兼具抗pid功能的光伏匯流裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，它包括匯流電路、電壓采樣收集器、PID控制器、電壓變換器和直流電源，匯流電路的各正極輸出端并接后形成總正極輸出端接入直流柜或逆變器，匯流電路的各負極輸出端并接后形成總負極輸出端接入直流柜或逆變器；其中，電壓采樣收集器，其采集端分別與匯流電路的總正極輸出端和總負極輸出端相連接，其信號輸出端與PID控制器的信號輸入端相連接；電壓變換器，其負極輸出端接地，其正極輸出端與匯流電路的總負極輸出端相連接；直流電源，其分別與電壓變換器的正極輸入端和負極輸入端相連接；PID控制器，其信號輸出端與電壓變換器的開閉信號輸入端相連接。本發(fā)明不僅能夠實現(xiàn)組件串匯流的功能，而且能夠抑制PID反應引發(fā)發(fā)電量低的現(xiàn)象。
【專利說明】兼具抗PID功能的光伏匯流裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置。
【背景技術】
[0002]目前，太陽能行業(yè)作為一種低碳可再生能源，正在世界范圍內蓬勃發(fā)展，各國安裝量逐年增長，光伏系統(tǒng)在安裝后具有25年的使用壽命，但實際上在應用中受到不同環(huán)境的影響，光伏系統(tǒng)的發(fā)電量會產(chǎn)生一定程度的衰減。其中當處于高溫高濕的環(huán)境下，光伏組件如果長期處于負偏壓下極易產(chǎn)生PID現(xiàn)象即電勢誘導衰減的問題，當組件發(fā)生PID現(xiàn)象后功率會大幅下降，嚴重影響系統(tǒng)的發(fā)電量，以至于無法保證系統(tǒng)的投資效益，同時經(jīng)試驗驗證該現(xiàn)象在一定的條件下是可以恢復的。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，它不僅能夠實現(xiàn)組件串匯流的功能，而且能夠抑制PID反應引發(fā)發(fā)電量低的現(xiàn)象。
[0004]為了解決上述技術問題,本發(fā)明的第一種技術方案是:一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，其特征在于:它包括匯流電路、電壓采樣收集器、PID控制器、電壓變換器和直流電源，匯流電路的各正極輸入端與相應的組件串正極相連接，匯流電路的各負極輸入端與相應的組件串負極相連接，匯流電路的各正極輸出端并接后形成總正極輸出端接入直流柜或逆變器，匯流電路的各負極輸出端并接后形成總負極輸出端接入直流柜或逆變器；其中，
[0005]電壓采樣收集器，其采集端分別與匯流電路的總正極輸出端和總負極輸出端相連接，其信號輸出端與PID控制器的信號輸入端相連接，用于獲取采樣電壓信號并將其傳遞給PID控制器；
[0006]電壓變換器，其負極輸出端接地，其正極輸出端與匯流電路的總負極輸出端相連接；
[0007]直流電源，其分別與電壓變換器的正極輸入端和負極輸入端相連接；
[0008]PID控制器，其信號輸出端與電壓變換器的開閉信號輸入端相連接，并用于根據(jù)接收到的采樣電壓信號發(fā)出相應的開啟信號或關閉信號傳遞給電壓變換器控制其工作；當PID控制器接收到的采樣電壓信號<設定值時，PID控制器控制電壓變換器工作使電壓變換器的正極輸出端向匯流電路的總負極輸出端輸出反向電壓；當PID控制器接收到的采樣電壓信號 >設定值時，PID控制器控制電壓變換器停止工作。
[0009]進一步為了能夠利用光伏組件串的電量及時對直流電源進行充電，該兼具抗PID功能的光伏匯流裝置還包括充電控制電路，并且所述的直流電源為充電電池，所述的充電電池的電源輸入端通過充電控制電路分別匯流電路的總正極輸出端和總負極輸出端相連接。[0010]進一步為了使本光伏匯流裝置防雷保護功能，避免遭受雷擊，該兼具抗PID功能的光伏匯流裝置還包括防雷器，所述的防雷器的兩極分別連接在匯流電路的總正極輸出端和總負極輸出端上。
[0011]進一步為了能夠對匯流電路進行監(jiān)控，所述的匯流電路中連接有匯流監(jiān)控電路。
