发电系统中的盗窃检测和防止.pdf

本发明涉及发电系统中的盗窃检测和防止。本发明公开了一种在产生电力的系统中进行盗窃检测的方法，所述系统包括DC电力线。将交流(AC)从交流(AC)电源施加到DC电力线，并且感测系统的阻抗分量。阻抗响应于所施加的交流(AC)。与阻抗成比例的阻抗数据被传输到接收器，作为阻抗数据来储存。电能可被储存以便在当系统不产生电力时为感测供电。所述感测包括测量交流(AC)电源的电压和电流。响应于阻抗中的改变大于事先预定的阈值或者一旦接收不到预期的、阻抗数据的传输，则对系统的组件可能被盗进行报警。

1.  一种发电系统中的盗窃检测设备，所述盗窃检测设备包括：
多个旁路器，每个旁路器适于连接在多个DC-DC功率变换器中相应的一个的输入端和输出端之间，并且适于将连接在所述多个DC-DC功率变换器中所述相应的一个的所述输入端处的多个DC电源中相应的一个的阻抗反映到所述多个DC-DC功率变换器中所述相应的一个的所述输出端处，所述输出端被串联连接到DC电力线；
阻抗探测器，所述阻抗探测器适于感测在所述DC电力线上的阻抗；以及
包括微处理器的模块，所述包括微处理器的模块适于从所述阻抗探测器接收所感测的阻抗数据，并且适于基于所感测的阻抗数据来检测在所述DC电力线上的阻抗的改变。

2.  如权利要求1所述的盗窃检测设备，其中所述多个旁路器中的每个旁路器包括通常闭合的开关，在所述多个DC-DC功率变换器中所述相应的一个从被连接的所述多个DC电源中相应的一个接收电力时所述开关打开。

3.  如权利要求1所述的盗窃检测设备，其中所述多个旁路器中的每个旁路器包括连接在所述多个DC-DC功率变换器中所述相应的一个的所述输入端和所述输出端之间的串联电容器，或者连接在所述多个DC-DC功率变换器中所述相应的一个的所述输入端和所述输出端之间的串联电容器和电感器。

4.  如权利要求3所述的盗窃检测设备，还包括适于将AC电流叠加到所述DC电力线上的交流AC电源，其中所述多个DC电源中的每个的阻抗响应于所述AC电流。

5.  如权利要求4所述的盗窃检测设备，其中所述多个旁路器中的每个旁路器以谐振工作。

6.  如权利要求1所述的盗窃检测设备，还包括所述多个DC-DC功率变换器，其中在没有从其连接的所述多个DC电源中相应的一个接收电力时，所述多个DC-DC功率变换器中的每一个具有在其输入端和其输出端处的分路阻抗，所述分路阻抗不影响通过所述阻抗探测器所感测的阻抗。

7.  如权利要求1所述的盗窃检测设备，还包括多个阻抗探测器，每个阻抗探测器连接在所述多个DC-DC功率变换器中相应的一个的所述输出端处，其中所述模块位于连接到所述DC电力线的负载处且适于从所述多个阻抗探测器接收所感测的阻抗数据。

8.  如权利要求7所述的盗窃检测设备，其中所述多个阻抗探测器中的每个阻抗探测器包括可操作来将其感测的阻抗数据传输至所述模块的发射器，并且所述模块包括可操作以从每个阻抗探测器接收所述感测的阻抗数据的接收器。

9.  如权利要求1所述的盗窃检测设备，其中所述模块包括存储器，并且所述微处理器被配置成将所述感测的阻抗数据与储存在所述存储器中的事先感测的阻抗数据进行比较以产生差值，并且响应于所述差值在事先确定的阈值以上来提供警报。

10.  如权利要求1所述的盗窃检测设备，其中所述多个DC电源中的每个DC电源包括光伏板。

11.  一种用于发电系统的盗窃检测方法，所述方法包括：
使用多个旁路器将分别连接在多个DC-DC功率变换器的输入端处的多个DC电源的多个阻抗反映到所述多个DC-DC功率变换器的输出端处，所述多个DC-DC功率变换器串联连接到DC电力线；
使用阻抗探测器感测在所述DC电力线上的阻抗；
在一模块处接收来自所述阻抗探测器的感测的阻抗数据；以及
使用所述模块基于所述感测的阻抗数据来检测在所述DC电力线上的阻抗的改变。

12.  如权利要求11所述的盗窃检测方法，其中所述多个旁路器中的每 个旁路器包括通常闭合的开关，所述方法还包括：当每个开关相应的DC-DC功率变换器从所述相应的DC电源接收电力时，打开所述每个开关。

13.  如权利要求11所述的盗窃检测方法，其中所述多个旁路器中的每个旁路器包括连接在其相应的DC-DC功率变换器的所述输入端和所述输出端之间的串联电容器，或者连接在其相应的DC-DC功率变换器的所述输入端和所述输出端之间的串联电容器和电感器。

14.  如权利要求13所述的盗窃检测方法，还包括：
使用交流AC电源将AC电流叠加到所述DC电力线上，其中所述多个DC电源的阻抗响应于所述AC电流。

15.  如权利要求14所述的盗窃检测方法，还包括：以谐振方式操作所述多个旁路器。

16.  如权利要求11所述的盗窃检测方法，还包括：使用分别连接在所述多个DC-DC功率变换器的所述输出端处的多个阻抗探测器来感测所述电力线的阻抗。

17.  如权利要求16所述的盗窃检测方法，还包括：
从所述多个阻抗探测器将所述感测的阻抗数据传输至所述模块；以及
使用所述模块从所述多个阻抗探测器接收所述感测的阻抗数据。

18.  如权利要求11所述的盗窃检测方法，还包括：
在所述模块处将所述感测的阻抗数据与事先感测的阻抗数据进行比较以产生差值；以及
响应于所述差值在事先确定的阈值以上来提供警报。

