一种光伏PID效应抑制及绝缘阻抗检测系统转让专利
申请号 : CN202211565451.0
文献号 : CN115580220B
文献日 : 2023-03-14
发明人 : 张文平 , 王一鸣 , 许颇 , 林万双 , 刘保颂
申请人 : 锦浪科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种光伏PID效应抑制及绝缘阻抗检测系统,其特征在于,包括:
光伏系统;
抑制模块,所述抑制模块连接于所述光伏系统中逆变器的直流母线侧;以及测量模块,所述测量模块连接于所述光伏系统中逆变器的直流母线侧;
当进行PID效应的抑制时,所述抑制模块适于通过形成的抑制电路对所述光伏系统中光伏板组的负端对地电压进行抬升;
当进行绝缘阻抗的检测时,所述抑制模块进行断路,以使得所述测量模块和所述光伏系统的光伏板组进行并联以求解对应的绝缘阻抗值;
所述抑制模块包括抬升单元;
或,所述抑制模块包括抬升单元和保护单元;
所述抬升单元的一端连接于所述光伏系统的直流负母线,另一端进行接地;所述保护单元的一端进行接地,另一端连接于光伏系统的直流母线中点或直流正母线;
所述光伏系统包括多个光伏板组、多台变换器和一台逆变器;多个光伏板组通过对应的变换器相互并联于逆变器的直流母线侧;所述抑制模块和所述测量模块的数量均为一个且都连接于逆变器的直流母线侧;
当变换器采用Boost拓扑电路时,光伏板组的负端对地电压为所述抬升单元的导通电压A;当变换器采用三电平Boost拓扑电路时,光伏板组的负端对地电压为Vdc/2‑VPV /2‑A;
其中,Vdc表示逆变器直流母线电压,VPV表示光伏板组的输出电压;
或,所述光伏系统包括多组光伏逆变器模块,所述光伏逆变器模块包括依次连接的光伏板组、变换器和逆变器,多组光伏逆变器模块通过对应的逆变器的交流侧相互并联;所述抑制模块和所述测量模块的数量为多个,每组光伏逆变器模块的逆变器的直流母线侧均连接有一个所述抑制模块和一个测量模块;
当所述光伏系统进行工作时,母线电压最高的一组的所述光伏逆变器模块对应的所述抑制模块进行导通,以使得该组所述光伏逆变器模块中光伏板组的负端对地电压为所述抬升单元的导通电压A;其余组的所述光伏逆变器模块中对应的所述抑制模块均不导通,进而其余组的所述光伏逆变器模块中光伏板组的负端对地电压为最高母线电压减去该组的母线电压。
2.如权利要求1所述的光伏PID效应抑制及绝缘阻抗检测系统,其特征在于:所述抬升单元采用二极管和/或控制开关;所述保护单元采用电容或电阻。
3.如权利要求2所述的光伏PID效应抑制及绝缘阻抗检测系统,其特征在于:当所述抬升单元采用二极管时,所述抬升单元还适于对流向光伏板组的漏电流进行分流,进而将流向光伏板组的漏电流降低至iRCMU‑iD;其中,iRCMU表示电网侧的漏电流,iD表示抑制电路的电流。
4.如权利要求2所述的光伏PID效应抑制及绝缘阻抗检测系统,其特征在于:所述测量模块包括一对测量电阻;所述测量电阻通过与待检测的光伏板组进行直连以求解该光伏板组的绝缘阻抗值。
5.如权利要求4所述的光伏PID效应抑制及绝缘阻抗检测系统,其特征在于:所述抬升单元采用串联的二极管和控制开关;从而在进行绝缘阻抗的检测时,控制开关适于通过打开将二极管与所述光伏系统断开连接。
说明书 :
一种光伏PID效应抑制及绝缘阻抗检测系统
技术领域
背景技术
的钝化效果变差。PID效应严重时,会引起一块电池组件的功率衰减50%以上,从而影响整个
电池组串的功率输出。因此,在光伏系统进行工作时,需要对光伏系统的PID效应进行抑制。
电,使光伏金属壳带电,会对人造成安全隐患。如果局部发热或者电火花,会有火灾等安全
隐患。因此,准确检测光伏板对地绝缘阻抗非常重要。
