[發(fā)明專利]一種晶體硅光伏電站PID在線檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610289718.6
• 申請日: 2016-05-04
• 公開（公告）號: CN105915177B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鶴;楊宏;常紀鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 安彥彥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種晶體硅光伏電站PID在線檢測方法。

背景技術(shù)

太陽能光伏發(fā)電是未來的支柱能源。目前，晶體硅光伏電站是太陽能光伏發(fā)電的主要形式，晶體硅光伏電站中的發(fā)電基本單元是晶體硅太陽電池組件，晶體硅太陽電池組件是由單晶硅或多晶硅太陽電池串聯(lián)、封裝而成的發(fā)電構(gòu)件。

由于單塊的晶體硅太陽電池組件工作電壓不到50伏，為了提高光伏電站的發(fā)電效率，通常在建設(shè)電站時，將多個晶體硅太陽電池組件正負極互相串聯(lián)，形成一個子串，達到提高系統(tǒng)工作電壓的目的，為了安全，通常將晶體硅太陽電池組件的鋁邊框接地。再將各子串的輸出直流高壓接入?yún)R流箱，通過匯流箱將各子串并聯(lián)。最后將匯流箱的直流輸出接入并網(wǎng)逆變器，通過并網(wǎng)逆變器將太陽電池組件發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電。這樣對子串的下半部分組件而言，鋁邊框相對于組件里的電池呈現(xiàn)正電壓，該電壓會導(dǎo)致電勢誘導(dǎo)衰減，即PID效應(yīng)。最近幾年，在有些光伏電站上發(fā)現(xiàn)了PID效應(yīng)，該效應(yīng)嚴重時會導(dǎo)致整個光伏電站發(fā)電能力大幅下降，甚至報廢。PID效應(yīng)發(fā)生的機理至今尚不明確，為了及早發(fā)現(xiàn)并抑制該效應(yīng)，人們發(fā)明了各種檢測方法，如采用紅外熱像儀檢測、電致發(fā)光及太陽模擬器等儀器設(shè)備檢測。但這些方法復(fù)雜。

紅外熱像儀檢測方法是采用紅外相機在光照充分且穩(wěn)定時觀察處于工作狀態(tài)的太陽電池組件。在組件的紅外圖片中如果觀察到有溫度較高的電池片即組件中有發(fā)熱的電池片，則認為組件發(fā)生了PID效應(yīng)。事實上，組件中性能退化的電池片在工作時也比組件中別的電池溫度更高，因此個別電池發(fā)熱不是發(fā)生PID的充分條件，采用紅外熱像儀不能準確判斷一個電站是否發(fā)生了PID。

電致發(fā)光是將可疑的組件從電站上拆下來，給組件加正電壓，觀察組件中各電池片的明暗程度。如果組件中有電池片明顯發(fā)暗，則認為該組件發(fā)生了PID。事實上，組件中性能退化的電池片在加正電壓時也比組件中別的電池發(fā)光程度要暗，因此個別電池發(fā)暗也不是發(fā)生PID的充分條件，采用電致發(fā)光也不能準確判斷一個電站是否發(fā)生了PID。

太陽模擬器可以用來測量組件的功率輸出，如果在測試過程中發(fā)現(xiàn)組件的功率衰減超過20％，且采用電致發(fā)光發(fā)現(xiàn)許多電池片發(fā)暗，則該電站發(fā)生了PID效應(yīng)。但采用太陽模擬器測量功率，必須將組件從現(xiàn)場拆卸并運回工廠才能檢測，另外還需結(jié)合電致發(fā)光來綜合判斷。

因此，迫切需要找到一種在現(xiàn)場檢測PID效應(yīng)的簡單方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供了一種晶體硅光伏電站PID在線檢測方法，該方法在現(xiàn)場進行電壓測量就可以及早發(fā)現(xiàn)光伏電站是否發(fā)生了PID，并及時做好防范措施，省時省力，節(jié)約運行成本。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種晶體硅光伏電站PID在線檢測方法，在太陽照射下，將由晶體硅太陽電池組件串聯(lián)成的光伏陣列子串置于開路，打開該光伏陣列子串每一塊組件的接線盒，分別測量每一塊組件的開路電壓及連接有旁路二極管的電池串的開路電壓，并記錄，如果同時存在：(1)光伏陣列子串中從中間部位一塊組件開始，到光伏陣列子串負極的最后一塊組件結(jié)束，其開路電壓越來越小；(2)光伏陣列子串中從中間一塊組件開始，到光伏陣列子串負極的最后一塊組件結(jié)束，每一塊組件中，靠近邊框的兩個電池串的開路電壓小于中間部位電池串的開路電壓，則該光伏電站出現(xiàn)了PID衰減；否則，不存在PID衰減。

所述開路電壓均是采用數(shù)字萬用表或指針式萬用表測量。

所述太陽的輻射強度為600W/m²-1000W/m²。

所述太陽的輻射強度采用太陽輻射計測量。

所述晶體硅太陽電池組件中的電池為多晶硅太陽電池或單晶硅太陽電池。

所述晶體硅太陽電池組件中的電池的個數(shù)為54、60或72。