一種光伏發電系統的制作方法

本申請涉及光電領域，特別涉及一種光伏發電系統。

背景技術：

目前地球上的化石能源儲量越來越少，因此人類開始使用其他的可再生能源，例如使用風能或太陽能等。對于太陽能，人類可以使用光伏裝置將太陽能轉換為電能，然后將該電能輸送到電網中，供人類使用。

光伏裝置包括光伏電池板和逆變器等部件，太陽光照射在光伏電池板上，光伏電池板將該太陽光轉換成直流電壓信號；逆變器再將該直流電壓信號轉換為交流電壓信號，再將該交流電壓信號輸送到交流的電網中。

在實現本申請的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

光伏電池板在夜晚并網的情況下兩端相對于大地之間可能存在負電壓，這樣會導致光伏電池板出現電勢誘導衰減(potentialinduceddegradation，pid)效應，使得光伏電池板出現輸出功率衰減。

技術實現要素：

為了避免光伏陣列出現pid效應以及輸出功率衰減，本申請提供了一種光伏發電系統。所述技術方案如下：

第一方面，本申請的一實例提供一種光伏發電系統，包括：光伏陣列、變壓模塊、母線隔離模塊和逆變模塊；所述光伏陣列與所述變壓模塊相連，所述變壓模塊還與所述母線隔離模塊相連，所述母線隔離模塊還與所述逆變模塊相連；所述母線隔離模塊在所述光伏陣列向所述變壓模塊輸入其產生的第一直流電壓信號時導通所述變壓模塊與所述逆變模塊，所述變壓模塊將所述第一直流電壓信號轉換為第二直流電壓信號，向所述逆變模塊輸入所述第二直流電壓信號，所述逆變模塊將所述第二直流電壓信號轉換為交流電壓信號；所述母線隔離模塊在所述光伏陣列停止向所述變壓模塊輸入所述第一直流電壓信號時隔離所述變壓模塊與所述逆變模塊。由于所述母線隔離模塊在所述光伏陣列停止向所述變壓模塊輸入所述第一直流電壓信號時隔離所述變壓模塊與所述逆變模塊，這樣逆變模塊上的負電流信號無法流入到光伏陣列，避免了將光伏陣列的正極端與接地端之間的電壓和負極端與接地端之間的電壓均拉低為負電壓，從而避免光伏陣列出現pid效應和輸出功率衰減。

在一種可能的實現方式中，所述變壓模塊包括：電感、第一二極管和第一開關管；所述電感的一端與所述光伏陣列的正極端電連接，另一端與所述第一二極管的陽極和所述第一開關管的一端電連接，所述第一二極管的陰極與所述逆變模塊的母線電容正極端電連接；所述第一開關管的另一端與所述光伏陣列的負極端和所述母線隔離模塊的一端電連接，所述母線隔離模塊的另一端與所述逆變模塊的母線電容負極端電連接；所述母線隔離模塊在所述光伏陣列向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時導通所述光伏陣列的負極端與所述逆變模塊的母線電容負極端，以及在所述光伏陣列停止向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時隔離所述光伏陣列的負極端與所述逆變模塊的母線電容負極端。由于所述母線隔離模塊的一端與所述光伏陣列的負極端電連接，另一端與所述逆變模塊的母線電容負極端電連接，在所述光伏陣列停止向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時所述母線隔離模塊隔離所述光伏陣列的負極端與所述逆變模塊的母線電容負極端，阻止所述逆變模塊的母線電容負極端上的負電流信號流入到所述光伏陣列，避免了將光伏陣列的正極端與接地端之間的電壓和負極端與接地端之間的電壓均拉低為負電壓，從而避免光伏陣列出現pid效應和輸出功率衰減。

在一種可能的實現方式中，所述母線隔離模塊包括第二二極管，所述第二二極管的陰極與所述光伏陣列的負極端電連接，陽極與所述逆變模塊的母線電容負極端電連接；這樣在光伏陣列停止向變壓模塊輸入第一直流電壓信號時，可以通過所述第二二極管隔離所述光伏陣列的負極端電連接和所述逆變模塊的母線電容負極端。

在一種可能的實現方式中，所述母線隔離模塊包括第二開關管，所述第二開關管的一端與所述光伏陣列的負極端電連接，另一端與所述逆變模塊的母線電容負極端電連接；所述第二開關管在所述光伏陣列向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時閉合，以及在所述光伏陣列停止向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時斷開；這樣在光伏陣列停止向變壓模塊輸入第一直流電壓信號時，可以通過所述第二開關管隔離所述光伏陣列的負極端電連接和所述逆變模塊的母線電容負極端。