[0012]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的第二種技術方案是:一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，它包括匯流電路、時間控制電路、電壓變換器和直流電源，匯流電路的各正極輸入端與相應的組件串正極相連接，匯流電路的各負極輸入端與相應的組件串負極相連接，匯流電路的各正極輸出端并接后形成總正極輸出端接入直流柜或逆變器，匯流電路的各負極輸出端并接后形成總負極輸出端接入直流柜或逆變器；其中，
[0013]電壓變換器，其負極輸出端接地，其正極輸出端與匯流電路的總負極輸出端相連接；
[0014]直流電源，其分別與電壓變換器的正極輸入端和負極輸入端相連接；
[0015]時間控制電路，其信號輸出端與電壓變換器的開閉信號輸入端相連接，用于設定時間段發(fā)出相應的開啟信號或關閉信號傳遞給電壓變換器控制其工作；當電壓變換器接收到開啟信號時，電壓變換器工作使電壓變換器的正極輸出端向匯流電路的總負極輸出端輸出反向電壓；當電壓變換器接收到關閉信號時，電壓變換器停止工作。
[0016]進一步為了能夠利用光伏組件串的電量及時對直流電源進行充電，該兼具抗PID功能的光伏匯流裝置還包括充電控制電路，并且所述的直流電源為充電電池，所述的充電電池的電源輸入端通過充電控制電路分別匯流電路的總正極輸出端和總負極輸出端相連接。
[0017]進一步為了使本光伏匯流裝置防雷保護功能，避免遭受雷擊，該兼具抗PID功能的光伏匯流裝置還包括防雷器，所述的防雷器的兩極分別連接在匯流電路的總正極輸出端和總負極輸出端上。
[0018]進一步為了能夠對匯流電路進行監(jiān)控，所述的匯流電路中連接有匯流監(jiān)控電路。
[0019]采用了上述技術方案后，匯流電路主要實現(xiàn)光伏系統(tǒng)接線中的匯流功能，將N串組件串匯集為一路輸出，接入下級直流柜或逆變器中，降低電纜使用量和方便檢修等，光伏系統(tǒng)中的光伏組件在一些高溫、高濕環(huán)境下可能會出現(xiàn)電勢誘導衰減現(xiàn)象，致使系統(tǒng)功率大幅下降，嚴重時候可能損失40%-70%，使系統(tǒng)發(fā)電量大折扣，在系統(tǒng)安裝中該發(fā)明裝置后，裝置將在夜間或裝置檢測到裝置開啟條件的信號后對系統(tǒng)中組件串進行衰減的恢復，從而減弱甚至消除PID問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的兼具抗PID功能的光伏匯流裝置的第一種結構的電路連接圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的兼具抗PID功能的光伏匯流裝置的第二種結構的電路連接圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0023]實施例一[0024]如圖1所示，一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，它包括匯流電路1、電壓采樣收集器2、PID控制器3、電壓變換器4和直流電源6，匯流電路I的各正極輸入端與相應的組件串正極相連接，匯流電路I的各負極輸入端與相應的組件串負極相連接，匯流電路I的各正極輸出端并接后形成總正極輸出端接入直流柜或逆變器，匯流電路I的各負極輸出端并接后形成總負極輸出端接入直流柜或逆變器；其中，
[0025]電壓采樣收集器2，其采集端分別與匯流電路I的總正極輸出端和總負極輸出端相連接，其信號輸出端與PID控制器3的信號輸入端相連接，用于獲取采樣電壓信號并將其傳遞給PID控制器3 ；
[0026]電壓變換器4，其負極輸出端接地，其正極輸出端與匯流電路I的總負極輸出端相連接；
[0027]直流電源6，其分別與電壓變換器4的正極輸入端和負極輸入端相連接；
[0028]PID控制器3，其信號輸出端與電壓變換器4的開閉信號輸入端相連接，并用于根據(jù)接收到的采樣電壓信號發(fā)出相應的開啟信號或關閉信號傳遞給電壓變換器4控制其工作；當PID控制器3接收到的采樣電壓信號<設定值時，PID控制器3控制電壓變換器4工作使電壓變換器4的正極輸出端向匯流電路I的總負極輸出端輸出反向電壓；當PID控制器3接收到的采樣電壓信號 >設定值時，PID控制器3控制電壓變換器4停止工作。
