一种抑制光伏组件PID效应的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抑制光伏组件PID效应的装置，包括虚拟中点构造电路，直流电源和控制电路；其中，虚拟中点构造电路由三相星接电感和一颗电阻组成，三相星接电感分别接入交流三相线，电阻串联在电感中性点和直流电源之间，直流电源的另一个输出端接地线。通过检测电阻两端电压，进而计算出短路电流，可判断出是否发生漏电事故，采用本发明专利技术提出的公式，将电阻阻值限定在一定范围内，可将短路电流限制在安全范围以内，不需要漏电流传感器和继电器开关。本发明专利技术可实现组件的正负偏压调节和整个发电系统的漏电保护功能，具有结构简单、安全可靠、成本低、能耗低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制光伏组件PID效应的装置
本专利技术涉及一种抑制光伏组件PID效应的装置，属于光伏发电

技术介绍
潜在电势诱导衰减(PID)效应是指光伏组件在长期负偏高压作用下，发电性能降低的现象。在光伏逆变器交流侧通过虚拟中点钳位可影响组件正负极对地电压，进而解决PID现象(N型光伏组件需使负极对地偏压大于0V，P型光伏组件需使正极对地偏压低于0V)。通过三相星接负载实现虚拟中点的传统方式包括用三相电感，三相电容，三相电阻，或三相电阻中点再串联电阻，这些方式在实际应用中存在短路电流过大或损耗过高的缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种抑制光伏组件PID效应的装置，为解决上述技术问题，本专利技术提供一种抑制光伏组件PID效应的装置，所述装置串连在交流三相线和地线之间，包括虚拟中点构造电路，直流电源和控制电路；所述虚拟中点构造电路由三相星接电感和一颗电阻组成，三相星接电感分别接入交流三相线，电阻的一端接三相星连接电感的中点，电阻的另一端连接直流电源的一个输出端；所述直流电源的另一个输出端接地线；所述直流电源在控制器的控制下输出正电平或负电平；所述控制电路包括采样电路，通信电路和控制器；所述采样电路并联于电阻两侧，用于采集电阻两端电压值；所述采样电路接入控制器，将采集的电阻两端电压值传输至控制器，控制器根据电阻两端电压和电阻阻值，计算出流经电阻的电流值，进而判断发电系统内是否发生漏电事故；所述通信电路用于接收外部指令电压并传输至控制器；所述控制器连接直流电源的输入端，控制器通过通信电路获得外部指令后，调节直流电源输出电压达到指令值，进而实现交流相线对地电压的抬升，从而实现组件侧正负极对地电压的抬升。前述的当交流侧发生漏电事故时，计算出流经电阻的电流值，如果电流值发生了30mA及以上的突变，则认为发生了漏电事故。前述的指令值的大小由操作者指定或者根据系统内逆变器半母线电压的大小而确定，指令值的有效值不低于半母线电压值。前述的电阻阻值R需要满足以下范围：其中，UA为交流相电压有效值，UPID为直流电源电压，L为三相电感的感值，IS为允许的短路电流最大值。前述的采样电路为隔离采样电路或者非隔离采样电路。前述的通信电路为有线通信方式或无线通信方式。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术不需要对每台逆变器或每片光伏组件进行处理，可实现组件的正负偏压调节和整个发电系统的漏电保护功能，不需要漏电流传感器和继电器，具有结构简单、安全可靠、成本低、能耗低等优点。附图说明图1为本专利技术装置的结构示意图；图2为发生漏电事故时短路电流路径示意图。具体实施方式下面对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术的抑制光伏组件PID效应的装置，该装置串连在交流三相线和地线之间，包括虚拟中点构造电路101，直流电源102和控制电路103。虚拟中点构造电路101由三相星接电感和一颗电阻组成，三相星接电感分别接交流三相线，电阻的一端接三相星接电感的中点，电阻的另一端接直流电源102的一个输出端，构成闭合回路，将直流电源接入系统内。三相星接电感在交流系统内的阻性损耗极小，而电阻不承受交流电压，只承受极小部分直流电压，因此整个装置的能耗较小。直流电源102的一个输出端接电阻，另一个输出端接地线，直流电源102在控制器的控制下输出正电平或负电平，可满足不同类型光伏组件正负极对地偏压的调节要求，针对N型光伏组件输出正电平，针对P型光伏组件输出负电平。