本公開涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)及電壓補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏電站的應(yīng)用地點(diǎn)從荒無人煙的戈壁大漠一直蔓延到陽光燦爛的內(nèi)陸或沿海城市。受限于不同應(yīng)用地點(diǎn)的環(huán)境不同，各個(gè)光伏電站的發(fā)電效率也千差萬別。而光伏電池組件的電勢誘導(dǎo)衰減(potentialinduceddegradation，pid)效應(yīng)作為影響光伏電站的發(fā)電量的重要因素之一，一直以來備受業(yè)界關(guān)注。比如，對于沿海城市來講，其環(huán)境通常處于高溫、高濕、鹽霧等狀態(tài)下，這使得pid效應(yīng)產(chǎn)生的影響尤為嚴(yán)重。參見圖1a，pid效應(yīng)是指由于光伏電池組件與接地的金屬框架之間存在高電壓，使得光伏電池組件所用的材料發(fā)生松離，并通過接地的金屬框架放電，從而導(dǎo)致光伏電池組件的表面累積大量的正電荷(又稱表面極化現(xiàn)象)，進(jìn)而使得光伏電池組件產(chǎn)生功率損失的現(xiàn)象。

時(shí)下為了解決由于pid效應(yīng)所引起的功率損失，通常采取下述幾種處理方式：

第一種方式、將光伏電池組件直接接地，通過這種直接接地的方式來整體改變光伏電池組件的對地電位。其中，針對由光伏電池組件構(gòu)成的p型電池板，可以將負(fù)極接地；針對由光伏電池組件構(gòu)成的n型電池板，則需將正極接地。參見圖1b，對于n型電池板來說，在將其正極接地后，這個(gè)電池板整體處于負(fù)電位，恢復(fù)了由pid效應(yīng)所產(chǎn)生的不良影響。

第二種方式、通過控制光伏逆變器的直流輸入端或者交流輸出端的中點(diǎn)對地電位，來間接抬高光伏電池組件的對地電位。特殊地，對于非隔離型的光伏逆變器來說，由于交流輸出端沒有中點(diǎn)接出，因此還需虛擬構(gòu)建一個(gè)中點(diǎn)來進(jìn)行電壓補(bǔ)償。

在實(shí)現(xiàn)本公開的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)至少存在以下問題：

針對第一種處理方式，由于光伏電池組件的一端接地，即與接地的金屬框架等電位，因此會大幅提高其遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在光伏電池組件一端接地的情況下，當(dāng)光伏電池組件輸出至光伏逆變器的線路出現(xiàn)漏電流故障時(shí)，如果有人不慎觸碰到漏電處，則可能出現(xiàn)電擊事故。

針對第二種處理方式，該種處理方式涉及到的電路和控制方式均很復(fù)雜，且有些情況下還要虛擬構(gòu)建一個(gè)中點(diǎn)進(jìn)行電壓補(bǔ)償，所以會浪費(fèi)大量人力和時(shí)間，效率不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決相關(guān)技術(shù)在解決pid效應(yīng)時(shí)所采取的處理方式容易使得光伏電池組件遭受雷擊或者涉及到的電路和控制方式均為復(fù)雜，效率不佳的問題，本公開實(shí)施例提供了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)及電壓補(bǔ)償方法。所述技術(shù)方案如下：

第一方面，提供了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：由至少一個(gè)光伏電池組件組成的光伏組串、電壓補(bǔ)償裝置、以及光伏逆變器。

其中，所述光伏組串與所述光伏逆變器連接，所述光伏逆變器用于將所述光伏組串輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓；所述光伏組串與所述電壓補(bǔ)償裝置連接，所述電壓補(bǔ)償裝置用于輸出脈沖電壓至所述光伏組串，以對所述光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償。

在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電壓補(bǔ)償裝置包括：脈沖電壓源、第一功率輸出端、第二功率輸出端、第三功率輸出端，以及，第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件和第三開關(guān)器件。其中，所述脈沖電壓源輸出的脈沖電壓的峰值、相位以及寬度中的任一種均可變。此外，所述脈沖電壓源與三個(gè)功率輸出端的連接方式為：

所述脈沖電壓源通過所述第一開關(guān)器件與所述第一功率輸出端連接，通過所述第二開關(guān)器件與所述第二功率輸出端連接，通過所述第三開關(guān)器件與所述第三功率輸出端連接。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償時(shí)，通?？刹扇∠率鰩追N方式實(shí)現(xiàn)。

第一種方式、脈沖電壓源的脈沖電壓同時(shí)輸出至光伏組串的正極和負(fù)極。

針對第一種方式，所述光伏組串的正極分別與所述電壓補(bǔ)償裝置的第一功率輸出端、以及所述光伏逆變器的第一直流輸入端連接；

所述光伏組串的負(fù)極分別與所述電壓補(bǔ)償裝置的第二功率輸出端、以及所述光伏逆變器的第二直流輸入端連接；而所述電壓補(bǔ)償裝置的第三功率輸出端與地連接。

