一种光伏逆变系统及其PID效应补偿方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光伏逆变系统及其的PID效应补偿方法和装置，通过处理控制单元对各个光伏组件运行工况的记录和PID效应补偿条件的判断，优化计算补偿电压，进而控制集成的PID补偿装置为光伏组件进行PID效应补偿，实现PID效应的补偿修复，可有效解决光伏电站中的光伏组件衰减问题，提高系统发电量，且相比现有技术方案，其实际运行可靠性高且维护成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及PID效应补偿
，特别涉及一种光伏逆变系统及其PID效应补偿装置和方法。
技术介绍
PID(PotentialInducedDegradation，电位诱导衰减)效应，是指光伏组件在其输出(即光伏逆变系统的组串输入)对金属边框承受较高的负偏压时，出现的一种输出性能下降的现象，主要表现在组件开路电压、短路电流及填充因子下降等。近年来，随着光伏并网发电系统的大力发展，光伏逆变系统的组串输入电压配置也越来越高，1500V系统正逐步推广应用。而由于光伏组件的金属边框一般都要接地，这样在较高的组串输入电压下，靠近组串负极端的光伏组件内部，电池板与其接地金属边框之间将形成较高的负偏压，从而发生电荷迁移，出现表面极化现象，且越靠近组串负极端的光伏组件其极化现象越明显(如图1所示)。在该负偏压长期作用下，特别是高温和高湿条件下，光伏组件将出现严重的PID效应，导致系统发电量逐年降低。当前光伏组件生产商主要通过采用高性能的封装材料来解决组件自身的PID效应，但其成本较高且对现有已建成的光伏电站无能为力。针对现有的光伏系统，常见的方案有光伏组串负极接地方案和交流电网侧虚拟中性点电位抬升方案；其中，光伏组串负极接地方案是将组串负极直接接地，从而保证组串内各串联电池板对地电位始终为正向偏压，从而防止PID效应；而交流电网侧虚拟中性点电位抬升方案，是通过外加直流源抬升交流侧虚拟中性点对地电位，来达到抬升直流输入母线中点对地电位，从而间接实现将输入组件负极对地电位抬升到零电位以上，但该方案只有在逆变器并网时才能起作用。鉴于PID效应会降低光伏电池板的发电量，而现有常用的PID效应修复解决方案实施成本较高，且上述两种应对PID效应的方案，均只能在一定程度上防止PID效应发生，无法对已经发生PID效应的光伏组件进行修复。
技术实现思路
本专利技术提供一种光伏逆变系统及其PID效应补偿装置和方法，以解决现有技术中成本高及无法对已经发生PID效应的光伏组件进行修复的问题。为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：一种光伏逆变系统的PID效应补偿方法，应用于光伏逆变系统的PID效应补偿装置，所述光伏逆变系统的PID效应补偿装置包括：直流电压采样单元、处理控制单元、隔离AC/DC变换单元及投切防护单元；所述光伏逆变系统的PID效应补偿方法包括：所述直流电压采样单元输出直流电压信号至所述处理控制单元；所述处理控制单元根据所述直流电压信号，判断是否满足PID效应补偿条件；若满足所述PID效应补偿条件，则所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号，计算得到所述隔离AC/DC变换单元的补偿电压；所述处理控制单元控制所述隔离AC/DC变换单元通过所述投切防护单元，以所述补偿电压施加至光伏组件的正极端与地之间，为所述光伏组件进行PID效应补偿。优选的，所述处理控制单元根据所述直流电压信号，判断是否满足PID效应补偿条件，包括：所述处理控制单元判断所述直流电压信号是否大于预设电压；若所述直流电压信号大于所述预设电压，则所述处理控制单元判定为白天；若所述直流电压信号小于等于所述预设电压，则所述处理控制单元判定为夜晚，满足所述PID效应补偿条件。优选的，所述直流电压采样单元输出直流电压信号至所述处理控制单元，包括：所述直流电压采样单元将所有所述光伏组件的输出电压中最大的输出电压作为所述直流电压信号，输出至所述处理控制单元。