[发明专利]一种光伏发电的电势诱导衰减的电气调节系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电的电势诱导衰减的电气调节系统及方法。

背景技术

太阳能是一种人类取之不尽用之不竭的可再生能源，它具有清洁性、安全性、广泛性、持久性、充足性、易维护性及潜在的经济性等优点，具有重要的战略地位。太阳能发电是一种使可再生能源被利用的新兴方式。在经历了过去十多年的快速发展建设后，目前全球光伏装机容量在200GW-300GW之间，光伏太阳能发电行业已成为能源领域举足轻重的主要组成部分。光伏太阳能产业被列入我国战略性新兴产业领域，中国已从2014年开始跃居光伏新增装机量世界首位，已于2015年已达到全球光伏发电总量的四分之一。因此，研究和解决光伏太阳能发电行业的具体问题有着极大的实际意义。

电势诱导衰减PID(Potential Induced Degradation)现象是指在高温多湿环境下，高电压流经太阳能电池单元便会导致输出功率下降的现象，是太阳能电池所特有的现象。在过去的几十年里，由于系统偏压而引起组件功率大幅衰减，有的光伏组件衰减甚至超过50％，造成光伏发电电站收益的严重下降。

发明内容

本发明提供一种光伏发电的电势诱导衰减的电气调节系统及方法，解决现有光伏发电产生电势诱导衰减造成输出功率下降，且无法智能抑制电势诱导衰减和在线修复发生电势诱导衰减的电池板的问题，可提高光伏发电设备的使用寿命，确保光伏发电设备输出稳定的功率，有效增加光伏发电的收益。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种光伏发电的电势诱导衰减的电气调节系统，包括：光伏阵列、逆变器、PID动态抑制电路和交流配电单元；

所述光伏阵列的输出端与逆变器的直流输入端相连，为所述逆变器提供直流电源，所述逆变器的输出端与所述交流配电单元的输入端相连，为输出电网提供交流电；

所述PID动态抑制电路的输入端与所述逆变器的直流输入端相连，所述PID动态抑制电路的输出端与所述逆变器的母线中点N相连；

所述PID动态抑制电路用于实时检测所述逆变器直流输入端的PV负极的对地电压，并根据所述PV负极的对地电压调节所述逆变器的母线中点N的电压，使所述PV负极的对地电压大于零。

优选的，还包括：PID在线改善电路；

所述PID在线改善电路的输入端与所述逆变器的直流输入端相连，所述PID在线改善电路的输出端与所述光伏阵列的输入端相连；

所述PID在线改善电路用于根据各个光伏阵列的输出电压并判断所述光伏阵列是否发生PID现象，在所述光伏阵列的输出电压小于设定电压阈值时，如果确定所述光伏阵列发生PID现象，则在所述逆变器停止工作时，所述PID在线改善电路根据所述输出电压输出直流电源对发生PID现象的所述光伏阵列的电池板施加反向电压，以修复所述电池板。

优选的，还包括：MCU；

所述MCU的第一输出端与所述PID动态抑制电路的控制端相连，所述MCU的第二输出端与所述PID在线改善电路的控制端相连；

所述MCU用于根据所述PV负极的对地电压控制所述PID动态抑制电路输出的电压值；

所述MCU还用于根据所述光伏阵列的输出电压确定是否发生PID现象，并控制所述PID在线改善电路输出的电压值。

优选的，所述PID动态抑制电路包括：电压检测电路、PWM输出电路、可调直流源电路和虚拟接地电路；

所述PWM输出电路的输入端与所述电压检测电路的输出端相连，所述PWM输出电路的输出端与所述可调直流源电路的控制端相连，所述可调直流源电路的输出端与所述虚拟接地电路的输入端相连；

所述虚拟接地电路的输出端作为所述PID动态抑制电路的输出端，所述电压检测电路的输入端作为所述PID动态抑制电路的输出端，所述PWM输出电路的控制端作为所述PID动态抑制电路的控制端。

优选的，所述电压检测电路包括：分压采样电路、运算放大调理电路和隔离光耦电路；

所述分压采样电路对所述光伏阵列输出端的电压进行分压采样并输出高压检测信号，所述运算放大调理电路对所述高压检测信号进行放大调理并发送给所述隔离光耦电路，所述隔离光耦电路对调理后的高压检测信号进行电气隔离后输出低压检测信号。

优选的，所述可调直流源电路采用反激式拓扑结构，所述可调直流源电路根据所述PWM输出电路输出的PWM信号将公共电网输入的交流电调节输出为0～100V的直流电压。