[发明专利]一种双极式光伏阵列系统的PID抑制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光伏阵列系统的优化装置，尤其是一种用于双极式光伏阵列系统的PID抑制装置。

背景技术

随着世界能源格局的变更，光伏发电日益成为各国深入研究、大力发展的热点。PID(Potential Induced Degradation，电位诱发衰减)现象或表面极化(Surface Polarization)是目前光伏行业里一个影响晶体硅电池组件高效利用的不利因素。光伏组件正常使用时，系统中存在对地正电压或对地负电压，引起组件表面电荷积聚而造成功率衰减，短时间内如几个月或一两年出现组件输出功率急剧降低现象。针对光伏阵列独有的PID现象，可在电池表面或钝化层和电池之间加一层带孔的二氧化硅涂层，形成一个导通电路防止有害极化，但此方法增加了电池制造成本而且一定程度上降低了电池的效率。还可使用电阻改变系统中组件对地电压或者使用正极接地模块和带隔离变压器的逆变器，但这种方法使得光伏组件的使用存在局限性，而且带隔离变压器既增加了成本也降低了系统效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的光伏系统在抑制PID现象时，需要对电池本身或逆变器进行改造，不仅增加成本而且也降低了系统效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双极式光伏阵列系统的PID抑制装置，包括控制柜、第一断路器QF1、第二断路器QF2以及互锁装置；控制柜上设有四个进线端口以及三个出线端口，四个进线端口分别与第一断路器QF1的第一通道输入端、第二通道输入端、第三通道输入端以及第四通道输入端相连，三个出线端口分别与第一断路器QF1的第一通道输出端、第二通道输出端以及第四通道输出端相连；第一断路器QF1的第一通道输入端与第二断路器QF2的第一通道输入端相连，第一断路器QF1的第二通道输入端与第二断路器QF2的第二通道输入端相连，第一断路器QF1的第三通道输入端与第二断路器QF2的第三通道输入端相连，第一断路器QF1的第四通道输入端与第二断路器QF2的第四通道输入端相连；第一断路器QF1的第一通道输出端与第二断路器QF2的第三通道输出端相连，第一断路器QF1的第二通道输出端和第三通道的输出端相连后再与第二断路器QF2的第一通道输出端以及第四通道输出端相连，第一断路器QF1的第四通道输出端与第二断路器QF2的第二通道输出端相连；互锁装置安装在控制柜内，并控制第一断路器QF1和第二断路器QF2呈互锁状态。

采用本发明的PID抑制装置无需对电池本身或逆变器进行改进，只需要将本装置串联在现有双极式光伏阵列中即可，节省了系统大面积改进的成本，而且由于本发明的PID抑制装置只采用了在电路中串接断路器，所以也不会影响系统的效率；采用互锁装置能够保证任何时刻有且只有一只断路器处于合闸状态，提高了光伏供电的安全性；将第一断路器QF1和第二断路器QF2的各个输出端按照本发明的连接方式相连，能够在互锁装置切换时将三个出线端口的输出状态进行切换，能够有效抑制光伏阵列的PID现象。

作为本发明的进一步限定方案，互锁装置为机械式互锁装置或电气式互锁装置。采用机械式互锁装置可靠性高，采用电气式互锁装置容易实现、灵活简单，且互锁的两个断路器可在不同位置安装。

作为本发明的进一步改进方案，还包括控制器、阳光传感器和无线收发模块，第一断路器QF1和第二断路器QF2的辅助触点都与控制器的信号输入端相连，控制器的两路信号输出端与分别与第一断路器QF1和第二断路器QF2的线圈电路相连，阳光传感器与控制器的数据采集端口相连，无线收发模块与控制器的输入输出端口相连。采用阳光传感器能够实时采集当前的阳光状态，并通过控制器根据当前的阳光状态控制两个断路器的合闸状态，同时设定软件互锁；采用将断路器的辅助触点都与控制器相连，能够方便控制器实时掌握当前的合闸状态；采用无线收发模块能够实现远程命令传输以及当前合闸状态的上传，实现远程可控。

本发明的有益效果在于：(1)采用本发明的PID抑制装置无需对电池本身或逆变器进行改进，只需要将本装置串联在现有双极式光伏阵列中即可，节省了系统大面积改进的成本，而且由于本发明的PID抑制装置只采用了在电路中串接断路器，所以也不会影响系统的效率；(2)采用互锁装置能够保证任何时刻有且只有一只断路器处于合闸状态，提高了光伏供电的安全性；(3)将第一断路器QF1和第二断路器QF2的各个输出端按照本发明的连接方式相连，能够在互锁装置切换时将三个出线端口的输出状态进行切换，能够有效抑制光伏阵列的PID现象。

附图说明

图1为本发明的机械式互锁结构示意图；