[发明专利]一种光伏发电系统及电压补偿方法

说明书

本公开提供了一种光伏发电系统及电压补偿方法，属于光伏发电技术领域。所述系统包括：由至少一个光伏电池组件组成的光伏组串、电压补偿装置、以及光伏逆变器；所述光伏组串与所述光伏逆变器连接，所述光伏逆变器用于将所述光伏组串输出的直流电压转换为交流电压；所述光伏组串与所述电压补偿装置连接，所述电压补偿装置用于输出脉冲电压至所述光伏组串，以对所述光伏组串进行电压补偿。本公开提供的光伏发电系统，除了包括光伏组串以及光伏逆变器外，还包括电压补偿装置，且光伏组串与该电压补偿装置连接，实现通过电压补偿装置输出的脉冲电压对光伏组串进行电压补偿，进而恢复PID效应所产生的不良影响。

技术领域

本公开涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏发电系统及电压补偿方法。

背景技术

随着光伏发电技术的不断发展，光伏电站的应用地点从荒无人烟的戈壁大漠一直蔓延到阳光灿烂的内陆或沿海城市。受限于不同应用地点的环境不同，各个光伏电站的发电效率也千差万别。而光伏电池组件的电势诱导衰减(Potential Induced Degradation，PID)效应作为影响光伏电站的发电量的重要因素之一，一直以来备受业界关注。比如，对于沿海城市来讲，其环境通常处于高温、高湿、盐雾等状态下，这使得PID效应产生的影响尤为严重。参见图1A，PID效应是指由于光伏电池组件与接地的金属框架之间存在高电压，使得光伏电池组件所用的材料发生松离，并通过接地的金属框架放电，从而导致光伏电池组件的表面累积大量的正电荷(又称表面极化现象)，进而使得光伏电池组件产生功率损失的现象。

时下为了解决由于PID效应所引起的功率损失，通常采取下述几种处理方式：

第一种方式、将光伏电池组件直接接地，通过这种直接接地的方式来整体改变光伏电池组件的对地电位。其中，针对由光伏电池组件构成的P型电池板，可以将负极接地；针对由光伏电池组件构成的N型电池板，则需将正极接地。参见图1B，对于N型电池板来说，在将其正极接地后，这个电池板整体处于负电位，恢复了由PID效应所产生的不良影响。

第二种方式、通过控制光伏逆变器的直流输入端或者交流输出端的中点对地电位，来间接抬高光伏电池组件的对地电位。特殊地，对于非隔离型的光伏逆变器来说，由于交流输出端没有中点接出，因此还需虚拟构建一个中点来进行电压补偿。

在实现本公开的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

针对第一种处理方式，由于光伏电池组件的一端接地，即与接地的金属框架等电位，因此会大幅提高其遭受雷击的风险。同时，在光伏电池组件一端接地的情况下，当光伏电池组件输出至光伏逆变器的线路出现漏电流故障时，如果有人不慎触碰到漏电处，则可能出现电击事故。

针对第二种处理方式，该种处理方式涉及到的电路和控制方式均很复杂，且有些情况下还要虚拟构建一个中点进行电压补偿，所以会浪费大量人力和时间，效率不佳。

发明内容

为了解决相关技术在解决PID效应时所采取的处理方式容易使得光伏电池组件遭受雷击或者涉及到的电路和控制方式均为复杂，效率不佳的问题，本公开实施例提供了一种光伏发电系统及电压补偿方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种光伏发电系统，所述系统包括：由至少一个光伏电池组件组成的光伏组串、电压补偿装置、以及光伏逆变器。

其中，所述光伏组串与所述光伏逆变器连接，所述光伏逆变器用于将所述光伏组串输出的直流电压转换为交流电压；所述光伏组串与所述电压补偿装置连接，所述电压补偿装置用于输出脉冲电压至所述光伏组串，以对所述光伏组串进行电压补偿。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述电压补偿装置包括：脉冲电压源、第一功率输出端、第二功率输出端、第三功率输出端，以及，第一开关器件、第二开关器件和第三开关器件。其中，所述脉冲电压源输出的脉冲电压的峰值、相位以及宽度中的任一种均可变。此外，所述脉冲电压源与三个功率输出端的连接方式为：