CN106953592B - 太阳能电池自供电的抗pid装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池自供电的抗PID装置，解决了现有技术的不足，技术方案为：配设在太阳能电站的汇流箱中，汇流箱里面包括，组件串熔丝、抗PID装置、直流断路器，太阳能组件串并联后，通过组件串熔丝与直流断路器连接，并入逆变器，逆变器将直流电转化为交流电，输入电网，抗PID装置中包含电压提取装置、充电控制器、充电断路器、储能装置、放电断路器、放电控制器和系统控制装置；电压提取装置与太阳能组件串相连，电压提取装置得到太阳能组件串的电压值，并将电压值传输到系统控制装置中；充电控制装置通过电压提取装置与太阳能组件串相连，充电控制装置控制电压和电流对储能装置充电；充电控制装置与储能装置之间安装有充电断路器。

Description

太阳能电池自供电的抗PID装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及属于太阳能发电提升领域，特别涉及一种太阳能电池自供电的抗PID装置及其控制方法。
背景技术
太阳能发电得到越来越广泛的应用，太阳能电站的常见结构是集中式逆变结构和组件串式逆变结构(参见附图1、附图2和附图3)。集中式逆变结构中包括太阳能组件、直流汇流箱、集中式逆变器、变压器等设备，几十串或上百串太阳能组件串并连到一个集中式逆变器中，一个集中式逆变器只有一个最大功率点跟踪(MPPT)装置。集中式逆变结构的优点是初期投资低，但在电站实际运行过程中会出现旁路二极管损坏、PID效应、阴影、倾角不一致、灰尘和其他问题引起的组件串电压不匹配现象。当电压不一致的组件串并联到一起时，电池串间会相互影响，每一个组件串都不在最大功率点工作，严重影响了太阳能电站的发电效率。组件串式逆变结构中包括太阳能组件、组件串式逆变器、交流汇流箱、变压器，每一个组件串式逆变器包括1-2个MPPT装置，每个MPPT装置并联1串至4串。组件串式逆变器结构能有效解决组件串电压不一致的现象，但组件串式逆变器结构初期投资高，而且多个组件串式逆变器的交流端并联在一起时，会出现相互影响的情况，影响到电能质量。每一个汇流箱包括1-4个MPPT跟踪装置，每个MPPT可并联1-4个太阳能组件串，既能有效解决电压不一致现象，又能很好的避免了多个逆变器并联后，交流端相互影响的现象，而且这种结构的初期投资较组件串式逆变器低，性价比较高。但上述3种电站结构都不能预防太阳能电站的另一个重要的缺陷，这种缺陷就是PID现象，PID现象发生是太阳能电池发电过程中出现的太阳能组件功率衰减的现象，衰减严重时会超过30％以上。
太阳能电站的PID(势能诱导衰减)现象是太阳能电池组件在户外应用过程中，由于太阳能电池对地有一定的电势，出现外界的正离子或负离子吸附到电池片表面，影响到电池片表面的p/n结分布，引起功率衰减的现象。太阳能电池的PID现象可通过向组件和大地间施加正向电压或负向电压(以下以正向电压为例)进行预防和恢复。一般的方法是将正向电压装置安装在逆变器位置，通过获取电网的交流电来实现供电。但这种抗PID装置直接将电压施加到了逆变器上，通过直流线缆传输到组件串中，有可能会对逆变器造成损坏。如果将抗PID装置安装到离组件串较近的汇流箱处，又会由于没有供电交流供电电源而使抗PID装置不能工作。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术会对逆变器造成损坏。如果将抗PID装置安装到离组件串较近的汇流箱处，又会由于没有供电交流供电电源而使抗PID装置不能工作的问题，提供了一种太阳能电池自供电的抗PID装置及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能电池自供电的抗PID装置，配设在太阳能电站的汇流箱中，与太阳能组件串以及逆变器连接，汇流箱里面包括，组件串熔丝、抗PID装置、直流断路器和接地点，所述太阳能组件串并联后，通过组件串熔丝与直流断路器连接，并入逆变器，逆变器将直流电转化为交流电，输入电网，抗PID装置中包含电压提取装置、充电控制器、充电断路器、储能装置、放电断路器、放电控制器和系统控制装置；电压提取装置与太阳能组件串相连，电压提取装置得到太阳能组件串的电压值，并将电压值传输到系统控制装置中；充电控制器通过电压提取装置与太阳能组件串相连，充电控制器控制电压和电流对储能装置充电；充电控制器与储能装置之间安装有