CN203840275U - 兼具抗pid功能的光伏汇流装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置，它包括汇流电路、电压采样收集器、PID控制器、电压变换器和直流电源，汇流电路的各正极输出端并接后形成总正极输出端接入直流柜或逆变器，汇流电路的各负极输出端并接后形成总负极输出端接入直流柜或逆变器；其中，电压采样收集器，其采集端分别与汇流电路的总正极输出端和总负极输出端相连接，其信号输出端与PID控制器的信号输入端相连接；电压变换器，其负极输出端接地，其正极输出端与汇流电路的总负极输出端相连接；直流电源，其分别与电压变换器的正极输入端和负极输入端相连接；PID控制器，其信号输出端与电压变换器的开闭信号输入端相连接。本实用新型不仅能够实现组件串汇流的功能，而且能够抑制PID反应引发发电量低的现象。

Description

兼具抗PID功能的光伏汇流装置
技术领域
本实用新型涉及一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置。
背景技术
目前，太阳能行业作为一种低碳可再生能源，正在世界范围内蓬勃发展，各国安装量逐年增长，光伏系统在安装后具有25年的使用寿命，但实际上在应用中受到不同环境的影响，光伏系统的发电量会产生一定程度的衰减。其中当处于高温高湿的环境下，光伏组件如果长期处于负偏压下极易产生PID现象即电势诱导衰减的问题，当组件发生PID现象后功率会大幅下降，严重影响系统的发电量，以至于无法保证系统的投资效益，同时经试验验证该现象在一定的条件下是可以恢复的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置，它不仅能够实现组件串汇流的功能，而且能够抑制PID反应引发发电量低的现象。
为了解决上述技术问题，本实用新型的第一种技术方案是：一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置，其特征在于：它包括汇流电路、电压采样收集器、PID控制器、电压变换器和直流电源，汇流电路的各正极输入端与相应的组件串正极相连接，汇流电路的各负极输入端与相应的组件串负极相连接，汇流电路的各正极输出端并接后形成总正极输出端接入直流柜或逆变器，汇流电路的各负极输出端并接后形成总负极输出端接入直流柜或逆变器；其中，
电压采样收集器，其采集端分别与汇流电路的总正极输出端和总负极输出端相连接，其信号输出端与PID控制器的信号输入端相连接，用于获取采样电压信号并将其传递给PID控制器；
电压变换器，其负极输出端接地，其正极输出端与汇流电路的总负极输出端相连接；
直流电源，其分别与电压变换器的正极输入端和负极输入端相连接；
PID控制器，其信号输出端与电压变换器的开闭信号输入端相连接，并用于根据接收到的采样电压信号发出相应的开启信号或关闭信号传递给电压变换器控制其工作；当PID控制器接收到的采样电压信号＜设定值时，PID控制器控制电压变换器工作使电压变换器的正极输出端向汇流电路的总负极输出端输出反向电压；当PID控制器接收到的采样电压信号≥设定值时，PID控制器控制电压变换器停止工作。
进一步为了能够利用光伏组件串的电量及时对直流电源进行充电，该兼具抗PID功能的光伏汇流装置还包括充电控制电路，并且所述的直流电源为充电电池，所述的充电电池的电源输入端通过充电控制电路分别汇流电路的总正极输出端和总负极输出端相连接。
进一步为了使本光伏汇流装置防雷保护功能，避免遭受雷击，该兼具抗PID功能的光伏汇流装置还包括防雷器，所述的防雷器的两极分别连接在汇流电路的总正极输出端和总负极输出端上。
进一步为了能够对汇流电路进行监控，所述的汇流电路中连接有汇流监控电路。
