされ得る。
一部の態様によれば、電気回路305は、電気システム1400をAC三相グリッドに接続する前に、電気システム1400が安全かつその仕様に従って実行されることを確実にするように構成された試運転回路(pre−commissioning circuit)325を含み得る。電気回路305は、試運転テスト(例えば、リレーテスト、アイソレーションテスト、マッピングなど)のために電力を供給するよう構成されたパワーバンク回路への内部/外部接続を含み得る。パワーバンク回路は、試運転回路325に安全なDC電力を供給し得、そのため、ACグリッドへの接続の有無にかかわらず、試運転テストが実行され得る。例えば三つの三相インバータ301A、301B、および301Cなどの複数のインバータ(例えば、単相インバータ、三相インバータ)のための集中型試運転回路325は、据付および試運転プロセスを容易にし、それによって試運転および据付コストを低減させ得る。試運転回路325は、ACグリッドへの接続に顕著な時間を要し得る大型太陽光発電システムにとって特に重要な特徴であり得る。
一部の態様によれば、電気回路305は電源324を含み得る。電源324は、システム1400の初期化(例えば、夜間の後の発電)、試運転テスト、対応するコンバータ3A、3Bおよび3Cの制御回路30A、30Bおよび30Cの電源などに使用され得る。
一部の態様によれば、電気回路305は、共通のラピッドシャットダウン(CRSD)回路328を含み得る。共通のラピッドシャットダウン(CRSD)回路328は、寄生コンデンサによって蓄積された電位を放出するように構成され得る。CRSD回路328は、複数のDC電源(例えば、太陽光発電[PV]ソーラーパネル、PVモジュール、PVアレイ/ストリング)、例えば、入力DC端子DCin1、DCin2、DCin3、DCin4、DCin5、およびDCin6のうちの一つまたは複数に接続され得る。一部の場合では、CRSD回路328は、正のDC端子(例えば、DC+バス)および/または負の端子(例えば、DC−バス)に接続され得る。
CRSD回路328は、少なくとも一つの放電スイッチおよび少なくとも一つの放電抵抗器を含み得る。例えば、少なくとも一つの放電抵抗器は、正のDC端子(例えば、DC+バス)と少なくとも一つの放電スイッチとの間に接続され得る。放電スイッチはまた、接地/アース電位に接続され得る。その他の場合、放電スイッチは、正のDC端子(例えば、DC+バス)と少なくとも一つの放電抵抗器との間に接続され得、少なくとも一つの放電抵抗器はまた、設置/アース電位に接続され得る。
上述のように、CRSD回路328は、例えば、検出回路329によって実施された測定値に基づいて、放電を実施すべきであるという一つまたは複数の指示に基づいて、および/またはその指示に応答して、放電を実施するように構成され得る。
一部の態様によれば、電気回路305は、一つまたは複数のセンサを含む検出回路を含み得る。例えば、電気回路305は、一つまたは複数のセンサを含む検出回路329を含み得る。検出回路329は、回路1400を示す一つまたは複数のパラメータを決定するために使用され得る。検出回路329は、例えば、時計、タイマー、モーションセンサ、磁気センサ、近接センサ、モーションセンサ、照射センサ、温度センサ、電流センサ、電圧センサ、電力センサなどを含み得る。回路1400を示す検出されたパラメータに基づいて、電気回路305の他の回路は、例えば試運転回路325、CRSD回路328、システム1400の初期化(夜間の後の発電)などのその特徴を実施するよう動作し得る。
当業者であれば、本開示の添付の特許請求の範囲において、および特許請求の範囲によって定義された範囲から逸脱することなく、説明した例にさまざまな修正および変更を適用することができることを容易に理解するであろう。さらに、さまざまな修正は、番号を付された項に記載された特徴の様々な組み合わせを説明する以下の段落から容易に理解されるべきである。
項目1:
