[发明专利]用于光伏发电系统的PID效应抑制装置及光伏发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电系统，尤其涉及一种用于光伏发电系统的PID（PotentialInducedDegradation，电势诱导衰减）效应抑制装置。

背景技术

随着光伏行业的不断发展，光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到阳光灿烂的内陆、沿海城市，应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。组件的PID效应作为影响电站发电量的重要因素之一，受到了业界的广泛关注。PID效应（PotentialInducedDegradation）又称电势诱导衰减，是电池组件的封装材料和其上表面及下表面的材料，电池片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现离子迁移，而造成组件性能衰减的现象,严重影响了光伏电站的发电效率，直接对电站投资收益造成严重损失，如何有效治理PID效应引起的损失就很有必要了。现有的光伏系统PID解决方案之一为从光伏组件的源头解决，即可以使用高性能的封装材料，比如提高EVA胶膜的绝缘性能和阻隔性，但方法需要更换光伏系统的组件，其成本高，且不适用于现有的光伏系统。鉴于成本考虑，目前此种高性能绝缘封装材料的光伏组件的使用并不普及。

第二种解决方案为隔离光伏系统中使用光伏电池阵列PV负母线接地的方法，来避免PID现象的发生。安全考虑，接地保护系统设备由分断器件+高精度传感器组成。分断器件负责在故障电流出现时，分断负极接地电路；传感器负责检测负极接地电路中的异常电流。当检测到负极接地电路中有异常电流通过时，分断器件瞬时切断负极接地电路，切断漏电流通路。但此方法适用范围局限于隔离光伏系统，不可以使用在非隔离光伏系统中,若发生组件正极接地故障则会造成电池板短路,甚至发生火灾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有PID抑制技术的不足，提供一种用于光伏发电系统的PID效应抑制装置，其对PID效应的抑制效果更好，且安全可靠性更高，电路结构更简单，实现成本更低。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种用于光伏发电系统的PID效应抑制装置，包括储能装置，以及分别用于该储能装置充、放电的充电电路、放电电路；所述放电电路的正输出端与光伏发电系统中光伏组件的负极连接，放电电路的负输出端接地；所述充电电路的正、负输入端分别与光伏发电系统中的正、负直流母线连接；所述PID效应抑制装置还包括可依据直流母线电压对充电电路和放电电路的通断进行控制的联锁开关装置，当直流母线电压大于等于预设值时，所述联锁开关装置可使充电电路导通，放电电路断开；反之则使充电电路断开，放电电路导通。

作为本发明第一种优选技术方案，所述联锁开关装置包括：控制器以及分别与控制器连接的电压采样电路、第一开关、第二开关；所述电压采样电路用于对直流母线电压进行采样；所述第一开关、第二开关分别串接于充电电路、放电电路中；控制器通过电压采样电路获取直流母线电压，并将其与所述预设值进行比较，当直流母线电压大于等于所述预设值时，控制第一开关导通，第二开关断开；反之，则控制第一开关断开，第二开关导通。

上述优选技术方案利用控制器的逻辑控制来实现对充电电路、放电电路的通断进行联锁控制，控制更灵活；然而该方案需要控制器实现，其硬件成本较高，即使共用逆变单元的控制器，也存在大量占用宝贵的控制器端口的问题。为此，本发明进一步提出以下几种优选技术方案，直接以直流母线电压作为充、放电电路的控制信号，其不需要采样电路和逻辑控制部件，硬件成本更低。

作为本发明第二种优选技术方案，所述联锁开关装置包括：直流电源模块、第一开关、第二开关；第一开关、第二开关分别为常开开关、常闭开关，并分别串接于充电电路、放电电路中；所述直流电源模块的正、负输入端分别与光伏发电系统中的正、负直流母线连接，直流电源模块的输出端分别连接第一开关和第二开关的控制信号输入端，且该直流电源模块被配置为：当其输入电压大于等于所述预设值时，其向第一开关和第二开关输出控制信号，使得第一开关导通，第二开关断开；反之，不输出控制信号。

作为本发明第三种优选技术方案，所述联锁开关装置包括：直流电源模块和开关；所述开关具有一对常开触点和一对常闭触点，所述常开触点和常闭触点分别串接于充电电路、放电电路中；所述直流电源模块的正、负输入端分别与光伏发电系统中的正、负直流母线连接，直流电源模块的输出端与所述开关的控制信号输入端连接，且该直流电源模块被配置为：当其输入电压大于等于所述预设值时，其向所述开关输出控制信号，使得常开触点闭合，常闭触点断开；反之，不输出控制信号。