发电系统中的盗窃检测和防止
本申请是申请日为2010年5月31日，申请号为201080067135.X，发明名称为“发电系统中的盗窃检测和防止”的申请的分案申请。
领域和背景
1.领域：
本发明涉及发电系统，特别是涉及光伏发电系统的组件的盗窃检测和防止。
2.相关技术：
光伏发电系统包括一个或多个通常安装在建筑物的屋顶上的光伏板。位于建筑物内部的逆变器连接至这些光伏板。从光伏板输出的电力是直流(DC)电力。逆变器将该直流电力变换为交流(AC)电力。
基于光伏板的发电系统从环境角度来说是具有吸引力的。然而，由于光伏板的成本高昂并且其相对容易失窃，因此可能限制了其在供发电系统使用时被采用的可能性。
因此存在着对用于光伏板的盗窃检测和防止的方法和系统的需要。
如本文所使用的术语“存储器”指的是只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存存储器、光学存储器中的一种或多种，例如光盘、开关、随机存取存储器(RAM)、磁存储器(比如硬盘)、或者本领域中已知的其他存储器类型。
散列函数是一种变换，该变换取得输入并返回长度固定的串或者数字值，其被称为散列值。如本文中所使用的术语“散列”指的是该变换的散 列值输出。
如本文中所使用的术语“配对或者被配对”指的是例如至少两个发电系统组件比如逆变器、光伏板、和/或电子模块“被配对”或者彼此相关联。“配对”确立了在例如逆变器(对比与发电系统中其他的逆变器)和一组特定的光伏板和/或电子模块之间独特的联系。在发电组件比如逆变器、光伏板和/或电子模块之间“配对”通常的执行是经由分配代码/重新散列的代码、信号，或者将额外的硬件永久地附接到每个发电组件，并且作为“配对”过程的重要部分，每个发电组件知道所述代码/重新散列的代码、信号或者其他发电组件的被永久地附接的额外的硬件。“配对”过程可在制造发电系统组件时发生，在安装发电系统期间发生，和/或在发电系统工作期间发生。给发电系统组件分配代码/重新散列的代码、信号或者被永久附接的额外的硬件，这通常确立了在发电系统内的发电系统组件的电连接、拓扑位置、继续存在/缺失、数量、类型。
如本文中所使用的术语“感测”和“测量”是可以交换使用的。
如本文中所使用的“直流(DC)电源”指的是比如电池、DC电动发电机、开关模式电源(SMPS)、光伏板和/或被操作性地附接到变换器模块(比如DC-DC变换器)的光伏板的(DC)电源。
如本文中所使用的术语“光伏电源”指的是光伏板和/或被操作性地附接到变换器模块(比如DC-DC变换器)的光伏板。
如本文中所使用的术语“中央单元”指的是比如逆变器的负载或者比如被直接附接到负载的或被直接附接在所述负载的紧邻范围(immediate vicinity)中的控制电路的元件。
概述
根据本发明的一个方面，提出了一种防止从用于产生电力的系统盗窃组件的方法。所述系统包括逆变器，其连接到光伏电源。第一存储器被永久地附接到光伏电源。微处理器和第二存储器附接到逆变器。第一代码被写入第一存储器，并且基于第一代码，第二代码被存储到第二存储器中。 第二代码优选为第一代码的副本或者第一代码的散列。第一代码的写入和/或第二代码的存储优选地在所述系统的安装期间执行。第一代码的写入和/或第二代码的存储可选择地通过附接到系统的远程服务器执行。在发电期间，当第一代码被读取并存储到第一存储器中，并且第二代码被读取并存储到第二存储器中之后，将第一代码与第二代码或其散列进行比较。基于第一代码与第二代码的比较，电力转化和/或逆变被初始化或者继续。第一和第二代码的读取以及比较优选地通过微处理器执行。可选择地，被操作性地附接到微处理器的远程服务器接收第一代码和第二代码。远程服务器将第一代码和第二代码的副本或者基于第一代码和第二代码的散列存储在被附接到该远程服务器的远程储存器中。在逆变器的初始化/继续电力转化工作之前，远程服务器接收第一和第二代码。远程服务器将该第一和第二代码与之前存储的副本/散列进行比较。如果比较结果正确(例如代码对应)，则允许通过逆变器的电力转化。可选择地，第一代码或第二代码或其一部分通过全球定位系统模块生成，其将第一代码或第二代码以光伏电源或逆变器的全球坐标为根据。
根据本发明的另一个方面，提出了一种防止盗窃用于产生电力的系统的方法。所述系统包括逆变器，其连接到光伏电源。第一存储器被永久地附接到光伏电源。第二存储器附接到逆变器。第一代码被写入第一存储器，并且基于第一代码，第二代码被存储到第二存储器中。第二代码优选为第一代码的副本或者第一代码的散列。第一代码的写入和/或第二代码的存储优选地在所述系统的安装期间执行。优选地在发电期间或者在发电之前，对第一代码和第二代码进行比较。该比较可通过处理器和/或远程服务器执行，所述处理器是第一处理器，其附接到光伏电源并且被配置成寻址第一存储器，或第二处理器，其附接到逆变器并且被配置成寻址第二存储器，所述远程服务器通过广域网附接到所述第一处理器或第二处理器。基于比较，不是禁用逆变器的电力转化就是禁用光伏电源到逆变器的电力输出。其各自部分的第一代码或第二代码可基于全球坐标。
根据本发明的另一个方面，提出了一种具有盗窃防止和检测特征的、用于产生电力的系统，其包括连接到光伏电源的逆变器。第一存储器被永 久地附接到光伏电源。第一存储器被配置成储存第一代码。第二存储器附接到逆变器。第二存储器被配置成储存第二代码。在该系统的制造或安装期间，第一代码被存储在第一存储器中，该第一存储器附接到光伏电源。基于第一代码的第二代码被存储在第二存储器中。在逆变器工作之前，第一代码与第二代码相比较。并且基于该比较，可启用或禁用电力的产生。该比较通过处理器和/或远程服务器执行，所述处理器为附接到光伏电源并寻址第一存储器的第一处理器和附接到逆变器并寻址第二存储器的第二处理器，所述远程服务器通过广域网络可选择地附接到第一处理器或第二处理器。所述系统可选地包括全球定位模块，其位于逆变器的场所或者位于面板的场所。第一代码和第二代码通过全球定位模块基于全球坐标生成。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中的盗窃检测设备，所述系统包括直流(DC)电源和可使用DC电力线连接到DC电源的负载。该防盗设备具有交流(AC)电源，其操作性地附接在负载与DC电源之间。该AC电源被优选地布置为用于将AC电流叠加到DC电力线上。接收器位于交流(AC)电源附近的区域中。阻抗探测器操作性地附接到DC电力线。阻抗探测器被布置为响应于AC电流来感测阻抗。阻抗探测器可包括电压探测器和电流探测器、能量储存设备、被布置成储存阻抗数据的存储器、和/或发射器，该发射器被布置成传输阻抗数据。响应于阻抗中的改变大于事先预定的阈值，则对系统的组件可能被盗进行报警。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中进行盗窃检测的方法，所述系统包括DC电力线。从交流(AC)电源将交流(AC)施加到DC电力线，并且感测系统的阻抗分量。该阻抗响应于所施加的交流(AC)。随着阻抗数据被传输到接收器，与阻抗成比例的阻抗数据被储存。储存电荷，以便当系统不产生电力时为感测供电。感测包括测量交流(AC)电源的电压和电流。响应于阻抗中的改变大于事先预定的阈值或者一旦未接收到预期的阻抗数据传输，则对系统的组件可能被盗进行报警。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于产生电力的系统中的盗窃检 测设备。所述系统包括具有DC输出端的直流(DC)电源。DC输出端可使用DC电力线连接到负载。防盗设备具有阻抗探测器，其可连接到DC输出端和DC电力线。阻抗探测器包括发射器，其被配置成传输探测器信号。接收器模块操作性地附接到直流(DC)电力源和负载。接收器模块包括接收器，其被配置成接收探测器信号。探测器信号可包括使用电力线通信编码的数据。模块操作性地附接到直流(DC)电力源和负载。模块包括接收器，其被配置成接收探测器信号和/或数据。阻抗探测器可包括电压探测器和电流探测器、能量储存设备和/或被布置为储存阻抗数据的存储器。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中进行盗窃检测的方法。所述系统包括直流(DC)电源。DC电源的阻抗被测量，根据该阻抗存储阻抗数据，所述阻抗数据与阻抗成比例。阻抗数据被传输和接收。将阻抗数据与事先储存的数据相比较，并且响应于该比较对DC电源的可能盗窃行为进行报警。所测量的阻抗可包括DC电源的被测量的电压和电流。电能可被存储，用于为测量阻抗供电，并且用于为接收阻抗数据供电。
根据本发明的一个方面，提出了一种在分布式发电系统中的盗窃检测设备，所述分布式发电系统包括直流(DC)电源，其具有DC输出端，连接到电子模块。DC输出端可使用DC电力线连接到负载。中央阻抗探测器可连接到DC电力线。中央阻抗探测器包括阻抗感测模块，其被布置为用于感测DC电源的阻抗。电子模块可包括旁路开关，其适于将所述光伏板的阻抗呈现给所述中央阻抗探测器。
根据本发明的一个方面，提出了一种在分布式发电系统中进行盗窃保护的盗窃检测方法，所述分布式发电系统包括具有DC输出端的直流(DC)电源。DC输出端可使用DC电力线连接到负载。中央阻抗单元连接到DC电力线。探测器信号在DC电力线上传输，并且响应于所述探测器信号感测阻抗。将所感测的阻抗与事先储存的直流(DC)电源的阻抗值相比较，并且可基于该阻抗值的比较来执行报警。探测器信号可以是AC电力馈送信号、电力线通信信号或者关于阻抗测量的专门信号。电子模块可被旁路，以便将电源(例如光伏板)的阻抗呈现给中央阻抗探测器。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的光伏系统中的盗窃检测设备。所述盗窃检测设备具有电子模块，其附接到光伏电源。图像传感器被优选地布置用于捕获光伏电源的图像。布置中央控制器以便将信号提供给电子模块。光伏电源的热性质响应于信号而改变。负载被优选地连接到电子模块，并且负载一般是逆变器。图像传感器是热图像传感器。电子模块可包括接收器、直流(DC)-DC变换器或DC-交流(AC)变换器。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中进行盗窃检测的方法，所述系统包括电子模块，其附接到光伏电源。在接收到信号之后，电子模块被发信号通知，光伏电源被反向偏置，由此导致光伏电源中的热耗散增加。捕获光伏电源的图像帧，并且关于响应于信号的热改变对这些图像帧进行分析。光伏电源的存在基于对图像帧的分析来确定，并且基于该确定对光伏电源可能被盗进行报警。发信号通常导致电子模块反向偏置光伏电源。
