本實用新型涉及光伏組件的電勢誘導衰減(PID)效應技術領域，具體涉及一種防電勢誘導衰減的光伏發(fā)電裝置。

背景技術：

光伏組件的電勢誘導衰減(PID)效應，PID效應是指光伏組件中的玻璃、封裝材料、鋁邊框與電池片之間存在漏電流，使大量電荷聚集在電池片表面，導致電池填充因子、開路電壓、短路電流降低，使電池乃至組件功率造成衰減的現(xiàn)象，出現(xiàn)PID效應的光伏組件的發(fā)電性能和耐久性受到嚴重影響。傳統(tǒng)解決光伏電站PID效應的方法有以下幾種：方案一、如圖1所示，將光伏組件負極或正極接地；方案二、如圖2所示，夜間給光伏組件對地施加反壓；方案三、如圖3所示，在逆變器交流側利用至少一相構造出耦合點，在該耦合點對地之間施加抬升電壓以抬高耦合點電壓，從而抬高光伏組件正極或負極對地電壓。但是，第一種方案存在漏電流觸電方面的安全風險。第二種方案在逆變器并網工作時無法起到抑制PID效應的作用。第三種方案需要使用相關器件連接在電網上構造出抬升電路的耦合端。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種防電勢誘導衰減的光伏發(fā)電裝置，能夠同時實現(xiàn)對所述光伏發(fā)電系統(tǒng)在白天逆變器工作過程中PID效應的抑制功能和夜間施加反壓進行PID效應恢復的功能。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種防電勢誘導衰減的光伏發(fā)電裝置，包括光伏陣列、逆變器方陣、交流配電單元和隔離變壓器；所述光伏陣列中每個電池組件的輸出端與逆變器方陣中每個逆變器的輸入端相連接，為逆變器提供直流電源；所述每個逆變器的輸出端均與交流配電單元的輸入端相連接，用于對交流電進行配電輸出；所述交流配電單元的輸出端與隔離變壓器的低壓側相連接，隔離變壓器的高壓側直接與電網相連接；所述逆變器方陣中的每個逆變器主要由DC/AC逆變單元、交流輔源、控制器和交流濾波單元組成，所述DC/AC逆變單元的輸入端與光伏陣列的輸出端相連接，DC/AC逆變單元的輸出端與交流濾波單元的輸入端相連接，所述交流輔源的輸出端與控制器的電源端相連接，在夜間逆變器脫網時為控制器提供電源，所述控制器的輸出端分別與DC/AC逆變單元中的開關管驅動端和交流濾波單元中的并網繼電器開關K相連接，分別輸出控制信號1和控制信號2，其中控制信號1控制DC/AC逆變單元中各開關管的開關狀態(tài)，控制信號2控制交流濾波單元中并網繼電器K的工作狀態(tài)；還包括設置在交流配電單元輸出端或隔離變壓器的低壓側的防PID電源模塊，用于抬升逆變器交流側和直流側對地的電壓；所述防PID電源模塊能夠獨立于光伏發(fā)電系統(tǒng)之外，作為獨立單元模塊進行安裝。

所述DC/AC逆變單元是由三相逆變橋構成。

所述交流濾波單元是由三相LC交流濾波電路分別串聯(lián)一并網繼電器開關K組成。

所述防PID電源模塊包括工頻變壓器、電壓抬升電路和耦合電路，所述工頻變壓器原邊與交流配電單元輸出端或隔離變壓器的低壓側三相輸入相連接，工頻變壓器的副邊與電壓抬升電路的輸入端相連接，給電壓抬升電路供電，工頻變壓器原邊中性點N與電壓抬升電路的正輸出端通過耦合電路相連接，電壓抬升電路負輸出端接地。