其中，在這種連接方式下，所述脈沖電壓源輸出的脈沖電壓為交流脈沖電壓，所述交流脈沖電壓的正半周的持續(xù)時(shí)長大于負(fù)半周的持續(xù)時(shí)長，且所述交流脈沖電壓的峰值不小于第一電壓；所述第一電壓為所述光伏組串輸出的直流電壓的二分之一大小。

上述第一種方式，不但可以恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的影響，而且通過采取交流脈沖電壓還可以消除由于恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的影響而帶來的光伏組串的表面的負(fù)電荷積累。

第二種方式、脈沖電壓源的脈沖電壓輸出至光伏組串的正極。

針對第二種方式，所述光伏組串的正極分別與所述電壓補(bǔ)償裝置的第一功率輸出端、以及所述光伏逆變器的第一直流輸入端連接；

而所述光伏組串的負(fù)極僅與所述光伏逆變器的第二直流輸入端連接；所述電壓補(bǔ)償裝置的第三功率輸出端與地連接。

其中，在這種連接方式下，所述脈沖電壓源輸出的脈沖電壓的相位不變，且所述輸出的脈沖電壓的峰值不小于第二電壓；所述第二電壓為所述光伏組串輸出的直流電壓。

上述第二種方式，同樣可以恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的影響。

第三種方式、脈沖電壓源的脈沖電壓輸出至光伏組串的負(fù)極。

針對第三種方式，所述光伏組串的正極僅與所述光伏逆變器的第一直流輸入端連接；

所述光伏組串的負(fù)極分別與所述電壓補(bǔ)償裝置的第二功率輸出端、以及所述光伏逆變器的第二直流輸入端連接；而所述電壓補(bǔ)償裝置的第三功率輸出端與地連接。

其中，在這種連接方式下，所述脈沖電壓源輸出的脈沖電壓的相位不變，且所述輸出的脈沖電壓的峰值不小于第一電壓。

上述第三種方式，同樣可以恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的影響。

第二方面，提供了一種電壓補(bǔ)償方法，應(yīng)用于上述光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述方法包括：

光伏組串輸出直流電壓至光伏逆變器；

所述光伏逆變器將所述光伏組串輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓；

電壓補(bǔ)償裝置輸出脈沖電壓至所述光伏組串，以對所述光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償。

結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能的方式中，前文所示的三種不同的電壓補(bǔ)償方式，其具體的工作原理分別為：

第一種、針對所述光伏組串的正極與所述電壓補(bǔ)償裝置的第一功率輸出端連接，且所述光伏組串的負(fù)極與所述電壓補(bǔ)償裝置的第二功率輸出端連接的方式，所述電壓補(bǔ)償裝置輸出脈沖電壓至所述光伏組串，以對所述光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償，包括：

在第一時(shí)長內(nèi)將所述電壓補(bǔ)償裝置的第二開關(guān)器件和第三開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)，第一開關(guān)器件置于斷開狀態(tài)；

所述電壓補(bǔ)償裝置的脈沖電壓源輸出交流脈沖電壓，以對所述光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償；

其中，所述交流脈沖電壓的正半周的持續(xù)時(shí)長大于負(fù)半周的持續(xù)時(shí)長，且所述交流脈沖電壓的峰值不小于第一電壓，所述第一電壓為所述光伏組串輸出的直流電壓的二分之一大??；所述第一時(shí)長為所述交流脈沖電壓的正半周的持續(xù)時(shí)長。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括：

在第二時(shí)長內(nèi)將所述第一開關(guān)器件和所述第三開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)，所述第二開關(guān)器件置于斷開狀態(tài)，以消除所述光伏組串的表面所積累的負(fù)電荷；

在所述第二時(shí)長的終止時(shí)刻將所述第一開關(guān)器件、所述第二開關(guān)器件和所述第三開關(guān)器件均置于斷開狀態(tài)，以關(guān)閉所述電壓補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)降低總功耗的目的；

其中，所述第二時(shí)長為所述交流脈沖電壓的負(fù)半周的持續(xù)時(shí)長，且所述第一時(shí)長的終止時(shí)刻為所述第二時(shí)長的起始時(shí)刻。

第二種、當(dāng)所述光伏組串的正極與所述電壓補(bǔ)償裝置的第一功率輸出端連接時(shí)，所述電壓補(bǔ)償裝置輸出脈沖電壓至所述光伏組串，以對所述光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償，包括：

在第一時(shí)長內(nèi)將所述電壓補(bǔ)償裝置的第一開關(guān)器件和第三開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)；所述電壓補(bǔ)償裝置的脈沖電壓源輸出相位不變的脈沖電壓，以對所述光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償；