进。
发明内容
述光伏系统中逆变器的直流母线侧母线;当进行PID效应的抑制时,所述抑制模块适于通过
形成的抑制电路对所述光伏系统中光伏板组的负端对地电压进行抬升;当进行绝缘阻抗的
检测时,所述抑制模块进行断路,以使得所述测量模块和所述光伏系统的光伏板组进行并
联以求解对应的绝缘阻抗值。
光伏系统的母线中点或正母线。
量均为一个且都连接于逆变器的直流母线侧。
VPV /2‑A;其中,Vdc表示逆变器直流母线电压,VPV表示光伏板组的输出电压;当所述抬升单
元采用二极管时,A的取值为0.7‑0.8V或0.2‑0.3V;当所述抬升单元采用控制开关时,A的取
值为0V。
并联;所述抑制模块和所述测量模块的数量为多个,每组光伏逆变器模块的逆变器的直流
母线侧均连接有一个所述抑制模块和一个测量模块。
板组的负端对地电压进行抬升;其余组的所述光伏逆变器模块对应的所述抑制模块均不导
通,进而其余组的所述光伏逆变器模块中光伏板组的负端对地电压为最高母线电压减去该
组的母线电压。
电流,iD表示抑制电路的电流。
阻抗的检测产生干涉。
进行断开,以保证绝缘阻抗的正常进行,相比较传统方式,可以有效的简化电路结构,降低
电路的复杂性以及故障率。
附图说明
具体实施方式
具有特定的方位、以特定方位构造和操作,不能理解为限制本申请的具体保护范围。
300均连接于光伏系统100中逆变器130的直流母线侧。当进行PID效应的抑制时,抑制模块
200可以通过形成的抑制电路对光伏系统100中光伏板组110的负端对地电压进行抬升,进
而形成对PID效应的抑制。当进行绝缘阻抗的检测时,抑制模块200进行断路,以使得测量模
块300和光伏系统100的光伏板组110进行并联以求解对应的绝缘阻抗值。
阻抗的检测过程是两个不重合的工作过程。所以,在先进行绝缘阻抗的检测过程时,为了避
免抑制模块200对测量模块300的干扰的,可以将抑制模块200进行断路。随后在光伏系统
100进行工作的过程中,根据抑制模块200的工作原理,测量模块300并不会对抑制模块200
的工作产生干涉,故而无需对测量模块300进行任何处理。
的直流负母线在电气上是连接在一起的,因此二者在理论上具有相等的电位。而光伏系统
100在实际工作过程中,由于光伏板组110的PID效应会导致光伏板组110的负端对地产生负
偏压,所以要想实现对PID效应的抑制,就需要对光伏板组110的负端对地电位进行抬升至
接近或超过接地的零电位。
线;从而光伏板组110的负端对地电压可以提升至二极管的导通压降。一般的,硅二极管的
导通压降为0.6‑0.8V,锗二极管的导通压降为0.2‑0.3V。即在光伏系统100正常工作的过程
中,光伏板组110的负端对地电位始终保持在二极管的导通压降,从而可以将PID效应导致
的负偏压进行抬升至二极管的导通压降,进而形成对PID效应的抑制。
抬升至接地零电位,以实现对PID效应的抑制。
在使用时需要对抑制电路进行电流检测以及分断保护。
接地,另一端连接于光伏系统100的母线中点或正母线。
电容。
接。
接。
控制二极管的导通或关断。
电容和逆变器130的母线中点进行连接。
升单元210可以对流向光伏板组110的漏电流进行分流,进而将流向光伏板组110的漏电流
降低至iRCMU‑iD;其中,iRCMU表示电网侧的漏电流,iD表示抑制电路的电流。
组110通过对应的变换器120相互并联于逆变器130的直流母线侧。则用于该光伏系统100的
抑制模块200和测量模块300的数量均为一个,且抑制模块200和测量模块300都连接于逆变
器130的直流母线侧。
二极管的导通电压,一般为07‑0.8V或者0.2‑0.3V;即光伏板组110的负端对地电压钳位为
二极管的导通电压,这样可以对光伏板组110的PID效应进行有效的抑制。
