一种解决光伏发电站PID效应的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种解决光伏发电站PID效应的系统，包括光伏电池组件，直流汇流箱，直流配电柜和并网逆变器；所述光伏电池组件连接成为组件串，组件串的正负极输出分别连接直流汇流箱的正负极输入，所述直流汇流箱的正负极输出分别连接直流配电柜的正负极输入，所述直流配电柜的正负极输出连接并网逆变器。所述直流汇流箱的负极输入直接接地；所述直流配电柜的负极输入直接接地；所述并网逆变器内加装直流对地故障检测中断装置。本实用新型专利技术对直流汇流箱、直流配电柜负极接地，并对逆变器负极接地，使高负偏压升高，从而解决电势诱导衰减效应。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种解决光伏发电站PID效应的系统，包括光伏电池组件，直流汇流箱，直流配电柜和并网逆变器；所述光伏电池组件连接成为组件串，组件串的正负极输出分别连接直流汇流箱的正负极输入，所述直流汇流箱的正负极输出分别连接直流配电柜的正负极输入，所述直流配电柜的正负极输出连接并网逆变器。所述直流汇流箱的负极输入直接接地；所述直流配电柜的负极输入直接接地；所述并网逆变器内加装直流对地故障检测中断装置。本技术对直流汇流箱、直流配电柜负极接地，并对逆变器负极接地，使高负偏压升高，从而解决电势诱导衰减效应。【专利说明】一种解决光伏发电站PID效应的系统
本技术专利适用于光伏发电
，特别涉及一种解决光伏发电站PID效应的系统。
技术介绍
PID (Potential Induced Degradat1n)效应为电势诱导衰减效应。电池组件长期在高电压下工作，因高负偏压施加在组件上而使其性能降低的现象称之为势能诱导退化(PID)效应。这种效应表现在玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，导致电池片的钝化，致使电池片的开路电压(Voc)、短路电流(Isc)和填充因子(FF)降低，EL拍摄图像显示黑斑等不良现象，而从组件外观上却看不到任何缺陷。 形成PID效应的影响因素较多，主要分为内外因两种因素。内在因素主要表现在系统、电池组件，电池组件包含所采用的电池片、封装材料、背板和玻璃的质量影响等。外在因素主要体现在环境气候方面，即组件表面潮湿，高温影响。 光伏发电站的建设范围越来越广，很多电站会建设在沿海滩涂地区，这些地区环境恶劣，存在高温、高湿等气候环境。随着使用时间的延长，光伏电站的PID效应会越来越严重。经过最近几年观察，部分PID效应严重的电站2年内电池组件会产生超过25%的性能衰减，直接影响发电量和投资收益。因此亟需一种解决光伏发电站PID效应的系统。 现有技术解决PID主要由以下方案: 第一种，通过对电池组件的工艺和封装材料进行改进。提高电池片正表面减反膜的折射率，可减少PID效应。缺陷:减反膜的折射率影响电池表面的折射率，因此影响电池片的效率。若增加氮化硅的折射率将降低电池片的效率，这种方案是电池片生产厂商不能接受的。 第二种，提高封装材料的体电阻，减少漏电流，可减少PID效应。缺陷:提高封装材料的体电阻需要往封装材料加入一定的添加剂，由于添加剂耐久性不稳定，随着时间变成，体电阻降低，使抗PID失效。 常规光伏电站接地系统通常会采用浮空不接地系统或者正极接地系统。如下例所示: 图1为浮空不接地系统的直流汇流箱。图1中直流汇流箱的正极输入和负极输入之间并联了电涌保护器(sro)，之后再由电涌保护器接地，正极与负极并不直接接地。 图2为浮空不接地系统的直流配电柜。图2中直流配电柜的正极输出和负极输出之间并联了电涌保护器，之后再由电涌保护器接地，正极与负极并不直接接地。 图3为浮空不接地系统的光伏发电系统图。光伏电池组件6连接成为组件串，组件串的正负极输出分别连接直流汇流箱7的正负极输入，所述直流汇流箱7的正负极输出分别连接直流配电柜8的正负极输入，所述直流配电柜8的正负极输出连接并网逆变器9的正负极输入。并网逆变器9与直流配电柜8之间无任何保护措施。 这样的浮空不接地的系统会出现PID效应，高负偏压施加在组件上会使系统的性能降低。
技术实现思路