其中，所述輸出的脈沖電壓的峰值不小于第二電壓，所述第二電壓為所述光伏組串輸出的直流電壓。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括：

在所述第一時(shí)長的終止時(shí)刻將所述第一開關(guān)器件和所述第三開關(guān)器件均置于斷開狀態(tài)，以關(guān)閉所述電壓補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)降低總功耗的目的。

第三種、當(dāng)所述光伏組串的負(fù)極與所述電壓補(bǔ)償裝置的第二功率輸出端連接時(shí)，所述電壓補(bǔ)償裝置輸出脈沖電壓至所述光伏組串，以對所述光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償，包括：

在第一時(shí)長內(nèi)將所述電壓補(bǔ)償裝置的第二開關(guān)器件和第三開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)；所述電壓補(bǔ)償裝置的脈沖電壓源輸出相位不變的脈沖電壓，以對所述光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償；

其中，所述輸出的脈沖電壓的峰值不小于第一電壓，所述第一電壓為所述光伏組串輸出的直流電壓的二分之一大小。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括：

在所述第一時(shí)長的終止時(shí)刻將所述第二開關(guān)器件和所述第三開關(guān)器件均置于斷開狀態(tài)，以關(guān)閉所述電壓補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)降低總功耗的目的。

本公開實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

本公開實(shí)施例提供的光伏發(fā)電系統(tǒng)，除了包括由至少一個(gè)光伏電池組件組成的光伏組串以及光伏逆變器外，還包括電壓補(bǔ)償裝置，且光伏組串與該電壓補(bǔ)償裝置連接，實(shí)現(xiàn)通過電壓補(bǔ)償裝置輸出的脈沖電壓對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償，進(jìn)而恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的不良影響，這樣不但可避免將光伏組串直接接地時(shí)可能遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)，而且涉及到的電路和控制方式均很簡單，無需虛擬構(gòu)建一個(gè)中點(diǎn)進(jìn)行電壓補(bǔ)償，效率較佳。

附圖說明

圖1a是本公開背景技術(shù)提供的一種pid效應(yīng)產(chǎn)生的示意圖；

圖1b是本公開背景技術(shù)提供的一種可解決pid效應(yīng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本公開實(shí)施例提供的一種光伏組串的輸出功率電壓曲線的示意圖；

圖3是本公開實(shí)施例提供的一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本公開實(shí)施例提供的一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5a是本公開實(shí)施例提供的一種脈沖電壓的波形示意圖；

圖5b是本公開實(shí)施例提供的一種脈沖電壓的波形示意圖；

圖5c是本公開實(shí)施例提供的一種脈沖電壓的波形示意圖；

圖6是本公開實(shí)施例提供的一種脈沖電壓的波形示意圖；

圖7是本公開實(shí)施例提供的一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本公開實(shí)施例提供的一種脈沖電壓的波形示意圖；

圖9是本公開實(shí)施例提供的一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本公開實(shí)施例提供的一種脈沖電壓的波形示意圖；

圖11是本公開實(shí)施例提供的一種電壓補(bǔ)償方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本公開的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本公開實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

在對本公開實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地解釋說明之前，先對本公開實(shí)施例可能涉及到的一些名詞以及應(yīng)用場景進(jìn)行解釋說明。

光伏電池組件：一般由玻璃+乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylenevinylacetate，eva)+電池片+eva+背板(tedlarpettedlar，tpt)+金屬框架組成。

其中，玻璃的主要成分為二氧化硅，次要成分有純堿、石灰石、氧化鎂、氧化鋁、芒硝以及碳等等；eva為乙烯-醋酸乙烯共聚物，具有耐水性、耐腐蝕性、保溫性等；電池片是光伏電池組件的核心組成部分，主要成分是單晶硅、多晶硅；tpt兩邊是聚氟乙烯膜，中間是聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜，用于作為光伏電池組件的背板保護(hù)材料，具有耐腐蝕、耐紫外線、力學(xué)性能好、熱穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；金屬框架的主要材質(zhì)為金屬鋁，用于增加光伏電池組件的硬度。需要說明的是，至少一個(gè)光伏電池組件進(jìn)行串聯(lián)連接便可組成一個(gè)光伏組串。

光伏逆變器：用于將直流電壓轉(zhuǎn)變成交流電壓，其一般由逆變橋、控制邏輯以及濾波電路組成。其中，光伏逆變器包括直流輸入端和交流輸出端。在本公開實(shí)施例中，直流輸入端用于接收光伏組串輸出的直流電壓，而交流輸出端用于將轉(zhuǎn)換后的交流電壓輸出至電網(wǎng)。