充电断路器，当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值大于等于设定值时，判定太阳能电站即将具备工作条件，系统控制装置控制充电断路器闭合，同时断开放电断路器，闭合直流断路器，开始充电工作；储能装置通过放电断路器与放电控制器相连，放电控制器与太阳能组件串以及接地点相连，放电控制器控制电压和电流且从储能装置获取电力，在太阳能组件串内部电路和接地点之间施加正向电压或负向电压；当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值低于某一个值时，判定为已经没有太阳，太阳能电站已经停止发电，系统控制装置控制放电断路器闭合，同时断开充电断路器，断开汇流箱断路器，开始放电工作，对太阳能组件串和接地点之间施加电压，进行PID预防。本发明的太阳能电池自供电抗PID系统安装在汇流箱处，直流断路器与组件之间。可以在白天的时候获取太阳能电池的直流电，将其储存起来，晚上的时候，自动控制将汇流箱中的直流断路器断开，使组件串与逆变器断开，然后抗PID系统向组件串和大地之间施加电压。这样避免了逆变器受到电压的影响，同时也解决了没有交流电源供电，抗PID装置不能工作的问题。
作为优选，还包括起到抗雷击作用保护汇流箱中的各个器件的防雷装置，防雷装置分别与汇流箱中的正极(+)、负极(-)以及接地点相连。
一种太阳能电池自供电的抗PID装置控制方法，适用于如上所述的太阳能电池自供电的抗PID装置，当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值大于等于设定值时，判定太阳能电站即将具备工作条件，系统控制装置控制充电断路器闭合，同时断开放电断路器，闭合直流断路器，开始充电工作；
当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值低于某一个值时，判定为已经没有太阳，太阳能电站已经停止发电，系统控制装置控制放电断路器闭合，同时断开充电断路器，断开汇流箱断路器，开始放电工作，对太阳能组件串和接地点之间施加电压，进行PID预防。
本发明的实质性效果是：本发明的太阳能电池自供电抗PID系统安装在汇流箱处，直流断路器与组件之间。可以在白天的时候获取太阳能电池的直流电，将其储存起来，晚上的时候，自动控制将汇流箱中的直流断路器断开，使组件串与逆变器断开，然后抗PID系统向组件串和大地之间施加电压。这样避免了逆变器受到电压的影响，同时也解决了没有交流电源供电，抗PID装置不能工作的问题。
附图说明
图1为一种常规技术的结构示意图；
图2为一种常规技术的结构示意图；
图3为一种常规技术的结构示意图；
图4为本发明的一种结构示意图。
图中1是太阳能组件串，2是组件串熔丝，3是抗PID装置，3-1是电压提取装置、3-2是充电控制器、3-3是充电断路器、3-4是储能装置，3-5是放电断路器，3-6是放电控制器，3-7是系统控制装置，4是防雷装置，5是直流断路器，6是接地点，7是汇流箱，8是逆变器。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例：
一种太阳能电池自供电的抗PID装置(参见附图4)，配设在太阳能电站的汇流箱7中，与太阳能组件串1以及逆变器8连接，
汇流箱里面包括，组件串熔丝2、抗PID装置3、直流断路器5和接地点6，所述太阳能组件串并联后，通过组件串熔丝与直流断路器连接，并入逆变器，逆变器将直流电转化为交流电，输入电网，抗PID装置中包含电压提取装置3-1、充电控制器3-2、充电断路器3-3、储能装置3-4、放电断路器3-5、放电控制器3-6和系统控制装置3-7；电压提取装置与太阳能组件串相连，电压提取装置得到太阳能组件串的电压值，并将电压值传输到系统控制装置中；充电控制器通过电压提取装置与太阳能组件串相连，充电控制器控制电压和电流对储能装置充电；充电控制器与储能装置之间安装有充电断路器，当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值大于等于设定值时，判定太阳能电站即将具备工作条件，系统控制装置控制充电断路器闭合，同时断开放电断路器，闭合直流断路器，开始充电工作；储能装置通过放电断路器与放电控制器相连，放电控制器与太阳能组件串以及接地点相连，放电控制器控制电压和电流且从储能装置获取电力，在太阳能组件串内部电路和接地点之间施加正向电压或负向电压；当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值低于某一个值时，判定为已经没有太阳，太阳能电站已经停止发电，系统控制装置控制放电断路器闭合，同时断开充电断路器，断开汇流箱断路器，开始放电工作，对太阳能组件串和接地点之间施加电压，进行PID预防。还包括起到抗雷击作用保护汇流箱中的各个器件的防雷装置4，防雷装置分别与汇流箱中的正极(+)、负极(-)以及接地点相连。