优选的，在所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号，计算得到所述隔离AC/DC变换单元需要输出的补偿电压之前，还包括：若满足所述PID效应补偿条件，则所述处理控制单元判断所述光伏组件的总对地等效绝缘阻抗是否大于预设阻抗；若所述光伏组件的总对地等效绝缘阻抗小于等于所述预设阻抗，则所述处理控制单元输出告警信号；若所述光伏组件的总对地等效绝缘阻抗大于所述预设阻抗，则执行所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号，计算得到所述隔离AC/DC变换单元需要输出的补偿电压的步骤。优选的，所述投切防护单元包括防护电阻和投切开关；所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号，计算得到所述隔离AC/DC变换单元需要输出的补偿电压，包括：所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号的大小及作用时间，计算得到所述光伏组件在白天的PID效应累计值；根据所述PID效应累计值及预设的补偿参数，计算得到所述光伏组件的正极端的最小补偿电压；所述预设的补偿参数包括补偿时间及夜晚补偿累计值与所述PID效应累计值之间的差值；根据所述最小补偿电压及所述防护电阻和光伏组件的总对地等效绝缘阻抗的分压关系，计算得到所述隔离AC/DC变换单元需要输出的补偿电压。一种光伏逆变系统的PID效应补偿装置，包括：直流电压采样单元、处理控制单元、隔离AC/DC变换单元及投切防护单元；其中：所述直流电压采样单元的输入端与光伏组件的输出端相连，用于输出直流电压信号至所述处理控制单元；所述处理控制单元的输入端与所述直流电压采样单元的输出端相连，所述处理控制单元的输出端分别与所述投切防护单元的控制端和所述隔离AC/DC变换单元的控制端相连；所述处理控制单元用于根据所述直流电压信号，判断是否满足PID效应补偿条件；若满足所述PID效应补偿条件，则根据记录的所述直流电压信号，计算得到所述隔离AC/DC变换单元需要输出的补偿电压；所述隔离AC/DC变换单元的输入端与电网相连，所述隔离AC/DC变换单元的输出端与所述投切防护单元的输入端相连；所述隔离AC/DC变换单元用于根据所述处理控制单元的控制，输出所述补偿电压；所述投切防护单元的输出端与所述光伏组件的正极端相连，所述投切防护单元用于传递所述补偿电压，将所述补偿电压施加至所述光伏组件的正极端与地之间，为所述光伏组件进行PID效应补偿。优选的，所述直流电压采样单元包括：一组共阴极连接二极管和一组共阳极连接二极管；其中：所述共阴极连接二极管的阳极分别与所述光伏组件的正极端一一对应相连；所述共阳极连接二极管的阴极分别与所述光伏组件的负极端一一对应相连；所述共阴极连接二极管的共阴极连接点与所述共阳极连接二极管的共阳极连接点分别为所述直流电压采样单元的两个输出端。优选的，所述投切防护单元包括：防护电阻、投切开关及一组共阳极连接二极管；其中：所述投切开关的控制端为所述投切防护单元的控制端；所述防护电阻与所述投切开关串联连接，串联连接的一端为所述投切防护单元的输入端，串联连接的另一端与所述共阳极连接二极管的共阳极连接点相连；所述共阳极连接二极管的阴极分别与所述光伏组件的正极端一一对应相连。优选的，所述隔离AC/DC变换单元的直流输出正极端接所述投切防护单元；所述隔离AC/DC变换单元的直流输出负极端接地。一种光伏逆变系统，包括：功率变换装置、滤波装置及上述任一所述的PID效应补偿装置；其中：所述功率变换装置的输入端与光伏组件相连；所述功率变换单元的输出端与所述滤波单元的输入端相连；所述滤波单元的输出端与电网相连。