一种光伏发电系统的制作方法

本申请涉及光电领域，特别涉及一种光伏发电系统。

背景技术：

目前地球上的化石能源储量越来越少，因此人类开始使用其他的可再生能源，例如使用风能或太阳能等。对于太阳能，人类可以使用光伏装置将太阳能转换为电能，然后将该电能输送到电网中，供人类使用。

光伏装置包括光伏电池板和逆变器等部件，太阳光照射在光伏电池板上，光伏电池板将该太阳光转换成直流电压信号；逆变器再将该直流电压信号转换为交流电压信号，再将该交流电压信号输送到交流的电网中。

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

光伏电池板在夜晚并网的情况下两端相对于大地之间可能存在负电压，这样会导致光伏电池板出现电势诱导衰减(potentialinduceddegradation，pid)效应，使得光伏电池板出现输出功率衰减。

技术实现要素：

为了避免光伏阵列出现pid效应以及输出功率衰减，本申请提供了一种光伏发电系统。所述技术方案如下：

第一方面，本申请的一实例提供一种光伏发电系统，包括：光伏阵列、变压模块、母线隔离模块和逆变模块；所述光伏阵列与所述变压模块相连，所述变压模块还与所述母线隔离模块相连，所述母线隔离模块还与所述逆变模块相连；所述母线隔离模块在所述光伏阵列向所述变压模块输入其产生的第一直流电压信号时导通所述变压模块与所述逆变模块，所述变压模块将所述第一直流电压信号转换为第二直流电压信号，向所述逆变模块输入所述第二直流电压信号，所述逆变模块将所述第二直流电压信号转换为交流电压信号；所述母线隔离模块在所述光伏阵列停止向所述变压模块输入所述第一直流电压信号时隔离所述变压模块与所述逆变模块。由于所述母线隔离模块在所述光伏阵列停止向所述变压模块输入所述第一直流电压信号时隔离所述变压模块与所述逆变模块，这样逆变模块上的负电流信号无法流入到光伏阵列，避免了将光伏阵列的正极端与接地端之间的电压和负极端与接地端之间的电压均拉低为负电压，从而避免光伏阵列出现pid效应和输出功率衰减。

在一种可能的实现方式中，所述变压模块包括：电感、第一二极管和第一开关管；所述电感的一端与所述光伏阵列的正极端电连接，另一端与所述第一二极管的阳极和所述第一开关管的一端电连接，所述第一二极管的阴极与所述逆变模块的母线电容正极端电连接；所述第一开关管的另一端与所述光伏阵列的负极端和所述母线隔离模块的一端电连接，所述母线隔离模块的另一端与所述逆变模块的母线电容负极端电连接；所述母线隔离模块在所述光伏阵列向所述变压模块输入第一直流电压信号时导通所述光伏阵列的负极端与所述逆变模块的母线电容负极端，以及在所述光伏阵列停止向所述变压模块输入第一直流电压信号时隔离所述光伏阵列的负极端与所述逆变模块的母线电容负极端。由于所述母线隔离模块的一端与所述光伏阵列的负极端电连接，另一端与所述逆变模块的母线电容负极端电连接，在所述光伏阵列停止向所述变压模块输入第一直流电压信号时所述母线隔离模块隔离所述光伏阵列的负极端与所述逆变模块的母线电容负极端，阻止所述逆变模块的母线电容负极端上的负电流信号流入到所述光伏阵列，避免了将光伏阵列的正极端与接地端之间的电压和负极端与接地端之间的电压均拉低为负电压，从而避免光伏阵列出现pid效应和输出功率衰减。

在一种可能的实现方式中，所述母线隔离模块包括第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述光伏阵列的负极端电连接，阳极与所述逆变模块的母线电容负极端电连接；这样在光伏阵列停止向变压模块输入第一直流电压信号时，可以通过所述第二二极管隔离所述光伏阵列的负极端电连接和所述逆变模块的母线电容负极端。

在一种可能的实现方式中，所述母线隔离模块包括第二开关管，所述第二开关管的一端与所述光伏阵列的负极端电连接，另一端与所述逆变模块的母线电容负极端电连接；所述第二开关管在所述光伏阵列向所述变压模块输入第一直流电压信号时闭合，以及在所述光伏阵列停止向所述变压模块输入第一直流电压信号时断开；这样在光伏阵列停止向变压模块输入第一直流电压信号时，可以通过所述第二开关管隔离所述光伏阵列的负极端电连接和所述逆变模块的母线电容负极端。

