本發(fā)明涉及抗光伏板PID效應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗光伏板PID效應(yīng)的虛擬接地系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電勢誘導(dǎo)衰減(Potential Induced Degradation，PID)會(huì)導(dǎo)致電池板特性發(fā)生衰減，影響發(fā)電量。在高溫高濕環(huán)境下，此現(xiàn)象表現(xiàn)得尤為明顯。自2005年發(fā)現(xiàn)此效應(yīng)以來，各光伏電池板廠家以及逆變器廠家都在致力于尋找更簡單更高效的方法解決此問題。PID效應(yīng)是電池板負(fù)極與地之間存在負(fù)壓，進(jìn)而導(dǎo)致鈉離子偏移所致，故主動(dòng)防PID的方法是讓負(fù)極對地電壓大于某個(gè)負(fù)值或等于0V，讓鈉離子基本不發(fā)生偏移。現(xiàn)在業(yè)界采用的虛擬接地方案是在系統(tǒng)交流側(cè)生成虛擬中點(diǎn)，再使用電壓源抬升中點(diǎn)對地電壓，使得電池板負(fù)極對地電壓降低，達(dá)到抗PID的目的。但是，此方案存在兩點(diǎn)不足：一是當(dāng)逆變器關(guān)閉時(shí)，裝置是失效的，即接地裝置與直流側(cè)通路被切斷；二是形成中點(diǎn)時(shí)需要采用電阻或電感等有損器件，將產(chǎn)生額外損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過一種抗光伏板PID效應(yīng)的虛擬接地系統(tǒng)，來解決以上背景技術(shù)部分提到的問題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種抗光伏板PID效應(yīng)的虛擬接地系統(tǒng)，其包括虛擬接地裝置，所述虛擬接地裝置串入光伏板負(fù)極與地之間，所述虛擬接地裝置根據(jù)光伏板正極對地絕緣狀況，調(diào)整出相應(yīng)的等效阻抗，此阻抗與光伏板正極對地等效阻抗分壓，進(jìn)而改變光伏板負(fù)極對地電壓，并使得漏電流可控。

特別地，所述虛擬接地裝置具體用于：令虛擬接地裝置的等效阻抗為Rx，能有效抗PID效應(yīng)的光伏板負(fù)極對地電壓為Unpe，光伏板正極對地的搭接阻抗為Rp，光伏板電壓為Upv，虛擬接地裝置所檢測到的漏電流值為I_lk，漏電流保護(hù)值為I_lkmax；當(dāng)正常工作或光伏板正極發(fā)生阻抗搭接，但I(xiàn)_lk＜I_lkmax時(shí)，虛擬接地裝置調(diào)節(jié)等效阻抗值Rx為：

當(dāng)正極發(fā)生嚴(yán)重搭接即I_lk≥I_lkmax時(shí)，此時(shí)保護(hù)搭接者優(yōu)先級高，虛擬接地裝置調(diào)整等效阻抗，使得漏電流小于保護(hù)值，即等效阻抗Rx：

特別地，所述虛擬接地裝置包括光伏板電壓采樣模塊、負(fù)極對地電壓采樣模塊、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元、可控開關(guān)器件以及漏電流檢測裝置；所述光伏板電壓采樣模塊一端連接光伏板，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元；所述負(fù)極對地電壓采樣模塊的一端連接光伏板負(fù)極，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元；所述漏電流檢測裝置的一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元，另一端接地；所述可控開關(guān)器件連接負(fù)極對地電壓采樣模塊、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元、漏電流檢測裝置。

特別地，所述虛擬接地裝置包括光伏板電壓采樣模塊、負(fù)極對地電壓采樣模塊、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元、可控開關(guān)器件、若干不同阻抗電阻以及漏電流檢測裝置；所述光伏板電壓采樣模塊一端連接光伏板，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元；所述負(fù)極對地電壓采樣模塊的一端連接光伏板負(fù)極，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元；所述漏電流檢測裝置的一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元，另一端接地；所述可控開關(guān)器件連接負(fù)極對地電壓采樣模塊、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元、若干不同阻抗電阻；所述若干不同阻抗電阻連接漏電流檢測裝置。

