光伏高壓誘導衰減效應(pid)消除電路及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明實施例涉及一種低成本消除光伏PID效應的電路及方式，屬于光伏發(fā)電制造領域。
【背景技術】
[0002]光伏機器內部或者外部都帶有PID預防單元，起到預防光伏PID效應的作用，廣范用于光伏逆變器和光伏電站。目前對光伏組件發(fā)生PID效應的真正原因說法不一，但實際電站運行情況和研宄結果表明:在光伏組件處于負偏壓下會發(fā)生PID現象，而且負偏壓越大，則PID現象越明顯。而光伏組件處于正偏壓下時PID現象不明顯。所以PID效應是可以通過光伏PV電池組件負極接地或者電池組件輸出端對大地施加正向電壓來預防的。同時研宄表明PID效應是可恢復的，只要對PV負極和大地之間施加正向電壓即可恢復由PID效應引起的PV板衰減，而施加正向電壓對PV板的影響并不大。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明解決前述技術缺陷，通過對PV板負極和大地之間施加一個正向高壓，以恢復PID效應所帶來的衰減。
[0004]本發(fā)明的技術方案主要是由交流(AC)輸入電源、開關電源、比較電路和輸出單元組成。其工作原理為由AC電源經開關電源生成一個隔離的直流DC高壓，同時開關電源生成一個比較電壓，將比較電壓作為比較電路的基準，當PV電壓高于比較電壓時，比較電路將輸出單元的繼電器斷開，從而關閉PID預防單元的輸出，當PV電壓低于比較電壓時，比較電路將輸出單元的繼電器吸合，從而開啟PID預防單元的輸出。同時，PV電壓被輸入到封鎖電路，當任何一路PV電壓高于封鎖閥值時，PID預防單元整體電路關閉。
[0005]技術方案:光伏PID消除電路連接至設于光伏PV電池板負極與地極之間的PID預防單元，由接入電網供電系統(tǒng)的AC輸入電源、開關電源、比較電路和輸出單元組成，所述AC輸入電源連接開關電源，所述開關電源分別連接PID預防單元和比較電路，將來自AC輸入電源的AC電源轉換生成隔離DC高壓，并生成一個比較電壓作為比較電路的一個基準輸入端，所述比較電路另一輸入端接入PV電壓，并根據比較電壓與PV電壓的比較輸出來控制所述輸出單元的通斷，所述輸出單元連接至所述PID預防單元與光伏PV電池板負極之間，其中所述比較電路被設置成:在所述PV電壓大于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器斷開，以關斷所述PID預防單元對光伏PV電池板的輸出；以及在所述PV電壓小于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器吸合，以導通所述PID預防單元對光伏PV電池板的輸出。在一個實施例中，PV電壓進一步輸入一個連接所述PID預防單元的封鎖電路，所述封鎖電路被配置成產生封鎖閾值電壓，在輸入所述封鎖電路或輸入比較電路的PV電壓大于所述封鎖閾值電壓時，控制所述PID預防單元斷電。
[0006]在一個方面，基準源與PV電壓是沒有關聯。這兩塊電路是分別獨立的。獨立的電路減少了芯片反饋控制的環(huán)節(jié)，節(jié)約成本，增加穩(wěn)定性。在另一個方面，PV電壓被分成兩路，其中一路給封鎖電路用來封鎖PID電路，另一路給比較電路用來控制輸出繼電器。封鎖電路和比較電路也是相互獨立控制，起雙重保護作用，成倍增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0007]在一個實施例中，所述封鎖電路包括隔離光耦組件。
[0008]在一個實施例中，所述比較電路進一步被配置成在所述PV電壓小于比較電壓時，對PV電壓進行冗余采樣。
[0009]在另一個實施例中，一種消除光伏PID效應的方法包括:通過開關電源產生隔離DC高壓，在所輸出的隔離DC高壓滿足額定值時啟動PID預防單元；在判斷封鎖電路未開啟時判斷所輸出的隔離DC高壓滿足設定值時接通輸出單元的繼電器；以及在PV電壓大于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器斷開，以關斷所述PID預防單元對光伏PV電池板的輸出，或在所述PV電壓小于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器吸合，以導通所述PID預防單元對光伏PV電池板的輸出。
[0010]在一個實施例中，通過所述封鎖電路產生封鎖閾值電壓，在輸入所述封鎖電路或輸入比較電路的PV電壓大于所述封鎖閾值電壓時，控制所述PID預防單元斷電。
[0011]在一個實施例中，進一步包括通過所述比較電路在所述PV電壓小于比較電壓時對PV電壓進行冗余采樣，在判斷冗余PV電壓小于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器吸合。
[0012]本發(fā)明實施例的技術優(yōu)點在于:純硬件控制系統(tǒng)，減去了軟件復雜的采樣控制邏輯，大大減少了故障率；減去PV電壓數據處理單元和逆變器通信單元，系統(tǒng)簡單，降低故障率的同時，大大降低了成本，可自成一塊選配件模塊，方便客戶進行選擇；獨立單元，和逆變器錯開工作，增加了故障保護功能，完美的避免了因故障而影響逆變器運行的情況。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明光伏PID消除電路的控制原理框圖。
【具體實施方式】
