[發(fā)明專利]光伏電站用監(jiān)測并抑制電位誘發(fā)衰減效應(yīng)的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710014111.1
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106712253B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭鑫鑫;李新強;王愛國;鄭陸海;梁曉霞;黃桂香
• 申請（專利權(quán)）人: 添唯檢驗檢測（江蘇）有限公司;上海電器科學(xué)研究所(集團)有限公司;上海電器科學(xué)研究院
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J1/12
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

本發(fā)明提供了一種光伏電站用監(jiān)測并抑制電位誘發(fā)衰減效應(yīng)的裝置，光伏電站包括光伏組串和電池模塊，所述裝置包括：用于控制光伏組串對電池模塊進行充電的充電控制模塊；用于出現(xiàn)電位誘發(fā)衰減PID效應(yīng)時，控制電池模塊對光伏組串施加反向電壓的放電控制模塊；用于采集光伏組串的電壓數(shù)據(jù)及電池模塊的電量狀況的數(shù)據(jù)采集模塊；用于采集系統(tǒng)當前時間的時鐘模塊；用于根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊及時鐘模塊所采集的數(shù)據(jù)，進行分析處理，進而控制充電控制模塊和放電控制模塊的啟停工作的控制運算處理模塊。本發(fā)明還提供了一種光伏電站用監(jiān)測并抑制電位誘發(fā)衰減效應(yīng)的方法。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，能對光伏電站的PID效應(yīng)進行有效監(jiān)測和抑制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光伏電站用監(jiān)測并抑制電位誘發(fā)衰減效應(yīng)的裝置及其測試方法，屬于新能源利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著新能源的發(fā)展，光伏發(fā)電系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是部分光伏電站在運行3～4年甚至更短時間后會出現(xiàn)發(fā)電量明顯下降的現(xiàn)象，在高溫高濕的地區(qū)這種現(xiàn)象尤為明顯。

電位誘發(fā)衰減(PID)，最早由Sunpower公司在2005年發(fā)現(xiàn)。PID是指在長期高電壓作用下，使玻璃、封裝材料之間存在漏電流，導(dǎo)致組件性能低于設(shè)計標準。美國可再生能源試驗室和Solon公司研究發(fā)現(xiàn)P型晶硅電池片制備組建在負偏壓下均存在PID現(xiàn)象。PID現(xiàn)象可使單塊組件功率衰減50％以上。大量研究表明在高溫、高濕和高鹽堿地區(qū)和沿海地區(qū)組件的功率衰減最為嚴重，除外部環(huán)境因素外，造成組件PID現(xiàn)象的原因主要有3個方面：系統(tǒng)方面、組件方面和電池片方面。光伏電站中的組件邊框與組件內(nèi)部的電勢差引起的組件PID現(xiàn)象已被行業(yè)所公認。PID效應(yīng)會引起光伏組件功率衰減，導(dǎo)致光伏電站發(fā)電量大幅下降，造成極大經(jīng)濟損失，因此消除電站組件的PID效應(yīng)對光伏產(chǎn)業(yè)來說意義重大。

針對引發(fā)電位誘發(fā)衰減的原因，對于未建設(shè)的光伏電站，一般采用能抗PID的材料和工藝來降低組件出現(xiàn)PID現(xiàn)象的風(fēng)險，而另外采用組件負極接地這種形式也具有一定的局限性，因為首先并網(wǎng)逆變器直流輸入端必須具備負極接地的功能，其次如果系統(tǒng)采用的并網(wǎng)逆變器是非隔離型的，組件陣列和電網(wǎng)間沒有電氣隔離，那么光伏并網(wǎng)逆變器工作時系統(tǒng)會出現(xiàn)漏電流的危險，觸發(fā)漏電保護功能；而且組件負極接地時，有可能引發(fā)直流側(cè)漏電，因而這種方式必須增加額外的漏電檢測以及保護裝置來防止此危險。

對于已建成的光伏電站如果出現(xiàn)了PID現(xiàn)象，一般需要更換功率衰減嚴重的組件，或者需要采用電池陣列負極接地措施來去除偏置電壓這個誘因。這兩個措施都需要對系統(tǒng)進行大范圍的改造，如采用耐壓更高的直流配電線纜、增加漏電保護裝置甚至要更換并網(wǎng)逆變器，這需要極大的改造成本。

中國專利CN?103795341?A公開了一種光伏組件抗PID衰減的測試方法，首先構(gòu)建一個用于測試光伏組件抗PID衰減的氣候室，并在氣候室中對光伏組件PID衰減的環(huán)境條件進行強化模擬，提高光伏組件的PID衰減速率；利用光伏組件PID衰減前后的功率變化計算出光伏組件抗PID衰減的能力。中國專利CN?204794877?U公開了一種PID效應(yīng)抑制器，包括用于向太陽能電池板的PV電壓、輸出電壓以及輸出電流的采樣處理電路，所述采樣處理電路與運算控制電路連接，運算控制電路通過光耦隔離電路電壓加載控制電路連接。

上述兩篇專利中都未涉及對光伏電站中PID效應(yīng)的監(jiān)測，且未給出PID裝置的結(jié)構(gòu)細節(jié)及實現(xiàn)方式。目前，還未有針對光伏電站中組串上使用能夠監(jiān)測并抑制PID效應(yīng)的裝置的相關(guān)公開文獻，市場上也還未有此類產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何對光伏電站的PID效應(yīng)進行監(jiān)測和抑制，從而及時抑制電站的PID效應(yīng)，避免電站因PID效應(yīng)出現(xiàn)損失。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種光伏電站用監(jiān)測并抑制電位誘發(fā)衰減效應(yīng)的裝置，光伏電站包括光伏組串和電池模塊，其特征在于，所述裝置包括：

用于控制光伏組串對電池模塊進行充電的充電控制模塊；