[发明专利]光伏发电系统及应用于该系统的电压补偿装置、变流器

说明书

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种解决电势诱导衰减的电压补偿装置、变流器及光伏发电系统。

背景技术

电势诱导衰减（PID，Potential Induced Degradation）是指：因为对地高压施加在电池板上而使其性能降低的现象。根据不同的电池板特性，该高压可能为正电压，也可能为负电压。

PID导致电池板性能降低的现象为：开路电压下降（Voc）、断路电流（Isc）填充因子（FF）下降等。

美国著名光伏制造商SUNPOWER公司发现，采用背极接触高效电池片A-300，具体是在组件上施加一个反向高压，发生表面极化现象。如果在组件上施加相对于大地的正电压，漏电流会立即从电池流向地面。电池的表面会随着时间累积负电荷，这些电荷会将正电荷吸引到电池表面，形成复合中心。相反，当组件上施加负电压时，极化现象也相应改变，这种情况下组件的性能不会有影响。

近几年，随着大型电站的不断发展，主要是靠近沿海地区的电站，这些地区的环境条件比较恶劣，例如，高温，高湿等。随着时间的延长，PID问题越来越严重。

对于变流器的三相交流输出通过三相绝缘变压器（变压器具有初级侧、次级侧和初级侧上的中性端子）连接电网的光伏发电系统，可以通过控制发电系统中变压器的中性端子对地（PE）的电位，来解决PID问题。但是由于此类光伏发电系统中含有多个变流器，每个变流器都需要引出一条N线与三相绝缘变压器的中性端子相连，增加了系统成本和线路损耗，且增加接线复杂度，并且会降低系统可靠性。并且针对不具备中性端子的变压器的光伏发电系统，该方案不适用。

因此，解决电势诱导衰减给组件带来的性能下降的问题，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种解决电势诱导衰减的电压补偿装置、变流器及光伏发电系统，能够解决PID导致的组件性能下降问题。

本申请提供了一种光伏发电系统，包括至少一个具有直流输入端和交流输出端的变流器、与所述变流器的直流输入端对应电气连接的太阳能电池串列、三相绝缘变压器，所述变流器的交流输出端并联，所述太阳能电池串列包括至少一个太阳能电池板，所述三相绝缘变压器包括初级侧和次级侧，所述初级侧与变流器的交流输出端电气连接，所述光伏发电系统还包括：中性线装置，所述中性线装置的第一端与所述变流器的交流输出端以及所述三相绝缘变压器的初级侧电气连接；电压补偿装置，所述电压补偿装置连接在所述中性线装置的第二端与地之间，通过控制所述电压补偿装置的输出电压来控制所述中性线装置的第二端的电位。

进一步地，所述中性线装置包括三个无极性的电容，所述电容的一端连接在一起做为所述中性线装置的第二端，所述电容的另一端分别与所述变流器的交流输出端的三相连接。

进一步地，所述中性线装置包括三个电阻，所述电阻的一端连接在一起做为所述中性线装置的第二端，所述电阻的另一端分别与所述变流器的交流输出端的三相连接。

进一步地，所述电压补偿装置包括：输入单元，用于从所述太阳能电池串列取电，或者，从三相绝缘变压器初级侧或次级侧取电；电压变换单元，用于将所述输入单元取得的电压进行变换后发送给输出单元；输出单元，所述输出单元与所述中性线装置的第二端连接，用于将所述电压变换单元变换的电压反馈到所述中性线装置的第二端来控制中性线装置的第二端的电位。

进一步地，所述输入单元从三相绝缘变压器的初级侧或次级侧取电，所述电压变换单元包括三相工频变压器、整流桥、第一DC/DC变换器；所述三相工频变压器的初级侧连接三相绝缘变压器的初级侧或次级侧，所述整流桥连接在三相工频变压器的次级侧与第一DC/DC变换器的输入端之间，所述整流桥用于将三相工频变压器的次级侧的交流电转换成直流电提供给第一DC/DC变换器，所述第一DC/DC变换器的输出端与中性线装置的第二端相连。

进一步地，所述输入单元从三相绝缘变压器初级侧或次级侧取电具体为：

输入单元从三相绝缘变压器初级侧的线电压或相电压取电；或，输入单元从三相绝缘变压器次级侧的线电压或相电压取电。

进一步地，所述输入单元从所述太阳能电池串列取电，所述电压变换单元包括第二DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器的输入端与所述太阳能电池串列相连，所述第二DC/DC变换器的输出端与中性线装置的第二端相连。

进一步地，所述电压补偿装置是所述至少一个具有直流输入端和交流输出端的变流器中的任一个变流器的一部分。