[0029]為了能夠利用光伏組件串的電量及時對直流電源6進行充電，如圖1所示，兼具抗PID功能的光伏匯流裝置還包括充電控制電路5，并且直流電源6為充電電池，充電電池的電源輸入端通過充電控制電路5分別匯流電路I的總正極輸出端和總負極輸出端相連接。
[0030]為了使本光伏匯流裝置防雷保護功能，避免遭受雷擊，如圖1所示，兼具抗PID功能的光伏匯流裝置還包括防雷器7，防雷器7的兩極分別連接在匯流電路I的總正極輸出端和總負極輸出端上。
[0031]為了能夠對匯流電路I進行監(jiān)控，如圖1所示，匯流電路I中連接有匯流監(jiān)控電路1-1 ο
[0032]在光伏系統(tǒng)安裝過程中，將組件串通過該裝置的匯流電路I接入，組件串正極接入正極，組件串負極接入負極，并一一對應相應的序號，本方案圖中僅繪出了 8路匯入，實際中應用有3-20串不等都可實現(xiàn)；裝置輸出端計入下級直流柜或光伏逆變器，系統(tǒng)安裝完成后，實際的運行過程如下:
[0033]白天，組件及系統(tǒng)正常運行，系統(tǒng)發(fā)電，裝置中的匯流電路1、匯流監(jiān)測電路1-1、防雷器7等正常運行，保證系統(tǒng)的可靠運行，此時電壓采樣收集器2搜集的信號符合設定要求，無需啟動PID控制器3進入下一步工作，進而無需對組件進行施加反向電壓。
[0034]當晚上或陰雨天情況下，系統(tǒng)不發(fā)電或發(fā)電量極低，裝置中的電壓采樣收集器2搜集到組件串的電壓非常小，當小于某一設定值時，電壓采樣收集器2發(fā)出信號控制PID控制器3啟動，PID控制器3控制電壓變換器4開始工作，電壓變換器4通過從直流電源6處取電，并經(jīng)過系列電壓、電流變換使?jié)M足使用要求，進而對組件串施加反向電壓，此時，組件串在電壓變換器4提供的電壓作用下形成對地的正偏壓，因電勢誘導衰減造成功率損失的組件開始恢復。
[0035]當電壓采樣收集器2檢測到電壓信號高于或等于設定值時，控制PID控制器3斷開電壓變換器4，停止工作。[0036]當直流電源為充電電池，其電能不足以維持連續(xù)的電壓施加時間時，充電控制電路5需在白天工作時取光伏系統(tǒng)的發(fā)電為充電電池進行充電，確保具有足夠的電能。
[0037]實施例二
[0038]如圖2所示，一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，它包括匯流電路1、時間控制電路8、電壓變換器4和直流電源6，匯流電路I的各正極輸入端與相應的組件串正極相連接，匯流電路I的各負極輸入端與相應的組件串負極相連接，匯流電路I的各正極輸出端并接后形成總正極輸出端接入直流柜或逆變器，匯流電路I的各負極輸出端并接后形成總負極輸出端接入直流柜或逆變器；其中，
[0039]電壓變換器4，其負極輸出端接地，其正極輸出端與匯流電路I的總負極輸出端相連接；
[0040]直流電源6，其分別與電壓變換器4的正極輸入端和負極輸入端相連接；
[0041]時間控制電路8,其信號輸出端與電壓變換器4的開閉信號輸入端相連接,用于設定時間段發(fā)出相應的開啟信號或關閉信號傳遞給電壓變換器4控制其工作；當電壓變換器4接收到開啟信號時，電壓變換器4工作使電壓變換器4的正極輸出端向匯流電路I的總負極輸出端輸出反向電壓；當電壓變換器4接收到關閉信號時，電壓變換器4停止工作。
[0042]為了能夠利用光伏組件串的電量及時對直流電源6進行充電，如圖2所示，該兼具抗PID功能的光伏匯流裝置還包括充電控制電路5，并且直流電源6為充電電池，充電電池的電源輸入端通過充電控制電路5分別匯流電路I的總正極輸出端和總負極輸出端相連接。
[0043]該兼具抗PID功能的光伏匯流裝置還包括防雷器7，如圖2所示，防雷器7的兩極分別連接在匯流電路I的總正極輸出端和總負極輸出端上。
[0044]如圖2所示，匯流電路I中連接有匯流監(jiān)控電路1-1。
[0045]本實施例將PID控制器3和電壓采樣收集器2替換為時間控制電路8，從而利用時間控制電路8來代替PID控制器3和電壓采樣收集器2的功能，當晚上不發(fā)電，如控制晚上的20:00—凌晨05:00時間段內電壓變換器4工作，其余時間電壓變換器4均不工作。
