光伏电站组件抗PID效应恢复效果分析
赵俊青，高立明，李志辉
（国家电投集团沧州新能源发电有限公司，河北沧州061000）
摘要：由于环境差异和制造工艺等原因，光伏组件使用过程中出现一系列影响发电效率的问题.作为引起组件功率衰减的众多原因之一，PID（电势诱导衰减）现象引起了广泛的关注.文中介绍了光伏组件PID效应的产生机理，并结合某添海光伏电站PID效应实际处理情况，通过数据对比，分析逆变器负极接地和更换严重PID效应组件后的恢复效果情况.
关键调：光伏组件；PID效应；逆变器；负极接地
中图分类号：TM615.2文献标志码：B文章编号：1009-3230（2018）02-0042-03
AnalysisoftheRecoveryEffectoftheAnti-PidEffectofPhotovoltaic PowerStation Components
ZHAO Jun qing GAO Li ming LI Zhi hui
(National Electric Investment Group Cangzhou New Energy Power Generation Co. Ltd. Cangzhou 061000 Hebei Province China)
Abstract: Due to environmental difference and manufacturing process a series of problems affectingthe generation effciency of pv modules are presented. As one of the many reasons causing ponentpower attenation PID ( eletric potential induced attenuation)） phenomenon has atracted wideatlention. This paper introduces the mechanism of production of photovoltaic modules PID efect and bining the reality of a coastal photovoltaic power station PID effect processing situation throughthe data parison analysis of the inverter negative ground and replace afer severe PID efeetponent recovery effect.
Key words: Photovoltaic modules; PID effect; Inverter; Negative ground
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的主要原因，PID效应通常会大面积出现，严重影响电站的发电性能和效益，目前已引起整个行业的高度重视.
随着我国光伏产业的规模逐步扩大、技术逐步提升、政策支持力度逐步加大，光伏发电成本成逐步下降趋势.国内光伏发电装机规模迅速增长，2015年上半年，光伏发电装机容量达到3578773万kWh，比2014年同期增加了一倍. 万kW，全国新增光伏发电装机容量
1光伏组件PID效应产生的机理
目前大部分光伏发电系统中，发电系统采用负极不接地连接方式，晶硅光伏组件的电路与其 用于接地的金属铝边框之间存在负偏压.由于该电压的存在，使得光伏组件上表面层和下表面层的材料中、电池的封装材料EVA中出现了离子迁移现象，从面形成漏电流，致光伏组件产生PID效应，形成PID效应的漏电流.
相较于光伏发电产业的迅猛发展，光伏组件的可靠性并没有随之提高.各个组件生产厂家的产品质量良萝不齐，一些组件在使用儿年内便出现了电性能严重衰减的情况.作为引起组件衰减
实际电站运行情况和研究结果表明：逆变器接地方式和组件在阵列中的位置决定了电池片和
组件是受到正偏压或者负偏压.在高温和潮湿的外部环境中，采用逆变器负极不接地方式，电池组件长时间受其与边框间负偏压的作用，会造成组件严重的性能持续性衰减.下图中11-20组件处于负偏压下，越靠近负极输出端的组件负偏压越大，PID现象越明显.图中1-10组件处于正 偏压下，不会出现PID现象.
图1组串编号
2某沿海光伏电站逆变器负极接地 改造方案
某沿海光伏电站2013年12月份并网运行，其逆变器原设计为浮地运行方式.投产10个月后，经现场测量发现部分光伏组件出现了PID现象.通过研讨，确定改造方案为逆变器负极接地.
该方案原理为：PID效应因光伏组件处于负偏压引起，逆变器负极接地使整个组串均处在正偏压下，可以从根本上抑制PID效应并能使已经
图2逆变器负极接地改造图
出现PID问题的组串逐渐恢复正常.如图2所示，逆变器功能性接地装置的构成主要包括开关、传感器、接地电阻以及控制单元.逆变器根据标准要求检测逆变器输人电路对地、输出电路对地以及输人电路与输出电路之间的绝缘电阻，如果绝缘电阻在根据标准设置的阔值范围内，则控制 单元控制开关闭合；否则逆变器发送绝缘电阻异
常报警信号，并且断开功能性接地装置开关，保证人身和设备安全.
3 光伏组件抗PID恢复效果分析
3.1逆变器负极接地改造效果分析
此次通过对比两台逆变器在逆变器负极接地前后的发电量，分析逆变器负极接地后光伏组件PID效应的恢复效果.
件的逆变器发电量数据进行对比，分析逆变器负 选取PID问题组件较多和基本无PID问题组极接地前后的发电量情况.
将#1逆变器、#2逆变器分别作为对比组和实验组，通过发电量数据的变化分析PID光伏组件的恢复效果.分别对比两台逆变器在逆变器负极接地前（2月份）的数据和在逆变器负极接地改造完成3个月后（8月份）的数据.
