CN106505944A - 一种抗光伏板pid效应的虚拟接地系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种抗光伏板PID效应的虚拟接地系统，包括虚拟接地装置，所述虚拟接地装置串入光伏板负极与地之间，所述虚拟接地装置根据光伏板正极对地绝缘状况，调整出相应的等效阻抗，此阻抗与光伏板正极对地等效阻抗分压，进而改变光伏板负极对地电压，并使得漏电流可控。本发明最大限度保证抗PID效应的效果、控制漏电流大小，也可全时段抑制PID效应，即使逆变器不开机也依然有效。
Description
技术领域
本发明涉及抗光伏板PID效应技术领域，尤其涉及一种抗光伏板PID效应的虚拟接地系统。
背景技术
电势诱导衰减(Potential Induced Degradation，PID)会导致电池板特性发生衰减，影响发电量。在高温高湿环境下，此现象表现得尤为明显。自2005年发现此效应以来，各光伏电池板厂家以及逆变器厂家都在致力于寻找更简单更高效的方法解决此问题。PID效应是电池板负极与地之间存在负压，进而导致钠离子偏移所致，故主动防PID的方法是让负极对地电压大于某个负值或等于0V，让钠离子基本不发生偏移。现在业界采用的虚拟接地方案是在系统交流侧生成虚拟中点，再使用电压源抬升中点对地电压，使得电池板负极对地电压降低，达到抗PID的目的。但是，此方案存在两点不足：一是当逆变器关闭时，装置是失效的，即接地装置与直流侧通路被切断；二是形成中点时需要采用电阻或电感等有损器件，将产生额外损耗。
发明内容
本发明的目的在于通过一种抗光伏板PID效应的虚拟接地系统，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：
一种抗光伏板PID效应的虚拟接地系统，其包括虚拟接地装置，所述虚拟接地装置串入光伏板负极与地之间，所述虚拟接地装置根据光伏板正极对地绝缘状况，调整出相应的等效阻抗，此阻抗与光伏板正极对地等效阻抗分压，进而改变光伏板负极对地电压，并使得漏电流可控。
特别地，所述虚拟接地装置具体用于：令虚拟接地装置的等效阻抗为Rx，能有效抗PID效应的光伏板负极对地电压为Unpe，光伏板正极对地的搭接阻抗为Rp，光伏板电压为Upv，虚拟接地装置所检测到的漏电流值为Ilk，漏电流保护值为Ilkmax；当正常工作或光伏板正极发生阻抗搭接，但Ilk＜Ilkmax时，虚拟接地装置调节等效阻抗值Rx为：
当正极发生严重搭接即Ilk≥Ilkmax时，此时保护搭接者优先级高，虚拟接地装置调整等效阻抗，使得漏电流小于保护值，即等效阻抗Rx：
特别地，所述虚拟接地装置包括光伏板电压采样模块、负极对地电压采样模块、开关器件驱动控制单元、可控开关器件以及漏电流检测装置；所述光伏板电压采样模块一端连接光伏板，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述负极对地电压采样模块的一端连接光伏板负极，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述漏电流检测装置的一端连接开关器件驱动控制单元，另一端接地；所述可控开关器件连接负极对地电压采样模块、开关器件驱动控制单元、漏电流检测装置。
特别地，所述虚拟接地装置包括光伏板电压采样模块、负极对地电压采样模块、开关器件驱动控制单元、可控开关器件、若干不同阻抗电阻以及漏电流检测装置；所述光伏板电压采样模块一端连接光伏板，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述负极对地电压采样模块的一端连接光伏板负极，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述漏电流检测装置的一端连接开关器件驱动控制单元，另一端接地；所述可控开关器件连接负极对地电压采样模块、开关器件驱动控制单元、若干不同阻抗电阻；所述若干不同阻抗电阻连接漏电流检测装置。
特别地，所述虚拟接地装置包括光伏板电压采样模块、负极对地电压采样模块、电动装置驱动单元、滑动电阻器以及漏电流检测装置；所述光伏板电压采样模块一端连接光伏板，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述负极对地电压采样模块的一端连接光伏板负极，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述漏电流检测装置的一端连接开关器件驱动控制单元，另一端接地；所述滑动电阻器的一端连接负极对地电压采样模块，另一端连接漏电流检测装置，电动滑块端连接电动装置驱动单元。