在一種可能的實現方式中，所述母線隔離模塊包括第二二極管和第二開關管，所述第二二極管的陰極和所述第二開關管的一端與所述光伏陣列的負極端電連接，所述第二二極管的陽極和所述第二開關管的另一端與所述逆變模塊的母線電容負極端電連接；所述第二開關管在所述光伏陣列向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時閉合，以及在所述光伏陣列停止向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時斷開。由于第二二極管與第二開關管并聯，這樣在第二開關管故障時，可以通過所述第二二極管隔離所述光伏陣列的負極端電連接和所述逆變模塊的母線電容負極端，保障光伏發電系統正常運行。

在一種可能的實現方式中，所述變壓模塊包括：電感、第一二極管和第一開關管；所述電感的一端與所述光伏陣列的負極端電連接，另一端與所述第一二極管的陰極和所述第一開關管的一端電連接，所述第一二極管的陽極與所述逆變模塊的母線電容負極端電連接；所述第一開關管的另一端與所述光伏陣列的正極端和所述母線隔離模塊的一端電連接，所述母線隔離模塊的另一端與所述逆變模塊的母線電容正極端電連接；所述母線隔離模塊在所述光伏陣列向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時導通所述光伏陣列的正極端與所述逆變模塊的母線電容正極端，以及在所述光伏陣列停止向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時隔離所述光伏陣列的正極端與所述逆變模塊的母線電容正極端。

在一種可能的實現方式中，所述母線隔離模塊包括第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述光伏陣列的正極端電連接，陰極與所述逆變模塊的母線電容正極端電連接。

在一種可能的實現方式中，所述母線隔離模塊包括第二開關管，所述第二開關管的一端與所述光伏陣列的正極端電連接，另一端與所述逆變模塊的母線電容正極端電連接；所述第二開關管在所述光伏陣列向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時閉合，以及在所述光伏陣列停止向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時斷開。

在一種可能的實現方式中，所述母線隔離模塊包括第二二極管和第二開關管，所述第二二極管的陽極和所述第二開關管的一端與所述光伏陣列的正極端電連接，所述第二二極管的陰極和所述第二開關管的另一端與所述逆變模塊的母線電容正極端電連接；所述第二開關管在所述光伏陣列向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時閉合，以及在所述光伏陣列停止向所述變壓模塊輸入第一直流電壓信號時斷開。

在一種可能的實現方式中，所述光伏發電系統還包括：補償電源模塊，所述補償電源模塊的一端與所述光伏陣列的負極端電連接，所述補償電源模塊的另一端與接地端電連接；所述補償電源模塊用于向所述光伏陣列輸入正電壓信號。通過向所述光伏陣列輸入正電壓信號，這樣可以通過該正電壓信號對光伏陣列進行修復，以恢復光伏陣列輸出功率。

在一種可能的實現方式中，所述補償電源模塊為直流電源。

在一種可能的實現方式中，所述光伏發電系統還包括：補償電源模塊，所述補償電源模塊的一端與所述光伏陣列的負極端電連接，所述補償電源模塊的另一端與電網相連；所述補償電源模塊用于將所述電網輸送的交流電壓信號轉換為正直流電壓信號，向所述光伏陣列輸入所述正直流電壓信號。通過將電網的交流電壓信號轉換為正電壓信號，向所述光伏陣列輸入正電壓信號，這樣可以通過該正電壓信號對光伏陣列進行修復，以恢復光伏陣列輸出功率。

在一種可能的實現方式中，所述補償電源模塊為整流電路。

附圖說明

圖1是本申請的一實施例提供的一種光伏發電系統的結構示意圖；

圖2是本申請的一實施例提供的另一種光伏發電系統的結構示意圖；

圖3是本申請的一實施例提供的另一種光伏發電系統的結構示意圖；

圖4是本申請的一實施例提供的另一種光伏發電系統的結構示意圖；

圖5是本申請的一實施例提供的另一種光伏發電系統的結構示意圖；

圖6是本申請的一實施例提供的另一種光伏發電系統的結構示意圖；

圖7是本申請的一實施例提供的另一種光伏發電系統的結構示意圖；

圖8是本申請的一實施例提供的另一種光伏發電系統的結構示意圖；

圖9是本申請的一實施例提供的另一種光伏發電系統的結構示意圖；

圖10是本申請的一實施例提供的另一種光伏發電系統的結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本申請一實施例提供了一種光伏發電系統，包括：

光伏陣列1、變壓模塊2、母線隔離模塊3和逆變模塊4；

光伏陣列1與變壓模塊2相連，變壓模塊2還與母線隔離模塊3相連，母線隔離模塊3還與逆變模塊4相連；

母線隔離模塊3在光伏陣列1向變壓模塊2輸入其產生的第一直流電壓信號時導通變壓模塊2與逆變模塊4，變壓模塊2將第一直流電壓信號轉換為第二直流電壓信號，向逆變模塊4輸入第二直流電壓信號，逆變模塊4將第二直流電壓信號轉換為交流電壓信號；

母線隔離模塊3在光伏陣列1停止向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時隔離變壓模塊2與逆變模塊4。

光伏陣列1為p型光伏陣列，在受到光照時將光能轉換為第一直流電壓信號，即光伏陣列1開始工作，此時母線隔離模塊3導通變壓模塊2與逆變模塊4。光伏陣列1向變壓模塊2輸送第一直流電壓信號，變壓模塊2將第一直流電壓信號轉換成第二直流電壓信號，第一直流電壓信號的電壓值大于或小于第二直流電壓信號的電壓值，向逆變模塊4輸送第二直流電壓信號。逆變模塊4與電網相連，用于將第二直流電壓信號轉換為交流電壓信號，向電網輸送該交流電壓信號。

光伏陣列1在未受到光照時停止將光能轉換為第一直流電壓信號，例如，在夜晚無光照時，光伏電池模塊1未受到太陽光照射時停止將光能轉換為第一直流電壓信號，即光伏陣列1停止向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號，此時母線隔離模塊3隔離變壓模塊2與逆變模塊4。在光伏陣列1停止工作時，逆變模塊4可能還與電網相連，逆變模塊4會產生負電壓信號，由于變壓模塊2與逆變模塊4被隔離，所以阻止逆變模塊4將光伏陣列1的電壓拉低為負電壓，從而避免了光伏陣列1的兩端與接地端之間的電壓變為負電壓，避免光伏陣列1出現pid效應，進而避免影響光伏陣列1的功率輸出。

參見圖1，光伏陣列1的輸出端包括正極端pv+和負極端pv-，光伏陣列1的正極端pv+和負極端pv-均與變壓模塊2相連，逆變模塊4的輸入端包括母線電容正極端4a和母線電容負極端4b。

參見圖2或圖3，光伏陣列1可以包括多個串聯的光伏電池板，串聯的光伏電池板的兩端分別為光伏陣列1的正極端pv+和負極端pv-，該多個光伏電池板中的每個光伏電池板均為p型光伏電池板。例如，光伏陣列1可以包括兩個串聯的光伏電池板，包括四個串聯的光伏電池板或包括六個串聯的光伏電池板。

參見圖2至圖7，變壓模塊2包括：電感l、第一二極管d1和第一開關管s1；可選的，該變壓模塊2還包括第三二極管d3。母線隔離模塊3包括：第二二極管d2和/或第二開關管s2。

其中，變壓模塊2包括的器件與光伏陣列1、母線隔離模塊3和逆變模塊4的連接方式包括共陰極連接方式和共陽極連接方式，在后續內容中將對該兩個種連接方式進行詳細說明。

參見圖2或圖5，逆變模塊4包括第一電容c1、第二電容c2和逆變器41。

第一電容c1的一端與逆變器41的第一輸入端電連接，兩者的連接點即為逆變模塊4的母線電容正極端4a，第二電容c2的一端與逆變器41的第二輸入端電連接，兩者的連接點即為逆變模塊4的母線電容負極端4b，第一電容c1的另一端、第二電容c2的另一端和逆變器41電連接。第一電容c1的另一端、第二電容c2的另一端和逆變器41的共同連接點o為逆變器母線中點。

參見圖2或圖5，逆變器41還可以與電網相連。在實際實現時，逆變器41可以有三個輸出端，該三個輸出端中的每個輸出端與外端電網的一根火線一一對應，每個輸出端與其對應的一根火線相連。逆變器41用于將變壓模塊2輸入的第二直流電壓信號轉換為交流電壓信號，然后將交流電壓信號輸送到電網中。

其中，需要說明的是：在光伏陣列1停止工作時，在逆變器41與電網相連時，逆變器41可以將電網中的交流電壓信號轉換為直流電壓信號，并在母線電容正極端4a和母線電容負極端4b之間形成母線電壓v。在逆變器母線中點o處的電壓值為0，在母線電容正極端4a處的電壓值為正二分之一的母線電壓v，在母線電容負極端4b處的電壓值為負二分之一的母線電壓v。

接下來對變壓模塊2包括的器件與光伏陣列1、母線隔離模塊3和逆變模塊4的兩種連接方式分別進行一一說明。

對于共陰極連接方式，參見圖2，電感l的一端與光伏陣列1的正極端pv+電連接，另一端與第一二極管d1的陽極和第一開關管s1的一端電連接，第一二極管d1的陰極與逆變模塊4的第一輸入端4a電連接；第一開關管s1的另一端與光伏陣列1的負極端pv-和母線隔離模塊3的輸入端電連接，母線隔離模塊3的輸出端與逆變模塊4的母線電容負極端4b電連接。

所謂共陰極連接方式是指光伏陣列1的負極端pv-與變壓模塊2的負極輸入端和輸出端直接相連。

在共陰極連接方式中，母線隔離模塊3在光伏陣列1向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時導通光伏陣列1的負極端pv-與逆變模塊4的母線電容負極端4b。此時，光伏陣列1在光的照射下，將光能轉換為第一直流電壓信號，將第一直流電壓信號輸入到變壓模塊2；變壓模塊2將第一直流電壓信號轉換為第二直流電壓信號，經過母線隔離模塊3將第二直流電壓信號輸送至逆變器41，逆變器41將第二直流電壓信號轉換成交流電壓信號，將該交流電壓信號輸送到電網中。

母線隔離模塊3在光伏陣列1停止向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時隔離光伏陣列1的負極端pv-與逆變模塊4的母線電容負極端4b。此時，光伏陣列1停止工作，由于逆變器41與電網相連，由于母線隔離模塊3隔離光伏陣列1的負極端pv-與逆變模塊4的母線電容負極端4b，這樣阻止了母線電容負極端4b處的負電流信號流入到光伏陣列1的負極pv-和正極端pv+，從而避免了光伏陣列1的兩端與接地端之間的電壓變為負電壓，避免光伏陣列1出現pid效應，進而避免影響光伏陣列1的功率輸出。

如果變壓模塊2還包括第三二極管d3，則第三二極管d3的陽極可以與光伏陣列1的正極端pv+電連接，陰極可以與逆變模塊4的母線電容正極端4a電連接。

在共陰極連接方式下，母線隔離模塊3包括的器件與其他器件的連接關系如下：

參見圖2，當母線隔離模塊3包括第二二極管d2時，第二二極管d2的陰極與光伏陣列1的負極端pv-電連接，陽極與逆變模塊4的母線電容負極端4b電連接。

參見圖3，母線隔離模塊3包括第二開關管s2時，第二開關管s2的一端與光伏陣列1的負極端pv-電連接，另一端與逆變模塊4的母線電容負極端4b電連接；第二開關管s2在光伏陣列1向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時閉合，以導通光伏陣列1的負極端pv-和逆變模塊4的母線電容負極端4b，以及在光伏陣列1停止向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時斷開，以隔離光伏陣列1的負極端pv-和逆變模塊4的母線電容負極端4b。

參見圖4，母線隔離模塊3包括第二二極管d2和第二開關管s2時，第二二極管d2的陰極和第二開關管s2的一端與光伏陣列1的負極端pv-電連接，第二二極管d2的陽極和第二開關管s2的另一端與逆變模塊4的母線電容負極端4b電連接；第二開關管s2在光伏陣列1向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時閉合，以導通光伏陣列1的負極端pv-和逆變模塊4的母線電容負極端4b，以及在光伏陣列1停止向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時斷開，以隔離光伏陣列1的負極端pv-和逆變模塊4的母線電容負極端4b。

對于圖4所示的方式，當第二開關管s2出現故障時，第二二極管d2可以在光伏陣列1停止向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時隔離逆變模塊4的母線電容負極端4b與光伏陣列1的負極端pv-。

對于共陽極連接方式，參見圖5，電感l的一端與光伏陣列1的負極端pv-電連接，另一端與第一二極管d1的陰極和第一開關管s1的一端電連接，第一二極管d1的陽極與逆變模塊4的母線電容負極端4b電連接；

第一開關管s1的另一端與光伏陣列1的正極端pv+和母線隔離模塊3的輸入端電連接，母線隔離模塊3的輸出端與逆變模塊4的母線電容正極端4a電連接；

母線隔離模塊3在光伏陣列1向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時導通光伏陣列1的正極端pv+與逆變模塊4的母線電容正極端4a，以及在光伏陣列1停止向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時隔離光伏陣列1的正極端pv+與逆變模塊4的母線電容正極端4a。