在一种可能的实现方式中，所述母线隔离模块包括第二二极管和第二开关管，所述第二二极管的阴极和所述第二开关管的一端与所述光伏阵列的负极端电连接，所述第二二极管的阳极和所述第二开关管的另一端与所述逆变模块的母线电容负极端电连接；所述第二开关管在所述光伏阵列向所述变压模块输入第一直流电压信号时闭合，以及在所述光伏阵列停止向所述变压模块输入第一直流电压信号时断开。由于第二二极管与第二开关管并联，这样在第二开关管故障时，可以通过所述第二二极管隔离所述光伏阵列的负极端电连接和所述逆变模块的母线电容负极端，保障光伏发电系统正常运行。

在一种可能的实现方式中，所述变压模块包括：电感、第一二极管和第一开关管；所述电感的一端与所述光伏阵列的负极端电连接，另一端与所述第一二极管的阴极和所述第一开关管的一端电连接，所述第一二极管的阳极与所述逆变模块的母线电容负极端电连接；所述第一开关管的另一端与所述光伏阵列的正极端和所述母线隔离模块的一端电连接，所述母线隔离模块的另一端与所述逆变模块的母线电容正极端电连接；所述母线隔离模块在所述光伏阵列向所述变压模块输入第一直流电压信号时导通所述光伏阵列的正极端与所述逆变模块的母线电容正极端，以及在所述光伏阵列停止向所述变压模块输入第一直流电压信号时隔离所述光伏阵列的正极端与所述逆变模块的母线电容正极端。

在一种可能的实现方式中，所述母线隔离模块包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述光伏阵列的正极端电连接，阴极与所述逆变模块的母线电容正极端电连接。

在一种可能的实现方式中，所述母线隔离模块包括第二开关管，所述第二开关管的一端与所述光伏阵列的正极端电连接，另一端与所述逆变模块的母线电容正极端电连接；所述第二开关管在所述光伏阵列向所述变压模块输入第一直流电压信号时闭合，以及在所述光伏阵列停止向所述变压模块输入第一直流电压信号时断开。

在一种可能的实现方式中，所述母线隔离模块包括第二二极管和第二开关管，所述第二二极管的阳极和所述第二开关管的一端与所述光伏阵列的正极端电连接，所述第二二极管的阴极和所述第二开关管的另一端与所述逆变模块的母线电容正极端电连接；所述第二开关管在所述光伏阵列向所述变压模块输入第一直流电压信号时闭合，以及在所述光伏阵列停止向所述变压模块输入第一直流电压信号时断开。

在一种可能的实现方式中，所述光伏发电系统还包括：补偿电源模块，所述补偿电源模块的一端与所述光伏阵列的负极端电连接，所述补偿电源模块的另一端与接地端电连接；所述补偿电源模块用于向所述光伏阵列输入正电压信号。通过向所述光伏阵列输入正电压信号，这样可以通过该正电压信号对光伏阵列进行修复，以恢复光伏阵列输出功率。

在一种可能的实现方式中，所述补偿电源模块为直流电源。

在一种可能的实现方式中，所述光伏发电系统还包括：补偿电源模块，所述补偿电源模块的一端与所述光伏阵列的负极端电连接，所述补偿电源模块的另一端与电网相连；所述补偿电源模块用于将所述电网输送的交流电压信号转换为正直流电压信号，向所述光伏阵列输入所述正直流电压信号。通过将电网的交流电压信号转换为正电压信号，向所述光伏阵列输入正电压信号，这样可以通过该正电压信号对光伏阵列进行修复，以恢复光伏阵列输出功率。

在一种可能的实现方式中，所述补偿电源模块为整流电路。

附图说明

图1是本申请的一实施例提供的一种光伏发电系统的结构示意图；

图2是本申请的一实施例提供的另一种光伏发电系统的结构示意图；

图3是本申请的一实施例提供的另一种光伏发电系统的结构示意图；

图4是本申请的一实施例提供的另一种光伏发电系统的结构示意图；

图5是本申请的一实施例提供的另一种光伏发电系统的结构示意图；

图6是本申请的一实施例提供的另一种光伏发电系统的结构示意图；

图7是本申请的一实施例提供的另一种光伏发电系统的结构示意图；

图8是本申请的一实施例提供的另一种光伏发电系统的结构示意图；

图9是本申请的一实施例提供的另一种光伏发电系统的结构示意图；

图10是本申请的一实施例提供的另一种光伏发电系统的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本申请一实施例提供了一种光伏发电系统，包括：

