一種光伏組件pid效應(yīng)抑制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請涉及一種光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)，包括軟啟動電路、逆變器、儲能電容泄放回路及接地端PE，直流側(cè)開關(guān)、母線電容組件、功率模塊、輸出濾波器、并網(wǎng)接觸器及交流斷路器串聯(lián)成逆變器，逆變器交流側(cè)的交流斷路器處連接由熔絲保險、限流電阻、軟啟接觸器及整流橋構(gòu)成的軟啟動電路，儲能電容一端接地PE，一端與逆變器直流端連接，泄放接觸器和泄放電阻串聯(lián)在儲能電容接地PE端，泄放電阻也與逆變器直流端連接，本申請抑制系統(tǒng)具有方便快捷，易于實現(xiàn)，抑制效果好，且安全性及可靠性能高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光伏組件的電位誘發(fā)衰減(PID)效應(yīng)抑制系統(tǒng)，尤其用于在夜間對光伏電站中大功率光伏逆變器的PID效應(yīng)進(jìn)行抑制。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，人類最主要的能源仍是非可再生能源，如:煤炭、石油、天然氣等化石燃料，這些能源儲量有限而且使用過程嚴(yán)重污染環(huán)境，引發(fā)了嚴(yán)重的能源環(huán)境問題。太陽能是近年興起的新興能源，具有取之不盡用之不竭、對環(huán)境無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛使用。然而，近幾年的研宄表明，存在于晶體硅光伏組件中的電路與其接地金屬邊框之間的高電壓，會造成組件光伏性能的持續(xù)衰減，業(yè)內(nèi)稱之為電位誘發(fā)衰減(PID)，持續(xù)的PID衰減會減少光伏電池組件的輸出功率，降低光伏電站業(yè)主的長久收益，從而引起大多數(shù)業(yè)主及行業(yè)專家的越來越多的重視。
[0003]目前，對于光伏組件的電池廠家，主要是從材料上抑制PID效應(yīng)，采用非Na、Ca玻璃，雖然安全可靠，但成本較高，且新材料的穩(wěn)定性也沒有得到長時間的驗證。
[0004]此外，將光伏發(fā)電系統(tǒng)接地的方法也被用在光伏電站系統(tǒng)中來抑制PID效應(yīng)，這種方法的改造通常在逆變器側(cè)進(jìn)行，基本方法是:逆變器母線負(fù)極直接接地或接電阻接地。如中國專利CN103490402A公開了一種光伏組件接地裝置，所述接地裝置的一端連接光伏發(fā)電系統(tǒng)直流母線負(fù)極，另一端接地，所述接地裝置采用導(dǎo)線、電阻、電感、電阻與電感的串聯(lián)結(jié)構(gòu)或電阻與電感的并聯(lián)結(jié)構(gòu)。此種接地裝置可實現(xiàn)對光伏組件的電位誘發(fā)衰減(PID)效應(yīng)的抑制。
[0005]這種處置方案簡便、成本低、效果顯著，但負(fù)極接地會造成安全隱患，威脅電站的正常運(yùn)行和運(yùn)維安全。逆變器負(fù)極接地后，若發(fā)生組件正極接地故障則會造成電池板短路，而運(yùn)維人員如若接觸到正極則會發(fā)生電擊危險甚至發(fā)生火災(zāi)。
[0006]CN103956970A公開了一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，它包括匯流電路、電壓采樣收集器、PID控制器、電壓變換器和直流電源，匯流電路的各正極輸出端并接后形成總正極輸出端接入直流柜或逆變器，匯流電路的各負(fù)極輸出端并接后形成總負(fù)極輸出端接入直流柜或逆變器。
[0007]CN103973217A公開了一種抑制電池板PID效應(yīng)的裝置，該裝置通過電壓抬升電路抬升光伏電站升交流側(cè)中性點(diǎn)的對地電壓，從而提高逆變器前級電池板的對地電壓，使電池板對地呈正偏壓，實現(xiàn)對電池板PID效應(yīng)的抑制。
[0008]CN103475208A公開了一種光伏系統(tǒng)的PID抑制電路，包括:PID抑制器和用于為所述PID抑制器供電的電源；所述PID抑制器包括:隔離采樣電路、PID控制器以及隔離變換電路；所述隔離變換電路與所述電源相連；其中，所述隔離采樣電路連接在所述光伏系統(tǒng)的正、負(fù)極之間，用于獲取所述光伏系統(tǒng)的采樣電壓信號并將所述采樣電壓信號發(fā)送至所述PID控制器；所述PID控制器用于在根據(jù)所述采樣電壓信號判斷到所述光伏系統(tǒng)未工作時，控制所述隔離變換電路的輸出端正極向所述光伏系統(tǒng)的負(fù)極輸出對應(yīng)的輸出電壓；所述輸出電壓為正；所述隔離變換電路的輸出端負(fù)極接地。