为了解决上述技术问题，本实用新型的第二种技术方案是：一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置，它包括汇流电路、时间控制电路、电压变换器和直流电源，汇流电路的各正极输入端与相应的组件串正极相连接，汇流电路的各负极输入端与相应的组件串负极相连接，汇流电路的各正极输出端并接后形成总正极输出端接入直流柜或逆变器，汇流电路的各负极输出端并接后形成总负极输出端接入直流柜或逆变器；其中，
电压变换器，其负极输出端接地，其正极输出端与汇流电路的总负极输出端相连接；
直流电源，其分别与电压变换器的正极输入端和负极输入端相连接；
时间控制电路，其信号输出端与电压变换器的开闭信号输入端相连接，用于设定时间段发出相应的开启信号或关闭信号传递给电压变换器控制其工作；当电压变换器接收到开启信号时，电压变换器工作使电压变换器的正极输出端向汇流电路的总负极输出端输出反向电压；当电压变换器接收到关闭信号时，电压变换器停止工作。
进一步为了能够利用光伏组件串的电量及时对直流电源进行充电，该兼具抗PID功能的光伏汇流装置还包括充电控制电路，并且所述的直流电源为充电电池，所述的充电电池的电源输入端通过充电控制电路分别汇流电路的总正极输出端和总负极输出端相连接。
进一步为了使本光伏汇流装置防雷保护功能，避免遭受雷击，该兼具抗PID功能的光伏汇流装置还包括防雷器，所述的防雷器的两极分别连接在汇流电路的总正极输出端和总负极输出端上。
进一步为了能够对汇流电路进行监控，所述的汇流电路中连接有汇流监控电路。
采用了上述技术方案后，汇流电路主要实现光伏系统接线中的汇流功能，将N串组件串汇集为一路输出，接入下级直流柜或逆变器中，降低电缆使用量和方便检修等，光伏系统中的光伏组件在一些高温、高湿环境下可能会出现电势诱导衰减现象，致使系统功率大幅下降，严重时候可能损失40%-70%，使系统发电量大折扣，在系统安装中该实用新型装置后，装置将在夜间或装置检测到装置开启条件的信号后对系统中组件串进行衰减的恢复，从而减弱甚至消除PID问题。
附图说明
图1为本实用新型的兼具抗PID功能的光伏汇流装置的第一种结构的电路连接图；
图2为本实用新型的兼具抗PID功能的光伏汇流装置的第二种结构的电路连接图。
具体实施方式
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置，它包括汇流电路1、电压采样收集器2、PID控制器3、电压变换器4和直流电源6，汇流电路1的各正极输入端与相应的组件串正极相连接，汇流电路1的各负极输入端与相应的组件串负极相连接，汇流电路1的各正极输出端并接后形成总正极输出端接入直流柜或逆变器，汇流电路1的各负极输出端并接后形成总负极输出端接入直流柜或逆变器；其中，
电压采样收集器2，其采集端分别与汇流电路1的总正极输出端和总负极输出端相连接，其信号输出端与PID控制器3的信号输入端相连接，用于获取采样电压信号并将其传递给PID控制器3；
电压变换器4，其负极输出端接地，其正极输出端与汇流电路1的总负极输出端相连接；
直流电源6，其分别与电压变换器4的正极输入端和负极输入端相连接；
PID控制器3，其信号输出端与电压变换器4的开闭信号输入端相连接，并用于根据接收到的采样电压信号发出相应的开启信号或关闭信号传递给电压变换器4控制其工作；当PID控制器3接收到的采样电压信号＜设定值时，PID控制器3控制电压变换器4工作使电压变换器4的正极输出端向汇流电路1的总负极输出端输出反向电压；当PID控制器3接收到的采样电压信号≥设定值时，PID控制器3控制电压变换器4停止工作。
