[发明专利]一种光伏发电系统中光伏组件对地共模电压抑制系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电系统中光伏组件对地共模电压抑制技术领域，具体涉及一种光伏发电系统中光伏组件对地共模电压抑制系统。

背景技术

集中型光伏逆变器后级并网一般采用双分裂变压器或双绕组变压器进行升压并网，但是由于多台逆变器并联后通过双分裂变压器或双绕组变压器升压并网时，由于多台并联逆变器的高频信号无法完全同步，各逆变器之间必然产生一个高频源，由于变压器各绕组之间存在耦合电容以及对地Y电容，结合光伏组件对地电容和接地电阻，形成高频共模环流，由于变压器制作工艺的不同导致逆变器交流侧的寄生电容较大，或是受空气环境的影响，使得光伏电池组件对地的寄生电容较小，这些都会使得光伏发电系统中直流正负极对地的电压急剧增加，会造成光伏组件异响，严重影响光伏组件的寿命。

图1a为两台逆变器并联连接，输出采用双分裂变压器进行升压并网，图1b为两台逆变器并联连接，输出采用双绕组变压器进行升压并网；在系统运行过程中，交流侧，双分裂变压器中的两个分裂之间的耦合电容和对地Y电容分布如图1a和图1b中所示，分布在两个并联逆变器交流输出之间。直流侧,有光伏组件对地电容以及防止PID效应的接地电阻、熔断、二极管等接地阻抗装置。以上阻抗和电源网络会在系统内部形成高频共模环流，如图2所示。图2中的Z_O-PE是两个并联支路中光伏组件虚拟中点对地的阻抗，Z_AC为变压器耦合电容的阻抗，U_COM1-2为并联支路1和并联支路2之间的共模电压，I_COM为这个共模环路的共模电流。当由于升压变压器制作工艺而导致各并联逆变器支路交流侧的寄生电容变大，即共模环路中的阻抗Z_AC减小，从而使共模环路电流I_COM增大，那么电池组件对地之间的电压会随着剧增；或是受空气环境的影响，光伏组件对地的寄生电容会减小，即光伏组件负极对地的阻抗Z_O-PE增大，则光伏组件正负极对地之间的电压会增大。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的分离效果差的问题，本发明的目的在于提供一种光伏发电系统中光伏组件对地共模电压抑制系统，避免了由于外界不可控因素的影响，而导致光伏组件正负极对地之间的电压急剧上升，最终导致光伏组件的异响或者组件寿命受到衰减的影响。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光伏发电系统中光伏组件对地共模电压抑制系统，包括光伏组件，与光伏组件连接的光伏逆变器，所述光伏组件与光伏逆变器连接的多个支路通过一台多绕组变压器并联后并网或每个支路连接双绕组变压器后通过汇流箱并网；所述光伏组件的负极依次连接，然后再单点接地或连接抑制PID装置；将并联支路中光伏组件对地阻抗短路掉，从而共模电流就不会流入光伏组件的对地阻抗回路，从根本上消除组件正负极对地工模电压。

所述光伏组件的负极间通过导线、熔断器、微型断路器、接触器或者阻抗低的器件进行连接。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1)本发明系统简单，无需增加任何复杂器件即可实现。

2)本发明系统不受后级变压器和直流光伏组件的外界条件影响，均可保证逆变器的可靠稳定运行。

附图说明

图1a为现有输出采用双分裂变压器进行升压并网的光伏发电系统。

图1b为现有输出采用双绕组变压器进行升压并网的光伏发电系统。

图2为现有光伏发电系统共模电流等效电路图。

图3a为本发明输出采用多绕组变压器进行升压并网的光伏发电系统。

图3b为本发明输出采用双绕组变压器进行升压并网的光伏发电系统。

图4为本发明光伏发电系统共模电流等效电路图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

如图3a和图3b所示，本发明一种光伏发电系统中光伏组件对地共模电压抑制系统，包括光伏组件，与光伏组件连接的光伏逆变器，如图3a所示，所述光伏组件与光伏逆变器连接的多个支路通过一台多绕组变压器并联后并网或如图3b所示，每个支路连接双绕组变压器后通过汇流箱并网；所述光伏组件的负极依次连接，然后再单点接地或连接抑制PID装置；本实施例采用电阻接地方式。将并联支路中光伏组件对地阻抗短路掉，从而共模电流就不会流入光伏组件的对地阻抗回路，从根本上消除组件正负极对地工模电压。

作为本发明的优选实施方式，所述光伏组件的负极间通过导线、熔断器、微型断路器、接触器或者阻抗低的器件进行连接。