CN103973217B - 一种抑制电池板pid效应的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种抑制电池板PID效应的装置，该装置通过电压抬升电路抬升光伏电站升交流侧中性点的对地电压，从而提高逆变器前级电池板的对地电压，使电池板对地呈正偏压，实现对电池板PID效应的抑制。本发明不需要对每台逆变器或光伏板进行处理，具有实现简单，成本低，不影响绝缘阻抗检测等优点，特别适合于使用组串型光伏逆变器构建光伏电站的应用。

Description

一种抑制电池板PID效应的装置
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种抑制电池板PID效应的装置。
背景技术
潜在电势诱导衰减(Potential-induced degradation，PID)效应是指电池板组件在长期负偏高压作用下，使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，电池表面的钝化效果恶化，导致填充系数FF、短路电流Isc、开路电压Voc出现降低，使组件的性能低于设计标准。传统抑制电池板PID效应的方法有两种：一、将电池板的负极接地；二、在夜间在电池板负极与地间施加一个正压。但是，第一种方案由于电池板负极接地，会增加接触触电的风险，第二种方案需要额外的供电装置，而且会增加夜间触电的风险。
发明内容
本发明的目的在于通过一种抑制电池板PID效应的装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种抑制电池板PID效应的装置，其包括电压抬升电路；所述电压抬升电路连接在光伏电站交流侧的中性点与地之间。
特别地，所述电压抬升电路连接在变压器的中性点与地之间。
特别地，所述抑制电池板PID效应的装置还包括中性点形成电路；当变压器的中性点不便接入电压抬升电路时，在光伏电站交流侧接入所述中性点形成电路，形成一中性点，电压抬升电路连接在中性点形成电路与地之间。
特别地，所述电压抬升电路包括开关S1、电阻R1、电阻R2及电压源V1；所述开关S1一端连接中性点，另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电压源V1的一端，电压源V1的另一端接地，电阻R2并接在电压源V1两端。
特别地，所述中性点形成电路包括电容C1、电容C2及电容C3；所述电容C1、电容C2、电容C3的一端对应连接变压器的三相原边，另一端并接后形成一中性点。
特别地，所述电压抬升电路还包括漏电流传感器；所述漏电流传感器接在电压抬升电路的输出侧。
特别地，所述电压抬升电路进一步包括报警电路；在光伏电站发生对地短接或低阻接地，以及检测到超出限制的漏电流时，报警电路报警。
本发明提供的抑制电池板PID效应的装置通过电压抬升电路抬升光伏电站升交流侧中性点的对地电压，从而提高逆变器前级电池板的对地电压，使电池板对地呈正偏压，实现对电池板PID效应的抑制。本发明不需要对每台逆变器或光伏板进行处理，具有实现简单，成本低，不影响绝缘阻抗检测等优点，特别适合于使用组串型光伏逆变器构建光伏电站的应用。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的抑制电池板PID效应的装置应用示意图；
图2为本发明实施例提供的电压抬升电路结构图；
图3为本发明实施例二提供的抑制电池板PID效应的装置应用示意图。
图4为本发明实施例二提供的中性点形成电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例一
请参照图1所示，图1为本发明实施例一提供的抑制电池板PID效应的装置应用示意图。
本实施例中抑制电池板PID效应的装置包括电压抬升电路101，光伏电站变压器102的中性点便于接入电压抬升电路101。所述电压抬升电路101连接在变压器102的中性点与地之间。
如图2所示，于本实施例，所述电压抬升电路101包括开关S1、电阻R1、电阻R2及电压源V1；所述开关S1一端连接中性点，另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电压源V1的一端，电压源V1的另一端接地，电阻R2并接在电压源V1两端。电阻R1可以防止过大的共模电流。在电压源V1两端并联电阻R2即负载，可以防止逆变器103向电压源V1灌入电流。另外，所述电压抬升电路101还包括漏电流传感器和报警电路。所述漏电流传感器接在电压抬升电路101的输出侧。在光伏电站发生对地短接或低阻接地，导致中性点电压会被迅速拉低，或者漏电流传感器检测到超出限制的漏电流时，报警电路将会及时报警。需要说明的是，报警电路的种类很多，可根据实际需要选择声光报警或其它合适的报警方式，在此不再赘述。
下面对电压抬升电路101所需提供抬升电压大小的计算过程进行简要说明。
抬升电压UT计算，其中UT：电压抬升电路101的电源电压；Ua：变压器102原边A相输入对地电压；Ub：变压器102原边B相输入对地电压；Uc：变压器102原边C相输入对地电压；Upv+：电池板正极对地电压；Upv-：电池板负极对地电压；Upvmax：电池板输入的最大电压。
则变压器102中性点电压：
UT＝(Ua+Ub+Uc)/3≤(Upv++Upv++Upv+)/3＝Upv+
电池板负极对地电压：
Upv-≥Upv+-Upvmax≥UT-Upvmax
因此，UT取电池板输入电压的最大值时，电池板负极能够保证对地呈正偏压。实际应用中可以考虑接入逆变器103的个数和实测的电压调整该电压。
当直流侧对地阻抗较小时，由于抬升电压UT可能在电阻R1上形成较大的分压，影响电压抬升效果，因此，需要在逆变器103开机前(此时交流侧开关处于断开状态)检测逆变器103对地的绝缘阻抗，当绝缘阻抗满足标准时，允许其接入电网，保证电压抬升的效果。
实施例二
请参照图3所示，图3为本发明实施例二提供的抑制电池板PID效应的装置应用示意图。
本实施例是针对光伏电站变压器301的中性点不便于接入电压抬升电路302的情况而设计。于本实施例中抑制电池板PID效应的装置包括中性点形成电路303和电压抬升电路302。在光伏电站交流侧接入所述中性点形成电路303，形成一中性点，电压抬升电路302连接在中性点形成电路303与地之间。
于本实施例，如图2所示，所述电压抬升电路302包括开关S1、电阻R1、电阻R2及电压源V1；所述开关S1一端连接中性点，另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电压源V1的一端，电压源V1的另一端接地，电阻R2并接在电压源V1两端。电阻R1可以防止过大的共模电流。在电压源V1两端并联电阻R2即负载，可以防止逆变器304向电压源V1灌入电流。如图4所示，所述中性点形成电路303包括电容C1、电容C2及电容C3；所述电容C1、电容C2、电容C3的一端对应连接变压器301的三相原边，另一端并接后形成一中性点。另外，所述电压抬升电路302还包括漏电流传感器和报警电路。所述漏电流传感器接在电压抬升电路302的输出侧。在光伏电站发生对地短接或低阻接地，导致中性点电压会被迅速拉低，或者漏电流传感器检测到超出限制的漏电流时，报警电路将会及时报警。
对于电压抬升电路302所需提供抬升电压大小的计算过程同实施例一，在此不再赘述。
本发明的技术方案通过电压抬升电路抬升光伏电站升交流侧中性点的对地电压，从而提高逆变器前级电池板的对地电压，使电池板对地呈正偏压，实现对电池板PID效应的抑制。本发明不需要对每台逆变器或光伏板进行处理，具有实现简单，成本低，不影响绝缘阻抗检测等优点，特别适合于使用组串型光伏逆变器构建光伏电站的应用。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (2)