控制电路103包括采样电路，通信电路和控制器。采样电路并联在电阻两侧，用来采集电阻两端电压值，通过电压值和电阻阻值可计算出流过电阻的电流值，以判断发电系统内是否发生漏电事故，电压采样方式可以是隔离采样，或是非隔离采样。采样电路接入控制器，将采集的电阻两端电压传输至控制器，控制器根据电阻两端电压和电阻阻值，计算出流经电阻的电流值。判断漏电事故过程如下：当交流侧发生漏电事故时，突增的短路漏电流会流过本申请装置的虚拟中点构造电路101的电阻R，采样电路检测电阻两端电压U传输至控制器，在已知电阻阻值R的情况下，控制器计算出短路电流i＝U÷R，通过判断短路电流i的变化情况，可得知是否有漏电事故发生。如果短路电流i的值发生了30mA及以上的突变，即认为发生了漏电事故。通信电路可接收到外部指令传递给控制器。需要说明的是，通信方式可以是各种有线或无线传输方式。控制器通过通信电路获得外部指令后，调节直流电源输出电压达到指令值，进而实现交流相线对地电压的抬升，从而实现组件侧正负极对地电压的抬升。指令值的大小既可以由操作者指定，也可以根据系统内逆变器半母线电压的大小而确定，一般情况下指令电压有效值不低于半母线电压值即可。在本专利技术的装置中，在三相星接电感的基础上增加了电阻，电阻本身又能对短路电流进行限制，较大的阻值可将短路电流限制在安全范围以内，不需串联漏电流传感器和可控的开关。图2给出了漏电事故中的短路电流路径，图中带箭头的虚线为短路电流路径，箭头为短路电流流向，要使电阻将短路电流限制在安全范围以内，电阻阻值R需要满足以下范围：式中，UA为交流相电压有效值，UPID为直流电源电压，L为三相电感的感值，IS为允许的短路电流最大值。例如：UA＝277V，UPID＝600V，L＝3H，IS＝30mA，则R≥22kΩ。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制光伏组件PID效应的装置，其特征在于，所述装置串连在交流三相线和地线之间，包括虚拟中点构造电路，直流电源和控制电路；所述虚拟中点构造电路由三相星接电感和一颗电阻组成，三相星接电感分别接入交流三相线，电阻的一端接三相星连接电感的中点，电阻的另一端连接直流电源的一个输出端；所述直流电源的另一个输出端接地线；所述直流电源在控制器的控制下输出正电平或负电平；所述控制电路包括采样电路，通信电路和控制器；所述采样电路并联于电阻两侧，用于采集电阻两端电压值；所述采样电路接入控制器，将采集的电阻两端电压值传输至控制器，控制器根据电阻两端电压和电阻阻值，计算出流经电阻的电流值，进而判断发电系统内是否发生漏电事故；所述通信电路用于接收外部指令电压并传输至控制器；所述控制器连接直流电源的输入端，控制器通过通信电路获得外部指令后，调节直流电源输出电压达到指令值，进而实现交流相线对地电压的抬升，从而实现组件侧正负极对地电压的抬升。

【技术特征摘要】
1.一种抑制光伏组件PID效应的装置，其特征在于，所述装置串连在交流三相线和地线之间，包括虚拟中点构造电路，直流电源和控制电路；所述虚拟中点构造电路由三相星接电感和一颗电阻组成，三相星接电感分别接入交流三相线，电阻的一端接三相星连接电感的中点，电阻的另一端连接直流电源的一个输出端；所述直流电源的另一个输出端接地线；所述直流电源在控制器的控制下输出正电平或负电平；所述控制电路包括采样电路，通信电路和控制器；所述采样电路并联于电阻两侧，用于采集电阻两端电压值；所述采样电路接入控制器，将采集的电阻两端电压值传输至控制器，控制器根据电阻两端电压和电阻阻值，计算出流经电阻的电流值，进而判断发电系统内是否发生漏电事故；所述通信电路用于接收外部指令电压并传输至控制器；所述控制器连接直流电源的输入端，控制器通过通信电路获得外部指令后，调节直流电源输出电压达到指令值，进而实现交流相线对地电压的抬升，从而实现组件侧正负极对地电压的抬升。2.根据权利要求1所述的一种抑制光伏组件PID效应的装置，其特征在于，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：王腾飞，曹陆萍，
申请(专利权)人：南京南瑞太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32