所述電壓抬升電路為可調直流輸出電壓的AC/DC電源模塊。

所述工頻變壓器采用YY變壓器、YD變壓器或分裂變壓器；變壓器的輸入和輸出為單個抽頭或多個抽頭。

所述耦合電路是由電阻、電容及電感進行串聯(lián)、并聯(lián)的任意組合形成的阻性、容性或感性電路。

所述每個逆變器中的控制器在白天逆變器正常工作時，每個逆變器中的控制器按照正常的逆變工作狀態(tài)對DC/AC逆變單元的開關管和交流濾波單元中的并網繼電器進行控制；

所述每個逆變器中的控制器在夜間逆變器脫網時，逆變器中的控制器由逆變器中的交流輔源提供電源，此時逆變器中的控制器發(fā)出控制信號1，用于控制DC/AC逆變單元中某一相的下半橋臂開關管導通，同時逆變器中的控制器發(fā)出控制信號2，用于控制交流濾波單元中與DC/AC逆變單元中所導通下半橋臂相對應相的濾波支路中的并網繼電器K吸合；這樣在逆變器夜間脫網時，由防PID電源模塊、交流配電單元、交流濾波單元中繼電器吸合的濾波電路、DC/AC逆變單元中導通的下橋臂、光伏陣列中的PV-形成電流回路，所以防PID電源模塊中的電壓抬升電路輸出的恒定電壓將經過此回路作為反壓施加在PV-對地之間，此時光伏組件即進行PID效應恢復；此即實現(xiàn)了所述系統(tǒng)在夜間逆變器不工作時的反壓補償恢復功能。

本實用新型和現(xiàn)有技術相比較，具有如下優(yōu)點：

(1)所述防PID電源模塊可獨立于光伏發(fā)電系統(tǒng)之外，作為獨立單元模塊進行安裝。該模塊可安裝于光伏發(fā)電系統(tǒng)的交流輸出側或隔離變壓器的低壓側，該模塊安裝靈活方便。

(2)所述防PID電源模塊可直接與交流三相進行連接，中間不需要采用其它電氣元件虛擬出中性點后進行連接，同時該PID電源模塊同時從三相電取電給電壓抬升電路供電，有效的節(jié)省了電路成本。

(3)所述防PID電源模塊中的電壓抬升電路為可調直流輸出電壓的AC/DC電源模塊，可根據現(xiàn)場實際情況進行靈活調整，以滿足現(xiàn)場的需求。

(4)所述一種防電勢誘導衰減的光伏發(fā)電系統(tǒng)同時具備白天抑制PID效應和夜間針對PID效應施加反壓補償恢復的功能，功能全面且穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術方案一防電勢誘導衰減的光伏發(fā)電系統(tǒng)圖。

圖2為現(xiàn)有技術方案二防電勢誘導衰減的光伏發(fā)電系統(tǒng)圖。

圖3為現(xiàn)有技術方案三防電勢誘導衰減的光伏發(fā)電系統(tǒng)圖。

圖4為本實用新型防電勢誘導衰減的光伏發(fā)電系統(tǒng)圖。

圖5為本實用新型防PID電源模塊圖。

圖6為本實用新型PID效應恢復電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。

如圖4所示，本實用新型一種防電勢誘導衰減的光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏陣列、逆變器方陣、交流配電單元和隔離變壓器；所述光伏陣列中每個電池組件的輸出端與逆變器方陣中每個逆變器的輸入端相連接，為逆變器提供直流電源；所述每個逆變器的輸出端均與交流配電單元的輸入端相連接，用于對交流電進行配電輸出；所述交流配電單元的輸出端與隔離變壓器的低壓側相連接，隔離變壓器的高壓側直接與電網相連接；所述逆變器方陣中的每個逆變器主要由DC/AC逆變單元、交流輔源、控制器和交流濾波單元組成，所述DC/AC逆變單元的輸入端與光伏陣列的輸出端相連接，DC/AC逆變單元的輸出端與交流濾波單元的輸入端相連接，所述交流輔源的輸出端與控制器的電源端相連接，在夜間逆變器脫網時給控制器提供電源，所述控制器的輸出端分別與DC/AC逆變單元中的開關管驅動端和交流濾波單元中的并網繼電器開關K相連接，分別輸出控制信號1和控制信號2，其中控制信號1控制DC/AC逆變單元中各開關管的開關狀態(tài)，控制信號2控制交流濾波單元中并網繼電器K的工作狀態(tài)；還包括設置在交流配電單元輸出端或隔離變壓器的低壓側的防PID電源模塊，用于抬升逆變器交流側和直流側對地的電壓；所述防PID電源模塊能夠獨立于光伏發(fā)電系統(tǒng)之外，作為獨立單元模塊進行安裝。所述交流濾波單元是由三相LC交流濾波電路分別串聯(lián)一并網繼電器開關K組成。