根据本发明的另一个方面，提出一种在用于产生电力的系统中的盗窃检测设备，所述系统包括逆变器，其连接到光伏电源，所述盗窃检测设备具有发射器，其附接到光伏电源。发射器被布置用于传输信号，并且接收器被布置用于接收信号。发射器可被布置成存储电荷。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中进行盗窃检测的方法，所述系统包括：逆变器，其连接到光伏电源并且从光伏电源接收电力；发射器，其操作性地附接到光伏电源和接收器。信号从发射器传输。该信号受到监控，并且一旦被感测的信号缺失，则对光伏电源可能被盗进行报警或发出警报。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中的盗窃检测设备，所述系统包括逆变器，其连接到光伏电源。防盗设备具有发射器，其附接到光伏电源，并且该发射器被布置成用于传输信号。附接到光伏电源的接收器被布置为用于接收信号，并且控制器被操作性地附接到接收器和发射器。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中进行 盗窃检测的方法，所述系统包括：逆变器，其连接到光伏电源；附接到光伏电源的发射器和接收器。发射器的信号强度使用接收器来测量，并且通过借助于测量中的改变来检测在光伏电源周围区域中的物体。基于该检测对光伏电源可能被盗进行报警；
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中的盗窃检测设备，所述系统包括逆变器，其连接到光伏电源，所述盗窃检测设备具有测量光伏电源的电场强度的传感器，以及操作性地附接到传感器的控制器。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中进行盗窃检测的方法，所述系统包括：逆变器，其连接到光伏电源；传感器，操作性地附接到光伏电源；以及，控制器，操作性地连接到该传感器。光伏电源的电场使用传感器来测量。该测量被布置成指示电场的阈值中的改变。光伏电源周围区域中的物体借助于电场阈值中的改变来检测。使用控制器对光伏电源可能被盗进行报警。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统的盗窃检测设备，所述系统包括光伏串和可使用DC电力线连接到该光伏串的负载，该防盗设备具有中央控制单元，其操作性地附接在负载和光伏串之间。中央控制单元被布置为用于将控制信号和测试信号叠加到DC电力线上。开关单元操作性地附接到光伏串。开关单元被布置成用于接收控制信号和测试信号。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中进行盗窃检测的方法，所述系统包括：光伏电源和可使用DC电力线连接到该光伏电源的负载；中央控制单元，其操作性地连接在负载与光伏电源之间；以及，具有谐振电路的开关单元，该开关单元操作性地附接到光伏电源。来自中央控制单元的第一控制信号被叠加到DC线路上。谐振电路被连接到光伏电源。谐振电路响应于控制信号。来自中央控制单元的第二控制信号被叠加到DC线路上。响应于第二叠加的、被反射的信号被感测。测试信号是时域反射(TDR)信号或者频域反射(FDR)信号。所述感测可以是按照感测被反射的信号的相移的方式，按照感测被反射的信号的频移的 方式，和/或感测被反射的信号的幅值改变的方式。
根据本发明的一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中的盗窃检测设备。所述设备包括多个电子模块，其附接到多个光伏电源。这些电子模块中的至少一个被布置成用于构造确认信号。中央控制单元被操作性地附接到这些电子模块中的至少一个。中央控制单元被布置成用于将信号发送至所述至少一个电子模块并且用于接收确认信号。所述确认信号通常包括所述至少一个电子模块从所述至少一个电子模块的紧邻范围中的其他电子模块收集到的信息。中央控制单元可基于所述确认信号对可能被盗进行报警。
根据本发明的一个方面，提出了一种在用于产生电力的系统中进行盗窃检测的方法。所述系统包括：多个光伏电源；多个电子模块，其附接到所述光伏电源；以及，中央控制单元。中央控制单元操作性地附接到电子模块。信号从中央控制单元发送至这些电子模块中的至少一个。所述至少一个电子模块被布置成用于构造确认信号，其作为应答被发送至中央控制器。所构成的确认信号通常包括所述至少一个电子模块从所述至少一个电子模块的紧邻范围中的其他电子模块收集到的信息。确认信号是基于或者包括从连接在网状网络中的电子模块收集到的数据。该数据在中央控制单元处接收。确认信号可被解码，并且所解码的数据与在中央控制单元处储存的查询表进行比较。通过中央控制单元可对所述光伏电源中的一个可能被盗进行报警。
本发明提供了一种在用于产生电力的系统中的盗窃检测设备，所述系统包括直流(DC)电源和负载，所述负载使用DC电力线可连接到所述DC电源，所述防盗设备包括：
交流(AC)电源，其操作性地附接在所述负载与所述DC电源之间，其中所述AC电源被布置成用于将AC电流叠加到所述DC电力线上；并且
阻抗探测器，其被操作性地附接到所述DC电力线，其中所述阻抗探测器被布置成用于响应于所述AC电流来感测阻抗。
所述防盗设备可包括整流器，其可适于对所述AC电流整流，以便为所述阻抗探测器供电。
所述防盗设备可包括电抗性组件，其可从由电容器和电感器组成的组中选出，其中所述电抗性组件可被配置成增加通过所述阻抗探测器感测到的阻抗。
所述阻抗探测器可包括电压探测器和电流探测器。
所述阻抗探测器可包括能量储存设备。
所述阻抗探测器可包括被布置成储存阻抗数据的存储器。
所述阻抗探测器可包括发射器，所述发射器可操作以传输所述阻抗数据。
所述盗窃检测设备可包括接收器，其可位于所述交流(AC)电源的周围区域中。
本发明还提供了一种在用于产生电力的系统中的盗窃检测的方法，所述系统包括DC电力线，所述盗窃检测的方法包括以下步骤：
向所述DC电力线施加来自交流(AC)电源的交流(AC)；以及
感测所述系统的组件的阻抗，所述阻抗响应于所述交流(AC)。
所述方法可包括以下步骤：储存与所述阻抗成比例的阻抗数据；将所述阻抗数据传输至接收器。
所述方法可包括以下步骤：储存电荷以便当所述系统不产生电力时为所述感测供电。
所述方法可包括以下步骤：响应于所述阻抗中的改变大于事先确定的阈值，对所述系统的组件可能被盗进行报警。
所述方法可包括以下步骤：当未接收到预期的、与所述阻抗成比例的阻抗数据的传输时，对所述系统的组件可能被盗进行报警。
所述感测可包括测量所述交流(AC)电源的电压和电流。
本发明还提供了一种在用于产生电力的系统中的盗窃检测设备，所述 系统包括具有DC输出端的直流(DC)电源，其中所述DC输出端使用DC电力线可连接到负载，所述防盗设备包括：
阻抗探测器，其可连接到所述DC输出端和所述DC电力线，所述阻抗探测器包括发射器，所述发射器被配置成传输探测器信号；以及
接收器模块，其被操作性地附接到所述直流(DC)电源和所述负载，所述接收器模块包括被配置成接收所述探测器信号的接收器。
所述探测器信号可包括使用电力线通信的数据。
所述阻抗探测器可包括电压探测器和电流探测器。
所述阻抗探测器可包括能量储存设备。
所述阻抗探测器可包括被布置成储存阻抗数据的存储器。
本发明还提供了一种在用于产生电力的系统中的盗窃检测的方法，所述系统包括直流(DC)电源，所述盗窃检测的方法包括以下步骤：
测量所述DC电源的阻抗；
储存与所述阻抗成比例的阻抗数据；
传输探测器信号；以及
响应于所述探测器信号来感测阻抗。
所述方法可包括以下步骤：比较所述阻抗与所述事先储存的阻抗数据；以及响应于所述比较对DC电源可能被盗进行报警。
对阻抗的所述测量可包括测量所述DC电源的电压和电流。
所述方法可包括以下步骤：储存电能，用于为对阻抗的所述测量进行供电。
所述方法可包括储存电能用于为所述接收供电的步骤。
在结合附图进行考虑时，前述的和/或其他的方面将从以下详细描述中变得清楚。
附图简述
下面仅通过举例说明的方式，参考附图对本发明的实施方式进行了描述，其中：
图1a示出了根据本发明的实施方式的、包括盗窃防止特征的发电系统；
图1b以更多细节示出了图1a中的发电系统的通信模块和存储器；
图1c和1d示出了根据本发明的实施方式的、用于防盗的方法的处理流程；
图1e示出了根据本发明的另一个实施方式的、具有防盗特征的发电系统；
图1f和1g示出了用于在图1e的系统中防盗的方法的处理流程；
图1h示出了根据本发明的又一个实施方式的发电系统；
图1i和1j示出了用于在图1h的发电系统中防盗的方法的处理流程；
图1k示出了根据本发明的又一个其他实施方式的、具有防盗特征的发电系统。
图1l和1m示出了用于在图1k的发电系统中防盗的方法的处理流程。
图2a显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统。
图2b显示了根据本发明的实施方式的、如图2a中所示连接的接收器/电流源单元与阻抗单元的进一步的细节。