[0014]參照圖1，光伏PID消除電路連接至設于光伏PV電池板負極PV-與地極PE之間的PID預防單元3，由接入電網供電系統(tǒng)的AC或DC輸入電源1、開關電源2、比較電路4和輸出單元5組成.其中AC輸入電源I連接開關電源2，所述開關電源2分別連接PID預防單元3和比較電路4，將來自AC輸入電源I的AC電源轉換生成隔離DC高壓，并生成一個比較電壓作為比較電路4的一個基準輸入端，在所輸出的隔離DC高壓滿足一個預設額定值時啟動PID預防單元3。
[0015]比較電路4的另一個輸入端接入PV電壓，并根據對比較電壓與PV電壓的比較輸出來控制所述輸出單元5的繼電器通斷。輸出單元5連接至所述PID預防單元3與光伏PV電池板負極PV-之間，其中比較電路4在所述PV電壓大于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器斷開，以關斷所述PID預防單元3對光伏PV電池板的輸出，并在所述PV電壓小于比較電壓時控制所述輸出單元4的繼電器吸合，以導通所述PID預防單元3對光伏PV電池板的輸出。
[0016]在一個實施例中，PV電壓進一步被輸入至一個連接PID預防單元3的封鎖電路6.封鎖電路6用于產生一個封鎖閾值電壓，在輸入所述封鎖電路或輸入比較電路的PV電壓大于所述封鎖閾值電壓時，控制所述PID預防單元斷電。同時，在比較電路4判斷封鎖電路6未開啟時，在確定所輸出的隔離DC高壓滿足設定值時接通輸出單元5的繼電器。
[0017]在一個方面，基準源與PV電壓是沒有關聯。這兩塊電路是分別獨立的。獨立的電路減少了芯片反饋控制的環(huán)節(jié)，節(jié)約成本，增加穩(wěn)定性。在另一個方面，PV電壓被分成兩路，其中一路給封鎖電路用來封鎖PID預防單元3，另一路給比較電路用來控制輸出繼電器。封鎖電路和比較電路也是相互獨立控制，起雙重保護作用，成倍增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0018]在一個實施例中，所述封鎖電路6通過隔離光耦組件控制PID預防單元3的電氣開關。
[0019]在一個實施例中，所述比較電路4進一步被配置成在所述PV電壓小于比較電壓時，對PV電壓進行冗余采樣，用于加強對電壓信號的采樣，避免在電壓采樣電路出現異常時的功能失效。
【主權項】
1.光伏高壓誘導衰減效應(PID)消除電路，其特征在于:它連接至設于光伏PV電池板負極與地極之間的PID預防單元，由接入電網供電系統(tǒng)的交流(AC)輸入電源、開關電源、比較電路和輸出單元組成，所述AC輸入電源連接開關電源，所述開關電源分別連接PID預防單元和比較電路，將來自AC輸入電源的AC電源轉換生成隔離直流(DC)高壓，并生成一個比較電壓作為比較電路的一個基準輸入端，所述比較電路另一輸入端接入PV電壓，并根據比較電壓與PV電壓的比較輸出來控制所述輸出單元的通斷，所述輸出單元連接至所述PID預防單元與光伏PV電池板負極之間，其中所述比較電路被設置成:在所述PV電壓大于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器斷開，以關斷所述PID預防單元對光伏PV電池板的輸出；以及在所述PV電壓小于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器吸合，以導通所述PID預防單元對光伏PV電池板的輸出。
2.根據權利要求1所述的光伏PID消除電路，其特征在于:所述PV電壓進一步輸入一個連接所述PID預防單元的封鎖電路，所述封鎖電路被配置成產生封鎖閾值電壓，在輸入所述封鎖電路或輸入比較電路的PV電壓大于所述封鎖閾值電壓時，控制所述PID預防單元斷電。
3.根據權利要求2所述的光伏PID消除電路，其特征在于:所述封鎖電路包括隔離光耦組件。
4.根據權利要求1所述的光伏PID消除電路，其特征在于:所述比較電路進一步被配置成在所述PV電壓小于比較電壓時，對PV電壓進行冗余采樣。
5.一種消除光伏PID效應的方法，其特征在于包括:通過開關電源產生隔離DC高壓，在所輸出的隔離DC高壓滿足額定值時啟動PID預防單元；在判斷封鎖電路未開啟時判斷所輸出的隔離DC高壓滿足設定值時接通輸出單元的繼電器；以及在PV電壓大于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器斷開，以關斷所述PID預防單元對光伏PV電池板的輸出，或在所述PV電壓小于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器吸合，以導通所述PID預防單元對光伏PV電池板的輸出。
6.根據權利要求5所述的消除光伏PID效應的方法，其特征在于:通過所述封鎖電路產生封鎖閾值電壓，在輸入所述封鎖電路或輸入比較電路的PV電壓大于所述封鎖閾值電壓時，控制所述PID預防單元斷電。
7.根據權利要求5所述的消除光伏PID效應的方法，其特征在于:進一步包括通過所述比較電路在所述PV電壓小于比較電壓時對PV電壓進行冗余采樣，在判斷冗余PV電壓小于比較電壓時控制所述輸出單元的繼電器吸合。
【專利摘要】本發(fā)明光伏PID消除電路主要是由交流(AC)輸入電源、開關電源、比較電路和輸出單元組成，由AC電源經開關電源生成一個隔離的直流DC高壓，同時開關電源生成一個比較電壓，將比較電壓作為比較電路的基準，當PV電壓高于比較電壓時，比較電路將輸出單元的繼電器斷開，從而關閉PID預防單元的輸出。當PV電壓低于比較電壓時，比較電路將輸出單元的繼電器吸合，從而開啟PID預防單元的輸出。同時，PV電壓被輸入到封鎖電路，當任何PV電壓高于封鎖閥值時，PID預防單元整體電路被關閉。
【IPC分類】H02S40-30
【公開號】CN104682858
【申請?zhí)枴緾N201510067724
【發(fā)明人】李新富, 歐余斯, 吳龍生
【申請人】杭州桑尼能源科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月7日