1.一种抑制电池板PID效应的装置，其特征在于，包括电压抬升电路和中性点形成电路；当变压器的中性点不便接入电压抬升电路时，在光伏电站交流侧接入所述中性点形成电路，形成一中性点，所述电压抬升电路连接在中性点形成电路与地之间；其中，所述电压抬升电路包括开关S1、电阻R1、电阻R2及电压源V1；所述开关S1一端连接中性点，另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电压源V1的一端，电压源V1的另一端接地，电阻R2并接在电压源V1两端；所述中性点形成电路包括电容C1、电容C2及电容C3；所述电容C1、电容C2、电容C3的一端对应连接变压器的三相原边，另一端并接后形成一中性点；所述电压抬升电路包括漏电流传感器和报警电路，所述漏电流传感器接在电压抬升电路的输出侧；在光伏电站发生对地短接或低阻接地，以及检测到超出限制的漏电流时，报警电路报警；所述电压抬升电路所需提供抬升电压大小的计算过程如下：
抬升电压UT计算，其中UT：电压抬升电路的电源电压；Ua：变压器原边A相输入对地电压；Ub：变压器原边B相输入对地电压；Uc：变压器原边C相输入对地电压；Upv+：电池板正极对地电压；Upv-：电池板负极对地电压；Upvmax：电池板输入的最大电压。
则变压器中性点电压：
UT＝(Ua+Ub+Uc)/3≤(Upv++Upv++Upv+)/3＝Upv+
电池板负极对地电压：
Upv-≥Upv+-Upvmax≥UT-Upvmax
因此，UT取电池板输入电压的最大值时，电池板负极能够保证对地呈正偏压。
2.根据权利要求1所述的抑制电池板PID效应的装置，其特征在于，所述电压抬升电路连接在变压器的中性点与地之间。
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