本发明提出的抗光伏板PID效应的虚拟接地系统在光伏板负极与地之间串入一个虚拟接地装置，虚拟接地装置根据漏电流反馈值实时、快速调整其等效阻抗，当漏电流处于正常值时，调整等效阻抗使得光伏板负极对地之间电压小于某值，以达到抗PID效应的目的；当漏电流接近标准所要求的上限保护值时，虚拟接地装置调整阻抗使得漏电流不超过此保护值。本发明最大限度保证抗PID效应的效果、控制漏电流大小，也可全时段抑制PID效应，即使逆变器不开机也依然有效。
附图说明
图1为本发明实施例提供的抗光伏板PID效应的虚拟接地系统结构图；
图2为本发明实施例提供的虚拟接地装置结构图一；
图3为本发明实施例提供的虚拟接地装置结构图二；
图4为本发明实施例提供的虚拟接地装置结构图三。
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，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的抗光伏板PID效应的虚拟接地系统结构图。
本实施例中抗光伏板PID效应的虚拟接地系统具体包括虚拟接地装置101，所述虚拟接地装置101串入光伏板102负极PV-与地之间，所述虚拟接地装置101根据光伏板102正极PV+对地绝缘状况，调整出相应的等效阻抗，此阻抗与光伏板102正极PV+对地等效阻抗分压，进而改变光伏板102负极PV-对地电压，并使得漏电流可控。
所述虚拟接地装置101具体用于：令虚拟接地装置101的等效阻抗为Rx，能有效抗PID效应的光伏板102负极PV-对地电压为Unpe，光伏板102正极PV+对地的搭接阻抗为Rp，光伏板102电压为Upv，虚拟接地装置101所检测到的漏电流值为Ilk，漏电流保护值为Ilkmax；当正常工作或光伏板102正极PV+发生阻抗搭接，但Ilk＜Ilkmax时，虚拟接地装置101调节等效阻抗值Rx为：
当正极PV+发生严重搭接即Ilk≥Ilkmax时，此时保护搭接者优先级高，虚拟接地装置101调整等效阻抗，使得漏电流小于保护值，即等效阻抗Rx：
本发明可最大限度保证光伏板负极对地电压处于可有效抗PID效应的数值，也在逆变器103不并网运行时同样起到防PID效应的目的。需要说明的是，本发明可使用在单台逆变器103通过变压器104并网场合，也可用于多机直接并联后通过变压器104并网场合。
在本实施例中实现虚拟接地装置101的方式包括但不限于以下三种：
一、通过电流反馈方式控制开关管的等效导通阻抗
如图2所示，所述虚拟接地装置101包括光伏板电压采样模块201、负极对地电压采样模块202、开关器件驱动控制单元203、可控开关器件204以及漏电流检测装置205；所述光伏板电压采样模块201一端连接光伏板，另一端连接开关器件驱动控制单元203；所述负极对地电压采样模块202的一端连接光伏板负极PV-，另一端连接开关器件驱动控制单元203；所述漏电流检测装置205的一端连接开关器件驱动控制单元203，另一端接地；所述可控开关器件204连接负极对地电压采样模块202、开关器件驱动控制单元203、漏电流检测装置205。其中可控开关器件204选型包括但不限于三极管、IGBT、MOSFET等电力电子器件；漏电流检测装置包括但不限于霍尔、分流器等；开关器件驱动控制单元203包括但不限于使用硬件负反馈、带控制芯片的功能单元等。
二、根据电流反馈值，控制不同电阻切换或滑动变阻器方式实现
如图3所示，所述虚拟接地装置101包括光伏板电压采样模块301、负极对地电压采样模块302、开关器件驱动控制单元303、可控开关器件(K1-Kn)、若干不同阻抗电阻(R1-Rn)以及漏电流检测装置304；所述光伏板电压采样模块301一端连接光伏板，另一端连接开关器件驱动控制单元303；所述负极对地电压采样模块302的一端连接光伏板负极PV-，另一端连接开关器件驱动控制单元303；所述漏电流检测装置304的一端连接开关器件驱动控制单元303，另一端接地；所述可控开关器件(K1-Kn)连接负极对地电压采样模块302、开关器件驱动控制单元303、若干不同阻抗电阻(R1-Rn)；所述若干不同阻抗电阻(R1-Rn)连接漏电流检测装置304。其中，所述可控开关器件(K1-Kn)的选型包括但不限于接触器、继电器、带电操功能的断路器等；漏电流检测装置304包括但不限于霍尔、分流器等。