为了能够利用光伏组件串的电量及时对直流电源6进行充电，如图1所示，兼具抗PID功能的光伏汇流装置还包括充电控制电路5，并且直流电源6为充电电池，充电电池的电源输入端通过充电控制电路5分别汇流电路1的总正极输出端和总负极输出端相连接。
为了使本光伏汇流装置防雷保护功能，避免遭受雷击，如图1所示，兼具抗PID功能的光伏汇流装置还包括防雷器7，防雷器7的两极分别连接在汇流电路1的总正极输出端和总负极输出端上。
为了能够对汇流电路1进行监控，如图1所示，汇流电路1中连接有汇流监控电路1-1。
在光伏系统安装过程中，将组件串通过该装置的汇流电路1接入，组件串正极接入正极，组件串负极接入负极，并一一对应相应的序号，本方案图中仅绘出了8路汇入，实际中应用有3-20串不等都可实现；装置输出端计入下级直流柜或光伏逆变器，系统安装完成后，实际的运行过程如下：
白天，组件及系统正常运行，系统发电，装置中的汇流电路1、汇流监测电路1-1、防雷器7等正常运行，保证系统的可靠运行，此时电压采样收集器2搜集的信号符合设定要求，无需启动PID控制器3进入下一步工作，进而无需对组件进行施加反向电压。
当晚上或阴雨天情况下，系统不发电或发电量极低，装置中的电压采样收集器2搜集到组件串的电压非常小，当小于某一设定值时，电压采样收集器2发出信号控制PID控制器3启动，PID控制器3控制电压变换器4开始工作，电压变换器4通过从直流电源6处取电，并经过系列电压、电流变换使满足使用要求，进而对组件串施加反向电压，此时，组件串在电压变换器4提供的电压作用下形成对地的正偏压，因电势诱导衰减造成功率损失的组件开始恢复。
当电压采样收集器2检测到电压信号高于或等于设定值时，控制PID控制器3断开电压变换器4，停止工作。
当直流电源为充电电池，其电能不足以维持连续的电压施加时间时，充电控制电路5需在白天工作时取光伏系统的发电为充电电池进行充电，确保具有足够的电能。
实施例二
如图2所示，一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置，它包括汇流电路1、时间控制电路8、电压变换器4和直流电源6，汇流电路1的各正极输入端与相应的组件串正极相连接，汇流电路1的各负极输入端与相应的组件串负极相连接，汇流电路1的各正极输出端并接后形成总正极输出端接入直流柜或逆变器，汇流电路1的各负极输出端并接后形成总负极输出端接入直流柜或逆变器；其中，
电压变换器4，其负极输出端接地，其正极输出端与汇流电路1的总负极输出端相连接；
直流电源6，其分别与电压变换器4的正极输入端和负极输入端相连接；
时间控制电路8，其信号输出端与电压变换器4的开闭信号输入端相连接，用于设定时间段发出相应的开启信号或关闭信号传递给电压变换器4控制其工作；当电压变换器4接收到开启信号时，电压变换器4工作使电压变换器4的正极输出端向汇流电路1的总负极输出端输出反向电压；当电压变换器4接收到关闭信号时，电压变换器4停止工作。
为了能够利用光伏组件串的电量及时对直流电源6进行充电，如图2所示，该兼具抗PID功能的光伏汇流装置还包括充电控制电路5，并且直流电源6为充电电池，充电电池的电源输入端通过充电控制电路5分别汇流电路1的总正极输出端和总负极输出端相连接。
该兼具抗PID功能的光伏汇流装置还包括防雷器7，如图2所示，防雷器7的两极分别连接在汇流电路1的总正极输出端和总负极输出端上。
如图2所示，汇流电路1中连接有汇流监控电路1-1。
本实施例将PID控制器3和电压采样收集器2替换为时间控制电路8，从而利用时间控制电路8来代替PID控制器3和电压采样收集器2的功能，当晚上不发电，如控制晚上的20：00—凌晨05:00时间段内电压变换器4工作，其余时间电压变换器4均不工作。