图2c显示了根据本发明的一个方面的、用于对发电系统进行盗窃检测的方法。
图2d显示了在图2b中所示的阻抗单元的可选实施方式。
图2e显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统。
图2f显示了用于根据本发明的实施方式的盗窃检测的方法，其使用了图2中所示的发电系统。
图2g显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统。
图2h显示了根据本发明的实施方式的、在分布式发电系统中的盗窃 保护的方法。
图3a显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统。
图3b显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统(在图3a中示出)的典型拓扑结构。
图3c显示了根据本发明的实施方式的、用于盗窃检测的方法，其使用了具有图3b中显示的拓扑结构的图3a的系统。
图4a显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统。
图4b显示了根据本发明的实施方式的、使用了图4a中显示的系统的防盗的方法。
图4c显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统。
图4d显示了根据本发明的实施方式的、盗窃检测/防盗的方法。
图5a显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统。
图5b显示了根据本发明的实施方式的光伏板的典型截面图。
图5c显示了根据本发明的实施方式的光伏板的平面图。
图5d显示了根据本发明的实施方式的、代表了光伏板的等效电容器。
图5e显示了根据本发明的实施方式的、用于盗窃检测/防盗的方法。
图6a显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统。
图6b显示了根据本发明的实施方式的光伏模块的进一步的细节。
图6c显示了根据本发明的实施方式的、用于使用了图6a中显示的系统的盗窃检测/防盗的方法。
图7a显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统。
图7b显示了根据本发明的实施方式的、用于盗窃检测/防盗的方法。
详细描述
现在将详细地对本发明的实施方式作出参考，本发明的例子在附图中 示出，其中相同参考符号始终指的是相似的元件。下面通过参考附图来描述实施方式，以便解释本发明。
代码储存器
现在对附图作出参考，图1a示出了根据本发明的实施方式的、包括了防盗特征的发电系统157。系统包括一个或多个光伏板152，所述一个或多个光伏板152通过直流(DC)电力电缆156连接到逆变器150。在发电系统157工作期间，DC电力通过光伏板152生成，并且经由DC电缆156传输至逆变器150的输入端。逆变器150将在其输入端上的DC电力转换为在该逆变器150输出端158上的AC电力。存储器模块154被永久地附接到光伏板152。通信模块153附接到逆变器150。如本文中所使用的术语“永久地附接”指的是一种用于进行附接的方法或设备，其使得将例如存储器模块154从光伏板152物理移除或这种尝试将导致对例如模块154和/或面板152的损伤。一般来说，在制造光伏(PV)板152和/或逆变器150期间，模块154、153分别被“永久地附接”到光伏板152和/或逆变器150。例如，当模块154被永久地附接到光伏板152时，在尝试将模块154从光伏板152移除时，光伏板152的工作终止或者光伏板152的连接中断。任何本领域中已知的、用于进行“永久地附接”的机制可被应用到本发明的不同实施方式中。一种此类用于进行永久地附接的机制使用了热固性的粘合剂，例如基于环氧树脂的树脂制品，以及硬化剂。
现在还对图1b作出参考，其以更多细节137示出了系统157的通信模块153和存储器模块154。通信电缆168将存储器模块154连接到通信模块153。电力电缆156(其将来自光伏板152的DC电力传输到逆变器150的输入端)有选择地为多芯电缆，其中多芯电缆中的至少两条线优选为用于通信电缆168。如果逆变器150与光伏板154距离远，通信电缆168优选为双绞线电缆(twisted pair cable)。在另一个实施方式中，通信被叠加到DC电力线156，即电力线通信。在另一个实施方式中，射频无线通信被从逆变器到电源中央地使用，或者可使用网状网络。被附接到逆变器150的通信模块153优选地包括总线控制器164(例如cyclone^TM1C3，i²c 总线控制器，Altera，101San JoseCA95134)，其控制电缆168上的通信。总线控制器164优选地连接到微处理器160。存储器175优选地连接到总线控制器164和微处理器160。微处理器160优选地输出信号174，其被用于允许和/或禁止将DC电力转换为AC电力的逆变器150的工作。被永久地附接到光伏板152的存储器模块154包括存储器159。存储器159通过通信电缆168连接到通信模块153中的总线控制器164。存储器159存储代码1000。存储器175存储代码2000。
现在还对图1c和1d作出参考，其显示了根据本发明的实施方式的、用于防盗的方法1700的处理流程1700(a)，其示出了在发电系统157中进行配对。一般来说，在制造期间，存储器模块154被永久地附接到光伏板152(步骤100)。在步骤102，通信模块153附接到逆变器150。虽然步骤100和102一般在光伏板152和/或逆变器150的制造或装配期间执行，但是步骤100和102可在改造时执行或者在安装期间执行。在步骤103，在制造光伏板152期间或者在安装光伏板152期间，将代码1000写入存储器159。通信模块153使用总线控制器164和微处理器160读取代码1000(步骤104)。微处理器160将在步骤104中读取的代码1000的副本或散列储存到存储器175中的代码2000中(步骤105)。尽管方法步骤103、104和105通常在安装光伏板152和逆变器150期间执行，但是，步骤103、104和105可在制造和/或装配光伏板152和/或逆变器150期间执行。在图1d中继续方法1700作为在通常在系统157的发电工作过程中执行的子过程1700(b)。微处理器160读取存储器模块154中的代码1000(步骤1200)。在步骤1202，微处理器160将代码1000与事先存储在通信模块153和存储器模块175中的代码2000进行比较。在判定框1204中，如果代码1000和2000相同，或者以其他方式正确比较，则输出端174被微处理器160设置，以便允许逆变器150的DC-AC电力变换并且在步骤1200继续反盗窃过程1700。否则，通过微处理器160使用输出174禁用逆变器150的DC/AC电力变换(步骤1206)。
现在对图1e进行参考，其示出了本发明的另一个实施方式，即防盗特征的光伏系统147。存储器模块154被永久地附接到光伏板152(未在图 1e中显示)。存储器模块154包括存储器159，其用于储存代码1000。存储器159通过通信电缆168连接到通信模块153中的总线控制器164。通信模块153附接到逆变器150(未在图1e中显示)。控制器164连接到微处理器160和用于储存代码2000的存储器175。远程服务器172通过总线168、通过专用WAN接口(未示出)或者通过其他适当的通信方法连接到微处理器160。远程服务器172连接到远程储存器172a。远程储存器172a优选地储存代码1000和2000的副本或散列。微处理器160具有输出信号174，其通过远程服务器172激活，以便允许逆变器150将DC电力转化为AC电力的工作。
现在还对图1f和1g作出参考，其示出了根据本发明的实施方式的、用于(图1e的)发电系统147的防盗的方法1750的处理流程。在步骤100，存储器模块154永久地附接到光伏板152。在步骤102，通信模块153附接到逆变器150。在步骤103，在制造光伏板152期间或者在安装光伏板152期间，将代码1000写入存储器159。远程服务器172优选地使用总线控制器164读取代码1000(步骤1304)。远程服务器172将代码1000和代码2000的副本或散列存储为在远程储存器172a上的代码3000(步骤1305)。方法步骤103、1304和1305通常在安装光伏板152和逆变器150期间执行。在图1g继续方法7150作为子过程1750(b)，在该子过程1750(b)期间步骤1400、1402、1404和1406在系统147的发电工作期间被执行。为了在工作期间针对盗窃进行保护，远程服务器172读取代码1000和2000(步骤1400)。在步骤1402，远程服务器172将在步骤1400读取的代码与远程储存器172a中的代码3000进行比较。在步骤1404，如果代码(1000、2000)和3000相同，或者当代码3000是代码1000和2000的散列，并且代码3000与代码1000和2000正确比较，则经由远程服务器172激活微处理器160的输出端174，以便允许逆变器150的DC-AC的电力变换并且在步骤1400继续工作。否则，远程服务器172不允许逆变器150将DC电力变换为AC电力(步骤1406)。