如前文所述，特別是在高濕、高溫、鹽霧等比較惡劣的環(huán)境下，pid效應(yīng)產(chǎn)生的表面極化現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。舉例來說，參見圖2，a曲線指代經(jīng)過40小時(shí)后光伏組串的電流與電壓之間的特征曲線，b曲線指代經(jīng)過80小時(shí)后光伏組串的電流與電壓之間的特征曲線，c曲線指代經(jīng)過100小時(shí)后光伏組串的電流與電壓之間的特征曲線。由圖2可知，在pid效應(yīng)的影響下光伏組串的開路電壓和斷路電流幾乎保持不變，但是最大功率點(diǎn)(maximumpowerpiont，mpp)將最多降低30％。

其中，mpp的含義是，光伏組串可以工作在不同的輸出電壓下，但是僅有在某一輸出電壓下，光伏組串的輸出功率才可以達(dá)到最大值，這時(shí)光伏組串的工作點(diǎn)便達(dá)到了輸出功率電壓曲線的最高點(diǎn)，稱之為最大功率點(diǎn)。因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中要提高系統(tǒng)的整體效率，一個(gè)重要的途徑便是實(shí)時(shí)調(diào)整光伏組串的工作點(diǎn)，使之始終工作在最大功率點(diǎn)附近。其中，最大功率點(diǎn)一般位于每條電流與電壓之間的特征曲線的腰部位置。

為了防止pid效應(yīng)或恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的影響，一方面可以直接對光伏組串的材料和工藝進(jìn)行改進(jìn)。比如，對組件材料以及封裝材料的絕緣性、以及光伏組串的表面反射層的厚度等進(jìn)行改進(jìn)，從而減少光伏組串所產(chǎn)生的功率損失。另一方面還可以整體抬高光伏組串的電位使其高于大地電位。其中，除了可采取前文所述的將光伏電池組件直接接地，或控制光伏逆變器的直流輸入端或者交流輸出端的中點(diǎn)對地電壓外，還可采取對光伏組串施加電壓補(bǔ)償?shù)姆绞健?/p>

即，本公開實(shí)施例提出了一種新型的解決pid效應(yīng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)。利用該光伏發(fā)電系統(tǒng)可直接對光伏組串的正極和/或負(fù)極進(jìn)行電壓補(bǔ)償。此外，由于表面極化現(xiàn)象是可逆的，且可以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，因此本公開實(shí)施例在電壓補(bǔ)償裝置中設(shè)置了脈沖電壓源，通過控制脈沖電壓源輸出的脈沖電壓的峰值和寬度，來有效地恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的影響，且還可大幅地減小電壓補(bǔ)償裝置的總功耗。另外，通過控制脈沖電壓源輸出的脈沖電壓的相位，即采用輸出特殊的交流脈沖電壓，可以消除由于恢復(fù)pid效應(yīng)而帶來的光伏組串的表面負(fù)電荷積累的現(xiàn)象。

圖3是本公開實(shí)施例提供的一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖3，該系統(tǒng)包括：光伏組串301、電壓補(bǔ)償裝置302、以及光伏逆變器303。

其中，光伏組串301、電壓補(bǔ)償裝置302以及光伏逆變器303的數(shù)量均可為一個(gè)或多個(gè)，本公開實(shí)施例對此不進(jìn)行具體限定。一個(gè)基本原則是光伏組串301的數(shù)量越多，電壓補(bǔ)償裝置302以及光伏逆變器303的數(shù)量也隨之增多。在本公開實(shí)施例中僅以光伏組串301、電壓補(bǔ)償裝置302、以及光伏逆變器303的數(shù)量均為一個(gè)進(jìn)行舉例說明。

參見圖3和圖4，光伏組串301是由至少一個(gè)光伏電池組件3011組成的。如圖4所示，光伏組串301用于向光伏逆變器302輸出直流電壓vin。其中，直流電壓vin的正極電位相對于地為正壓pv+，負(fù)極電位相對于地為負(fù)壓pv-。在本公開實(shí)施例中，光伏組串301不但與光伏逆變器303連接，而且還與電壓補(bǔ)償裝置302連接。

總結(jié)來說，光伏逆變器303用于將光伏組串301輸出的直流電壓vin轉(zhuǎn)換為交流電壓vout。而電壓補(bǔ)償裝置302用于輸出脈沖電壓至光伏組串301，以對光伏組串301進(jìn)行電壓補(bǔ)償，從而解決pid效應(yīng)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，參見圖4，電壓補(bǔ)償裝置302除了包括脈沖電壓源3021、第一功率輸出端3022、第二功率輸出端3023以及第三功率輸出端3024以外，還包括第一開關(guān)器件3025、第二開關(guān)器件3026和第三開關(guān)器件3027。

