CN106786750B - 光伏并网***和光伏并网逆变器 - Google Patents

光伏并网***和光伏并网逆变器 Download PDF

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Abstract

本申请公开了光伏并网***和光伏并网逆变器，以抑制光伏并网***中的PID效应。该光伏并网***包括多台光伏并网逆变器，各台光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，此外，所述光伏并网***还包括PID抑制装置、与各台光伏并网逆变器一一对应设置的虚拟中性点装置以及与各台光伏并网逆变器一一对应设置的可控开关，其中：每一个所述虚拟中性点装置用于为与本虚拟中性点装置相对应的光伏并网逆变器构造一个虚拟中性点；每一个所述可控开关连接在与本可控开关相对应的光伏并网逆变器的虚拟中性点与负母线之间；所述PID抑制装置连接在各台光伏并网逆变器的并网点与大地之间，用于抬升各台光伏并网逆变器的虚拟中性点对地电压。

Description

光伏并网***和光伏并网逆变器
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，更具体地说，涉及光伏并网***和光伏并网逆变器。
背景技术
PID(potential Induced Degradation，电势诱导衰减)效应，是指在光伏组件上的电池片与框架之间施加高强度负电压而使光伏组件性能持续衰减的现象，它是影响光伏并网***发电量的重要因素之一。如何有效抑制PID效应，是光伏行业亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了光伏并网***和光伏并网逆变器，以抑制光伏并网***中的PID效应。
一种光伏并网***，包括多台光伏并网逆变器，各台光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，此外，所述光伏并网***还包括PID抑制装置、与各台光伏并网逆变器一一对应设置的虚拟中性点装置，以及与各台光伏并网逆变器一一对应设置的可控开关，其中：
每一个所述虚拟中性点装置用于为与本虚拟中性点装置相对应的光伏并网逆变器构造一个虚拟中性点；
每一个所述可控开关连接在与本可控开关相对应的光伏并网逆变器的虚拟中性点与负母线之间；
所述PID抑制装置连接在各台光伏并网逆变器的并网点与大地之间，用于抬升各台光伏并网逆变器的虚拟中性点对地电压。
其中，所述光伏并网逆变器为三相四线制光伏并网逆变器，或者，所述光伏并网逆变器为三相三线制光伏并网逆变器。
一种光伏并网***，包括多台光伏并网逆变器，各台光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，此外，所述光伏并网***还包括PID抑制装置以及与各台光伏并网逆变器一一对应设置的可控开关，其中：
每一个所述可控开关连接在与本可控开关相对应的光伏并网逆变器的中性点与负母线之间；
所述PID抑制装置连接在各台光伏并网逆变器的并网点与大地之间，用于抬升各台光伏并网逆变器的中性点对地电压。
其中，所述可控开关为机械开关或开关管。
其中，所述机械开关为继电器；所述开关管为三极管、MOSFET或IGBT。
一种光伏并网逆变器，应用于光伏并网***，所述光伏并网***包括多台所述光伏并网逆变器，各台所述光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，此外，所述光伏并网***还包括PID抑制装置；所述PID抑制装置连接在各台所述光伏并网逆变器的并网点与大地之间；
所述光伏并网逆变器具有虚拟中性点装置和可控开关，其中：
所述虚拟中性点装置用于为所述光伏并网逆变器构造一个虚拟中性点；
所述PID抑制装置用于抬升所述虚拟中性点对地电压；
所述可控开关连接在所述虚拟中性点与负母线之间。
其中，所述光伏并网逆变器为三相四线制光伏并网逆变器，或者，所述光伏并网逆变器为三相三线制光伏并网逆变器。