一种太阳能电池自供电的抗PID装置控制方法，适用于如上所述的太阳能电池自供电的抗PID装置，当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值大于等于设定值时，判定太阳能电站即将具备工作条件，系统控制装置控制充电断路器闭合，同时断开放电断路器，闭合直流断路器，开始充电工作；
当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值低于某一个值时，判定为已经没有太阳，太阳能电站已经停止发电，系统控制装置控制放电断路器闭合，同时断开充电断路器，断开汇流箱断路器，开始放电工作，对太阳能组件串和接地点之间施加电压，进行PID预防。
本实施例的太阳能电池自供电抗PID系统安装在汇流箱处，直流断路器与组件之间。可以在白天的时候获取太阳能电池的直流电，将其储存起来，晚上的时候，自动控制将汇流箱中的直流断路器断开，使组件串与逆变器断开，然后抗PID系统向组件串和大地之间施加电压。这样避免了逆变器受到电压的影响，同时也解决了没有交流电源供电，抗PID装置不能工作的问题。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (3)

1.一种太阳能电池自供电的抗PID装置，配设在太阳能电站的汇流箱中，与太阳能组件串以及逆变器连接，其特征在于：
汇流箱里面包括，组件串熔丝、抗PID装置、直流断路器和接地点，所述太阳能组件串并联后，通过组件串熔丝与直流断路器连接，并入逆变器，逆变器将直流电转化为交流电，输入电网，抗PID装置中包含电压提取装置、充电控制器、充电断路器、储能装置、放电断路器、放电控制器和系统控制装置；电压提取装置与太阳能组件串相连，电压提取装置得到太阳能组件串的电压值，并将电压值传输到系统控制装置中；充电控制器通过电压提取装置与太阳能组件串相连，充电控制器控制电压和电流对储能装置充电；充电控制器与储能装置之间安装有充电断路器，当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值大于等于设定值时，判定太阳能电站即将具备工作条件，系统控制装置控制充电断路器闭合，同时断开放电断路器，闭合直流断路器，开始充电工作；储能装置通过放电断路器与放电控制器相连，放电控制器与太阳能组件串以及接地点相连，放电控制器控制电压和电流且从储能装置获取电力，在太阳能组件串内部电路和接地点之间施加正向电压或负向电压；当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值低于某一个值时，判定为已经没有太阳，太阳能电站已经停止发电，系统控制装置控制放电断路器闭合，同时断开充电断路器，断开汇流箱断路器，开始放电工作，对太阳能组件串和接地点之间施加电压，进行PID预防。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池自供电的抗PID装置，其特征在于：还包括起到抗雷击作用保护汇流箱中的各个器件的防雷装置，防雷装置分别与汇流箱中的正极(+)、负极(-)以及接地点相连。
3.一种太阳能电池自供电的抗PID装置控制方法，适用于如权利要求1所述的太阳能电池自供电的抗PID装置，其特征在于：当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值大于等于设定值时，判定太阳能电站即将具备工作条件，系统控制装置控制充电断路器闭合，同时断开放电断路器，闭合直流断路器，开始充电工作；
当系统控制装置从电压提取装置获取的电压值低于某一个值时，判定为已经没有太阳，太阳能电站已经停止发电，系统控制装置控制放电断路器闭合，同时断开充电断路器，断开汇流箱断路器，开始放电工作，对太阳能组件串和接地点之间施加电压，进行PID预防。
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