如图4所示,所述虚拟接地装置101包括光伏板电压采样模块401、负极对地电压采样模块402、电动装置驱动单元403、滑动电阻器Rx以及漏电流检测装置404；所述光伏板电压采样模块401一端连接光伏板，另一端连接开关器件驱动控制单元403；所述负极对地电压采样模块402的一端连接光伏板负极PV-，另一端连接开关器件驱动控制单元403；所述漏电流检测装置404的一端连接开关器件驱动控制单元403，另一端接地；所述滑动电阻器Rx的一端连接负极对地电压采样模块402，另一端连接漏电流检测装置404，电动滑块405端连接电动装置驱动单元403。
三、在某些场合，虚拟接地装置101也可使用热敏电阻实现，当漏电流超过设计值时，热敏电阻开始发热，阻抗变大，达到限制电流的目的。
本发明的技术方案在光伏板负极与地之间串入一个虚拟接地装置，虚拟接地装置根据漏电流反馈值实时、快速调整其等效阻抗，当漏电流处于正常值时，调整等效阻抗使得光伏板负极对地之间电压小于某值，以达到抗PID效应的目的；当漏电流接近标准所要求的上限保护值时，虚拟接地装置调整阻抗使得漏电流不超过此保护值。本发明最大限度保证抗PID效应的效果、控制漏电流大小，也可全时段抑制PID效应，即使逆变器不开机也依然有效。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种抗光伏板PID效应的虚拟接地系统，其特征在于，包括虚拟接地装置，所述虚拟接地装置串入光伏板负极与地之间，所述虚拟接地装置根据光伏板正极对地绝缘状况，调整出相应的等效阻抗，此阻抗与光伏板正极对地等效阻抗分压，进而改变光伏板负极对地电压，并使得漏电流可控。
2.根据权利要求1所述的抗光伏板PID效应的虚拟接地系统，其特征在于，所述虚拟接地装置具体用于：令虚拟接地装置的等效阻抗为Rx，能有效抗PID效应的光伏板负极对地电压为Unpe，光伏板正极对地的搭接阻抗为Rp，光伏板电压为Upv，虚拟接地装置所检测到的漏电流值为Ilk，漏电流保护值为Ilkmax；当正常工作或光伏板正极发生阻抗搭接，但Ilk＜Ilkmax时，虚拟接地装置调节等效阻抗值Rx为：
当正极发生严重搭接即Ilk≥Ilkmax时，此时保护搭接者优先级高，虚拟接地装置调整等效阻抗，使得漏电流小于保护值，即等效阻抗Rx：
3.根据权利要求1或2任一项所述的抗光伏板PID效应的虚拟接地系统，其特征在于，所述虚拟接地装置包括光伏板电压采样模块、负极对地电压采样模块、开关器件驱动控制单元、可控开关器件以及漏电流检测装置；所述光伏板电压采样模块一端连接光伏板，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述负极对地电压采样模块的一端连接光伏板负极，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述漏电流检测装置的一端连接开关器件驱动控制单元，另一端接地；所述可控开关器件连接负极对地电压采样模块、开关器件驱动控制单元、漏电流检测装置。
4.根据权利要求1或2任一项所述的抗光伏板PID效应的虚拟接地系统，其特征在于，所述虚拟接地装置包括光伏板电压采样模块、负极对地电压采样模块、开关器件驱动控制单元、可控开关器件、若干不同阻抗电阻以及漏电流检测装置；所述光伏板电压采样模块一端连接光伏板，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述负极对地电压采样模块的一端连接光伏板负极，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述漏电流检测装置的一端连接开关器件驱动控制单元，另一端接地；所述可控开关器件连接负极对地电压采样模块、开关器件驱动控制单元、若干不同阻抗电阻；所述若干不同阻抗电阻连接漏电流检测装置。
5.根据权利要求1或2任一项所述的抗光伏板PID效应的虚拟接地系统，其特征在于，所述虚拟接地装置包括光伏板电压采样模块、负极对地电压采样模块、电动装置驱动单元、滑动电阻器以及漏电流检测装置；所述光伏板电压采样模块一端连接光伏板，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述负极对地电压采样模块的一端连接光伏板负极，另一端连接开关器件驱动控制单元；所述漏电流检测装置的一端连接开关器件驱动控制单元，另一端接地；所述滑动电阻器的一端连接负极对地电压采样模块，另一端连接漏电流检测装置，电动滑块端连接电动装置驱动单元。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |