DE-112023000177-B4 - System zur Unterdrückung des PID-Effekts

Abstract

System zur Unterdrückung des PID-Effekts, umfassend: ein photovoltaisches System (100), das mit einem Stromnetz (200) verbunden ist; mindestens ein Spannungsquellen-Topologiemodul (3), wobei ein Ausgabeende (301) des Spannungsquellen-Topologiemoduls (3) mit einem Mittelpunkt eines Busses des photovoltaischen Systems (100) verbunden ist, und wobei ein gemeinsames Erdungsende (302) des Spannungsquellen-Topologiemoduls (3) geerdet ist, um durch eine Unterdrückungsspannung, die von dem Spannungsquellen-Topologiemodul ausgegeben wird, das Erdpotential der Photovoltaikpaneelgruppe (110) im photovoltaischen System (100) zu erhöhen; und wobei die Unterdrückungsspannung mindestens 1/2 der Ausgangsspannung der Photovoltaikpaneelgruppe (110) beträgt; und eine Ausgleichsschaltung (4), die leitend zwischen dem Ausgabeende (301) des Spannungsquellen-Topologiemoduls (3) und dem gemeinsamen Erdungsende (302) verbunden ist, wenn das Spannungsquellen-Topologiemodul (3) Strom vom Bus entnimmt, und wobei, wenn die Spannung am Mittelpunkt des Busses des photovoltaischen Systems (100) abweicht, die Ausgleichsschaltung (4) sich dazu eignet, mit dem Spannungsquellen-Topologiemodul (3) leitend verbunden zu werden, um die Abweichungsspannung des Busses auszugleichen; und wobei die Ausgleichsschaltung (4) eine Durchgangseinheit und eine Last (41) umfasst; und wobei sich die Durchgangseinheit dazu eignet, die Last (41) mit einer Unterdrückungsschaltung, die von einem entsprechenden Spannungsquellen-Topologiemodul (3) gebildet ist, zu verbinden, wenn eine Spannungsabweichung in dem positiven Bus oder negativen Bus auftritt.

Inventors

• Wenping Zhang
• Yiming Wang
• Po Xu
• Wanshuang Lin
• Baosong Liu

Assignees

• Ginlong Technologies Co., Ltd.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20230824

Priority Date

20220930

Claims (9)

1. System zur Unterdrückung des PID-Effekts, umfassend: ein photovoltaisches System (100), das mit einem Stromnetz (200) verbunden ist; mindestens ein Spannungsquellen-Topologiemodul (3), wobei ein Ausgabeende (301) des Spannungsquellen-Topologiemoduls (3) mit einem Mittelpunkt eines Busses des photovoltaischen Systems (100) verbunden ist, und wobei ein gemeinsames Erdungsende (302) des Spannungsquellen-Topologiemoduls (3) geerdet ist, um durch eine Unterdrückungsspannung, die von dem Spannungsquellen-Topologiemodul ausgegeben wird, das Erdpotential der Photovoltaikpaneelgruppe (110) im photovoltaischen System (100) zu erhöhen; und wobei die Unterdrückungsspannung mindestens 1/2 der Ausgangsspannung der Photovoltaikpaneelgruppe (110) beträgt; und eine Ausgleichsschaltung (4), die leitend zwischen dem Ausgabeende (301) des Spannungsquellen-Topologiemoduls (3) und dem gemeinsamen Erdungsende (302) verbunden ist, wenn das Spannungsquellen-Topologiemodul (3) Strom vom Bus entnimmt, und wobei, wenn die Spannung am Mittelpunkt des Busses des photovoltaischen Systems (100) abweicht, die Ausgleichsschaltung (4) sich dazu eignet, mit dem Spannungsquellen-Topologiemodul (3) leitend verbunden zu werden, um die Abweichungsspannung des Busses auszugleichen; und wobei die Ausgleichsschaltung (4) eine Durchgangseinheit und eine Last (41) umfasst; und wobei sich die Durchgangseinheit dazu eignet, die Last (41) mit einer Unterdrückungsschaltung, die von einem entsprechenden Spannungsquellen-Topologiemodul (3) gebildet ist, zu verbinden, wenn eine Spannungsabweichung in dem positiven Bus oder negativen Bus auftritt.
2. System zur Unterdrückung des PID-Effekts nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das photovoltaische System (100) mehrere Photovoltaikpaneelgruppen (110) und einen Wechselrichter (130) umfasst; wobei die Photovoltaikpaneelgruppen (110) jeweils durch einen DC/DC-Wandler (120) über denselben Bus mit einem Eingabeende des Wechselrichters (130) verbunden ist, und wobei ein Ausgabeende des Wechselrichters (130) mit dem Stromnetz (200) verbunden ist; und wobei ein Ausgabeende (301) des Spannungsquellen-Topologiemoduls (3) direkt mit dem Mittelpunkt des Busses des photovoltaischen Systems (100) verbunden ist.
3. System zur Unterdrückung des PID-Effekts nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das photovoltaische System (100) mehrere Photovoltaikpaneelgruppen (110) und mehrere Wechselrichter (130) umfasst; wobei die Photovoltaikpaneelgruppen (110) jeweils durch einen DC/DC-Wandler (120) über den Bus mit den entsprechenden Wechselrichtern (130) verbunden sind, um Photovoltaikschaltungen zu bilden, und wobei die jeweiligen Photovoltaikschaltungen parallel mit dem Stromnetz (200) verbunden sind; und wobei ein Ausgabeende (301) des Spannungsquellen-Topologiemoduls (3) über einen Steuerschalter mit dem Mittelpunkt des Buses jeder der Photovoltaikschaltungen verbunden sind; und wobei, wenn das Spannungsquellen-Topologiemodul (3) in Betrieb ist, einer der Steuerschalter geschlossen ist und die anderen Steuerschalter jeweils getrennt bleiben.
4. System zur Unterdrückung des PID-Effekts nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Spannungsquellen-Topologiemodul (3) eine Unterdrückungsschaltung umfasst, die durch Verbinden zwischen einem Transformator (31) und einer ungesteuerten Gleichrichterbrücke (32) gebildet ist; wobei ein Eingabeende der Unterdrückungsschaltung mit dem Stromnetz (200) verbunden ist, und wobei ein Ausgabeende der Unterdrückungsschaltung mit einem Mittelpunkt des Busses des photovoltaischen Systems (100) verbunden ist, und wobei das gemeinsame Erdungsende (302) der Unterdrückungsschaltung geerdet ist, so dass die Spannung des Stromnetzes (200), nachdem sie den Transformator (31) und die ungesteuerte Gleichrichterbrücke (32) passierte, die Unterdrückungsspannung bildet.
5. System zur Unterdrückung des PID-Effekts nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Unterdrückungsschaltung weiterhin eine Boost-Schaltung (34) umfasst, die mit der Ausgangsseite der ungesteuerten Gleichrichterbrücke (32) verbunden ist, so dass die Spannung des Stromnetzes (200), nachdem sie den Transformator (31), die ungesteuerte Gleichrichterbrücke (32) und die Boost-Schaltung (34) passierte, die Unterdrückungsspannung bildet, wobei der Wert der Unterdrückungsspannung geeignet dafür ist, durch den Tastverhältnis der Boost-Schaltung (34) eingestellt zu werden.
6. System zur Unterdrückung des PID-Effekts nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Spannungsquellen-Topologiemodul (3) eine Unterdrückungsschaltung umfasst, die durch sequentielles Verbinden einer Vollbrückenschaltung (33), eines Transformators (31) und einer ungesteuerten Gleichrichterbrücke (32) gebildet ist; wobei ein Eingabeende der Unterdrückungsschaltung mit einem Bus des photovoltaischen Systems (100) verbunden ist, und wobei ein Ausgabeende der Unterdrückungsschaltung mit einem Mittelpunkt des Busses des photovoltaischen Systems (100) verbunden ist, und wobei das gemeinsame Erdungsende (302) der Unterdrückungsschaltung geerdet ist, so dass die Busspannung des photovoltaischen Systems (100), nachdem sie die Vollbrückenschaltung (33), den Transformator (31) und die ungesteuerte Gleichrichterbrücke (32) passierte, die Unterdrückungsspannung bildet.
7. System zur Unterdrückung des PID-Effekts nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Spannungsquellen-Topologiemodul (3) eine Unterdrückungsschaltung umfasst, die von einer Buck/Boost-Schaltung gebildet ist; wobei ein Eingabeende der Unterdrückungsschaltung mit einem positiven Bus verbunden und ein Ausgabeende (301) der Unterdrückungsschaltung geerdet ist, und wobei ein gemeinsamer Erdungspunkt der Unterdrückungsschaltung mit einem Mittelpunkt eines Busses des photovoltaischen Systems (100) verbunden ist; oder das Spannungsquellen-Topologiemodul (3) eine Unterdrückungsschaltung umfasst, die von einer Buck-Schaltung gebildet ist; wobei ein Eingabeende der Unterdrückungsschaltung mit einem negativen Bus verbunden und ein Ausgabeende (301) der Unterdrückungsschaltung mit einem Mittelpunkt eines Busses des photovoltaischen Systems (100) verbunden ist, und wobei ein gemeinsamer Erdungspunkt der Unterdrückungsschaltung geerdet ist.
8. System zur Unterdrückung des PID-Effekts nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Durchgangseinheit ein Wahlschalter (42) ist, der parallel zu der Last (41) geschaltet ist; wobei die Spannungsquellen-Topologiemodule (3) in einer Anzahl von 2 bereitgestellt sind, und wobei ein Eingabeende der Unterdrückungsschaltung, die einem der Spannungsquellen-Topologiemodule (3) entspricht, mit dem positiven Bus verbunden ist, während ein Eingabeende der Unterdrückungsschaltung, die dem anderen Spannungsquellen-Topologiemodul (3) entspricht, mit dem negativen Bus verbunden ist; und wobei die Ausgabeenden (301) der beiden Unterdrückungsschaltungen und das gemeinsame Erdungsende (302) durch die Ausgleichsschaltung (4) parallel zueinander geschaltet sind; und wobei, wenn eine Spannungsabweichung in dem positiven Bus oder negativen Bus auftritt, die Ausgleichsschaltung (4) durch das Schließen des Wahlschalters (42) erregt wird, wodurch die Spannung des positiven Busses oder des negativen Busses ausgeglichen wird.
9. System zur Unterdrückung des PID-Effekts nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass es sich bei der Durchgangseinheit um ein Paar von Dioden (43) handelt; wobei die Spannungsquellen-Topologiemodule (3) in einer Anzahl von 2 bereitgestellt sind, und wobei ein Eingabeende der Unterdrückungsschaltung, die einem der Spannungsquellen-Topologiemodule (3) entspricht, mit dem positiven Bus verbunden ist, während ein Eingabeende der Unterdrückungsschaltung, die dem anderen Spannungsquellen-Topologiemodul (3) entspricht, mit dem negativen Bus verbunden ist; und wobei an dem Ausgabeende (301) der beiden Unterdrückungsschaltungen jeweils die Diode (43) installiert ist, und wobei die Ausgabeenden (301) der beiden Unterdrückungsschaltungen und das gemeinsame Erdungsende (302) durch die Last (41) parallel zueinander geschaltet sind; und wobei, wenn die Spannung des positiven Busses oder des negativen Busses höher ist, die Unterdrückungsschaltung, die einem Bus, bei dem die Spannung nicht höher ist, durch die entsprechende Diode (43) abgeschaltet wird, so dass die Ausgleichsschaltung (4) mit der Unterdrückungsschaltung, die einem Bus mit einer höheren Spannung entspricht, leitend verbunden ist, um die Spannung des positiven Busses oder des negativen Busses auszugleichen.

Description

TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Anmeldung betrifft das technische Gebiet der photovoltaischen Stromerzeugung, insbesondere ein System zur Unterdrückung des PID-Effekts für photovoltaische Systeme. STAND DER TECHNIK Der PID-Effekt bezieht sich auf den durch das Photovoltaik-Potential induzierten Zerfallseffekt in einem photovoltaischen System, der dadurch entsteht, dass ein Batteriemodul über einen längeren Zeitraum unter Hochspannung steht, so dass ein Leckstrom zwischen dem Glas und dem Verkapselungsmaterial auftritt und sich eine große Menge an Ladung auf der Oberfläche der Batteriezelle sammelt, wodurch sich die Passivierung der Oberfläche der Batteriezelle verschlechtert. Wenn der PID-Effekt stark ausgeprägt ist, kann er dazu führen, dass sich die Leistung einer Batteriekomponente um mehr als 50% verschlechtert, was sich auf die Leistungsabgabe des gesamten Batteriestrangs auswirkt. Daher besteht die Notwendigkeit, den PID-Effekt des photovoltaischen Systems zu unterdrücken, wenn das photovoltaische System in Betrieb ist. Bestehende Verfahren zur Unterdrückung des PID-Effekts sind hauptsächlich:(1) Installation einer Stromversorgung zwischen den photovoltaischen Batterien und der Erde und Einstellung der Ausgangsspannung der Stromversorgung im geschlossenen Kreis, so dass die Erdspannung des negativen Pols der PV-Anlage kompensiert wird, um den Zweck der Unterdrückung des PID-Effekts zu erreichen;(2) Erhöhung der Erdspannung am Neutralpunkt der AC-Seite des photovoltaischen Systems durch Installation einer Spannungserhöhungsschaltung, um die Erdspannung der Frontstufen-Batterienpaneele des Wechselrichters zu erhöhen. Die beiden oben genannten Verfahren sind bei der Verwendung schwierig zu implementieren und die Struktur der Unterdrückungsschaltung ist kompliziert; und während der Unterdrückung des PID-Effekts des photovoltaischen Systems kann es leicht zu einem Ungleichgewicht der Busspannung des photovoltaischen Systems kommen, was wiederum den normalen Betrieb des photovoltaischen Systems beeinträchtigt. Daher besteht ein dringender Bedarf an einem neuen System zur Unterdrückung des PID-Effekts. Aus der CN 1 14 400 913 A ist ein System zur Unterdrückung des PID-Effekts bekannt, umfassend ein mit einem Stromnetz verbundenes photovoltaisches System, mindestens ein Spannungsquellen-Topologiemodul, wobei ein Ausgabeende des Spannungsquellen-Topologiemoduls mit einem Mittelpunkt eines Busses des photovoltaischen Systems verbunden ist, und wobei ein gemeinsames Erdungsende des Spannungsquellen-Topologiemoduls geerdet ist, um durch eine Unterdrückungsspannung, die von dem Spannungsquellen-Topologiemodul ausgegeben wird, das Erdpotential der Photovoltaikpaneelgruppe im photovoltaischen System zu erhöhen. Bei dem bekannten System ist vorgesehen, dass die Unterdrückungsspannung mindestens 1/2 der Ausgangsspannung der Photovoltaikpaneelgruppe beträgt. INHALT DER VORLIEGENDEN ANMELDUNG Eines der Zwecke der vorliegenden Anmeldung besteht darin, ein System zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, den PID-Effekt eines photovoltaischen Systems zu unterdrücken und die Busspannung auszugleichen. Um den obigen Zweck zu erreichen, verwendet die vorliegende Anmeldung die folgende technische Lösung: ein System zur Unterdrückung des PID-Effekts, umfassend ein photovoltaisches System, mindestens ein Spannungsquellen-Topologiemodul und eine Ausgleichsschaltung; wobei das photovoltaische System mit dem Stromnetz verbunden ist, und wobei ein Ausgabeende des Spannungsquellen-Topologiemoduls mit einem Mittelpunkt eines Busses des photovoltaischen Systems verbunden ist, und wobei ein gemeinsames Erdungsende des Spannungsquellen-Topologiemoduls geerdet ist, um durch eine Unterdrückungsspannung, die von dem Spannungsquellen-Topologiemodul ausgegeben wird, das Erdpotential der Photovoltaikpaneelgruppe im photovoltaischen System zu erhöhen; und wobei die Unterdrückungsspannung mindestens 1/2 der Ausgangsspannung der Photovoltaikpaneelgruppe beträgt; und wobei die Ausgleichsschaltung leitend zwischen dem Ausgabeende des Spannungsquellen-Topologiemoduls und dem gemeinsamen Erdungsende verbunden ist, wenn das Spannungsquellen-Topologiemodul Strom vom Bus entnimmt, und wobei, wenn die Spannung am Mittelpunkt des Busses des photovoltaischen Systems abweicht, die Ausgleichsschaltung sich dazu eignet, mit dem Spannungsquellen-Topologiemodul leitend verbunden zu werden, um die Abweichungsspannung des Busses auszugleichen. Vorzugsweise umfasst das photovoltaische System mehrere Photovoltaikpaneelgruppen und einen Wechselrichter; wobei die Photovoltaikpaneelgruppen jeweils durch einen DC/DC-Wandler über denselben Bus mit einem Eingabeende des Wechselrichters verbunden ist, und wobei ein Ausgabeende des Wechselrichters mit dem Stromnetz verbunden ist; und wobei ein Ausgabeende des Spannungsquellen-Topologiemoduls direkt mit dem Mittelpunkt des Busses des photovoltaischen Systems verbunden ist. Vorzugsweise umfasst das photovoltaische Sy