本专利技术提供的光伏逆变系统的PID效应补偿方法，通过直流电压采样单元输出直流电压信号至处理控制单元；由所述处理控制单元根据所述直流电压信号，判断是否满足PID效应补偿条件；若满足所述PID效应补偿条件，则所述处理控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏逆变系统的PID效应补偿方法，其特征在于，应用于光伏逆变系统的PID效应补偿装置，所述光伏逆变系统的PID效应补偿装置包括：直流电压采样单元、处理控制单元、隔离AC/DC变换单元及投切防护单元；所述光伏逆变系统的PID效应补偿方法包括：所述直流电压采样单元输出直流电压信号至所述处理控制单元；所述处理控制单元根据所述直流电压信号，判断是否满足PID效应补偿条件；若满足所述PID效应补偿条件，则所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号，计算得到所述隔离AC/DC变换单元需要输出的补偿电压；所述处理控制单元控制所述隔离AC/DC变换单元通过所述投切防护单元，以所述补偿电压施加至光伏组件的正极端与地之间，为所述光伏组件进行PID效应补偿。

【技术特征摘要】
1.一种光伏逆变系统的PID效应补偿方法，其特征在于，应用于光伏逆变系统的PID效应补偿装置，所述光伏逆变系统的PID效应补偿装置包括：直流电压采样单元、处理控制单元、隔离AC/DC变换单元及投切防护单元；所述光伏逆变系统的PID效应补偿方法包括：所述直流电压采样单元输出直流电压信号至所述处理控制单元；所述处理控制单元根据所述直流电压信号，判断是否满足PID效应补偿条件；若满足所述PID效应补偿条件，则所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号，计算得到所述隔离AC/DC变换单元需要输出的补偿电压；所述处理控制单元控制所述隔离AC/DC变换单元通过所述投切防护单元，以所述补偿电压施加至光伏组件的正极端与地之间，为所述光伏组件进行PID效应补偿。2.根据权利要求1所述的光伏逆变系统的PID效应补偿方法，其特征在于，所述处理控制单元根据所述直流电压信号，判断是否满足PID效应补偿条件，包括：所述处理控制单元判断所述直流电压信号是否大于预设电压；若所述直流电压信号大于所述预设电压，则所述处理控制单元判定为白天；若所述直流电压信号小于等于所述预设电压，则所述处理控制单元判定为夜晚，满足所述PID效应补偿条件。3.根据权利要求1所述的光伏逆变系统的PID效应补偿方法，其特征在于，所述直流电压采样单元输出直流电压信号至所述处理控制单元，包括：所述直流电压采样单元将所有所述光伏组件的输出电压中最大的输出电压作为所述直流电压信号，输出至所述处理控制单元。4.根据权利要求1至3任一所述的光伏逆变系统的PID效应补偿方法，其特征在于，在所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号，计算得到所述隔离AC/DC变换单元需要输出的补偿电压之前，还包括：若满足所述PID效应补偿条件，则所述处理控制单元判断所述光伏组件的总对地等效绝缘阻抗是否大于预设阻抗；若所述光伏组件的总对地等效绝缘阻抗小于等于所述预设阻抗，则所述处理控制单元输出告警信号；若所述光伏组件的总对地等效绝缘阻抗大于所述预设阻抗，则执行所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号，计算得到所述隔离AC/DC变换单元需要输出的补偿电压的步骤。5.根据权利要求4所述的光伏逆变系统的PID效应补偿方法，其特征在于，所述投切防护单元包括防护电阻和投切开关；所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号，计算得到所述隔离AC/DC变换单元需要输出的补偿电压，包括：所述处理控制单元根据记录的所述直流电压信号的大小及作用时间，计算得到所述光伏组件在白天的PID效应累计值；根据所述PID效应累计值及预设的补偿参数，计算得到所述光伏组件的正极端的最小补偿电压；所述预设的补偿参数包括补偿时间及夜晚补偿累计值与所述PID效应累计值之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪昌友，孙维，李必杰，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34