为了减小光伏组件的PID效应，本技术提出了一种通过负极接地的方法解决光伏发电站PID效应的系统。 本技术的技术方案如下: 一种解决光伏发电站PID效应的系统，包括多个光伏电池组件，直流汇流箱，直流配电柜和并网逆变器；所述多个光伏电池组件连接成为组件串，组件串的正负极输出分别连接直流汇流箱的正负极输入；所述直流汇流箱的正负极输出分别连接直流配电柜的正负极输入；所述直流配电柜的正负极输出连接并网逆变器的正负极输入，其特征在于:所述直流汇流箱的负极输入接地，正极输入连接电涌保护器之后接地；所述直流配电柜的负极输入接地，正极输入连接电涌保护器之后接地；所述并网逆变器安装有直流对地故障检测中断装置，所述直流对地故障检测装置包括接地线缆、漏电流传感器和熔丝，所述并网逆变器的负极输入端连接漏电流传感器一端，所述漏电流传感器另一端连接熔丝一端，所述熔丝另一端接地；所述漏电流传感器与熔丝的公共端有控制信号输出控制所述并网逆变器。 其进一步的技术方案为:光伏电池组件连接为组件串的方法为并联、串联、先并联后串联或者先串联后并联。 本技术的有益技术效果是: 本技术在普通的光伏发电站的光伏系统中更改了接地方式，直流汇流箱和直流配电柜的负极直接接地，并对逆变器负极接地，使负偏压升高至零偏压甚至正偏压，从而有效解决了光伏发电站的PID效应。本技术的实施方法简单而效果显著，有很高的实用价值。 而且本技术在逆变器内加装了直流对地故障检测中断(GFDI)装置，保证电站生产及运行人员人身安全，并防止接地故障引起的设备损坏，并且使得系统的安全性和规范性满足了 IEC62109和UL1741等国际主流标准的要求。 【专利附图】【附图说明】 图1为浮空不接地系统的直流汇流箱。 图2为浮空不接地系统的直流配电柜。 图3为浮空不接地系统的光伏发电系统图。 图4为本技术的直流汇流箱。 图5为本技术的直流配电柜。 图6为本技术的光伏发电系统图。 图7为三种不同接地模式下光伏组件的潜在偏压。 【具体实施方式】 以下给出一个负极接地的光伏发电系统的实施例。 如图4所示，在本实施例中，光伏电池组件共有16个，并联成光伏组件串。光伏组件串的正负极输出连接直流汇流箱的正负极输入，直流汇流箱的正极输入连接电涌保护器之后接地，电涌保护器用于限制瞬态过电压和分走电涌电流；直流汇流箱的负极输入直接接地，正极输入连接电涌保护器之后接地。直流汇流箱的正负极输出部分之前还连接有塑料外壳式断路器(MCCB)，这是一种能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件下接通、承载一定时间和分断电流的机械开关电器。 如图5所示，直流配电器的输入端的正极输入连接有电涌保护器之后接地，直流配电器的负极输入直接接地，正极输入连接电涌保护器之后接地。 图6为本技术的光伏发电系统图，包括光伏电池组件1，直流汇流箱2，直流配电柜3和并网逆变器4，所述光伏电池组件I有16个，并联成为组件串，组件串的正负极输出分别连接直流汇流箱2的正负极输入，所述直流汇流箱2的正负极输出分别连接直流配电柜3的正负极输入，所述直流配电柜3的正负极输出连接并网逆变器4。如图6所示，并网逆变器4上安装了直流对地故障检测中断装置5(GFDI)，所述直流对地故障检测中断装置5包括接地线缆、漏电流传感器和熔丝，所述并网逆变器4的负极输入端连接漏电流传感器一端，所述漏电流传感器另一端连接熔丝一端，所述熔丝另一端接地；所述漏电流传感器与熔丝的公共端有控制信号输出控制并网逆变器4。 并网逆变器4内安装了直流对地故障检测中断装置5，使得光伏发电系统的安全性和规范性满足IEC62109和UL1741本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解决光伏发电站PID效应的系统，包括多个光伏电池组件(1)，直流汇流箱(2)，直流配电柜(3)和并网逆变器(4)；所述多个光伏电池组件(1)连接成为组件串，组件串的正负极输出分别连接直流汇流箱的正负极输入；所述直流汇流箱的正负极输出分别连接直流配电柜的正负极输入；所述直流配电柜的正负极输出连接并网逆变器的正负极输入，其特征在于：所述直流汇流箱的负极输入接地，正极输入连接电涌保护器之后接地；所述直流配电柜的负极输入接地，正极输入连接电涌保护器之后接地；所述并网逆变器安装有直流对地故障检测中断装置(5)，所述直流对地故障检测(5)包括接地线缆、漏电流传感器和熔丝，所述并网逆变器(4)的负极输入端连接漏电流传感器一端，所述漏电流传感器另一端连接熔丝一端，所述熔丝另一端接地；所述漏电流传感器与熔丝的公共端有控制信号输出控制所述并网逆变器(4)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李罗敏，
申请(专利权)人：信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司华东分院无锡，
类型：新型
国别省市：江苏;32