[0009]CN103956970A公開了一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，它包括匯流電路、電壓采樣收集器、PID控制器、電壓變換器和直流電源，匯流電路的各正極輸出端并接后形成總正極輸出端接入直流柜或逆變器，匯流電路的各負(fù)極輸出端并接后形成總負(fù)極輸出端接入直流柜或逆變器；其中，電壓采樣收集器，其采集端分別與匯流電路的總正極輸出端和總負(fù)極輸出端相連接，其信號輸出端與PID控制器的信號輸入端相連接；電壓變換器，其負(fù)極輸出端接地，其正極輸出端與匯流電路的總負(fù)極輸出端相連接；直流電源，其分別與電壓變換器的正極輸入端和負(fù)極輸入端相連接；PID控制器，其信號輸出端與電壓變換器的開閉信號輸入端相連接。
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型的主要目的在于提供一種光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)，具有方便快捷，易于實現(xiàn)，PID抑制效果好，且安全性及可靠性相較于“負(fù)極接地方案”有大幅提高的優(yōu)點(diǎn)。
[0011]為了達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0012]一種光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)，包括:
[0013]軟啟動電路，其中包括:軟啟接觸器，整流橋，熔絲保險，限流電阻；
[0014]逆變器，其中包括:直流側(cè)開關(guān)，母線電容組件，功率模塊，輸出濾波器，并網(wǎng)接觸器，交流斷路器；
[0015]儲能電容泄放回路，其中包括:儲能電容、泄放接觸器，泄放電阻；
[0016]接地端PE;
[0017]直流側(cè)開關(guān)、母線電容組件、功率模塊、輸出濾波器、并網(wǎng)接觸器及交流斷路器串聯(lián)成逆變器，逆變器交流側(cè)的交流斷路器處連接由熔絲保險、限流電阻、軟啟接觸器及整流橋構(gòu)成的軟啟動電路，經(jīng)整流橋整流后的直流電連接儲能電容，儲能電容一端接地PE，一端與逆變器直流端連接，泄放接觸器和泄放電阻串聯(lián)在儲能電容接地PE端，泄放電阻也與逆變器直流端連接。
[0018]整流橋采用三相整流橋，還可替換為二極管，功率模塊采用IGBT，輸出濾波器采用LC濾波器和EMI濾波器。
[0019]其用于光伏電站夜間工作。
[0020]利用所述的光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)的抑制方法包括:光伏電站光線較弱，逆變器處于待機(jī)狀態(tài)，并網(wǎng)接觸器斷開，若檢測到電池電壓低于100VDC，且持續(xù)時間達(dá)到I小時，此時軟啟接觸器閉合，交流側(cè)軟啟動電路工作，通過整流橋給儲能電容儲能，當(dāng)檢測到儲能電容兩端電壓達(dá)到500VDC時，斷開軟啟接觸器。
[0021]持續(xù)一定時間后，閉合泄放接觸器將儲能電容放電至電壓達(dá)到理想安全值，之后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入第二天清晨的啟機(jī)邏輯判斷階段。
[0022]夜間維護(hù)時，可以把泄放接觸器閉合，通過泄放電阻進(jìn)行放電，使儲能電容電壓達(dá)到理想安全值以下。
[0023]所述的持續(xù)時間為6小時。
[0024]所述的電壓理想安全值為24V。
[0025]本實用新型的PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)，在負(fù)極與地之間加一個正向電場，能在提供PID效應(yīng)抑制的同時，更加簡潔，安全與可靠，消除了目前主流負(fù)極接地方案的安全性的隱患，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)原理圖；
[0027]圖2是利用本實用新型光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)的方法并網(wǎng)同步流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施方式進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0029]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，如圖1所示，本實用新型的光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)，包括:
[0030]交流側(cè)軟啟動電路，其中包括:軟啟接觸器3，整流橋4，熔絲保險1，限流電阻2 ;
[0031]逆變器，其中包括:直流側(cè)開關(guān)11，母線電容組件13，功率模塊10，輸出濾波器9，并網(wǎng)接觸器8，交流斷路器12;
[0032]儲能電容泄放回路，其中包括:儲能電容5、泄放接觸器6，泄放電阻7 ；
[0033]接地端PE ；
[0034]其中，整流橋4采用三相整流橋，還可替換為二極管，功率模塊10采用IGBT，輸出濾波器9采用LC濾波器和EMI濾波器。
[0035]直流側(cè)開關(guān)11，母線電容組件13，功率模塊10，輸出濾波器9，并網(wǎng)接觸器8，交流斷路器12串聯(lián)構(gòu)成逆變器，逆變器的交流斷路器12處連接軟啟動電路的熔絲保險1、限流電阻2、軟啟接觸器3、整流橋4，整流后直流電連接儲能電容5，儲能電容5 —端接地PE，一端與逆變器直流端連接，泄放接觸器6和泄放電阻7串聯(lián)在儲能電容5接地PE端，泄放電阻7也連接在逆變器直流端。
[0036]如圖2所示，利用本實用新型的系統(tǒng)的光伏組件PID效應(yīng)抑制方法包括:
[0037]光伏電站光線較弱，例如夜間時，并網(wǎng)接觸器8斷開，逆變器處于待機(jī)狀態(tài)，若檢測到電池電壓低于100VDC，且持續(xù)時間達(dá)到I小時，此時軟啟接觸器3閉合，交流側(cè)軟啟動電路工作，通過整流橋4給儲能電容5儲能，當(dāng)檢測到儲能電容5兩端電壓達(dá)到500VDC時，斷開軟啟接觸器3。
[0038]此時，電池組件的負(fù)極和地之間會有個正的電場，抑制Na離子向電池負(fù)極的的移動，從而在抑制電池組件的表面極化現(xiàn)象，抑制光伏組件的輸出功率衰減，能有效抑制PID效應(yīng)對電池組件的影響。
[0039]持續(xù)一定時間后，如6小時后，閉合泄放接觸器6將儲能電容5放電至電壓達(dá)到理想安全值，例如24V以下，之后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入第二天清晨的啟機(jī)邏輯判斷階段。
[0040]夜間維護(hù)時，可以把泄放接觸器6閉合，通過泄放電阻7進(jìn)行放電，使儲能電容5電壓達(dá)到理想安全值，例如24V以下。
[0041]以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但都將落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)，其特征在于包括: 軟啟動電路，其中包括:軟啟接觸器(3)，整流橋(4)，熔絲保險(1)，限流電阻(2); 逆變器，其中包括:直流側(cè)開關(guān)(11)，母線電容組件(13)，功率模塊(10)，輸出濾波器(9)，并網(wǎng)接觸器(8)，交流斷路器(12); 儲能電容泄放回路，其中包括:儲能電容(5)、泄放接觸器(6)，泄放電阻(7)； 接地端PE ； 直流側(cè)開關(guān)(11)、母線電容組件(13)、功率模塊(10)、輸出濾波器(9)、并網(wǎng)接觸器(8)及交流斷路器(12)串聯(lián)成逆變器，逆變器交流側(cè)的交流斷路器(12)處連接由熔絲保險(I)、限流電阻(2)、軟啟接觸器(3)及整流橋4構(gòu)成的軟啟動電路，經(jīng)整流橋(4)整流后的直流電連接儲能電容(5)，儲能電容(5) —端接地PE，一端與逆變器直流端連接，泄放接觸器(6)和泄放電阻(7)串聯(lián)在儲能電容(5)接地PE端，泄放電阻(7)也與逆變器直流端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)，其特征在于，整流橋(4)采用三相整流橋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)，其特征在于，功率模塊(10)采用 IGBT0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏組件PID效應(yīng)抑制系統(tǒng)，其特征在于，輸出濾波器(9)采用LC濾波器和EMI濾波器。
【文檔編號】H02J3/38GK204179679SQ201420663136
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】黎庭, 朱建國 申請人:深圳市永聯(lián)科技有限公司