特別地，所述虛擬接地裝置包括光伏板電壓采樣模塊、負(fù)極對地電壓采樣模塊、電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)單元、滑動(dòng)電阻器以及漏電流檢測裝置；所述光伏板電壓采樣模塊一端連接光伏板，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元；所述負(fù)極對地電壓采樣模塊的一端連接光伏板負(fù)極，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元；所述漏電流檢測裝置的一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元，另一端接地；所述滑動(dòng)電阻器的一端連接負(fù)極對地電壓采樣模塊，另一端連接漏電流檢測裝置，電動(dòng)滑塊端連接電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)單元。

本發(fā)明提出的抗光伏板PID效應(yīng)的虛擬接地系統(tǒng)在光伏板負(fù)極與地之間串入一個(gè)虛擬接地裝置，虛擬接地裝置根據(jù)漏電流反饋值實(shí)時(shí)、快速調(diào)整其等效阻抗，當(dāng)漏電流處于正常值時(shí)，調(diào)整等效阻抗使得光伏板負(fù)極對地之間電壓小于某值，以達(dá)到抗PID效應(yīng)的目的；當(dāng)漏電流接近標(biāo)準(zhǔn)所要求的上限保護(hù)值時(shí)，虛擬接地裝置調(diào)整阻抗使得漏電流不超過此保護(hù)值。本發(fā)明最大限度保證抗PID效應(yīng)的效果、控制漏電流大小，也可全時(shí)段抑制PID效應(yīng)，即使逆變器不開機(jī)也依然有效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的抗光伏板PID效應(yīng)的虛擬接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的虛擬接地裝置結(jié)構(gòu)圖一；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的虛擬接地裝置結(jié)構(gòu)圖二；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的虛擬接地裝置結(jié)構(gòu)圖三。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容，除非另有定義，本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例，不是旨在于限制本發(fā)明。

請參照圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的抗光伏板PID效應(yīng)的虛擬接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

本實(shí)施例中抗光伏板PID效應(yīng)的虛擬接地系統(tǒng)具體包括虛擬接地裝置101，所述虛擬接地裝置101串入光伏板102負(fù)極PV-與地之間，所述虛擬接地裝置101根據(jù)光伏板102正極PV+對地絕緣狀況，調(diào)整出相應(yīng)的等效阻抗，此阻抗與光伏板102正極PV+對地等效阻抗分壓，進(jìn)而改變光伏板102負(fù)極PV-對地電壓，并使得漏電流可控。

所述虛擬接地裝置101具體用于：令虛擬接地裝置101的等效阻抗為Rx，能有效抗PID效應(yīng)的光伏板102負(fù)極PV-對地電壓為Unpe，光伏板102正極PV+對地的搭接阻抗為Rp，光伏板102電壓為Upv，虛擬接地裝置101所檢測到的漏電流值為I_lk，漏電流保護(hù)值為I_lkmax；當(dāng)正常工作或光伏板102正極PV+發(fā)生阻抗搭接，但I(xiàn)_lk＜I_lkmax時(shí)，虛擬接地裝置101調(diào)節(jié)等效阻抗值Rx為：

當(dāng)正極PV+發(fā)生嚴(yán)重搭接即I_lk≥I_lkmax時(shí)，此時(shí)保護(hù)搭接者優(yōu)先級高，虛擬接地裝置101調(diào)整等效阻抗，使得漏電流小于保護(hù)值，即等效阻抗Rx：

本發(fā)明可最大限度保證光伏板負(fù)極對地電壓處于可有效抗PID效應(yīng)的數(shù)值，也在逆變器103不并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)同樣起到防PID效應(yīng)的目的。需要說明的是，本發(fā)明可使用在單臺逆變器103通過變壓器104并網(wǎng)場合，也可用于多機(jī)直接并聯(lián)后通過變壓器104并網(wǎng)場合。

