PID模块主要用于解决光伏电站中电池板由于PID效应(电势诱导衰减)引起的输出功率衰减。在实际使用中,一般以1MW子阵为一个单元,增加一个PID模块,在逆变器工作时,PID模块一起工作。PID模块通过在隔离变压器的N(系统可为三相三线制,N点由PID模块的三相对称电感得到)和PE间注入直流电压,从而提高电池板PV-对地电压,达到减小PID衰减的目的。
2 SUN2000 组串式逆变器子阵解决方案
A. 工作原理
在华为组串式逆变器SUN2000组成的子阵(例如1MW、1.25MW、1.6MW)中,模块安装于华为室外通讯柜中,可通过RS485与华为数据采集器通讯,数据采集器读取所有逆变器的PV-对地电压,再下发控制命令给PID模块,使PID模块调整输出电压,即N线对PE电压,直到数据采集器读取的所有逆变器的PV-对地电压均大于零。系统示意图如下:
控制原理如下:图2为PID模块控制原理图,在逆变器工作后,逆变器的BUS电容中点、电池板组串电压中点与交流N线对地电压相等,当交流N-PE电压提高,电池板组串中点对地电压也相应提高。例如:电池组件输入电压为600V,数采检测到PV-对地电压为-300VDC(组串中点对地电压为零),PID模块提高N-PE电压到300VDC,由于组串中点和N之间等电位,则组串中点0-PE电压提高到300V,此时PV-对地电压为零。
这样的方案具有两大特性:
系统中设置虚拟正(负)压电路,实现电池板对地正(负)电压,有效规避PID。
华为组串式逆变器内置高精度RCD(残余电流检测)保护电路,即使在人不慎触碰PV+时,也可以有效限制接触电流,同时RCD保护电路切断漏电回路,保障人体安全。
B. 组串式逆变器方案注意事项
1. PID模块必须和华为数采、逆变器配合使用。
2. 整个子阵通过华为PID模块虚拟高阻接地,系统直流侧(如直流负极)、交流侧(如变压器N线)都不允许再有带电导体的接地。
3. 当某台逆变器直流侧产生接地故障时,会触发逆变器RCD保护关机,可根据逆变器报警进行定位、维护,维护时必须断开该逆变器直流开关。
4. 当低压交流侧产生接地故障时,会触发PID模块保护,可根据通过人工投切汇流箱或箱变的交流开关、检测绝缘电阻或耐压的方法定位故障。
5. 整个子阵通过华为PID模块虚拟高阻接地后,电池组件负极对地电压接近0V,正极对地电压最大为1000Vdc。关闭华为PID模块后,系统变为浮地系统。
6. 虽然华为PID模块采用虚拟高阻接地,漏电流很小,同时漏电流超标逆变器也可以RCD保护,但是在维护电池组件或直流线缆时,维护人员触摸正极带电部位,可能会导致电击,进而RCD保护,维护时应关闭PID模块断开电源且断开相应逆变器直流开关。
注:对比电池组件负极通过熔丝直接接地方案,熔丝只能保护设备安全,不能保护人身安全,维护人员触摸正极带电部位或交流带电导体,会导致电击,因为触电后无RCD保护,因此有生命危险。
7. 逆变器交流侧对地电压,也相当于交流分量277Vac上叠加直流分量400Vdc,亦属于危险电压,维护时应避免触摸交流带电导体,必须断开逆变器直流开关、交流汇流箱或箱变对应支路的维护开关,做到完全隔离后,方可维护。
8. 逆变器(已考虑)、汇流箱、变压器低压侧防雷等级会提高,目前480Vac的防雷较少,建议采用3+1的4片385Vac,推荐规格: DG M TNS 385 FM(但需要变更接线方式,具体如下)。
3 PID结构
PID模块为一块外观尺寸:350X225X81.5 mm(LxWxH)
4 系统接线
PID模块安装在通讯柜中,在通讯柜中的接线如下图所示。需要接入的线路如下表所示。其中三相交流电从柜子下面接入到ABC接线端子。PID的PE端子接入通讯柜的端子排。RS485接入到逆变器,在柜子内与PID模块相连。