一种光伏并网逆变器，应用于光伏并网***，所述光伏并网***包括多台所述光伏并网逆变器，各台所述光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，此外，所述光伏并网***还包括PID抑制装置；所述PID抑制装置连接在各台所述光伏并网逆变器的并网点与大地之间，用于抬升各台所述光伏并网逆变器的中性点对地电压；
所述光伏并网逆变器具有可控开关，其中，所述可控开关连接在所述中性点与负母线之间。
其中，所述可控开关为机械开关或开关管。
其中，所述机械开关为继电器；所述开关管为三极管、MOSFET或IGBT。
从上述的技术方案可以看出，本发明利用设置在各台光伏并网逆变器的并网点与大地之间的PID抑制装置来同时抬升各台光伏并网逆变器的虚拟中性点(或中性点)对地电压，对于任一台光伏并网逆变器来说，当其处于并网运行状态时，抬升虚拟中性点(或中性点)对地电压，也就抬升了负母线对地电压，从而能够使负母线对地电压增大至约为0V，防止光伏阵列继续产生PID效应；当其进入待机、停机或其他非并网运行状态后，本发明将虚拟中性点(或中性点)与负母线接通，使负母线对地电压能够被抬升至更大值，此值远大于0V，从而能够消除光伏阵列原来产生的PID效应。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种光伏并网***结构示意图；
图2为本发明实施例公开的又一种光伏并网***结构示意图；
图3为本发明实施例公开的又一种光伏并网***结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1～图2，本发明实施例公开了一种光伏并网***，包括多台光伏并网逆变器，各台光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，此外，所述光伏并网***还包括PID抑制装置、与各台光伏并网逆变器一一对应设置的虚拟中性点装置，以及与各台光伏并网逆变器一一对应设置的可控开关，其中：
每一个所述虚拟中性点装置用于为与本虚拟中性点装置相对应的光伏并网逆变器构造一个虚拟中性点N；
每一个所述可控开关连接在与本可控开关相对应的光伏并网逆变器的虚拟中性点与负母线之间；
所述PID抑制装置连接在各台光伏并网逆变器的并网点与大地之间，用于抬升各台光伏并网逆变器的虚拟中性点对地电压。
下面，对本实施例所述技术方案进行解析。
根据“背景技术”部分介绍的PID效应产生的原理，可知抑制PID效应的技术手段之一是：抬升光伏组件的负极对地电压，使光伏组件的负极对大地呈正向偏执电压或接近0V的电压，以避免光伏组件上存在高强度负电压。
光伏阵列是由多个光伏组件串并联形成的，相当于一个大功率的光伏组件，抑制了该光伏阵列的PID效应，也即抑制了该光伏阵列中所有光伏组件的PID效应。
本实施例为每一个光伏阵列配置的PID抑制电路结构相同，且相互独立工作、互不影响。对于其中的任意一个光伏阵列来说，其PID抑制电路包括：与本光伏阵列相连接的光伏并网逆变器，与这台光伏并网逆变器相对应的可控开关、与这台光伏并网逆变器相对应的虚拟中性点装置，以及各PID抑制电路共用的PID抑制装置。
所述PID抑制电路的工作原理如下。
由于光伏阵列的负极与光伏并网逆变器的负母线存在直接的电气连接，所以抬升光伏阵列的负极对地电压来抑制光伏阵列的PID效应，也就是抬升光伏并网逆变器的负母线对地电压来抑制光伏阵列的PID效应，具体的：在光伏并网逆变器处于并网运行状态时，将光伏并网逆变器的负母线对地电压抬升为等于或略高于0V，能够在不影响光伏并网逆变器正常运行的前提下，防止光伏阵列继续产生PID效应；此外，由于PID效应具有可逆性，所以在光伏并网逆变器进入待机、停机或其他非并网运行状态后，将光伏并网逆变器的负母线对地电压抬升为一更高电压值，如400V(即对光伏阵列施加高强度正电压)，能够消除光伏阵列原来产生的PID效应。
当光伏并网逆变器为三相四线制光伏并网逆变器时(参见图2)，逆变器本身具备中性点N*；当光伏并网逆变器为三相三线制光伏并网逆变器时(参见图1)，逆变器本身并不具备中性点，但可以通过为其配置一个虚拟中性点装置来构造出一个虚拟中性点N，所述虚拟中性点N与所述中性点N*等电位。