现在对系统138的图1h进行参考，根据用于光伏系统157的防盗的、本发明的另一个实施方式。通信模块153附接到逆变器150(未示出)并 且包括总线控制器164，所述总线控制器164连接到微处理器160和具有代码2000的存储器175。被连接到总线控制器164的是远程服务器172。远程服务器172连接到远程储存器172a。微处理器160具有输出信号174，其通过远程服务器172激活以允许逆变器150将DC电力变换为AC电力的工作。永久地附接到光伏板154b的存储器模块154b包括：存储器159(例如EPROM、EEPROM、闪存或其他适合的存储器)，其具有代码1000；以及全球定位系统(GPS)模块159a，其具有代码4000。代码4000是基于在安装面板152期间光伏板152的全球坐标。通过通信电缆168，存储器159和GPS模块159a优选地通过通信模块153中的总线控制器164连接到微处理器160。
现在还对图1i和1j作出参考，其示出了根据本发明的实施方式的、用于(图1h的)发电系统138的防盗的方法1780的处理流程。在步骤100，通常在制造和/或装配发电系统138期间执行将存储器模块154b永久地附接到光伏板152。在步骤102，通信模块153附接到逆变器150。在步骤103，在制造或装配光伏板152期间或者在安装光伏板152时，将代码1000写入存储器159。远程服务器172使用总线控制器164读取代码1000和GPS模块159a的代码4000(步骤1504)。远程服务器172将在步骤1504读取的代码1000和4000的副本/散列储存到存储器175的代码2000中，并且储存到远程储存器172a的代码3000中(步骤1505)。方法步骤103、1504和1505通常在安装光伏板152和逆变器150期间执行。在图1j中继续方法1780作为在系统138的电力变换工作期间执行的子过程1780(b)。为了针对盗窃进行保护，远程服务器172读取代码1000、2000和4000(步骤1600)。在步骤1602，远程服务器172将在步骤1600读取的代码(1000、2000和4000)与远程储存器172a中的代码3000进行比较。在步骤1604，如果代码(1000、2000、4000)和3000相同或者以其他方式正确地比较，则经由远程服务器172，微处理器160的输出端174允许逆变器150的DC-AC电力变换并且在步骤1600继续工作。否则，远程服务器172不允许逆变器150将DC电力变换为AC电力(步骤1406)。
现在对光伏系统139的图1k进行参考，其示出了根据本发明的防盗 的另一个实施方式。附接到逆变器150的通信模块153包含：总线控制器164，其连接到微处理器160；以及，存储器175，其具有代码2000。微处理器160具有输出信号174，其用于允许逆变器150将DC电力变换为AC电力的工作。永久地附接到光伏板152的存储器模块154c包含：存储器159，其具有代码1000；以及，微处理器177，其具有输出端176。通过通信电缆168，存储器159和微处理器177连接到通信模块153中的总线控制器164。
现在对图1l进行参考，其示出了子过程1700(b)和1800(b)，其在根据子过程1700(a)的、制造/安装之后的电力变换工作期间并行执行。根据本发明的实施方式，子过程1700(b)和1800(b)并行地且同时共同工作，以实现对发电系统139的盗窃检测和防止。子过程1700(b)示出了用于发电系统139的盗窃检测和防止的微处理器160的使用。子过程1800(b)示出了用于发电系统139的盗窃检测和防止的微处理器177的使用。
现在参考图1m，子过程1800(b)，在步骤1200b中，微处理器177通过在通信总线168上发信号来读取通信模块153中的代码2000。在步骤1202b，微处理器177将代码2000与代码1000进行比较。在判定框1204b中，如果代码1000和2000不同，则微处理器177的输出176被用于关闭光伏板152(步骤1206b)。光伏板152可被关闭，这通过若干机制，通过使用与光伏板152并联的旁路二极管的简单旁路，或者，如果在模块154中存在DC/DC变换电路的情况下则关断该DC/DC变换电路。
提供一种监控机制以移除配对，以便使用不同的逆变器150和模块154执行重新配对。
阻抗测量
现在对图2a进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、包括盗窃防止特征的发电系统201。发电系统201具有光伏板152的至少一个串218、阻抗单元210、单元212、电容器C₃、DC电力线216和负载150。负载150 优选为逆变器。阻抗单元210具有阻抗探测器200，其经由直流(DC)线路216串联连接在串218的正输出端和单元212之间。当存在多于一个的串218时，每个串218一般包括其自己的阻抗探测器200。单元210可被有选择地并入负载150。阻抗单元210感测面板152的阻抗，并具有连接到发射器202的输出端。在白天工作时，阻抗单元210可通过串218中的电流来供电，或者通过将探测器附接到单个光伏板并且从与所述串并行的光伏板接收电力来供电。阻抗单元210和/或单元212可具有用于夜间工作的电荷储存元件比如蓄电池或电容器，且该电荷储存单元在白天工作期间被充电。发射器202周期性地传输与通过阻抗探测器200测量的阻抗成比例的信号。单元212具有接收器204和交流(AC)电源模块206。单元212串联连接在单元210与串218的负输出端之间。单元210可被并入到在面板152或者电子模块302(未示出)中，所述电子模块302操作性地附接到/永久地附接到光伏板152。负载150具有DC输入端，其(分别在节点A与B处)串联连接在接收器204与交流电源模块206之间。如果单元210包括电荷储存器，则电流源模块206是可选的并且可能是不必要的。电容器C₃连接在节点A和B之间。接收器204串联连接在串218的正输出端与节点A之间。交流电源模块206串联连接在节点B与串218的负输出端之间。AC电源模块206连接到面板152的串并且将AC信号叠加到DC电力线216。附接到面板152的串的阻抗探测器200测量阻抗，这优选地通过独立地测量沿着面板的串的AC电流和AC电压来进行。
现在对图2b进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、如图2a中所示被连接的单元212与阻抗单元210的进一步的细节。连接在节点A和B处的负载150未被示出。单元212具有接收器204和AC电源模块206。AC电源模块206包括AC电流源220，其以通常为100KHz的频率工作。源220的AC电流经由变压器T₂或任何其他的AC联结设备叠加到DC线路216上。变压器T₂线圈的一侧被分流(in shunt)连接到被并联连接的电容器C2和电阻器R₁。R₁的一端连接到电流源220的输出端。R₁的另一端经由阻直流的电容器C_b连接到电流源220的另一输出端。变压器线圈T₂的另一侧仅有DC线路216串联连接在节点B与面板152之间。接收器204经由变压器T₁的一个线圈接收在DC线路216上存在的AC输入，所 述变压器T₁经由DC线路216串联连接在节点A与阻抗单元210之间。变压器T₁的另一个线圈在一端连接到差分放大器A₁的输入端，并且该线圈的另一端经由隔直流电容器C_b连接到放大器A₁的另一输入端。放大器A₁的输出端连接到带通滤波器(BPF)224的输入端。带通滤波器(BPF)224的输出端连接到模拟-数字(A/D)变换器222的输入端。模拟-数字(A/D)变换器222的输出端被操作性地附接到处理器226(具有存储器)。
阻抗单元210经由DC线路216串联连接在面板152与接收器204之间。面板152的正DC输出端连接到电感器L₁的一端和阻直流的电容器C_b的一端。阻直流的电容器C_b的另一端连接到发射器202的输入端和放大器A₂的输入端。放大器A₂的另一输入端连接到电容器C₁的一端、二极管D₁的阳极以及电感器L₁的另一端。电容器C₁可用作电荷储存设备，以便在夜间工作期间为阻抗单元210供电。D₁的阴极连接二极管D₂的阳极。D₂的阴极连接电容器C₁的另一端。D₁的阴极连接到二极管D₂的阳极的节点提供了到达DC线路216的连接。放大器A₃具有跨二极管D₁连接的输入端。放大器A₂的输出端可连接到模拟-数字(A/D)变换器(未示出)的输入端，所述变换器具有连接到存储器储存设备(未示出)的输出端。放大器A₃的输出端可连接到模拟-数字(A/D)变换器(未示出)的输入端，所述变换器具有连接到存储器储存设备(未示出)的输出端。
现在还对图2c作出参考，其显示了根据本发明的实施方式的、用于发电系统201的盗窃检测的方法203，其示出了系统201中的配对。通常100KHz的交流例如经由单元212和变压器T₂叠加或应用(步骤205)到DC线路216。可选择地，与C₂和R₁并联连接的变压器T2的线圈具有的值被选择成以与DC线路216的串联电感和位于阻抗单元210中的电感器L₁的谐振来工作。在系统201白天工作期间，直流从面板152流出，通过阻抗单元210中的L₁和D₁，通过接收器104、逆变器150、源260，并且回到面板152的另一端。通过经由放大器A2感测通过电感器L₁的电流以及经由放大器A₃感测在二极管D₁两端的电压(步骤207)来实现对面板152的阻抗的测量。面板152的阻抗的测量通过在二极管D₁两端的电压的幅度除以在感测期间通过电感器L₁的电流的幅度(步骤207)来实现。通过感 测(步骤207)而得的面板152的阻抗的测量结果可被作为阻抗数据存储(步骤209)在存储器(未示出)中，所述存储器经由模拟-数字(A/D)变换器(未示出)附接到放大器A₂和A₃。通过感测(步骤207)获得的被存储的阻抗数据也可通过发射器202传输(步骤211)到电力线216上。通常在夜间，发射器202每3分钟进行传输。接收器204经由变压器T₁一侧接收到来自发射器202的对阻抗数据的传送。变压器T₁的另一侧被应用到放大器A₁的输入端。放大器A₁的输出被馈送到带通滤波器224的输入端，所述带通滤波器224提取通过发射器202发送的阻抗数据。带通滤波器224的输出随后经由模拟-数字(A/D)变换器222变换成数字值，其被可选择地储存到被操作性地附接到模拟-数字(A/D)变换器222的输出端的处理器226(具有存储器)中。被储存的阻抗数据(步骤209)和被传输的阻抗数据(步骤211)的比较(步骤213)优选地通过处理器226作出。电容器C₁在白天工作期间用作电荷储存设备(步骤215)，以便在夜间工作期间可选择地为阻抗单元210供电。对系统201的组件可能被盗进行报警(步骤217)，其对应于被感测到的阻抗数据根据事先确定的阈值的比较(步骤213)中的改变。一旦没有来自阻抗单元210的报告，则对可能的被盗报警，因为发射器202可每3分钟传输一次并且在使用电力线通信的情况下如果未接收到传输那么电缆可能已经被切断。
