光伏逆变器和应用其的光伏并网逆变系统技术方案

本发明专利技术涉及一种光伏逆变器和应用其的光伏并网逆变系统。光伏逆变器包括逆变单元、PID预防与修复单元，PID预防与修复单元与逆变单元前端的直流母线中点、接地点相连接，用于输出所需的正电压而抬升直流母线中点的电位或输出所需的负电压而降低直流母线中点的电位。PID预防与修复单元包括电压产生单元和检测与控制单元，电压产生单元基于控制信号而产生所需的正电压或负电压，检测与控制单元用于检测逆变单元的输入端的参数并据此输出控制信号。光伏并网逆变系统包括光伏组件和前述的光伏逆变器。本发明专利技术能够减少接线和所需元件，能够节约成本且实施方便。节约成本且实施方便。节约成本且实施方便。

【技术实现步骤摘要】
光伏逆变器和应用其的光伏并网逆变系统


[0001]本专利技术属于光伏逆变
，具体涉及一种能够预防和修复光伏组件的电势诱导衰减效应的光伏逆变器以及应用其的光伏并网逆变系统。

技术介绍

[0002]光伏逆变器运行时，如果P型光伏组件的负极对地的电压为负，或者N型光伏组件的正极对地的电压为正，则会导致光伏组件的性能逐渐下降，发电量逐渐降低，此现象称为电势诱导衰减（PID）效应。
[0003]以P型组件为例具体分析：根据逆变器的基本原理，在光伏逆变器工作时，交流侧中性点电位与直流母线的中点BusN电位相同，因此对于交流侧中性点接地的电网，其直流侧中点BusN对地的电压为零。一般情况下光伏组件直接连接至逆变器的直流母线或通过Boost电路连接至逆变器的直流母线，因此光伏组件负极对地的电压为负半Bus电压，这就会引发PID效应。
[0004]当前有多种预防或修复PID效应的方法，列举两种例子：变压器的逆变器侧的中心点不接地，此时逆变器交流侧中心点在系统工作时是浮动的。根据组件类型，在PV端子和PE之间加适当的直流电压。具体地说，当组件为P型组件时，在PV
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和PE之间加+0.5Vbus, 从而确保组件PV
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对地为正电压，这样可以实现P型组件的PID预防和修复。当组件为N型组件时，在PV+和PE之间加
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0.5Vbus, 从而确保组件PV+对地为负电压，这样可以实现N型组件的PID预防和修复。如果变压器的逆变器侧接地，则只能在逆变器不运行（与变压器断开）时修复PID效应。
[0005]对于变压器的逆变器侧中心点不接地的系统，在逆变器交流侧通过电阻、电感、电容等方式虚拟中点，在虚拟中点和PE之间加入适当的直流电压，使得对于P型组件，PV
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的电位高于PE，对于N型组件，PV+的电位低于PE，这样可以实现PID的预防和修复。
[0006]现有方案虽然可以解决PID效应问题，但有些方案成本较高，有些方案在具体实施时可能需要在逆变器外部接线。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种成本较低、实施方便的具有PID效应预防与修复功能的光伏逆变器。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种光伏逆变器，与光伏组件相连接，其包括逆变单元，还包括：PID预防与修复单元，所述PID预防与修复单元与所述逆变单元前端的直流母线中点、接地点相连接，所述PID预防与修复单元用于输出所需的正电压而抬升所述直流母线中点的电位或输出所需的负电压而降低所述直流母线中点的电位。
[0009]所述PID预防与修复单元包括：电压产生单元，所述电压产生单元的输入端与所述逆变单元的输入端或输出端相
连接，所述电压产生单元的输出端与所述直流母线中点、所述接地点相连接，所述电压产生单元基于控制信号而产生所需的正电压或负电压；检测与控制单元，所述检测与控制单元的输入端与所述逆变单元的输入端相连接，所述检测与控制单元的输出端与所述电压产生单元相连接，所述检测与控制单元用于检测所述逆变单元的输入端的参数并据此输出所述控制信号。
[0010]所述电压产生单元包括：整流模块，所述整流模块的输入端与所述逆变单元的输入端或输出端相连接；DC
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DC可调压直流源，所述DC
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DC可调压直流源的输入端与所述整流模块的输出端相连接；电压正负极性选择模块，所述电压正负极性选择模块的输入端与所述DC
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DC可调压直流源的输出端相连接，所述电压正负极性选择模块的输出端与所述直流母线中点、所述接地点相连接；所述检测与控制单元分别与所述DC
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DC可调压直流源、所述电压正负极性选择模块相连接。
[0011]所述电压产生单元还包括：隔离变压器，所述逆变单元的输入端或输出端经所述隔离变压器与所述整流模块的输入端相连接。
[0012]所述电压正负极性选择模块包括并联在所述DC