[0046]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，其特征在于:它包括匯流電路(I)、電壓采樣收集器(2)、PID控制器(3)、電壓變換器(4)和直流電源(6)，匯流電路(I)的各正極輸入端與相應的組件串正極相連接，匯流電路(I)的各負極輸入端與相應的組件串負極相連接，匯流電路(I)的各正極輸出端并接后形成總正極輸出端接入直流柜或逆變器，匯流電路(I)的各負極輸出端并接后形成總負極輸出端接入直流柜或逆變器；其中， 電壓采樣收集器(2)，其采集端分別與匯流電路(I)的總正極輸出端和總負極輸出端相連接，其信號輸出端與PID控制器(3)的信號輸入端相連接，用于獲取采樣電壓信號并將其傳遞給PID控制器(3); 電壓變換器(4)，其負極輸出端接地，其正極輸出端與匯流電路(I)的總負極輸出端相連接； 直流電源(6)，其分別與電壓變換器(4)的正極輸入端和負極輸入端相連接； PID控制器(3)，其信號輸出端與電壓變換器(4)的開閉信號輸入端相連接，并用于根據(jù)接收到的采樣電壓信號發(fā)出相應的開啟信號或關閉信號傳遞給電壓變換器(4)控制其工作；當PID控制器(3)接收到的采樣電壓信號<設定值時，PID控制器(3)控制電壓變換器(4)工作使電壓變換器(4)的正極輸出端向匯流電路(I)的總負極輸出端輸出反向電壓；當PID控制器(3)接收到的采樣電壓信號>設定值時，PID控制器(3)控制電壓變換器(4)停止工作。
2.根據(jù)權利要求1所述的兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，其特征在于:還包括充電控制電路(5)，并且所述的直流電源(6)為充電電池，所述的充電電池的電源輸入端通過充電控制電路(5)分別匯流電路⑴的總正極輸出端和總負極輸出端相連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，其特征在于:還包括防雷器(7)，所述的防雷器(7)的兩極分別連接在匯流電路(I)的總正極輸出端和總負極輸出端上。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，其特征在于:所述的匯流電路(I)中連接有匯流監(jiān)控電路(1-1)。
5.一種兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，其特征在于:它包括匯流電路(I)、時間控制電路(8)、電壓變換器⑷和直流電源(6)，匯流電路⑴的各正極輸入端與相應的組件串正極相連接，匯流電路(I)的各負極輸入端與相應的組件串負極相連接，匯流電路(I)的各正極輸出端并接后形成總正極輸出端接入直流柜或逆變器，匯流電路(I)的各負極輸出端并接后形成總負極輸出端接入直流柜或逆變器；其中， 電壓變換器(4)，其負極輸出端接地，其正極輸出端與匯流電路(I)的總負極輸出端相連接； 直流電源(6)，其分別與電壓變換器(4)的正極輸入端和負極輸入端相連接； 時間控制電路(8)，其信號輸出端與電壓變換器⑷的開閉信號輸入端相連接，用于設定時間段發(fā)出相應的開啟信號或關閉信號傳遞給電壓變換器(4)控制其工作；當電壓變換器⑷接收到開啟信號時，電壓變換器⑷工作使電壓變換器⑷的正極輸出端向匯流電路(I)的總負極輸出端輸出反向電壓；當電壓變換器(4)接收到關閉信號時，電壓變換器(4)停止工作。
6.根據(jù)權利要求5所述的兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，其特征在于:還包括充電控制電路(5)，并且所述的直流電源(6)為充電電池，所述的充電電池的電源輸入端通過充電控制電路(5)分別匯流電路⑴的總正極輸出端和總負極輸出端相連接。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，其特征在于:還包括防雷器(7)，所述的防雷器(7)的兩極分別連接在匯流電路(1)的總正極輸出端和總負極輸出端上。
8.根據(jù)權利要求5或6所述的兼具抗PID功能的光伏匯流裝置，其特征在于:所述的匯流電路(1)中連接有匯流監(jiān)控電路(1-1)。
【文檔編號】H02S40/32GK103956970SQ201410216834
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權日:2014年5月21日
【發(fā)明者】張圣成, 夏登福, 于俊, 全鵬, 張映斌, 黃勇, 夏吉東 申請人:常州天合光能有限公司