现在对图2d进行参考，其显示了阻抗单元210a，阻抗单元210a是在图2b中显示的阻抗单元210的可选实施方式。阻抗单元210a包括：高阻抗电感器L，可能使用谐振以增加阻抗；以及，阻抗计Z。电感器L串联连接到阻抗计Z。阻抗计Z可具有用于夜间工作的电荷储存元件2100a比如蓄电池或电容器，其在白天工作期间被充电。在另一个实施方式中，阻抗计Z可通过AC馈送的方法来供电。当单元212包括AC电源，而该AC电源出于向探测器200馈电和为阻抗测量进行馈电的目的而被使用时，对被施加在电感器L上的AC信号进行整流。阻抗计Z通常被布置成经由电力线通信或者经由无线连接或其他适当的通信方法传输阻抗/电压/电流数据。
现在对图2e进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗 特征的发电系统201a，其示出了系统201a中的配对。发电系统201a具有光伏板152的串218a、阻抗单元210a、模块262和负载150。负载150可以是直流(DC)-交流(AC)逆变器，其具有连接到电网电压(V_grid)的输出端。阻抗单元210a与面板152串联连接，或者可被并入作为面板152的一部分以便形成串218a。模块262通常包括接收器2102，以便接收从单元210a传输的数据。
在白天工作期间，模块262可通过串218b的电压来供电，在夜间工作期间通过电网电压(V_grid)供电，或者模块262可具有用于夜间工作的电荷储存元件2100b比如蓄电池或电容器，其在白天工作期间被充电。在夜间工作期间，阻抗单元210a可通过模块262(将通常12伏特的DC电流提供至模块210a)供电，所述模块262通过电网电压(V_grid)和/或电荷储存设备2100b供电。在白天工作期间，阻抗单元210a可通过串218b中的电流供电或者通过从单个面板接收电力。阻抗单元210a可具有用于夜间工作的电荷储存元件2100a比如蓄电池或电容器，其在白天工作期间充电。
串218a经由直流(DC)线路216串联连接到负载150的DC输入端。模块262可被并入作为负载150的电路的一部分或者操作性地附接到负载150。阻抗单元210a可感测面板152的阻抗、在串218a中流动的电流、或者在串218a中特定点处的电压，其依赖于在串218a中连接的阻抗单元210a的位置。阻抗单元210a通过电力线通信或经由到达模块262的无线通信周期性地传输数据，其相应于被测量的阻抗/DC或者AC电流/DC或者AC电压数据。模块262对系统201a的组件可能被盗进行报警，其对应于通过阻抗单元210a提供的被感测的阻抗/电流/电压数据中的改变。没接收到报告，本身就是可能被盗。
现在对图2f进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、用于盗窃检测的方法219，其使用系统201a(在图2e显示)。阻抗单元210a优选地测量在串218a中各个点处的阻抗、DC电流或DC电压(步骤230)。阻抗单元210a优选地具有存储器，以储存被测量的阻抗、DC电流或DC电压作为数据(步骤232)。在白天工作期间，阻抗单元210a可通过串218b中的电流供电。阻抗单元210a和/或模块262可具有用于夜间工作的电荷储 存元件(分别为2100a和2100b)比如蓄电池或电容器。电荷储存元件(分别为2100a和2100b)被用于在白天工作期间储存电荷(步骤233)。阻抗单元210a通过电力线通信或经由到达模块262的无线连接传输(步骤234)被储存的测量数据(步骤232)。模块262使用接收器2102接收被传输的测量数据，并且将被传输的数据与已经事先被储存在模块262的查询表中的数据进行比较(步骤238)，作为在模块262与阻抗单元210a之间的过程的一部分。如果在被储存的数据(步骤232)与被接收的数据(步骤236)之间的比较在特定的预定阈值水平以上，则模块262可对系统201a的组件可能被盗进行报警(步骤242)，否则就继续测量在串218a中的各个点上的阻抗、DC电流或DC电压(步骤230)。在中央单元中未接收到报告是可能被盗。
现在对图2g进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统201b。发电系统201b具有串218b、光伏板152、阻抗单元210a、电子模块264、模块262和负载150。负载150优选为直流(DC)-交流(AC)逆变器，其具有连接到电网电压(V_grid)的输出端。串联连接输出阻抗单元210a以便形成串218b。阻抗单元210a的输入端被并联地或串联地连接到电子模块264的输出端。可并入阻抗单元210a作为电子模块264的一部分。电子模块264的输入端连接到面板152的输出端。模块262通常包括接收器2102以便接收从单元210a传输的数据。电子模块264可额外包括旁路264a，其串联连接在模块264的输入端和输出端之间。旁路264a通常是单极开关，其在模块264从面板152接收电力时被激励以打开电路，或者是电容器或串联电容器和电感器。
在白天工作期间，模块262可由串218b的电压供电，在夜间工作期间通过电网电压(V_grid)供电，或者模块262可具有用于夜间工作的电荷储存元件2100b，比如蓄电池或电容器，其在白天工作期间充电。在夜间工作期间，阻抗单元210a可通过模块262(提供通常12伏特的DC电流)供电，模块262通过电网电压(V_grid)和/或电荷储存设备2100b供电。在白天工作期间，阻抗单元210a可通过模块264的电压供电，或者阻抗单元210a可具有用于夜间工作的电荷储存元件2100a，比如蓄电池或电容器， 其在白天工作期间充电。存在着对于210a的白天和/或夜间工作的额外的选择，其中模块262发送AC信号而该AC信号由210a用某个阻抗(例如谐振的电感器)整流，以便产生DC。
串218b经由直流(DC)线路216串联连接到负载150的DC输入端。模块262可能被有选择地并入作为负载150的电路的一部分，或者被操作性地附接到负载150。阻抗单元210a优选地测量模块264的阻抗、在串218b中流动的电流或者在串218b中特定点处的电压，其依赖于在串218b中连接的阻抗单元210a的位置，或者测量模块264的电压输出。阻抗单元210a通过电力线通信或者经由到达模块262的无线连接周期性地传输数据，这些数据相应于被测量的阻抗/DC电流/DC电压。模块262包括接收器2102以从模块210a接收数据。模块262对系统201a的组件可能被盗进行报警，其对应于通过阻抗单元210a提供的被感测阻抗/电流/电压数据中的改变。再次地，能够通过未从阻抗单元210a接收到报告来检测盗窃，而无论是否将阻抗单元210a并入模块264内。
阻抗测量可通过阻抗单元210a单独执行，或者通过使用位于外部AC电源262中的中央阻抗探测器210b执行，后一种方法适于具有或不具有DC模块264的简单面板的情况。阻抗探测器附接到微处理器21，其具有用于模拟-数字/数字-模拟变换和板载存储器的端口。
通过阻抗单元210a测量的阻抗实际上是通过所有其他的阻抗单元210a反映的阻抗之合。现在对图2d进行参考，作为电路的例子，其可被包括在阻抗单元210a中。阻抗单元210a可以是DC模块264的一部分，并且具有DC模块264的输出电容和串联电感器(常规电感器L或者谐振电感器)以便增加其阻抗。另一个例子是，阻抗单元210a表现为电容器(作为DC模块264的一部分或单独地)，并且被测量的阻抗是电容器的阻抗。
根据该实施方式的特征，以及本文中公开的其他实施方式，在仅仅光伏板152被盗走的情况下，能够感测到光伏板152不再连接到DC模块264。在白天期间，很容易检测到来自面板152的DC输入。而在夜晚期间，当面板152不输出DC时，DC模块264能够测量面板电容，或者尝试施加电压，并且感测面板152是否在某个点抽取电流(为其二极管电压)。
根据本发明的另一个特征，其中面板152附接到模块264并且仅仅在夜间面板152被盗走；则有可能配置模块264以便通过使用旁路264a被动地反映面板152的阻抗。
现在对图2h进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、分布式发电系统201b中的盗窃保护的方法261c。中央阻抗探测器210b连接到DC线路216(步骤263)。随后，探测器210b将探测器信号输送(步骤265)到DC线路216上，该探测器信号可以是AC馈送或DC电力线通信信号。传输步骤265使用微处理器21控制和执行。作为应用探测器信号的结果，探测器210b随后感测(步骤267)串218b的阻抗。在步骤267，被感测的阻抗可以与在微处理器21的存储器中储存的被事先储存的阻抗值进行比较(步骤269)。该比较可以是从在微处理器21的存储器中储存的被事先储存的阻抗值减去在步骤267中被感测到的阻抗，以便产生差值。在判定框271，所述差值随后可以是在特定的阈值以上或以下，该这种情况下，对盗窃作出警报(步骤273)，否则在步骤265继续传输探测器信号。