第一の制御コイルによって制御される第一のスイッチ接点および第二の、異なる制御コイルによって制御される第二のスイッチ接点を介してグリッドに電力を接続するように構成されたリレーレッグを含み、少なくとも第一のスイッチ接点または第二のスイッチ接点のうちの少なくとも一つが、ラッチリレーのスイッチ接点を含む、回路。
項2:
回路がグリッドの単相に接続される、項1に記載の回路。
項3:
回路がグリッドの三相に接続される、項1に記載の回路。
項4:
回路がグリッドの三相および中性線に接続される、項1に記載の回路。
項5:
ラッチリレーが、閾値を超える電力の受け取りに応答してスイッチ接点の状態を変更するように構成される、項1〜4のいずれか一項に記載の回路。
項6:
入力データの受信に基づいて、ラッチリレーを制御するように構成された制御回路を含む、項1〜5のいずれか一項に記載の回路。
項7:
制御回路が、電力を出力してラッチリレーの状態を変更するように構成されたパワーバンクを含む、項6に記載の回路。
項8:
制御回路が、所定の間隔でコントローラから信号を受信するように構成された監視回路を含む、項6または7に記載の回路。
項9:
制御回路が、第一の制御信号を使用して第一のスイッチ接点を制御し、第二の制御信号を使用して第二のスイッチ接点を制御するように構成される、項6〜8のいずれか一項に記載の回路。
項10:
ラッチリレーが導電するのを防止するように構成された安全装置をさらに備える、項1〜9のいずれか一項に記載の回路。
項11:
ラッチリレーが、安全装置の取り外しに基づいて導電するように構成される、項10に記載の回路。
項12:
電源から電力を受け取り、直流(DC)電力を交流電流(AC)電力に変換するように構成されたインバータをさらに備える、項1〜11のいずれか一項に記載の回路。
項13:
第三のスイッチ接点および第四のスイッチ接点を介して電源をグリッドに接続するように構成された第二のリレーレッグをさらに含み、第二のリレーレッグの第三のスイッチ接点および第一のリレーレッグの第一のスイッチ接点が、二極リレーモジュールの異なるスイッチ接点である、項1〜12のいずれか一項に記載の回路。
項14:
第一の制御コイルが、リレーレッグとは異なる第二のリレーレッグ上の第三のスイッチ接点を制御する、項1〜13のいずれか一項に記載の回路。
項15:
第一のスイッチ接点が、マルチコイルラッチリレーによって制御される、項1〜14のいずれか一項に記載の回路。
項16:
一つまたは複数の電子装置であって、第一の制御回路と、第一の端子に接続され、かつ第一の制御回路によって制御される第一のスイッチ接点を含む第一のリレーレッグ、第二の端子に接続され、かつ第一の制御回路によって制御される第二のスイッチ接点を含む第二のリレーレッグ、および、接続ボックスであって、第二の制御回路と、第二の制御回路によって制御される第三のスイッチ回路を介してグリッドに接続される第一の接続端子であって、第一の端子に接続される、第一の接続端子と、第二の制御回路によって制御される第四のスイッチ回路を介してグリッドに接続される第二の接続端子であって、第二の端子に接続される、第二の接続端子と、を含み、第一のスイッチ接点、第二のスイッチ接点、第三のスイッチ接点、または第四のスイッチ接点のうちの少なくとも一つが、ラッチリレーのスイッチ接点を含む、接続ボックスを含む、一つまたは複数の電子装置を含む、システム。
項17:
第二の制御回路が、第一の制御回路と通信するように構成される、項16に記載のシステム。
項18:
第一のスイッチ接点および第二のスイッチ接点が、第一の制御コイルによって制御される、項16または17のいずれか一項に記載のシステム。
項19:
第一の接続端子が第三のリレーレッグの第三の端子に接続され、第二の接続端子が第四のリレーレッグの第四の端子に接続され、第三のリレーレッグおよび第四のリレーレッグが、第一のリレーレッグおよび第二のリレーレッグを含む第一の電子装置とは異なる第二の電子装置に属する、項16〜18のいずれか一項に記載のシステム。
項20:
一つまたは複数の電子装置が、第一の電源から電力を受け取り、第一の直流電流(DC)電力を第二の交流電流(AC)電力に変換するように構成された第一のインバータを備える第一の電子装置と、第二の電源から電力を受け取り、第二の直流電流(DC)電力を第二の交流電流(AC)電力に変換するように構成された第二のインバータを備える第二の電子装置と、を備える、項16〜19のいずれか一項に記載のシステム。
