[发明专利]电势诱导衰减的补偿电路、方法、功率模块及光伏系统

说明书

本发明公开了一种电势诱导衰减的补偿电路、方法、功率模块及光伏系统，补偿电路包括：开关、第一电阻和控制器；开关和第一电阻串联；补偿电路的第一端连接光伏组件的正输出端PV+；补偿电路的第二端连接第一DC‑DC变换器的第二端；控制器，用于在光伏组件的输出电压小于预设电压时，控制开关闭合，以使第一DC‑DC变换器将电池的电能提供给补偿电路的第二端；光伏组件的正输出端PV+和负输出端PV‑之间连接有第二电阻。地PE为0电位，PV‑的电压为第三电阻上的电压，即PV‑的电压比PE高，抬高PV‑对地的电压，在光伏组件的输出电压小于预设电压时对PID效应进行反向补偿，提高发电效率，从而提高电站的效益。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电势诱导衰减的补偿电路、方法、功率模块及光伏系统。

背景技术

随着世界各国对节能减排和能源转型的不断推进，可再生能源发电技术已经受到越来越多的重视，其中，光伏系统由于其技术成熟度以及经济性等因素被广泛应用于电力系统以及微型电网。

但是，光伏发电一直受发电效率的困扰，当光伏组件使用一段时间后，会出现发电性能衰减的问题，进而导致整个光伏系统的输出功率下降。研究发现，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压，会造成光伏组件发电性能的持续衰减，该现象称为电势诱导衰减(PID，Potential Induced Degradation)。

PID与环境因素、光伏组件的材料以及逆变器阵列接地方式等有关。但是，即使采用最先进材料的光伏组件，也不可避免PID效应。

PID效应的存在会造成整个光伏系统的输出功率降低，直接影响电站的效益。

发明内容

为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明提供一种电势诱导衰减的补偿电路、方法、功率模块及光伏系统，能够对PID进行补偿，提高光伏组件的发电效率，增加电站的效益。

本申请实施例提供一种电势诱导衰减的补偿电路，应用于光伏系统，光伏系统包括：光伏组件、逆变器、第一DC-DC变换器和电池；第一DC-DC变换器的第一端连接电池，第一DC-DC变换器的第二端连接逆变器的输入端；补偿电路包括：开关、第一电阻和控制器；开关和第一电阻串联；补偿电路的第一端连接光伏组件的正输出端PV+；补偿电路的第二端连接第一DC-DC变换器的第二端；控制器，用于在光伏组件的输出电压小于预设电压时，控制开关闭合，以使第一DC-DC变换器将电池的电能提供给补偿电路的第二端；光伏组件的正输出端PV+和负输出端PV-之间连接有第二电阻。

第一电阻和第二电阻以及光伏组件的负输出端PV-和地PE之间的等效电阻(第三电阻)对第一DC-DC变换器的第二端的电压进行分压，由于PE为0电位，PV-的电压为第三电阻上的电压，因此PV-的电压比PE高，即PV-相对于PE为正电压，本方案相当于抬高PV-对地的电压，从而实现对PID进行补偿。

优选地，为了在不需要进行PID补偿时，避免补偿电路浪费电能，控制器还用于在光伏组件的输出电压大于或等于预设电压时，控制开关断开。

优选地，为了防止电流反向流动，补偿电路还可以包括：二极管；二极管与开关和第一电阻均串联；二极管的阳极靠近第一DC-DC变换器的第二端的一侧，二极管的阴极靠近PV+的一侧。即防止在光伏组件的输出电压大于或等于预设电压时开关误动作而闭合时电流从PV+流向逆变器的输入端，即白天补偿电路的通路是断开的，不流过电流。

优选地，补偿电路还可以包括：电压检测电路；用来检测光伏组件的输出电压，将输出电压发送给控制器，以使控制器根据输出电压判断何时控制开关闭合以及何时断开。

优选地，开关可以根据实际需要来选择，例如可以为继电器、接触器、断路器或绝缘栅双极型晶体管IGBT中的一种，或多种的组合。