需要說明的是，脈沖電壓源3021輸出的脈沖電壓的峰值、相位以及寬度中的任一種均可變，且輸出的脈沖電壓的波形包括但不限于圖5a所示的方波形式，圖5b所示的三角波形式、以及圖5c所示的梯形波形式等等。其中，在圖5a、圖5b以及圖5c中，橫軸均指代的是時(shí)間，縱軸均指代的是電壓。其中，時(shí)刻t1和時(shí)刻t2之間的時(shí)間段為脈沖電壓源輸出脈沖電壓的時(shí)間段。其中，在圖5a中vin指代輸出的脈沖電壓的峰值，在圖5b以及圖5c中vpeak指代輸出的脈沖電壓的峰值。

在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，脈沖電壓源3021與上述第一功率輸出端3022、第二功率輸出端3023以及第三功率輸出端3024的連接形式為：脈沖電壓源3021通過第一開關(guān)器件3025與第一功率輸出端3022連接，通過第二開關(guān)器件3026與第二功率輸出端3023連接，通過第三開關(guān)器件3027與第三功率輸出端3024連接。

上述內(nèi)容介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的各個(gè)組成部分，以及每個(gè)組成部分的基本構(gòu)成。而正是基于光伏發(fā)電系統(tǒng)這樣的架構(gòu)，方可實(shí)現(xiàn)基于電壓補(bǔ)償?shù)姆绞絹斫鉀Qpid效應(yīng)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，在對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償時(shí)，本公開實(shí)施例通常采取下述幾種方式實(shí)現(xiàn)。第一種方式、脈沖電壓源3021的脈沖電壓同時(shí)輸出至光伏組串301的正極和負(fù)極。第二種方式、脈沖電壓源3021的脈沖電壓僅輸出至光伏組串301的正極。第三種方式、脈沖電壓源3021的脈沖電壓僅輸出至光伏組串301的負(fù)極。下面對這三種不同的處理方式進(jìn)行詳細(xì)地解釋說明。

第一種方式、脈沖電壓源3021的脈沖電壓同時(shí)輸出至光伏組串301的正極和負(fù)極。

針對第一種方式，如圖4所示，光伏組串301的正極(pv+)分別與電壓補(bǔ)償裝置302的第一功率輸出端3022、以及光伏逆變器303的第一直流輸入端3031連接。

光伏組串301的負(fù)極(pv-)分別與電壓補(bǔ)償裝置302的第二功率輸出端3023連接、以及光伏逆變器303的第二直流輸入端3032連接。

而電壓補(bǔ)償裝置302的第三功率輸出端3024與地連接。以脈沖電壓源3021輸出方波為例，在這種連接方式下，脈沖電壓源3021的工作原理如下：

(1)、在第一時(shí)長內(nèi)將電壓補(bǔ)償裝置302的第二開關(guān)器件3026和第三開關(guān)器件3027置于閉合狀態(tài)，第一開關(guān)器件3025置于斷開狀態(tài)。

其中，第一時(shí)長指代圖6中[t1，t2]這一時(shí)間段。即，在[t1，t2]之間，導(dǎo)通第二開關(guān)器件3026和第三開關(guān)器件3027，從而對光伏組串301的負(fù)極施加電壓補(bǔ)償，從而使其整體電位大于對地電位，進(jìn)而恢復(fù)光伏組串301因pid效應(yīng)產(chǎn)生的影響。

需要說明的是，[t1，t2]這一時(shí)間段具體的持續(xù)時(shí)長和電壓脈沖源3021輸出的脈沖電壓的峰值的大小可視pid效應(yīng)的程度而設(shè)定。比如，當(dāng)pid效應(yīng)越嚴(yán)重時(shí)，[t1，t2]這一時(shí)間段也對應(yīng)持續(xù)時(shí)間越長，輸出的脈沖電壓的峰值也越大。

此外，在[t1，t2]之間，脈沖電壓源3021輸出的脈沖電壓的峰值不小于第一電壓。其中，第一電壓為光伏組串301輸出的直流電壓vin的二分之一大小。

(2)、在第二時(shí)長內(nèi)將第一開關(guān)器件3025和第三開關(guān)器件3027置于閉合狀態(tài)，第二開關(guān)器件3026置于斷開狀態(tài)。

其中，第二時(shí)長指代圖6中[t2，t3]這一時(shí)間段，即第一時(shí)長[t1，t2]的終止時(shí)刻為第二時(shí)長[t2，t3]的起始時(shí)刻。在[t2，t3]之間，導(dǎo)通第一開關(guān)器件3025和第三開關(guān)器件3027，從而對光伏組串301的正極施加電壓補(bǔ)償，從而使其整體電位小于對地電位，進(jìn)而消除[t1，t2]時(shí)間段內(nèi)光伏組串301的表面所積累的負(fù)電荷。

