[发明专利]光伏系统的PID处理方法和系统

说明书

本发明实施例提供一种光伏系统的PID处理方法和系统。该方法包括：控制器在所述逆变器的直流母线的电压值大于第一预设阈值时，生成及发送PID抑制使能信号；以及在所述直流母线的电压值小于第二预设阈值时，生成及发送PID修复使能信号；PID抑制电路在接收所述PID抑制使能信号后，连通所述逆变器的直流负极与接地端；PID修复电路在接收所述PID修复使能信号后，连通所述逆变器的直流负极与预设正向电压端。采用本发明实施例自动切换进行PID抑制及PID修复，从而有效避免PID效应的发生。

技术领域

本发明涉及光伏系统的PID技术，尤其涉及一种光伏系统的PID处理方法和系统。

背景技术

随着光伏系统大规模持续应用，其电池组件系统电压越来愈高，电池组件往往20-22块串联才能达到逆变器的MPPT(最大功率点跟踪，Maximum Power Point Tracking)工作电压，这将导致了很高的开路电压和工作电压。以STC环境下300WP的72片电池组件为例，20串电池组件的开路电压高达860V，工作电压为720V。由于防雷工程的需要，一般组件的铝合金边框都要求接地，这样在电池片和铝框之间就形成了接近1000V的直流高压。电池组件在封装的层压过程中，分为5层。从外到内为：玻璃、EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)、电池片、EVA、背板。由于EVA材料不可能做到100％的绝缘，特别是在潮湿环境下水气通过作为封边用途的硅胶或背板进入组件内部。EVA的酯键在遇到水后发生反应，生成可自由移动的醋酸。醋酸和玻璃中的纯碱(Na2CO3)反应将Na+析出，在电池内部电场作用下移动至电池表面，造成玻璃体电阻降低。由于电池组件对地存在正向电压，漏电流会由电池片→EVA→玻璃表面→边框→支架，最终流向大地。在漏电流的作用下，带正电的载流子穿过玻璃，通过边框流向地面，使得负电荷在电池片表面堆积，吸引光电载流子(空穴)流向N型硅的表面聚集起来，而不是像正常状态下一样流向正极(P极)。这种表面极化现象而引起的输出功率衰减就是PID效应(Potential Induced Degradation，电势诱导衰减)。

PID效应的直接危害就是大量电荷聚集在电池片表面，使电池表面钝化，从而导致电池片的填充因子、开路电压、短路电流降低，由此带来电池组件功率衰减。

鉴于PID效应的危害，现在技术有大量应抑制PID效应而生的技术方案，主要分为两大类：

(1)从组件侧考虑：采用非Na、Ca玻璃提高玻璃的体电阻，阻断漏电流通路的形成。采用非乙烯—醋酸乙烯共聚物的封装材料。虽然从材料上抑制PID效应，安全、可靠，但非Na、Ca玻璃的成本高昂。另外，新材料的稳定性问题也是未知数，目前无法推广应用。

(2)从逆变器侧考虑：直接将组件负极持续接地，防止负偏压造成的漏电流形成，达到抑制PID的目的。然而，组件负极持续接地并不能根据需要对PID效应进行有效的修复，导致消除PID效应的效果欠佳。

发明内容

本发明的目的在于，通过提出一种光伏系统的PID处理方法和系统，能自动切换进行PID抑制及PID修复，从而有效避免PID效应的发生。

根据本发明的一方面，提供一种光伏系统的PID处理方法。所述方法包括，控制器在所述逆变器的直流母线的电压值大于第一预设阈值时，生成及发送PID抑制使能信号；以及在所述直流母线的电压值小于第二预设阈值时，生成及发送PID修复使能信号；PID抑制电路在接收所述PID抑制使能信号后，连通所述逆变器的直流负极与接地端；PID修复电路在接收所述PID修复使能信号后，连通所述逆变器的直流负极与预设正向电压端。