表1 1、#2逆变器2月份发电量数据对比
对比组：1逆变器实验组；2逆变器 占比日期 天气 日发电量/ 日发电量/ （实验组/2.1 多云 1511 kWh 1341 kWh 对比组） 88.74%2.2 1400 1122 80.14%2.3 2.4 晴 1213 2736 2465 998 82.27% 90.09%2.5 2761 2483 89.93%2.6 2.7 多云 2 528 1918 1686 2252 87.90% 89.08%2.8 晴 2983 2711 90.88%2.10 2.9 晴 晴 2364 2224 2112 1989 89.34% 89.43%2.11 多云 2 094 2076 1853 88.49%2.12 2.13 晴 晴 2248 2331 2010 89.06% 89.41%2.14 2.15 阴雨 阴 1429 202 1222 160 85.51% 79.20%2.16 多云 1880 1708 90.85%2.18 2.17 晴 晴 3040 2262 2037 2815 92.59% 90.05%2.19 2102 1915 91.10%2.20 2.21 阴雨 阴雨 330 441 267 360 80.90% 81.63%2.22 晴 2901 2 659 91.65%2.24 2.23 多云 晴 2660 1492 2.440 1331 91.72% 89.20%2.26 2.25 晴 2136 1926 90.16% 91.53%2.27 多云 2552 1600 1328 2336 83%月发电量 2.28 1056 54 394 48480 878 83.14% 89.12%
表2 、a2适变器8月份发电量对比
对比组：逆变器实验组；2逆变器 占比日期 天气 日发电量/ 日发电量/ （实验组/kWh kWh 对比组） 88.41%8.1 8.2 多云 2045 1 282 1808 1120 87.36%8.3 阴雨 726 637 87.74%8.4 2729 2467 90.39%8.5 多云 1619 1426 2055 88.07% 88.99%8.6 8.7 多云 晴 2309 2515 2223 88.38%8.8 晴 2601 2296 88.27%8.9 明 1102 978 88.74%8.10 晴 2526 2263 89.58%8.11 8.12 晴 晴 2470 2593 2221 2322 89.91% 89.54%8.13 晴 2792 2512 89.97%8.14 多云 1965 1735 88.29%8.15 晴 2466 10 89.25%8.16 8.17 多云 晴 2758 2373 2101 2 447 88.72% 88.53%8.18 阴 1464 1296 88.52%8.19 晴 2463 2212 89.80%8.20 多云 2325 2049 88.12%8.21 8.22 多云 晴 2910 2218 2610 1 970 89.69% 88.81%8.23 晴 2751 2458 89.34%8.24 多云 2132 1848 86.67%8.25 阴 1378 1237 89.76%月发电量 8.26 多云 54 512 2022 50277 581 88.27% 92.23%
图32逆变器发电量占明变器发电量的百分比日波图
由图3#2逆变器发电量占#1逆变器发电量的百分比波动趋势可知，8月份比2月份受天气影响的波动较小.逆变器负极接地后有效抑制了光伏组件PID效应的发展.
3.2更换严重PID光伏组件效果分析
复效果差、恢复周期长的问题，光伏电站对现场组 鉴于逆变器负极接地改造后PID问题组件恢件进行排查，将排查出的9000多块PID效应严重组件进行更换，分别对比两台逆变器在逆变器负极接地前（2月份）的数据和在更换PID光伏组件后（10月份）的数据.分析更换严重PID光伏组件后逆变器的发电效率.
经统计，10月份更换PID光伏组件后，月发电量#2逆变器占#1逆变器的99.62%，与2月份相比提高了10.49%，即更换PID光伏组件后，发电量提高10.49%，发电效率显著提高.
结束语
逆变器负极接地可以有效预防PID现象，防止PID光伏组件效应扩大，并对光伏组件的PID件大幅缩短恢复时间，显著提高了发电效率，减少 效应有一定的恢复效果；更换PID严重的光伏组发电量损失.
由表1-2可知：2月份、8月份月累计发电量#2逆变器占#1逆变器的百分比分别为：89.13%，92.23%，逆变器负极接地3个月后发电效率提高3.1%.
考虑到逆变器负极接地对光伏组件PID效应的恢复周期较长，造成发电量损失较大，建议在高温、高湿地区，已投产的光伏电站处理PID光伏组件问题采取逆变器负极接地改造更换PID严重 的光伏组件的方案.
为了直观观察两组逆变器发电量随天气原因的波动情况，做出2月份及8月份#2逆变器发电 量占1逆变器发电量的百分比的日波动图.
参考文献
[1]《PID效应及影响园素）太阳能技术产品与功能、曾雪华.
根据光伏组件PID效应影响特点，结合对比期间天气情况，在辐照度低时其出力影响较严重.