此外，在[t2，t3]之間，脈沖電壓源3021輸出的脈沖電壓的峰值同樣不小于第一電壓。

需要說明的是，如圖6所示，在第二時(shí)長[t2，t3]這一時(shí)間段，脈沖電壓源3021輸出的脈沖電壓的峰值相較于第一時(shí)長[t1，t2]這一時(shí)間段來說未變，但是相位和寬度相較于第一時(shí)長[t1，t2]這一時(shí)間段發(fā)生了變化。即針對第一種方式，脈沖電壓源3021輸出的是交流脈沖電壓，且第二時(shí)長的持續(xù)時(shí)間通常很短暫，相對于第一時(shí)長來說大大減小。換句話說，第一時(shí)長為交流脈沖電壓的正半周的持續(xù)時(shí)長，第二時(shí)長為交流脈沖電壓的負(fù)半周的持續(xù)時(shí)長。

(3)、在第二時(shí)長[t2，t3]的終止時(shí)刻t3將第一開關(guān)器件3025、第二開關(guān)器件3026和第三開關(guān)器件3027均置于斷開狀態(tài)。

從t3時(shí)刻開始，關(guān)斷所有開關(guān)器件，以關(guān)閉電壓補(bǔ)償裝置302，從而達(dá)到減小功耗的目的。需要說明的是，對于從t4時(shí)刻開始的下一個(gè)周期，可按照上述所示幾個(gè)步驟進(jìn)行類似處理，本公開實(shí)施例對此不進(jìn)行具體限定。

第二種方式、脈沖電壓源3021的脈沖電壓輸出至光伏組串301的正極。

針對第二種方式，如圖7所示，光伏組串301的正極(pv+)與電壓補(bǔ)償裝置302的第一功率輸出端3022、以及光伏逆變器303的第一直流輸入端3032連接。

光伏組串301的負(fù)極(pv-)僅與光伏逆變器303的第二直流輸入端3032連接。

而電壓補(bǔ)償裝置302的第三功率輸出端3024與地連接。換句話說，針對第二種方式，電壓補(bǔ)償裝置302的第二功率輸出端3023是不使用的，第二開關(guān)器件3026保持常斷。

繼續(xù)以脈沖電壓源3021輸出方波為例，在這種連接方式下，脈沖電壓源3021的工作原理如下：

(1)、在第一時(shí)長內(nèi)將電壓補(bǔ)償裝置302的第一開關(guān)器件3025和第三開關(guān)器件3027置于閉合狀態(tài)。

其中，第一時(shí)長指代圖8中[t1，t2]這一時(shí)間段。即，在[t1，t2]之間，導(dǎo)通第一開關(guān)器件3025和第三開關(guān)器件3027，從而對光伏組串301的正極施加電壓補(bǔ)償，從而使其整體電位大于或等于對地電位，進(jìn)而恢復(fù)光伏組串301因pid效應(yīng)產(chǎn)生的影響。

需要說明的是，[t1，t2]這一時(shí)間段具體的持續(xù)時(shí)長和電壓脈沖源3021輸出的脈沖電壓的峰值的大小同樣視pid效應(yīng)的程度而設(shè)定。比如，當(dāng)pid效應(yīng)越嚴(yán)重時(shí)，[t1，t2]這一時(shí)間段也對應(yīng)持續(xù)時(shí)間越長，輸出的脈沖電壓的峰值也越大。

此外，在這種連接方式下，如圖8所示，電壓補(bǔ)償裝置302的脈沖電壓源3021輸出的是相位不變的脈沖電壓。其中，為了將光伏組串301整體都抬高到大于或等于對地電位，還需保證輸出的脈沖電壓的峰值不小于光伏組串301輸出的直流電壓vin。

(2)、在第一時(shí)長[t1，t2]的終止時(shí)刻t2將第一開關(guān)器件3025和第三開關(guān)器件3027均置于斷開狀態(tài)。

從t2時(shí)刻開始，關(guān)斷第一開關(guān)器件3025和第三開關(guān)器件3027，以關(guān)閉電壓補(bǔ)償裝置302，從而達(dá)到減小功耗的目的。需要說明的是，對于圖8中所示的下一個(gè)周期，可按照上述所示幾個(gè)步驟進(jìn)行類似處理，本公開實(shí)施例對此不進(jìn)行具體限定。

第三種方式、脈沖電壓源3021的脈沖電壓輸出至光伏組串301的負(fù)極。

針對第三種方式，如圖9所示，光伏組串301的正極(pv+)僅與光伏逆變器303的第一直流輸入端3031連接。

光伏組串301的負(fù)極(pv-)與電壓補(bǔ)償裝置302的第二功率輸出端3023、以及光伏逆變器303的第二直流輸入端3032連接。

而電壓補(bǔ)償裝置302的第三功率輸出端3024與地連接。換句話說，針對第三種方式，電壓補(bǔ)償裝置302的第一功率輸出端3022是不使用的，第一開關(guān)器件3025保持常斷。