在旁路264a是单极开关(例如磁性簧片继电器)的情况下；在夜间，当面板152不输出DC时，该单极开关通常闭合，并且面板152阻抗从模块264的输入端旁路到模块264的输出端。一般来说，如果模块264是电力变换器电路，则在该电力变换器电路中的主开关在夜间是开路，使得模块264的输出端和输入端的分路阻抗(经由旁路264a)不会影响探测器210b对面板152阻抗的测量(步骤267)。在白天工作期间，激活单极开关264a以成为开路。对于旁路264a的另一个优选的实现是，使得旁路264a是在模块264的输入端和输出端之间的固定旁路，如果该固定旁路264a将面板152阻抗反映到模块264的输出端但是将不会干扰模块264工作方式的话。固定旁路264a可以是在模块264的输入端和输出端之间的串联电容器，或者在模块264的输入端和输出端之间的串联电容器和电感器(其可以谐振工作)。
根据本发明的一个方面，提出了一种在优选的实施方式中的方法，其依赖于阻抗测量，该阻抗测量通过由中央单元(负载/逆变器)发送信号和测量电压/电流来执行。在一个例子中，信号是专门的测量信号。在该情况 下，可感测不具有任何额外的电路的面板152的阻抗/电容。在另一个例子中，信号是用于电力模块264的AC馈送(在夜间或白天)。在另一个例子中，信号是电力线路通信，其出于其他目的被使用(比如命令和控制、监控，等等)。额外的电路，例如电力模块264，可反映阻抗或输出电容以便进行测量。可选择地，DC模块264的串联电感器(例如常规的、谐振的、开关谐振的电感器)的阻抗通过(来自中央单元的)命令和控制来测量。
现在再次对图2f进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、用于盗窃检测的方法219，其使用了图2g中显示的系统201b。阻抗单元210a优选地测量在串218b中的各个点处的阻抗、DC电流或DC电压(步骤230)。阻抗单元210a优选地具有存储器，以便将被测量的阻抗、DC或AC电流或者DC或AC电压作为数据存储(步骤232)。在白天工作期间，阻抗单元210a可通过模块264的输出电压供电，或者阻抗单元210a和模块262可优选地具有在夜间工作期间使用的电荷储存元件2100b，比如蓄电池或电容器。电荷储存元件(2100a和2100b)被用于在白天工作期间储存电荷(步骤233)。阻抗单元210a通过电力线通信或者经由到达模块262的无线连接传输测量数据(步骤234)。模块262使用接收器2102接收被传输的测量数据，并且将该被传输的数据与事先已经储存在模块262中的查询表中的数据进行比较(步骤238)，作为在模块262与阻抗单元210a的过程的一部分。如果这些数据的比较在特定的预定水平以上，则模块262对系统201a的组件可能被盗进行报警(步骤242)，否则继续测量在串218a中的各个点处的阻抗、DC电流或DC电压(步骤230)。
热感摄像机
此处，红外线(IR)辐射或热辐射被定义为其波长长于可见光波长(400-700nm)但是短于太赫兹辐射波长(100μm-1mm)和微波波长的电磁辐射。
现在对图3a进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统301。电子模块302被操作性地附接到光伏板152。电子模块302可执行直流-直流(DC/DC)变换或者DC-交流(AC)逆变，并 且根据本发明的实施方式能够反向偏置面板152。多个面板152串联连接以形成串304。负载150可以是直流(DC)-交流(AC)逆变器。优选地位于负载150周围区域中的中央控制单元300操作性地连接到负载150和电子模块302。中央控制单元300可选择地将信号提供给电子模块302，以及被连接到摄像机306(未示出)。从中央控制器300到达电子模块302的信号可通过将负载150连接到串304的电力线或者经由在控制器300与模块302之间的无线连接来输送。
现在对图3b进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统301(在图3a中显示)的典型拓扑结构310。拓扑结构310包括具有模块302(未示出)的多个面板152，所述模块连接到负载150和控制器300。摄像机306位于控制器300和负载150的周围区域中，所述控制器300和负载150则位于建筑物308中。摄像机306优选为热感成像摄像机。摄像机306的视域优选地捕获面板152的图像。通过摄像机306捕获的面板152的图像优选地经由电力/信号线路309或者经由无线通信发送至控制器300用于进行分析。
现在还对图3c作出参考，其显示了根据本发明的实施方式的、用于盗窃检测的方法311，其使用了具有拓扑结构310的系统301。在盗窃检测期间，信号从中央单元300发送至电子模块302(步骤303)。从单元300到电子模块302的信号可通过将负载150连接到串304的电力线或者经由无线连接或者在单元300与模块302之间的其他通信方法来输送。一般来说，从单元300发送的信号经由模块302反向偏置面板152(步骤305)达导致面板152的温度明显上升的时间段。在使用模块302反向偏置面板152(步骤305)之后，使用摄像机306捕获面板152的图像帧(步骤307)。随后，单元300分析(步骤309)通过摄像机306捕获(307)的面板152的图像帧。分析所捕获的图像帧优选地意味着监控反向偏置面板152的影响或者可选择地监控在面板152的白天工作期间所产生的普通电流的热效应，而不使用从单元300发送的信号。使用来自单元300的信号来反向偏置面板的做法具有使面板152升温的效应，由此改变了面板152的红外线辐射/热辐射。面板152的存在是借助于在来自单元300的信号经由模块 302应用到面板152之后通过单元300分析在被捕获的图像帧中的红外线辐射的改变来确定的(步骤311)。因此，由于缺少面板152而不提供因经由模块302将信号应用到面板152上所导致的热改变，从而实现了对可能被盗进行报警(步骤313)。
无线通信
现在对图4a进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统401。光伏板152具有操作性地连接到其的发射器402。发射器402优选地具有电荷储存设备406，其用于在夜间为发射器402供电。发射器402的电荷储存设备406在正常白天期间通过照射面板152所产生的电来充电。多个面板152串联连接到负载150。负载150优选地为直流(DC)-交流(AC)逆变器。附接到负载150并且在负载150的周围区域中的是接收器404。接收器404从发射器402接收信号。接收器401可由在太阳能场设施中分布的接收器/中继器的阵列组成，所述阵列最终将所有被接收的信息发送给逆变器150。
现在还对图4b作出参考，其显示了用于使用系统401进行防盗的方法403，该方法403根据本发明的实施方式。被操作性地附接到面板152的发射器402传输信号(步骤405)。发射器402的被传输的信号优选地每个都在不同的频率上传输。发射器402进行传输的不同频率允许对特定面板152的独特识别。发射器402的被传输的信号通过接收器404监控(步骤407)。通过接收器404监控(步骤407)优选地允许对哪一个发射器402在进行传输进行区分和识别。优选地通过接收器404感测(步骤409)到缺少来自发射器的信号。接收器404借助于缺少从发射器402接收的一个或多个信号来对盗窃状况进行报警。
在额外的方法中，发射器402仅在发生盗窃之后发送信号(通过特定传感器比如加速度计或者通过断开电缆来进行检测，所述断开电缆切断了来自逆变器150的信号或DC馈送)。
在额外的实现中，发射器402是无源的，并且仅包含谐振电路(串联 /并联)以及天线。逆变器150经由电缆发送AC信号，其通过402的天线被动地传输，并且通过402的谐振电路放大。其优势在于，除了在电缆上发送信号之外，在夜间无需进行任何馈送。
本方法的另一种变体是，其中光伏板包括使用具有在不同频带中的谐振电路的模块，使得负载150发送所有相关的频率(例如频率扫描)并且接收器402感测频率凹陷(frequency dip)的发生，凹陷是被盗模块的特定指示。其提供了识别和额外的准确度(因为没有对所有模块上的所接收的强度信号求合)。
现在对图4c进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统405。多个光伏板152串联连接以形成串。光伏板152的串被跨接于负载150。负载150优选为直流(DC)-交流(AC)逆变器。发射器402和接收器408被操作性地附接到每个面板152。发射器402和接收器408可共享共同的组件，并且可以被统一为无线电收发器。中央控制单元410经由负载150操作性地附接到发射器402和接收器408。控制单元706可经由电力线通信或经由无线连接操作性地附接到发射器402和接收器408。接收器408有选择地从发射器402接收信号。
现在对图4d进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、用于盗窃检测/防止的方法421。接收器408测量在面板152的紧邻范围内的发射器402的信号强度(步骤423)。在面板152的紧邻范围中被测量的信号强度根据预定阈值的改变(步骤425)被用于检测(步骤427)在面板152的紧邻范围中的物体。通过接收器408检测到的信号强度中的改变被输送至中央控制器410，其提供了对面板152可能被盗的报警(步骤429)。如果在阈值信号强度中没有明显改变(步骤425)，接收器408继续测量在面板152的紧邻范围内的发射器402的信号强度(步骤423)。
电场强度测量
如本文中所使用的术语“电场”指的是在围绕电荷的空间中存在的电通量，或者在时变磁场的空间中存在的电通量。围绕电荷的空间或者有时 变磁场存在的空间可以是空气和/或电介质材料。电场将力施加到其他带电荷的物体上，其中力的幅度依赖于带电物体之间距离的倒数平方关系。