項21:
ラッチリレーの状態を変更するのに十分な電力パルスを提供するように構成されたパワーバンクをさらに備える、項16〜20のいずれか一項に記載のシステム。
項22:
少なくとも第一の電力パルスを使用する制御回路によって、電源をグリッドに接続するようにリレーレッグを制御することであって、前記リレーレッグが第一のスイッチ接点および第二のスイッチ接点を含み、前記第一のスイッチ接点または前記第二のスイッチ接点のうち少なくとも一つが、ラッチリレーのスイッチ接点を含む、制御することと、少なくとも第二の電力パルスを使用する制御回路によって、電源をグリッドから切断するようにリレーレッグを制御することと、を含む、方法。
項23:
第一の電力パルスを使用することが、100〜1000msの電力を供給することを含む、項22に記載の方法。
項24:
DC電力を受け取るように構成された複数の入力DC端子、DC電力を複数の電気回路に供給するように構成された複数の出力DC端子、複数の電気回路からAC電力を受け取るように構成された複数の入力AC端子、AC電力をグリッドに供給するように構成された複数の出力AC端子、および複数の入力AC端子を複数の出力AC端子に接続するように構成された接続ボックスを含む、装置。
項25:
複数の出力AC端子が、グリッドに接続された第一の接続端子および第二の接続端子を含み、接続ボックスが、制御回路と、制御回路によって制御され、かつ第一の接続端子に接続される第一のスイッチ接点を含む第一のリレーレッグと、制御回路によって制御され、かつ第二の接続端子に接続される第二のスイッチ接点を含む第二のリレーレッグと、を含む、項24に記載の装置。
項26:
第一のスイッチ接点および第二のスイッチ接点のうちの少なくとも一つが、ラッチリレーのスイッチ接点を含む、項25に記載の装置。
項27:
複数の電気回路が、第一の電源から電力を受け取り、第一の直流電流(DC)電力を第二の交流電流(AC)電力に変換するように構成された第一のインバータを備える第一の電子装置と、第二の電源から電力を受け取り、第二の直流電流(DC)電力を第二の交流電流(AC)電力に変換するように構成された第二のインバータを備える第二の電子装置と、を備える、項24〜26のいずれか一項に記載の装置。
項28:
複数の入力DC端子のそれぞれが、太陽光発電ソーラーパネル、PVモジュール、PVアレイ/ストリング、またはDC−DCコンバータのうちの少なくとも一つからDC電力を受け取るように構成される、項24〜27のいずれか一項に記載の装置。
項29:
接続ボックスが、制御回路によって制御され、かつグリッドに接続された第三の接続端子に接続された第三のスイッチ接点を含む、第三のリレーレッグを含む、項24〜28のいずれか一項に記載の装置。
項30:
装置がグリッドの単相に接続される、項24〜29のいずれか一項に記載の装置。
項31:
装置がグリッドの三相に接続される、項24〜30のいずれか一項に記載の装置。
項32:
装置がグリッドの三相および中性線に接続される、項24〜31のいずれか一項に記載の装置。
項33:
ラッチリレーが、閾値を超える電力の受け取りに応答してスイッチ接点の状態を変更するように構成される、項24〜32のいずれか一項に記載の装置。
項34:
制御回路が、入力データの受信に基づいてラッチリレーを制御するように構成される、請求項26〜33のいずれか一項に記載の装置。
項35:
制御回路が、電力を出力してラッチリレーの状態を変更するように構成されたパワーバンクを含む、項25〜34のいずれか一項に記載の装置。
項36:
制御回路が、所定の間隔でコントローラから信号を受信するように構成された監視回路を含む、項25〜35のいずれか一項に記載の装置。
項37:
第一のリレーレッグが、制御回路によって制御され、かつ第一のスイッチ接点に接続される第三のスイッチ接点をさらに含み、第二のリレーレッグが、制御回路によって制御され、かつ第二のスイッチ接点に接続される第四のスイッチ接点をさらに含む、項25〜36のいずれか一項に記載の装置。
