[发明专利]一种高安全性的PID效应抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏组件的电位诱发衰减(PID)效应抑制系统及方法，尤其用于在夜间对光伏电站中大功率光伏逆变器的PID效应进行抑制。

背景技术

目前，人类最主要的能源仍是非可再生能源，如：煤炭、石油、天然气等化石燃料，这些能源储量有限而且使用过程严重污染环境，引发了严重的能源环境问题。太阳能是近年兴起的新兴能源，具有取之不尽用之不竭、对环境无污染等诸多优点，因而得到了广泛使用。然而，近几年的研究表明，存在于晶体硅光伏组件中的电路与其接地金属边框之间的高电压，会造成组件光伏性能的持续衰减，业内称之为电位诱发衰减(PID)，持续的PID衰减会减少光伏电池组件的输出功率，降低光伏电站业主的长久收益，从而引起大多数业主及行业专家的越来越多的重视。

目前，对于光伏组件的电池厂家，主要是从材料上抑制PID效应，采用非Na、Ca玻璃，虽然安全可靠，但成本较高，且新材料的稳定性也没有得到长时间的验证。

此外，将光伏发电系统接地的方法也被用在光伏电站系统中来抑制PID效应，这种方法的改造通常在逆变器侧进行，基本方法是：逆变器母线负极直接接地或接电阻接地。如中国专利CN103490402A公开了一种光伏组件接地装置，所述接地装置的一端连接光伏发电系统直流母线负极，另一端接地，所述接地装置采用导线、电阻、电感、电阻与电感的串联结构或电阻与电感的并联结构。此种接地装置可实现对光伏组件的电位诱发衰减(PID)效应的抑制。

这种处置方案简便、成本低、效果显著，但负极接地会造成安全隐患，威胁电站的正常运行和运维安全。逆变器负极接地后，若发生组件正极接地故障则会造成电池板短路，而运维人员如若接触到正极则会发生电击危险甚至发生火灾。

CN103956970A公开了一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置，它包括汇流电路、电压采样收集器、PID控制器、电压变换器和直流电源，汇流电路的各正极输出端并接后形成总正极输出端接入直流柜或逆变器，汇流电路的各负极输出端并接后形成总负极输出端接入直流柜或逆变器。

CN103973217A公开了一种抑制电池板PID效应的装置，该装置通过电压抬升电路抬升光伏电站升交流侧中性点的对地电压，从而提高逆变器前级电池板的对地电压，使电池板对地呈正偏压，实现对电池板PID效应的抑制。

CN103475208A公开了一种光伏系统的PID抑制电路，包括：PID抑制器和用于为所述PID抑制器供电的电源；所述PID抑制器包括：隔离采样电路、PID控制器以及隔离变换电路；所述隔离变换电路与所述电源相连；其中，所述隔离采样电路连接在所述光伏系统的正、负极之间，用于获取所述光伏系统的采样电压信号并将所述采样电压信号发送至所述PID控制器；所述PID控制器用于在根据所述采样电压信号判断到所述光伏系统未工作时，控制所述隔离变换电路的输出端正极向所述光伏系统的负极输出对应的输出电压；所述输出电压为正；所述隔离变换电路的输出端负极接地。

CN103956970A公开了一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置，它包括汇流电路、电压采样收集器、PID控制器、电压变换器和直流电源，汇流电路的各正极输出端并接后形成总正极输出端接入直流柜或逆变器，汇流电路的各负极输出端并接后形成总负极输出端接入直流柜或逆变器；其中，电压采样收集器，其采集端分别与汇流电路的总正极输出端和总负极输出端相连接，其信号输出端与PID控制器的信号输入端相连接；电压变换器，其负极输出端接地，其正极输出端与汇流电路的总负极输出端相连接；直流电源，其分别与电压变换器的正极输入端和负极输入端相连接；PID控制器，其信号输出端与电压变换器的开闭信号输入端相连接。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光伏组件PID效应抑制系统及方法，具有方便快捷，易于实现，PID抑制效果好，且安全性及可靠性相较于“负极接地方案”有大幅提高的优点。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种光伏组件PID效应抑制系统，包括：

软启动电路，其中包括：软启接触器，整流桥，熔丝保险，限流电阻；

逆变器，其中包括：直流侧开关，母线电容组件，功率模块，输出滤波器，并网接触器，交流断路器；

储能电容泄放回路，其中包括：储能电容、泄放接触器，泄放电阻；

接地端PE；