现在对图5a进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统501。多个光伏板152串联连接以形成串。光伏板152的串被跨接于负载150。负载150优选为直流(DC)-交流(AC)逆变器。场传感器502操作性地附接到每个面板152。场传感器502通常测量面板152内的电场或者在面板152的紧邻范围中的电场中进行测量。控制器504操作性地附接到传感器502，该控制器504还操作性地附接到负载150。
现在对图5b进行参考，其显示了光伏板152通常的截面590。截面590显示了可被包括在光伏板152中的典型的部件520a、520b、522、524a、534b、526和528。部件522、524a、534b、526和528位于由部件520a(通常为金属合金)和520b(通常为金属合金或塑料类型的材料)形成的壳体520中，该壳体520用于围住绝缘片522。紧靠绝缘片522的是电抗性密封片524a，其通常由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物制成。紧靠电抗性密封片524a的是光伏基底526，其后是另一个电抗性密封片524b。最后，在电抗性密封片524b之后的是通常为低铁平面玻璃的片528。毗邻电抗性密封片524b的光伏基底526的侧面是金属轨道550(未示出)所在位置，所述金属轨道电连接光伏基底526的光伏电池552(未示出)。传感器502可置于光伏基底526与电抗性密封片524a之间或者在区域A中。
现在对图5c进行参考，其显示了光伏板152的平面图。该平面图显示了壳体520和光伏电池552，其中轨道550是透过透明的玻璃528和片524b显示的。
现在还对图5d进行参考，其显示了代表光伏板152的等效电容器505。板530和节点D等效地代表了面板152的壳体520。介质534整体代表了：绝缘片522、电抗性密封片524b/524a、光伏基底526、低铁平面玻璃528以及通过图5b中的区域A显示的空域。板532与节点E代表了金属轨道沉积物550，其电连接图5c中显示的、光伏基底526的光伏电池552。电容器505的、以法拉为单位的电容(C)通过方程1给出
C=ϵ0ϵrXd]]>   方程1
其中ε₀＝真空介电常数＝8.85X 10^-12法拉每米，ε_r＝电介质534的相对介电常数或电介质常数，X＝板530和532的面积，以及，d＝板530与532之间的距离。因为在图5b中通过区域A显示的空域组成了介电常数(ε_r)的一部分，故在区域A的周围区域中的物体导致介电常数(ε_r)改变，因此电容(C)变化并因此电容器505中的电场(E)变化。
现在还对图5e作出参考，其显示了根据本发明的实施方式的、用于盗窃检测/防止的方法511，其使用等效电容器505。传感器502测量面板152内的电场强度(步骤503)或者在面板152的紧邻范围(即区域A)中的电场强度。在面板152的紧邻范围中或在面板152中被测量的场的电场强度根据预定阈值的改变(步骤505)被用于检测(步骤507)在面板152的紧邻范围中的物体。通过传感器502检测的电场强度中的改变被传输至中央控制器504，该中央控制器504提供了对面板152可能被盗的警报(步骤509)。如果在电场强度的阈值中没有明显的改变(步骤505)，则传感器502继续测量电场强度(步骤503)。
来自串内的反射
现在对图6a进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统601。多个光伏模块606串联连接以形成光伏串608。光伏串608经由直流(DC)电力线610被跨接于负载150。负载150优选为直流(DC)-交流(AC)逆变器。光伏模块606具有光伏板152，其被操作性地附接到开关单元602。中央控制单元604被操作性地附接到负载150，并且通常提供控制信号和测试信号，这些信号经由负载150叠加到电力线610上。开关单元602可选择地接收来自单元604的控制信号，并且响应于自单元604的控制信号；开关单元602通常通过添加与面板152串联或并联的谐振电路来重新配置面板152到负载150的连接。
现在对图6b进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的光伏模块606的进一步的细节。光伏模块606通常具有开关单元602，其并联连接 在面板152两端，串联连接面板的串，或者开关单元602可被跨接于面板152的串。多个开关单元可被独立地激活。开关单元602被操作性地附接到控制器604，并且在开关单元602并联连接模块606的情况下，开关单元602优选地具有开关S₁，其与电容器C_s和电感器L_s串联连接。开关S₁通过致动器612激活，其中致动器612从跨越面板152的连接获得电力，以及从中央控制单元604获得控制信号，以便闭合开关S₁。致动器612从面板152获得的电力额外地给储存设备充电，所述储存设备是比如位于致动器612中的蓄电池，以便允许开关单元602的夜间工作。多个开关单元602可被独立地激活/去激活。
图6b显示了并联连接到面板152的谐振电路。可选择地，谐振电路可与面板152串联(该谐振电路为并联LC而非串联LC)。
对于开关该谐振电路的需要是非强制性的，并且如果致动器612不具有用于开关谐振电路的电力时，则开关谐振电路是不可能的。即使谐振电路始终连接(串联或并联)，都可测量到反射。然而，添加这种谐振开关的原因在于，以便命令每个串激活或者不激活谐振。这样，有可能控制(经由中央单元，例如在这种情况下为负载150)哪一个串参与到了反射测量中。特别地，优选的是在一时间仅有一个串参与，其能够为测量提供好的精确度(意味着所有其他的串将中断其谐振)。
现在对图6c进行参考，显示了根据本发明的实施方式的、用于使用系统601进行盗窃检测/防止的方法611。控制信号通过控制器604叠加到电力线610上(步骤603)。控制信号通过控制器604叠加到电力线610上导致开关单元602中的开关S₁闭合。在闭合开关单元602时，开关S₁导致串联谐振电路的电容器C_s和电感器L_s被跨接于面板152(步骤605)。一般来说，开关S₁关闭预定的时间段。随着S₁关闭，测试信号通过控制器604叠加到电力线610(步骤607)。控制器604叠加到电力线610上的测试信号可以是时域反射(TDR)信号或者频域反射信号(FDR)。测试信号优选地与电容器C_s和电感器L_s进行谐振。串联电容器C_s和电感器L_s具有的值被选择以给出通常15-25MHz的窄带电路。随后，控制器604感测(步骤609)在电力线610上被反射的TDR或FDR。如果检测到被反射的测试 信号的感测阈值中的改变(步骤611)，则可以对可能被盗进行报警(步骤613)，否则盗窃检测再次继续步骤603。
网状网络
现在对图7a进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、包括防盗特征的发电系统701。多个光伏板152串联连接以形成串。光伏板152的串被跨接于负载150。随后，还将多个串并联连接。负载150优选为直流(DC)-交流(AC)逆变器。电子模块702附接到每个面板152。模块702通常经由无线或电力线通信从控制器704接收数据信号。例如，面板模块B从控制器704接收的数据信号通常要求面板模块B提供在面板模块B的紧邻范围中的其他面板模块的细节。在面板B的紧邻范围中的面板模块是面板模块A、C和D。面板模块通常收集在紧邻范围中的其他面板模块的数据，并且经由无线通信或者通过将面板152连接到负载150的电力线将数据信号发送回控制器704。
现在对图7b进行参考，其显示了根据本发明的实施方式的、用于盗窃检测/防止的方法731。通常在安装或升级发电系统701时，在控制器704的查询表中编入关于系统701中的面板152的电连接和/或拓扑布局的、系统701的细节。使用面板模块B作为本发明的示例性实施方式，控制器704通常经由无线通信或通过将面板152连接到负载150的电力线将信号发送至面板模块B(步骤703)。从控制器704发送到面板模块B的信号导致面板模块B基于从控制器704发送的信号来构造确认信号(步骤705)。所构造的确认信号通常包括：关于面板模块B和根据优选实施方式的特征的信息，面板模块B从在面板模块B的紧邻范围中的面板模块A、C和D收集的信息。面板模块B经由无线通信或者通过将面板152连接到负载150的电力线传输确认信号，其中通过控制器704接收确认信号(步骤707)。随后，控制器704将被接收到的确认信号与控制器704中储存的查询表进行比较(步骤709)。如果比较结果良好(步骤711)，则通过从中心控制器704发送信号来继续盗窃检测(步骤703)，否则对一个面板和/或多个面板152可能被盗进行报警(步骤713)。
在另一个实施方式中，不要求探测器信号(步骤703)和确认信号(步骤705)。相反，每个模块702可被编程以便朝着其邻近的模块发送信息，例如每三分钟一次。在被接收到时，所述消息首先是表明了传输模块702是活跃的并且还能够测量数据(例如阻抗和传输数据)的消息。被传输的消息通过邻近的模块702接收，并且该传输会沿着网状网络传播，直到该传输到达通常在负载/逆变器/主接收器一侧的控制器704为止。
本文中使用了明确的冠词“一(a)”、“一(an)”，比如“一变换器”、“一开关”，其具有“一个或多个”的含义，即“一个或多个变换器”或者“一个或多个开关”。
虽然本发明已经关于有限数量的实施方式进行了描述，但是将会明显的是，可对本发明作出许多改变、修正和其他应用。
要理解的是，虽然本文中描述了不同的实施方式，但是各种不同的实施方式的特征能够以本领域中的技术人员优选的任何组合方式被组合到一起。这样做能够例如提供具有两个或多个盗窃防止/检测设备的系统。