項38:
制御回路が、第一の制御信号を使用して第一のスイッチ接点を制御し、第二の制御信号を使用して第三のスイッチ接点を制御するように構成される、項25〜36のいずれか一項に記載の装置。
項39:
制御回路が、第一の制御信号を使用して第二のスイッチ接点を制御し、第二の制御信号を使用して第四のスイッチ接点を制御するように構成される、項25〜38のいずれか一項に記載の装置。
項40:
前記ラッチリレーが導電するのを防止するように構成された安全装置をさらに備える、請求項26〜39のいずれか一項に記載の装置。
項41:
ラッチリレーが、安全装置の取り外しに基づいて導電するように構成される、項40に記載の装置。
項42:
通信インターフェースをさらに備え、通信インターフェースが、RS−485通信回路、電力線通信回路、Wi−Fi通信回路、またはZigbee通信回路のうちの一つを含む、項24〜41のいずれか一項に記載の装置。
項43:
装置に対する故障またはリスクの発生を検出するように構成された故障検出回路をさらに含む、項24〜42のいずれか一項に記載の装置。
項44:
ACサージ保護検出回路、DCサージ保護検出回路、および過熱検出回路のうちの一つをさらに含む、項24〜43のいずれか一項に記載の装置。
項45:
DC電力を供給するように構成された電源をさらに備える、項24〜44のいずれか一項に記載の装置。
項46:
装置をグリッドに接続する前にテストを実行するように構成された試運転回路をさらに含む、項24〜45のいずれか一項に記載の装置。
項47:
PID現象(PID)回路をさらに含む、項24〜46のいずれか一項に記載の装置。
項48:
PID現象(PID)回路が夜間動作するように構成される、項47に記載の装置。
項49:
装置を示す一つまたは複数のパラメータを決定するように構成された検出回路をさらに含む、項24〜48のいずれか一項に記載の装置。
項50:
寄生コンデンサのために電位を放出するように構成された共通のラピッドシャットダウン回路をさらに含む、項24〜49のいずれか一項に記載の装置。
項51:
共通のラピッドシャットダウン回路がスイッチおよび少なくとも一つの抵抗器を含む、項50に記載の装置。
項目1:
第一の制御コイルによって制御される第一のスイッチ接点および第二の、異なる制御コイルによって制御される第二のスイッチ接点を介してグリッドに電力を接続するように構成されたリレーレッグを含み、少なくとも第一のスイッチ接点または第二のスイッチ接点のうちの少なくとも一つが、電気機械的リレー(例えば、ラッチリレーのスイッチ接点を含む、回路。
項16:
一つまたは複数の電子装置であって、第一の制御回路と、第一の端子に接続され、かつ第一の制御回路によって制御される第一のスイッチ接点を含む第一のリレーレッグ、第二の端子に接続され、かつ第一の制御回路によって制御される第二のスイッチ接点を含む第二のリレーレッグ、および、接続ボックスであって、第二の制御回路と、第二の制御回路によって制御される第三のスイッチ回路を介してグリッドに接続される第一の接続端子であって、第一の端子に接続される、第一の接続端子と、第二の制御回路によって制御される第四のスイッチ回路を介してグリッドに接続される第二の接続端子であって、第二の端子に接続される、第二の接続端子と、を含み、第一のスイッチ接点、第二のスイッチ接点、第三のスイッチ接点、または第四のスイッチ接点のうちの少なくとも一つが、電気機械的リレー(例えば、ラッチリレーのスイッチ接点を含む、接続ボックスを含む、一つまたは複数の電子装置を含む、システム。

Claims (20)

  1. 回路であって、
    第一の制御コイルによって制御される第一のスイッチ接点、および前記第一の制御コイルとは異なる第二の制御コイルによって制御される第二のスイッチ接点を介して電源をグリッドに接続するように構成されたリレーレッグと、
    前記第一のスイッチ接点または前記第二のスイッチ接点のうちの少なくとも一つが、ラッチリレーのスイッチ接点を含む、回路。
  2. 前記回路が、前記グリッドの単相に接続される、請求項1に記載の回路。