所謂共陽極連接方式是指光伏陣列1的正極端pv+與變壓模塊2的正極輸入端和輸出端直接相連。

在共陽極連接方式中，母線隔離模塊3在光伏陣列向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時導通光伏陣列1的正極端pv+與逆變模塊4的母線電容正極端4a，以及在光伏陣列1停止向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時隔離光伏陣列1的正極端pv+與逆變模塊4的母線電容正極端4a。

在共陽極連接方式下，母線隔離模塊3包括的器件與其他器件的連接關系如下：

參見圖5，當母線隔離模塊3包括第二二極管d2時，第二二極管d2的陽極與光伏陣列1的正極端pv+電連接，陰極與逆變模塊4的母線電容正極端4a電連接；或者，

參見圖6，當母線隔離模塊3包括第二開關管s2，第二開關管s2的一端與光伏陣列1的正極端pv+電連接，另一端與逆變模塊4的母線電容正極端4a電連接；第二開關管s2在光伏陣列1向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時閉合，以導通光伏陣列1的正極端pv+與逆變模塊4的母線電容正極端4a，以及在光伏陣列1停止向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時斷開，以隔離光伏陣列1的正極端pv+與逆變模塊4的母線電容正極端4a；或者，

參見圖7，母線隔離模塊3包括第二二極管d2和第二開關管s2，第二二極管d2的陽極和第二開關管s2的一端與光伏陣列1的正極端pv+電連接，第二二極管d2的陰極和第二開關管s2的另一端與逆變模塊4的母線電容正極端4a電連接；第二開關管s2在光伏陣列1向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時閉合，以導通光伏陣列1的正極端pv+與逆變模塊4的母線電容正極端4a，以及在光伏陣列1停止向變壓模塊2輸入第一直流電壓信號時斷開，以隔離光伏陣列1的正極端pv+與逆變模塊4的母線電容正極端4a。

本實施例提供的光伏裝置還包括：補償電源模塊5，補償電源模塊5有如下兩種實現方式包括：

第一種、參見圖8，補償電源模塊5的一端與光伏陣列1的負極端pe-電連接，補償電源模塊5的另一端與接地端電連接；補償電源模塊1用于向述光伏陣列1輸入正電壓信號，通過該正電壓信號對光伏陣列1進行修復，以恢復光伏陣列1的輸出功率。在這種方式下，補償電壓模塊1可以為直流電源。

第二種、參見圖9，補償電源模塊5的另一端與電網電連接時，補償電源模塊5將電網輸入的交流電壓信號轉換直流的正電壓信號，然后向述光伏陣列1輸入正電壓信號。正電壓信號從光伏陣列1的負極端pv-流入到光伏陣列1的正極端pv+，可以對光伏陣列1進行修復。

在補償電源模塊5為第二種實現方式時，參見圖10，補償電源模塊5可以為整流電路，包括：

第三電容c3、第四電容c4和交流直流轉換模塊51；

交流直流轉換模塊51與電網相連，第三電容c3的一端與光伏陣列1的負極端pv-和交流直流轉換模塊51的第一輸出端電連接，第四電容c4的一端與交流直流轉換模塊51的第二輸出端電連接，第三電容c3的另一端和第四電容c4的另一端電連接。

交流直流轉換模塊51將電網輸入的交流電壓信號轉換直流的正電壓信號，然后向述光伏陣列1輸入正電壓信號。

在本申請的一個實施例中，由于光伏發電系統包括：光伏陣列、變壓模塊、母線隔離模塊和逆變模塊；光伏陣列與變壓模塊相連，變壓模塊還與母線隔離模塊相連，母線隔離模塊還與逆變模塊相連；母線隔離模塊在光伏陣列向變壓模塊輸入其產生的第一直流電壓信號時導通變壓模塊與逆變模塊，變壓模塊將第一直流電壓信號轉換為第二直流電壓信號，向逆變模塊輸入第二直流電壓信號，逆變模塊將第二直流電壓信號轉換為交流電壓信號；母線隔離模塊在光伏陣列停止向變壓模塊輸入第一直流電壓信號時隔離變壓模塊與逆變模塊。由于母線隔離模塊在光伏陣列停止向變壓模塊輸入第一直流電壓信號時隔離變壓模塊與逆變模塊，這樣逆變模塊上的負電流信號無法流入到光伏陣列，避免了將光伏陣列的正極端與接地端之間的電壓和負極端與接地端之間的電壓均拉低為負電壓，從而避免光伏陣列出pid效應和輸出功率衰減。

以上所述僅為本申請的實例，并不用以限制本申請，凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內。