光伏阵列1、变压模块2、母线隔离模块3和逆变模块4；

光伏阵列1与变压模块2相连，变压模块2还与母线隔离模块3相连，母线隔离模块3还与逆变模块4相连；

母线隔离模块3在光伏阵列1向变压模块2输入其产生的第一直流电压信号时导通变压模块2与逆变模块4，变压模块2将第一直流电压信号转换为第二直流电压信号，向逆变模块4输入第二直流电压信号，逆变模块4将第二直流电压信号转换为交流电压信号；

母线隔离模块3在光伏阵列1停止向变压模块2输入第一直流电压信号时隔离变压模块2与逆变模块4。

光伏阵列1为p型光伏阵列，在受到光照时将光能转换为第一直流电压信号，即光伏阵列1开始工作，此时母线隔离模块3导通变压模块2与逆变模块4。光伏阵列1向变压模块2输送第一直流电压信号，变压模块2将第一直流电压信号转换成第二直流电压信号，第一直流电压信号的电压值大于或小于第二直流电压信号的电压值，向逆变模块4输送第二直流电压信号。逆变模块4与电网相连，用于将第二直流电压信号转换为交流电压信号，向电网输送该交流电压信号。

光伏阵列1在未受到光照时停止将光能转换为第一直流电压信号，例如，在夜晚无光照时，光伏电池模块1未受到太阳光照射时停止将光能转换为第一直流电压信号，即光伏阵列1停止向变压模块2输入第一直流电压信号，此时母线隔离模块3隔离变压模块2与逆变模块4。在光伏阵列1停止工作时，逆变模块4可能还与电网相连，逆变模块4会产生负电压信号，由于变压模块2与逆变模块4被隔离，所以阻止逆变模块4将光伏阵列1的电压拉低为负电压，从而避免了光伏阵列1的两端与接地端之间的电压变为负电压，避免光伏阵列1出现pid效应，进而避免影响光伏阵列1的功率输出。

参见图1，光伏阵列1的输出端包括正极端pv+和负极端pv-，光伏阵列1的正极端pv+和负极端pv-均与变压模块2相连，逆变模块4的输入端包括母线电容正极端4a和母线电容负极端4b。

参见图2或图3，光伏阵列1可以包括多个串联的光伏电池板，串联的光伏电池板的两端分别为光伏阵列1的正极端pv+和负极端pv-，该多个光伏电池板中的每个光伏电池板均为p型光伏电池板。例如，光伏阵列1可以包括两个串联的光伏电池板，包括四个串联的光伏电池板或包括六个串联的光伏电池板。

参见图2至图7，变压模块2包括：电感l、第一二极管d1和第一开关管s1；可选的，该变压模块2还包括第三二极管d3。母线隔离模块3包括：第二二极管d2和/或第二开关管s2。

其中，变压模块2包括的器件与光伏阵列1、母线隔离模块3和逆变模块4的连接方式包括共阴极连接方式和共阳极连接方式，在后续内容中将对该两个种连接方式进行详细说明。

参见图2或图5，逆变模块4包括第一电容c1、第二电容c2和逆变器41。

第一电容c1的一端与逆变器41的第一输入端电连接，两者的连接点即为逆变模块4的母线电容正极端4a，第二电容c2的一端与逆变器41的第二输入端电连接，两者的连接点即为逆变模块4的母线电容负极端4b，第一电容c1的另一端、第二电容c2的另一端和逆变器41电连接。第一电容c1的另一端、第二电容c2的另一端和逆变器41的共同连接点o为逆变器母线中点。

参见图2或图5，逆变器41还可以与电网相连。在实际实现时，逆变器41可以有三个输出端，该三个输出端中的每个输出端与外端电网的一根火线一一对应，每个输出端与其对应的一根火线相连。逆变器41用于将变压模块2输入的第二直流电压信号转换为交流电压信号，然后将交流电压信号输送到电网中。

其中，需要说明的是：在光伏阵列1停止工作时，在逆变器41与电网相连时，逆变器41可以将电网中的交流电压信号转换为直流电压信号，并在母线电容正极端4a和母线电容负极端4b之间形成母线电压v。在逆变器母线中点o处的电压值为0，在母线电容正极端4a处的电压值为正二分之一的母线电压v，在母线电容负极端4b处的电压值为负二分之一的母线电压v。