  3. 前記回路が、前記グリッドの三相に接続される、請求項1に記載の回路。
  4. 前記回路が、前記グリッドの三相および中性線に接続される、請求項1に記載の回路。
  5. 前記ラッチリレーが、閾値を超える電力の受け取りに応答してスイッチ接点の状態を変更するように構成される、請求項1に記載の回路。
  6. 入力データに基づいて、前記ラッチリレーを制御するように構成された制御回路をさらに含む、請求項1に記載の回路。
  7. 前記制御回路が、電力を出力して前記ラッチリレーの状態を変更するように構成されたパワーバンクを含む、請求項6に記載の回路。
  8. 前記制御回路が、所定の間隔でコントローラから信号を受信するように構成された監視回路を含む、請求項6に記載の回路。
  9. 前記制御回路が、
    第一の制御信号、前記第一のスイッチ接点を使用して制御し、
    第二の制御信号、前記第二のスイッチ接点を使用して制御するように構成される、請求項6に記載の回路。
  10. 前記ラッチリレーが導電するのを防止するように構成された安全装置をさらに備える、請求項1に記載の回路。
  11. 前記ラッチリレーが、前記安全装置の取り外しに基づいて導電するように構成される、請求項10に記載の回路。
  12. 前記電源から電力を受け取り、直流(DC)電力を交流電流(AC)電力に変換するように構成されたインバータをさらに備える、請求項1に記載の回路。
  13. 第三のスイッチ接点および第四のスイッチ接点を介して前記電源を前記グリッドに接続するように構成された第二のリレーレッグをさらに含み、前記第二のリレーレッグの前記第三のスイッチ接点および前記第一のリレーレッグの前記第一のスイッチ接点が、二極リレーの異なるスイッチ接点である、請求項1に記載の回路。
  14. 前記第一の制御コイルが、前記リレーレッグとは異なる第二のリレーレッグ上の第三のスイッチ接点を制御する、請求項1に記載の回路。
  15. 前記第一のスイッチ接点が、マルチコイルラッチリレーによって制御される、請求項1に記載の回路。
  16. システムであって、
    第一の制御回路と、
    第一の端子に接続され、前記第一の制御回路によって制御される第一のスイッチ接点を含む第一のリレーレッグと、
    第二の端子に接続され、前記第一の制御回路によって制御される第二のスイッチ接点を含む第二のリレーレッグと、を含む、一つまたは複数の電子装置、および、
    接続ボックスであって、
    第二の制御回路と、
    前記第二の制御回路によって制御される第三のスイッチ接点を介してグリッドに接続された第一の接続端子であって、前記第一の端子に接続される、第一の接続端子と、
    前記第二の制御回路によって制御される第四のスイッチ接点を介してグリッドに接続された第二の接続端子であって、前記第二の端子に接続される、第二の接続端子と、を含み、
    前記第一のスイッチ接点、前記第二のスイッチ接点、前記第三のスイッチ接点、または前記第四のスイッチ接点のうちの少なくとも一つが、ラッチリレーのスイッチ接点を含む、接続ボックスを含む、システム。
  17. 前記第二の制御回路が、前記第一の制御回路と通信するように構成される、請求項16に記載のシステム。
  18. 前記第一のスイッチ接点および前記第二のスイッチ接点が、第一の制御コイルによって制御される、請求項16に記載のシステム。
  19. 前記第一の接続端子が、第三のリレーレッグの第三の端子に接続され、
    前記第二の接続端子が、第四のリレーレッグの第四の端子に接続され、
    前記第三のリレーレッグおよび前記第四のリレーレッグが、前記第一のリレーレッグおよび前記第二のリレーレッグを含む第一の電子装置とは異なる第二の電子装置に属する、請求項16に記載のシステム。
  20. 前記第一のリレーレッグを含む第一の電子装置と、
    前記第二のリレーレッグを含む第二の電子装置と、をさらに含む、請求項16に記載のシステム。
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