电压为VPV,那么光伏系统100的任意光伏板组110的负端对地电压为Vdc/2‑VPV/2‑A;其中,Vdc
为逆变器130的母线电压,A表示二极管的导通电压,一般为07‑0.8V或者0.2‑0.3V。
光伏板组110的PID效应进行很好的抑制;而且,光伏系统100中输出电压越低的光伏板组
110的负端对地电压越高,相对而言PID效应的抑制效果越强。
流母线电压。为了方便理解,可以对光伏系统100的多个光伏板组110进行编号#1至#n;假设
编号为#n的光伏板组110的输出电压最高为VPV_n,且对应的变换器120驱动封锁,那么编号
为#N的光伏板组110的负端对地电压为二极管的导通电压,如‑0.8V;其余任意编号为#i的
光伏板组110的负端对地电压为VPV_n/2‑VPV_i/2‑0.8V,相对而言其余的光伏板组110的PID效
应抑制效果增强。
器130。多组光伏逆变器模块通过对应的逆变器130的交流侧相互并联。则用于该光伏系统
100的抑制模块200和测量模块300的数量均与光伏逆变器模块的数量相等,且每组光伏逆
变器模块的逆变器130的直流母线侧均连接有一个抑制模块200和一个测量模块300。
可以有效的防止逆变器130间的环流。
这一组光伏逆变器模块,光伏板组110的负端对地电压为二极管导通电压,如‑0.8V。其余组
的二极管不导通,对应的光伏板组110的负端对地电压为最高母线电压减去该组的母线电
压。所以,该方案可以有效提升光伏板组110的负端对地电压,从而在实现PID效应抑制的同
时可以有效阻隔多组光伏逆变器模块的逆变器130之间的环流。
变器130的母线电压Vdc_1最高,这时只有二极管DPID_1导通,其余组的光伏逆变器模块对应的
二极管均不导通。由于光伏逆变器模块中变换器120采用Boost拓扑电路,使得光伏逆变器
模块中光伏板组110的负端和逆变器130的母线负极直连;从而光伏逆变器模块#1中光伏板
组110的负端对地电压为二极管导通电压,如‑0.8V。其余组光伏逆变器模块中的二极管不
导通,比如#n组,母线电压为Vdc_n,那么对应的光伏逆变器模块#n 中对应的光伏板组110的
负端对地电压为Vdc_1/2‑Vdc_n/2‑0.8V。
光伏逆变器模块的逆变器130的母线电压最高。对于母线电压最高的这一组光伏逆变器模
块,光伏板组110的负端对地电压为二极管导通电压,如‑0.8V。其余组的二极管不导通,对
应的光伏板组110的负端对地电压为最高母线电压减去该组的母线电压。所以,该方案可以
有效提升光伏板组110的负端对地电压,从而在实现PID效应抑制的同时可以有效阻隔多组
光伏逆变器模块的逆变器130之间的环流。
接,进而通过测量电阻310对应的电压值即可建立方程组以求解光伏板组110的绝缘阻抗
值。
通过电阻RPE和电阻RNE分别对应的电压值VPE和VNE以及待检测的光伏板组110的输出电压
VPV,得到绝缘阻抗的求解方程:
110的正端对地绝缘阻抗RPV+。由于光伏板组110的负端可以通过抬升单元210进行接地,故
而光伏系统100在实际应用中可以不对光伏板组110的负端对地绝缘阻抗进行检测。
逆变器130的直流母线进行连接。从而在光伏系统100进行运行前,需要进行绝缘阻抗检测
时,可以将控制开关打开。这样二极管将不会影响绝缘阻抗的测量,完全可以使用传统的方
法进行测量得到光伏板组110的正对地和负对地的绝缘阻抗RPV+和RPV‑。
在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落
入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界
定。