接下来对变压模块2包括的器件与光伏阵列1、母线隔离模块3和逆变模块4的两种连接方式分别进行一一说明。

对于共阴极连接方式，参见图2，电感l的一端与光伏阵列1的正极端pv+电连接，另一端与第一二极管d1的阳极和第一开关管s1的一端电连接，第一二极管d1的阴极与逆变模块4的第一输入端4a电连接；第一开关管s1的另一端与光伏阵列1的负极端pv-和母线隔离模块3的输入端电连接，母线隔离模块3的输出端与逆变模块4的母线电容负极端4b电连接。

所谓共阴极连接方式是指光伏阵列1的负极端pv-与变压模块2的负极输入端和输出端直接相连。

在共阴极连接方式中，母线隔离模块3在光伏阵列1向变压模块2输入第一直流电压信号时导通光伏阵列1的负极端pv-与逆变模块4的母线电容负极端4b。此时，光伏阵列1在光的照射下，将光能转换为第一直流电压信号，将第一直流电压信号输入到变压模块2；变压模块2将第一直流电压信号转换为第二直流电压信号，经过母线隔离模块3将第二直流电压信号输送至逆变器41，逆变器41将第二直流电压信号转换成交流电压信号，将该交流电压信号输送到电网中。

母线隔离模块3在光伏阵列1停止向变压模块2输入第一直流电压信号时隔离光伏阵列1的负极端pv-与逆变模块4的母线电容负极端4b。此时，光伏阵列1停止工作，由于逆变器41与电网相连，由于母线隔离模块3隔离光伏阵列1的负极端pv-与逆变模块4的母线电容负极端4b，这样阻止了母线电容负极端4b处的负电流信号流入到光伏阵列1的负极pv-和正极端pv+，从而避免了光伏阵列1的两端与接地端之间的电压变为负电压，避免光伏阵列1出现pid效应，进而避免影响光伏阵列1的功率输出。

如果变压模块2还包括第三二极管d3，则第三二极管d3的阳极可以与光伏阵列1的正极端pv+电连接，阴极可以与逆变模块4的母线电容正极端4a电连接。

在共阴极连接方式下，母线隔离模块3包括的器件与其他器件的连接关系如下：

参见图2，当母线隔离模块3包括第二二极管d2时，第二二极管d2的阴极与光伏阵列1的负极端pv-电连接，阳极与逆变模块4的母线电容负极端4b电连接。

参见图3，母线隔离模块3包括第二开关管s2时，第二开关管s2的一端与光伏阵列1的负极端pv-电连接，另一端与逆变模块4的母线电容负极端4b电连接；第二开关管s2在光伏阵列1向变压模块2输入第一直流电压信号时闭合，以导通光伏阵列1的负极端pv-和逆变模块4的母线电容负极端4b，以及在光伏阵列1停止向变压模块2输入第一直流电压信号时断开，以隔离光伏阵列1的负极端pv-和逆变模块4的母线电容负极端4b。

参见图4，母线隔离模块3包括第二二极管d2和第二开关管s2时，第二二极管d2的阴极和第二开关管s2的一端与光伏阵列1的负极端pv-电连接，第二二极管d2的阳极和第二开关管s2的另一端与逆变模块4的母线电容负极端4b电连接；第二开关管s2在光伏阵列1向变压模块2输入第一直流电压信号时闭合，以导通光伏阵列1的负极端pv-和逆变模块4的母线电容负极端4b，以及在光伏阵列1停止向变压模块2输入第一直流电压信号时断开，以隔离光伏阵列1的负极端pv-和逆变模块4的母线电容负极端4b。

对于图4所示的方式，当第二开关管s2出现故障时，第二二极管d2可以在光伏阵列1停止向变压模块2输入第一直流电压信号时隔离逆变模块4的母线电容负极端4b与光伏阵列1的负极端pv-。

对于共阳极连接方式，参见图5，电感l的一端与光伏阵列1的负极端pv-电连接，另一端与第一二极管d1的阴极和第一开关管s1的一端电连接，第一二极管d1的阳极与逆变模块4的母线电容负极端4b电连接；

第一开关管s1的另一端与光伏阵列1的正极端pv+和母线隔离模块3的输入端电连接，母线隔离模块3的输出端与逆变模块4的母线电容正极端4a电连接；

母线隔离模块3在光伏阵列1向变压模块2输入第一直流电压信号时导通光伏阵列1的正极端pv+与逆变模块4的母线电容正极端4a，以及在光伏阵列1停止向变压模块2输入第一直流电压信号时隔离光伏阵列1的正极端pv+与逆变模块4的母线电容正极端4a。

