[发明专利]电势诱导衰减预防电路和应用其的光伏系统

说明书

本发明涉及一种电势诱导衰减预防电路和应用其的光伏系统。电势诱导衰减预防电路包括整流器和DC/DC变换器，整流器的输入端与逆变器的输出端相连接并具有正输出端口、负输出端口和电压中点端口；DC/DC变换器的输入端与整流器的正输出端口和负输出端口相连接，输出端分别连接至整流器的电压中点端口和接地，用于抬升逆变器工作时光伏组件的PV‑对大地的电压而使其大于或等于0V。光伏系统光伏组件、逆变器、隔离变压器和前述的电势诱导衰减预防电路。本发明电路结构简单、性能可靠，能够有效预防光伏组件PID效应发生，同时减小了电站现场施工复杂度、减小了系统人工投入，降低运维成本。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种电势诱导衰减预防电路和应用其的光伏系统。

背景技术

光伏并网逆变器技术目前技术比较成熟，从电网相数上可分三相并网逆变器和单相并网逆变器，从并网隔离型角度来看，又可分为隔离型和非隔离型并网逆变器。在光伏地面电站领域，光伏系统几乎都采用带有箱式变压器的逆变系统实现光伏组件把DC电能馈送到高压电网。三相并网逆变器几乎采用的是boost 升压到直流母线、直流母线经过三电平或多电平逆变拓扑，实现电流由直流变换到交流的方案。三电平或多电平变换器固有的调制技术，使得半母线和大地是等电位，由于光伏组件PV-和半母线BUS-等电位连接,这使得组件PV-和大地承受-0.5Vbus电压。由于光伏组件边框接地，因此组件PV-和组件边框之间的电压差为-0.5Vbus，该电势差导致组件内部半导体载流子发生迁移而导致组件钝化，进而导致组件发电量降低，这一效应简称电势诱导衰减（PID）效应。

当前解决PID效应的方法有多种。从逆变器系统的角度解决PID效应，有预防的解决方案和修复的解决方案。

修复的解决方案为：依据组件类型，白天逆变系统发电，当组件为P型组件时，组件PV-和大地PE之间承受-0.5Vbus电压，夜间在PV-和PE之间加+0.5Vbus电压，实现组件的PID修复功能。当组件为N型组件时，PV+和PE之间承受+0.5Vbus,夜间在PV+和PE之间加-0.5Vbus, 实现N新型组件的PID修复功能。PID修复功能是依据PV组件的PID效应可逆性，实现其修复功能。但是其存在的缺点是组件不能100%完全修复，且白天组件发电时，PID效应一直存在。

PID预防功能目前已有的解决方案为：在光伏并网逆变系统中，有如下部分构成：1.光伏组件，2.光伏逆变器，3.隔离变压器。光伏组件的光电效应，产生的不稳定直流电，经过光伏逆变器变成相对稳定的交流电，通过变压器馈送到电网。由于光伏逆变器并网发电过程中，隔离变压器的等效中点和远端大地是等效电位，因此PV-和PE之间产生-0.5Vbus，导致PID效应。因此在隔离变压器低压侧，通过电阻、电感、电容等方式构造出三相中性线装置，并在三相中性线装置的第二端点（中点）和大地之间增加电压补偿装置，从而通过控制三相中性线装置的输出电压来控制三相中性线装置中点（第二端）的电位来解决PID导致的组件性能下降问题。现有PID预防方案需要在其变流器内部利用电阻或电容构造三相中性线装置，电阻方案构造会带来损耗，同时中性线装置电容、电阻等应用会带来成本的增加，同时该方案要求电压补偿装置放置于变流器内部，对于多台逆变器的系统，无疑也增加了系统的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种电路简单可靠、能够有效预防PID效应，同时能够减小施工复杂程度、减小系统投入、降低运维成本的电势诱导衰减预防电路和应用其的光伏系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电势诱导衰减预防电路，应用于包括光伏组件、逆变器的光伏系统中，所述电势诱导衰减预防电路包括：

整流器，所述整流器的输入端与所述逆变器的输出端相连接，所述整流器具有正输出端口、负输出端口和电压中点端口；