当光伏并网逆变器处于并网运行状态时(即光伏并网逆变器的并网继电器闭合时)，保持可控开关断开，由于光伏并网逆变器的虚拟中性点N(或中性点N*)与母线中点O是近似等电位的，所以PID抑制装置抬升虚拟中性点N(或中性点N*)对地电压，也就是抬升了光伏并网逆变器的母线中点O对地电压；而光伏并网逆变器的母线中点O相对负母线的电压是固定的，所以抬升光伏并网逆变器的母线中点O对地电压，也就是抬升了光伏并网逆变器的负母线对地电压。举例说明，假设光伏并网逆变器处于并网运行状态时，母线中点O相对负母线的电压等于400V，PID抑制装置用于将虚拟中性点N(或中性点N*)对地电压抬升为400V，则此时光伏并网逆变器的负母线对地电压为0V，实现了防止光伏阵列继续产生PID效应的功能。
当光伏并网逆变器进入待机、停机或其他非并网运行状态时(即光伏并网逆变器的并网继电器断开时)，闭合可控开关，此时光伏并网逆变器的虚拟中性点N(或中性点N*)与负母线存在直接的电气连接，所以PID抑制装置抬升虚拟中性点N(或中性点N*)对地电压，也就是抬升了光伏并网逆变器的负母线对地电压。任沿用上述示例，PID抑制装置用于将虚拟中性点N(或中性点N*)对地电压抬升为400V，则光伏并网逆变器进入待机、停机或其他非并网运行状态后，光伏并网逆变器的负母线对地电压为400V，实现了消除光伏阵列原来产生的PID效应的功能。
由上可知，基于所述PID抑制电路的电路结构，只需要根据光伏并网逆变器运行状态的改变控制相应的可控开关动作，即可防止光伏阵列继续产生PID效应，以及消除光伏阵列原来产生的PID效应。
此外，参见图3，本发明实施例公开了又一种光伏并网***，包括多台光伏并网逆变器，各台光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，此外，所述光伏并网***还包括PID抑制装置以及与各台光伏并网逆变器一一对应设置的可控开关，其中：
每一个所述可控开关连接在与本可控开关相对应的光伏并网逆变器的中性点与负母线之间；
所述PID抑制装置连接在各台光伏并网逆变器的并网点与大地之间，用于抬升各台光伏并网逆变器的中性点对地电压。
图3所示光伏并网***与图1～图2所示光伏并网***的区别仅在于：图1～图2所示光伏并网***中的光伏并网逆变器具备虚拟中性点装置，因此可以是三相三线制光伏并网逆变器，也可以是三相四线制光伏并网逆变器；而图3所示光伏并网***中的光伏并网逆变器不具备虚拟中性点装置，因此只能是三相四线制光伏并网逆变器。除此之外，两光伏并网***解决技术问题的原理相同，不再赘述。
此外，本发明实施例还公开了一种光伏并网逆变器，应用于光伏并网***，所述光伏并网***包括多台所述光伏并网逆变器，各台所述光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，此外，所述光伏并网***还包括PID抑制装置；所述PID抑制装置连接在各台所述光伏并网逆变器的并网点与大地之间；
所述光伏并网逆变器具有虚拟中性点装置和可控开关，其中：
所述虚拟中性点装置用于为所述光伏并网逆变器构造一个虚拟中性点；
所述PID抑制装置用于抬升所述虚拟中性点对地电压；
所述可控开关连接在所述虚拟中性点与负母线之间。
其中，该所述光伏并网逆变器为三相四线制光伏并网逆变器，或者，所述光伏并网逆变器为三相三线制光伏并网逆变器。
此外，本发明实施例还公开了又一种光伏并网逆变器，应用于光伏并网***，所述光伏并网***包括多台所述光伏并网逆变器，各台所述光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，其特征在于，所述光伏并网***还包括PID抑制装置；所述PID抑制装置连接在各台所述光伏并网逆变器的并网点与大地之间，用于抬升各台所述光伏并网逆变器的中性点对地电压；
所述光伏并网逆变器具有可控开关，其中，所述可控开关连接在所述中性点与负母线之间。
在上述任一实施例中，所述可控开关可以是如继电器等机械开关，也可是如三极管、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET，金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)等开关管。