繼續(xù)以脈沖電壓源3021輸出方波為例，在這種連接方式下，脈沖電壓源3021的工作原理如下：

(1)、在第一時(shí)長內(nèi)將電壓補(bǔ)償裝置302的第二開關(guān)器件3026和第三開關(guān)器件3027置于閉合狀態(tài)。

其中，第一時(shí)長指代圖10中[t1，t2]這一時(shí)間段。即，在[t1，t2]之間，導(dǎo)通第二開關(guān)器件3026和第三開關(guān)器件3027，從而對光伏組串301的負(fù)極施加電壓補(bǔ)償，從而使其整體電位大于或等于對地電位，進(jìn)而恢復(fù)光伏組串301因pid效應(yīng)產(chǎn)生的影響。

需要說明的是，[t1，t2]這一時(shí)間段具體的持續(xù)時(shí)長和電壓脈沖源3021輸出的脈沖電壓的峰值的大小同樣視pid效應(yīng)的程度而設(shè)定。比如，當(dāng)pid效應(yīng)越嚴(yán)重時(shí)，[t1，t2]這一時(shí)間段也對應(yīng)持續(xù)時(shí)間越長，輸出的脈沖電壓的峰值也越大。

此外，在這種連接方式下，如圖10所示，電壓補(bǔ)償裝置302的脈沖電壓源3021輸出的是相位不變的脈沖電壓。其中，為了將光伏組串301整體都抬高到大于或等于對地電位，還需保證輸出的脈沖電壓的峰值不小于光伏組串301輸出的直流電壓vin的二分之一大小。

(2)、在第一時(shí)長[t1，t2]的終止時(shí)刻t2將第二開關(guān)器件3026和第三開關(guān)器件3027均置于斷開狀態(tài)，以關(guān)閉電壓補(bǔ)償裝置。

從t2時(shí)刻開始，關(guān)斷第二開關(guān)器件3026和第三開關(guān)器件3027，以關(guān)閉電壓補(bǔ)償裝置302，從而達(dá)到減小功耗的目的。需要說明的是，對于圖10中所示的下一個(gè)周期，可按照上述所示幾個(gè)步驟進(jìn)行類似處理，本公開實(shí)施例對此不進(jìn)行具體限定。

本公開實(shí)施例提供的光伏發(fā)電系統(tǒng)，除了包括由至少一個(gè)光伏電池組件組成的光伏組串以及光伏逆變器外，還包括電壓補(bǔ)償裝置，且光伏組串與該電壓補(bǔ)償裝置連接，實(shí)現(xiàn)通過電壓補(bǔ)償裝置輸出的脈沖電壓對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償，進(jìn)而恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的不良影響，這樣不但可避免將光伏組串直接接地時(shí)可能遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)，而且涉及到的電路和控制方式均很簡單，無需虛擬構(gòu)建一個(gè)中點(diǎn)進(jìn)行電壓補(bǔ)償，效率較佳。

另外，本公開實(shí)施例還可以采取直接對光伏組串的正極、負(fù)極、正極和負(fù)極等幾種方式來進(jìn)行電壓補(bǔ)償，處理方式更加豐富多樣。且由于采用了脈沖電壓源，因此通過控制脈沖電壓源輸出的脈沖電壓的峰值和寬度，可以有效地恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的影響，且通過控制電壓補(bǔ)償裝置的開關(guān)器件的導(dǎo)通與斷開，還可以有選擇性地啟用或者關(guān)閉電壓補(bǔ)償裝置，因此大幅減小了電壓補(bǔ)償裝置的總功耗。

另外，電壓脈沖源輸出的脈沖電壓的相位可變，即通過輸出特殊的交流脈沖電壓，還可以消除由于恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的影響而帶來的光伏組串的表面積累的負(fù)電荷。

圖11是本公開實(shí)施例提供的一種電壓補(bǔ)償方法，應(yīng)用于上述實(shí)施例所示的光伏發(fā)電系統(tǒng)。參見圖11，該方法包括：

1101、光伏組串輸出直流電壓至光伏逆變器。

1102、光伏逆變器將光伏組串輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓。

其中，光伏逆變器在將直流電壓vin轉(zhuǎn)換為交流電壓vout后，將交流電壓vout輸出至電網(wǎng)。

1103、電壓補(bǔ)償裝置輸出脈沖電壓至光伏組串，以對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償。

在另一個(gè)實(shí)施例中，電壓補(bǔ)償裝置輸出脈沖電壓至光伏組串，以對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償，包括：