所谓共阳极连接方式是指光伏阵列1的正极端pv+与变压模块2的正极输入端和输出端直接相连。

在共阳极连接方式中，母线隔离模块3在光伏阵列向变压模块2输入第一直流电压信号时导通光伏阵列1的正极端pv+与逆变模块4的母线电容正极端4a，以及在光伏阵列1停止向变压模块2输入第一直流电压信号时隔离光伏阵列1的正极端pv+与逆变模块4的母线电容正极端4a。

在共阳极连接方式下，母线隔离模块3包括的器件与其他器件的连接关系如下：

参见图5，当母线隔离模块3包括第二二极管d2时，第二二极管d2的阳极与光伏阵列1的正极端pv+电连接，阴极与逆变模块4的母线电容正极端4a电连接；或者，

参见图6，当母线隔离模块3包括第二开关管s2，第二开关管s2的一端与光伏阵列1的正极端pv+电连接，另一端与逆变模块4的母线电容正极端4a电连接；第二开关管s2在光伏阵列1向变压模块2输入第一直流电压信号时闭合，以导通光伏阵列1的正极端pv+与逆变模块4的母线电容正极端4a，以及在光伏阵列1停止向变压模块2输入第一直流电压信号时断开，以隔离光伏阵列1的正极端pv+与逆变模块4的母线电容正极端4a；或者，

参见图7，母线隔离模块3包括第二二极管d2和第二开关管s2，第二二极管d2的阳极和第二开关管s2的一端与光伏阵列1的正极端pv+电连接，第二二极管d2的阴极和第二开关管s2的另一端与逆变模块4的母线电容正极端4a电连接；第二开关管s2在光伏阵列1向变压模块2输入第一直流电压信号时闭合，以导通光伏阵列1的正极端pv+与逆变模块4的母线电容正极端4a，以及在光伏阵列1停止向变压模块2输入第一直流电压信号时断开，以隔离光伏阵列1的正极端pv+与逆变模块4的母线电容正极端4a。

本实施例提供的光伏装置还包括：补偿电源模块5，补偿电源模块5有如下两种实现方式包括：

第一种、参见图8，补偿电源模块5的一端与光伏阵列1的负极端pe-电连接，补偿电源模块5的另一端与接地端电连接；补偿电源模块1用于向述光伏阵列1输入正电压信号，通过该正电压信号对光伏阵列1进行修复，以恢复光伏阵列1的输出功率。在这种方式下，补偿电压模块1可以为直流电源。

第二种、参见图9，补偿电源模块5的另一端与电网电连接时，补偿电源模块5将电网输入的交流电压信号转换直流的正电压信号，然后向述光伏阵列1输入正电压信号。正电压信号从光伏阵列1的负极端pv-流入到光伏阵列1的正极端pv+，可以对光伏阵列1进行修复。

在补偿电源模块5为第二种实现方式时，参见图10，补偿电源模块5可以为整流电路，包括：

第三电容c3、第四电容c4和交流直流转换模块51；

交流直流转换模块51与电网相连，第三电容c3的一端与光伏阵列1的负极端pv-和交流直流转换模块51的第一输出端电连接，第四电容c4的一端与交流直流转换模块51的第二输出端电连接，第三电容c3的另一端和第四电容c4的另一端电连接。

交流直流转换模块51将电网输入的交流电压信号转换直流的正电压信号，然后向述光伏阵列1输入正电压信号。

在本申请的一个实施例中，由于光伏发电系统包括：光伏阵列、变压模块、母线隔离模块和逆变模块；光伏阵列与变压模块相连，变压模块还与母线隔离模块相连，母线隔离模块还与逆变模块相连；母线隔离模块在光伏阵列向变压模块输入其产生的第一直流电压信号时导通变压模块与逆变模块，变压模块将第一直流电压信号转换为第二直流电压信号，向逆变模块输入第二直流电压信号，逆变模块将第二直流电压信号转换为交流电压信号；母线隔离模块在光伏阵列停止向变压模块输入第一直流电压信号时隔离变压模块与逆变模块。由于母线隔离模块在光伏阵列停止向变压模块输入第一直流电压信号时隔离变压模块与逆变模块，这样逆变模块上的负电流信号无法流入到光伏阵列，避免了将光伏阵列的正极端与接地端之间的电压和负极端与接地端之间的电压均拉低为负电压，从而避免光伏阵列出pid效应和输出功率衰减。

以上所述仅为本申请的实例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。