综上所述，本发明利用设置在各台光伏并网逆变器的并网点与大地之间的PID抑制装置来同时抬升各台光伏并网逆变器的虚拟中性点(或中性点)对地电压，对于任一台光伏并网逆变器来说，当其处于并网运行状态时，抬升虚拟中性点(或中性点)对地电压，也就抬升了负母线对地电压，从而能够使负母线对地电压增大至约为0V，防止光伏阵列继续产生PID效应；当其进入待机、停机或其他非并网运行状态后，本发明将虚拟中性点(或中性点)与负母线接通，使负母线对地电压能够被抬升至更大值，此值远大于0V，从而能够消除光伏阵列原来产生的PID效应。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光伏并网***，包括多台光伏并网逆变器，各台光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，其特征在于，所述光伏并网***还包括PID抑制装置、与各台光伏并网逆变器一一对应设置的虚拟中性点装置，以及与各台光伏并网逆变器一一对应设置的可控开关，其中：
每一个所述虚拟中性点装置用于为与本虚拟中性点装置相对应的光伏并网逆变器构造一个虚拟中性点；
每一个所述可控开关连接在与本可控开关相对应的光伏并网逆变器的虚拟中性点与负母线之间；当与本可控开关相对应的光伏并网逆变器并网运行时，断开本可控开关，否则闭合本可控开关；
所述PID抑制装置连接在各台光伏并网逆变器的并网点与大地之间，用于抬升各台光伏并网逆变器的虚拟中性点对地电压。
2.根据权利要求1所述的光伏并网***，其特征在于，所述光伏并网逆变器为三相四线制光伏并网逆变器，或者，所述光伏并网逆变器为三相三线制光伏并网逆变器。
3.一种光伏并网***，包括多台光伏并网逆变器，各台光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，其特征在于，所述光伏并网***还包括PID抑制装置以及与各台光伏并网逆变器一一对应设置的可控开关，其中：
每一个所述可控开关连接在与本可控开关相对应的光伏并网逆变器的中性点与负母线之间；当与本可控开关相对应的光伏并网逆变器并网运行时，断开本可控开关，否则闭合本可控开关；
所述PID抑制装置连接在各台光伏并网逆变器的并网点与大地之间，用于抬升各台光伏并网逆变器的中性点对地电压。
4.根据权利要求1、2或3所述的光伏并网***，其特征在于，所述可控开关为机械开关或开关管。
5.根据权利要求4所述的光伏并网***，其特征在于，所述机械开关为继电器；所述开关管为三极管、MOSFET或IGBT。
6.一种光伏并网逆变器，应用于光伏并网***，所述光伏并网***包括多台所述光伏并网逆变器，各台所述光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，其特征在于，所述光伏并网***还包括PID抑制装置；所述PID抑制装置连接在各台所述光伏并网逆变器的并网点与大地之间；
所述光伏并网逆变器具有虚拟中性点装置和可控开关，其中：
所述虚拟中性点装置用于为所述光伏并网逆变器构造一个虚拟中性点；
所述PID抑制装置用于抬升所述虚拟中性点对地电压；
所述可控开关连接在所述虚拟中性点与负母线之间；当与本可控开关相对应的光伏并网逆变器并网运行时，断开本可控开关，否则闭合本可控开关。
7.根据权利要求6所述的光伏并网逆变器，其特征在于，所述光伏并网逆变器为三相四线制光伏并网逆变器，或者，所述光伏并网逆变器为三相三线制光伏并网逆变器。
8.一种光伏并网逆变器，应用于光伏并网***，所述光伏并网***包括多台所述光伏并网逆变器，各台所述光伏并网逆变器的直流侧接独立的光伏阵列、交流侧并联，其特征在于，所述光伏并网***还包括PID抑制装置；所述PID抑制装置连接在各台所述光伏并网逆变器的并网点与大地之间，用于抬升各台所述光伏并网逆变器的中性点对地电压；
所述光伏并网逆变器具有可控开关，其中，所述可控开关连接在所述中性点与负母线之间；当与本可控开关相对应的光伏并网逆变器并网运行时，断开本可控开关，否则闭合本可控开关。
9.根据权利要求6、7或8所述的光伏并网逆变器，其特征在于，所述可控开关为机械开关或开关管。
10.根据权利要求9所述的光伏并网逆变器，其特征在于，所述机械开关为继电器；所述开关管为三极管、MOSFET或IGBT。
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