當(dāng)光伏組串的正極與電壓補(bǔ)償裝置的第一功率輸出端連接，且光伏組串的負(fù)極與電壓補(bǔ)償裝置的第二功率輸出端連接時(shí)，在第一時(shí)長內(nèi)將電壓補(bǔ)償裝置的第二開關(guān)器件和第三開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)，第一開關(guān)器件置于斷開狀態(tài)；

電壓補(bǔ)償裝置的脈沖電壓源輸出交流脈沖電壓，以對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償；

其中，交流脈沖電壓的正半周的持續(xù)時(shí)長大于負(fù)半周的持續(xù)時(shí)長，且交流脈沖電壓的峰值不小于第一電壓，第一電壓為光伏組串輸出的直流電壓的二分之一大小；

第一時(shí)長為交流脈沖電壓的正半周的持續(xù)時(shí)長。

在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括：

在第二時(shí)長內(nèi)將第一開關(guān)器件和第三開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)，第二開關(guān)器件置于斷開狀態(tài)，以消除光伏組串的表面所積累的負(fù)電荷；

在第二時(shí)長的終止時(shí)刻將第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件和第三開關(guān)器件均置于斷開狀態(tài)，以關(guān)閉電壓補(bǔ)償裝置；

其中，第二時(shí)長為交流脈沖電壓的負(fù)半周的持續(xù)時(shí)長，且第一時(shí)長的終止時(shí)刻為第二時(shí)長的起始時(shí)刻。

在另一個(gè)實(shí)施例中，電壓補(bǔ)償裝置輸出脈沖電壓至光伏組串，以對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償，包括：

當(dāng)光伏組串的正極與電壓補(bǔ)償裝置的第一功率輸出端連接時(shí)，在第一時(shí)長內(nèi)將電壓補(bǔ)償裝置的第一開關(guān)器件和第三開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)；

電壓補(bǔ)償裝置的脈沖電壓源輸出相位不變的脈沖電壓，以對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償；

其中，輸出的脈沖電壓的峰值不小于第二電壓，第二電壓為光伏組串輸出的直流電壓。

在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括：

在第一時(shí)長的終止時(shí)刻將第一開關(guān)器件和第三開關(guān)器件均置于斷開狀態(tài)，以關(guān)閉電壓補(bǔ)償裝置。

在另一個(gè)實(shí)施例中，電壓補(bǔ)償裝置輸出脈沖電壓至光伏組串，以對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償，包括：

當(dāng)光伏組串的負(fù)極與電壓補(bǔ)償裝置的第二功率輸出端連接時(shí)，在第一時(shí)長內(nèi)將電壓補(bǔ)償裝置的第二開關(guān)器件和第三開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)；

電壓補(bǔ)償裝置的脈沖電壓源輸出相位不變的脈沖電壓，以對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償；

其中，輸出的脈沖電壓的峰值不小于第一電壓，第一電壓為光伏組串輸出的直流電壓的二分之一大小。

在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括：

在第一時(shí)長的終止時(shí)刻將第二開關(guān)器件和第三開關(guān)器件均置于斷開狀態(tài)，以關(guān)閉電壓補(bǔ)償裝置。

本公開實(shí)施例提供的方法，除了包括由至少一個(gè)光伏電池組件組成的光伏組串以及光伏逆變器外，還包括電壓補(bǔ)償裝置，且光伏組串與該電壓補(bǔ)償裝置連接，實(shí)現(xiàn)通過電壓補(bǔ)償裝置輸出的脈沖電壓對光伏組串進(jìn)行電壓補(bǔ)償，進(jìn)而恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的不良影響，這樣不但可避免將光伏組串直接接地時(shí)可能遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)，而且涉及到的電路和控制方式均很簡單，無需虛擬構(gòu)建一個(gè)中點(diǎn)進(jìn)行電壓補(bǔ)償，效率較佳。

另外，本公開實(shí)施例還可以采取直接對光伏組串的正極、負(fù)極、正極和負(fù)極等幾種方式來進(jìn)行電壓補(bǔ)償，處理方式更加豐富多樣。且由于采用了脈沖電壓源，因此通過控制脈沖電壓源輸出的脈沖電壓的峰值和寬度，可以有效地恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的影響，且通過控制電壓補(bǔ)償裝置的開關(guān)器件的導(dǎo)通與斷開，可以有選擇性地啟用或者關(guān)閉電壓補(bǔ)償裝置，因此大幅減小了電壓補(bǔ)償裝置的總功耗。

另外，電壓脈沖源輸出的脈沖電壓的相位可變，即通過輸出特殊的交流脈沖電壓，還可以消除由于恢復(fù)pid效應(yīng)所產(chǎn)生的影響而帶來的光伏組串的表面積累的負(fù)電荷。

以上所述僅為本公開的可選實(shí)施例，并不用以限制本公開，凡在本公開的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本公開的保護(hù)范圍之內(nèi)。