如圖5所示，所述防PID電源模塊包括工頻變壓器、電壓抬升電路和耦合電路，所述工頻變壓器原邊與交流配電柜輸出端或隔離變壓器的低壓側三相輸入相連接，工頻變壓器的副邊與電壓抬升電路的輸入端相連接，給電壓抬升電路供電，工頻變壓器原邊中性點N與電壓抬升電路的正輸出端通過耦合電路相連接，電壓抬升電路負輸出端接地。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述電壓抬升電路為可調直流輸出電壓的AC/DC電源模塊。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述工頻變壓器采用YY變壓器、YD變壓器或分裂變壓器；變壓器的輸入和輸出為單個抽頭或多個抽頭。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述耦合電路是由電阻、電容及電感進行串聯(lián)、并聯(lián)的任意組合形成的阻性、容性或感性電路。

本實用新型的工作原理為：光伏發(fā)電系統(tǒng)在白天并網工作時，逆變器中的控制器按照正常的逆變工作狀態(tài)對DC/AC逆變單元和交流濾波單元中的開關管和繼電器進行控制。防PID電源模塊中的電壓抬升電路輸出一定的電壓值，YY變壓器的原邊中性點N即被抬升相同的電壓值，同YY變壓器原邊相連的交流三相處的電壓同步被抬升相同的電壓值，同時與逆變器方陣所連接的光伏陣列中所有光伏組件的正負極對地電勢均將被穩(wěn)定抬升相同的電壓值。針對不同類型光伏組件，該方案均能實現(xiàn)對所述系統(tǒng)在白天逆變器工作過程中PID效應的抑制功能。光伏發(fā)電系統(tǒng)在夜間逆變器脫網時，逆變器中的控制器由逆變器中的輔助電源提供電源，此時逆變器中的控制器發(fā)出控制信號1，用于控制DC/AC逆變單元中某一相的下半橋臂開關管導通，同時逆變器中的控制器發(fā)出控制信號2，用于控制交流濾波單元中與DC/AC逆變單元中所導通下半橋臂相對應相的濾波支路中的并網繼電器K吸合。這樣在逆變器夜間脫網時，由防PID電源模塊、交流配電單元、交流濾波單元中繼電器吸合的濾波電路、DC/AC逆變單元中導通的下橋臂、PV-形成電流回路，所以防PID電源模塊中的電壓抬升電路輸出的恒定電壓將經過此回路作為反壓施加在PV-對地之間，此時光伏組件即進行PID效應恢復。此即實現(xiàn)了所述系統(tǒng)在夜間逆變器不工作時的反壓補償恢復功能。

如圖6所示，為夜間PID效應恢復電路一實施例。夜間逆變器脫網時，逆變器中的交流輔源給控制器供電。此時，逆變器中的控制器由正常的逆變控制方式改為PID效應恢復的控制方式，即控制器發(fā)出控制信號1，控制DC/AC逆變單元中的b相橋臂中的下橋臂開關管T2導通，同時發(fā)出控制信號2，控制交流濾波單元中b相支路中并網繼電器K吸合，這樣防PID電源模塊中的電壓抬升電路輸出的恒定電壓將經過交流濾波單元中的b相濾波支路、逆變器中b相下半橋臂施加在PV-對地之間，使光伏組件進行PID效應恢復，實現(xiàn)系統(tǒng)在夜間逆變器不工作時的反壓補償恢復功能。