以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置，其特征在于：它包括汇流电路（1）、电压采样收集器（2）、PID控制器（3）、电压变换器（4）和直流电源（6），汇流电路（1）的各正极输入端与相应的组件串正极相连接，汇流电路（1）的各负极输入端与相应的组件串负极相连接，汇流电路（1）的各正极输出端并接后形成总正极输出端接入直流柜或逆变器，汇流电路（1）的各负极输出端并接后形成总负极输出端接入直流柜或逆变器；其中，
电压采样收集器（2），其采集端分别与汇流电路（1）的总正极输出端和总负极输出端相连接，其信号输出端与PID控制器（3）的信号输入端相连接，用于获取采样电压信号并将其传递给PID控制器（3）；
电压变换器（4），其负极输出端接地，其正极输出端与汇流电路（1）的总负极输出端相连接；
直流电源（6），其分别与电压变换器（4）的正极输入端和负极输入端相连接；
PID控制器（3），其信号输出端与电压变换器（4）的开闭信号输入端相连接，并用于根据接收到的采样电压信号发出相应的开启信号或关闭信号传递给电压变换器（4）控制其工作；当PID控制器（3）接收到的采样电压信号＜设定值时，PID控制器（3）控制电压变换器（4）工作使电压变换器（4）的正极输出端向汇流电路（1）的总负极输出端输出反向电压；当PID控制器（3）接收到的采样电压信号≥设定值时，PID控制器（3）控制电压变换器（4）停止工作。
2.根据权利要求1所述的兼具抗PID功能的光伏汇流装置，其特征在于：还包括充电控制电路（5），并且所述的直流电源（6）为充电电池，所述的充电电池的电源输入端通过充电控制电路（5）分别汇流电路（1）的总正极输出端和总负极输出端相连接。
3.根据权利要求1或2所述的兼具抗PID功能的光伏汇流装置，其特征在于：还包括防雷器（7），所述的防雷器（7）的两极分别连接在汇流电路（1）的总正极输出端和总负极输出端上。
4.根据权利要求1或2所述的兼具抗PID功能的光伏汇流装置，其特征在于：所述的汇流电路（1）中连接有汇流监控电路（1-1）。
5.一种兼具抗PID功能的光伏汇流装置，其特征在于：它包括汇流电路（1）、时间控制电路（8）、电压变换器（4）和直流电源（6），汇流电路（1）的各正极输入端与相应的组件串正极相连接，汇流电路（1）的各负极输入端与相应的组件串负极相连接，汇流电路（1）的各正极输出端并接后形成总正极输出端接入直流柜或逆变器，汇流电路（1）的各负极输出端并接后形成总负极输出端接入直流柜或逆变器；其中，
电压变换器（4），其负极输出端接地，其正极输出端与汇流电路（1）的总负极输出端相连接；
直流电源（6），其分别与电压变换器（4）的正极输入端和负极输入端相连接；
时间控制电路（8），其信号输出端与电压变换器（4）的开闭信号输入端相连接，用于设定时间段发出相应的开启信号或关闭信号传递给电压变换器（4）控制其工作；当电压变换器（4）接收到开启信号时，电压变换器（4）工作使电压变换器（4）的正极输出端向汇流电路（1）的总负极输出端输出反向电压；当电压变换器（4）接收到关闭信号时，电压变换器（4）停止工作。
6.根据权利要求5所述的兼具抗PID功能的光伏汇流装置，其特征在于：还包括充电控制电路（5），并且所述的直流电源（6）为充电电池，所述的充电电池的电源输入端通过充电控制电路（5）分别汇流电路（1）的总正极输出端和总负极输出端相连接。
7.根据权利要求5或6所述的兼具抗PID功能的光伏汇流装置，其特征在于：还包括防雷器（7），所述的防雷器（7）的两极分别连接在汇流电路（1）的总正极输出端和总负极输出端上。
8.根据权利要求5或6所述的兼具抗PID功能的光伏汇流装置，其特征在于：所述的汇流电路（1）中连接有汇流监控电路（1-1）。
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