在本實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)虛擬接地裝置101的方式包括但不限于以下三種：

一、通過電流反饋方式控制開關(guān)管的等效導(dǎo)通阻抗

如圖2所示，所述虛擬接地裝置101包括光伏板電壓采樣模塊201、負(fù)極對地電壓采樣模塊202、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元203、可控開關(guān)器件204以及漏電流檢測裝置205；所述光伏板電壓采樣模塊201一端連接光伏板，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元203；所述負(fù)極對地電壓采樣模塊202的一端連接光伏板負(fù)極PV-，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元203；所述漏電流檢測裝置205的一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元203，另一端接地；所述可控開關(guān)器件204連接負(fù)極對地電壓采樣模塊202、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元203、漏電流檢測裝置205。其中可控開關(guān)器件204選型包括但不限于三極管、IGBT、MOSFET等電力電子器件；漏電流檢測裝置包括但不限于霍爾、分流器等；開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元203包括但不限于使用硬件負(fù)反饋、帶控制芯片的功能單元等。

二、根據(jù)電流反饋值，控制不同電阻切換或滑動(dòng)變阻器方式實(shí)現(xiàn)

如圖3所示，所述虛擬接地裝置101包括光伏板電壓采樣模塊301、負(fù)極對地電壓采樣模塊302、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元303、可控開關(guān)器件(K1-Kn)、若干不同阻抗電阻(R1-Rn)以及漏電流檢測裝置304；所述光伏板電壓采樣模塊301一端連接光伏板，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元303；所述負(fù)極對地電壓采樣模塊302的一端連接光伏板負(fù)極PV-，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元303；所述漏電流檢測裝置304的一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元303，另一端接地；所述可控開關(guān)器件(K1-Kn)連接負(fù)極對地電壓采樣模塊302、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元303、若干不同阻抗電阻(R1-Rn)；所述若干不同阻抗電阻(R1-Rn)連接漏電流檢測裝置304。其中，所述可控開關(guān)器件(K1-Kn)的選型包括但不限于接觸器、繼電器、帶電操功能的斷路器等；漏電流檢測裝置304包括但不限于霍爾、分流器等。

如圖4所示,所述虛擬接地裝置101包括光伏板電壓采樣模塊401、負(fù)極對地電壓采樣模塊402、電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)單元403、滑動(dòng)電阻器Rx以及漏電流檢測裝置404；所述光伏板電壓采樣模塊401一端連接光伏板，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元403；所述負(fù)極對地電壓采樣模塊402的一端連接光伏板負(fù)極PV-，另一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元403；所述漏電流檢測裝置404的一端連接開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)控制單元403，另一端接地；所述滑動(dòng)電阻器Rx的一端連接負(fù)極對地電壓采樣模塊402，另一端連接漏電流檢測裝置404，電動(dòng)滑塊405端連接電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)單元403。

三、在某些場合，虛擬接地裝置101也可使用熱敏電阻實(shí)現(xiàn)，當(dāng)漏電流超過設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻開始發(fā)熱，阻抗變大，達(dá)到限制電流的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案在光伏板負(fù)極與地之間串入一個(gè)虛擬接地裝置，虛擬接地裝置根據(jù)漏電流反饋值實(shí)時(shí)、快速調(diào)整其等效阻抗，當(dāng)漏電流處于正常值時(shí)，調(diào)整等效阻抗使得光伏板負(fù)極對地之間電壓小于某值，以達(dá)到抗PID效應(yīng)的目的；當(dāng)漏電流接近標(biāo)準(zhǔn)所要求的上限保護(hù)值時(shí)，虛擬接地裝置調(diào)整阻抗使得漏電流不超過此保護(hù)值。本發(fā)明最大限度保證抗PID效應(yīng)的效果、控制漏電流大小，也可全時(shí)段抑制PID效應(yīng)，即使逆變器不開機(jī)也依然有效。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。