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DC可调压直流源的输出端之间的两个桥臂，每个桥臂包括两个串联的开关管，两个所述桥臂的中点构成所述电压正负极性选择模块的输出端。
[0013]当所述电压产生单元的输入端与所述逆变单元的输入端相连接时，所述电压产生单元由所述直流母线或所述光伏组件取电；当所述电压产生单元的输入端与所述逆变单元的输出端相连接时，所述电压产生单元由所述逆变单元的任一相或多相输出端取电。
[0014]所述电压产生单元的输出端经输出电路与所述直流母线中点、所述接地点相连接。
[0015]所述检测与控制单元至少检测所述光伏组件的PV+对地电压和PV
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对地电压、所述直流母线的正负半母线电压。
[0016]所述PID预防与修复单元还包括用于对漏电流进行检测并向所述检测与控制单元输送检测信号的漏电流检测单元，所述检测与控制单元还用于判断所述漏电流检测单元所检测到的漏电流是否超过允许值并据此输出所述控制信号或控制所述逆变单元后端的并网接触器。
[0017]本专利技术还提供一种成本较低、实施方便的具有PID效应预防与修复功能的光伏并网逆变系统，其方案是：一种光伏并网逆变系统，包括光伏组件，还包括前述的光伏逆变器。
[0018]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术能够减少接线和所需元件，能够节约成本且实施方便。
附图说明
[0019]附图1为本专利技术的光伏并网逆变系统的电路图。
[0020]附图2为本专利技术的光伏并网逆变系统的电路图。
[0021]附图3为本专利技术的光伏逆变器中电压产生单元的电路图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图所示的实施例对本专利技术作进一步描述。
[0023]实施例一：如附图1和附图2所示，光伏并网逆变系统包括光伏组件、与光伏组件相连接的光伏逆变器和与光伏逆变器相连接的隔离变压器。其中，隔离变压器的逆变器侧的中心点是不接地的，因此隔离变压器的中心点对地的电压在系统工作时是浮动的。光伏逆变器至少包括逆变单元，其前端为直流母线，光伏逆变器还包括PID预防与修复单元，该PID预防与修复单元与逆变单元前端的直流母线中点、接地点相连接，用于输出所需的正电压而抬升直流母线中点的电位或输出所需的负电压而降低直流母线中点的电位，具体如下：PID预防与修复单元包括电压产生单元和检测与控制单元。电压产生单元的输入端与逆变单元的输入端或输出端相连接，两个输出端分别与直流母线中点BusN、接地点PE相连接。检测与控制单元的输入端与逆变单元的输入端相连接，输出端与电压产生单元相连接。电压产生单元基于控制信号而产生所需的正电压或负电压，而检测与控制单元则用于检测逆变单元的输入端的参数并据此输出控制信号。
[0024]如附图3所示，电压产生单元包括整流模块、DC
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DC可调压直流源和电压正负极性选择模块。整流模块的输入端与逆变单元的输入端或输出端相连接；DC
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏逆变器，与光伏组件相连接，其包括逆变单元，其特征在于：所述逆变器还包括：PID预防与修复单元，所述PID预防与修复单元与所述逆变单元前端的直流母线中点、接地点相连接，所述PID预防与修复单元用于输出所需的正电压而抬升所述直流母线中点的电位或输出所需的负电压而降低所述直流母线中点的电位。2.根据权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于：所述PID预防与修复单元包括：电压产生单元，所述电压产生单元的输入端与所述逆变单元的输入端或输出端相连接，所述电压产生单元的输出端与所述直流母线中点、所述接地点相连接，所述电压产生单元基于控制信号而产生所需的正电压或负电压；检测与控制单元，所述检测与控制单元的输入端与所述逆变单元的输入端相连接，所述检测与控制单元的输出端与所述电压产生单元相连接，所述检测与控制单元用于检测所述逆变单元的输入端的参数并据此输出所述控制信号。3.根据权利要求2所述的光伏逆变器，其特征在于：所述电压产生单元包括：整流模块，所述整流模块的输入端与所述逆变单元的输入端或输出端相连接；DC
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DC可调压直流源，所述DC
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DC可调压直流源的输入端与所述整流模块的输出端相连接；电压正负极性选择模块，所述电压正负极性选择模块的输入端与所述DC
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DC可调压直流源的输出端相连接，所述电压正负极性选择模块的输出端与所述直流母线中点、所述接地点相连接；所述检测与控制单元分别与所述DC
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DC可调压直流源、所述电压正负极性选择模块相连接。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢文超，谢胜仁，曾维波，向军，方刚，黄敏，
申请(专利权)人：固德威技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：