上一次分享的關于RCD的應用說明廣受客戶的歡迎，也接到了部分客戶的咨詢和反饋，本次分享的是PID成因分析及抑制方案，后續更多技術專題分享請繼續關注古瑞瓦特官網www.growatt.com新聞資訊里的技術專題欄目以及官方微信號Growatt_New_Energy。

一．PID成因分析

PID(Potential Induced Degradation)電勢誘導衰減效應，是指光伏面板在長時間工作后性能會發生逐漸衰減的反應。PID效應最容易出現在潮濕的環境條件下，且該現象活躍程度與潮濕程度相關。

從組件層面來講，環境的溫、濕度影響了電池片和大地之間的泄漏電流，如果水汽深入組件，那么封裝材料（ENC）的導電率上升，相應組件的泄漏電流增大。封裝材料、背板、玻璃、邊框、硅膠的相互作用影響了泄漏電流的路徑。另外，組件的制備工藝和結構設計都對組件的PID有一定的影響。同時衰減現象與組件表面被導電性、酸性、堿性以及帶有離子的物體污染有關。此現象大多發生在距離負極最近的光伏模塊中。

根據光電組串長度和所用逆變器的設備類型，此處的光伏電池的電位（相對于地面的電壓）介于−200V和−350V之間。但是，出于安全原因，光伏模塊的框架必須接地，因此其電位為0V。光伏電池和框架之間的此電壓可導致電子與光伏模塊所用材料松離，并通過接地框架放電，如下圖所示：

這會導致極化，從而使光伏電池的特征曲線發生有害改變。顯然，從其產生的大致原因可以知道這種極化是可逆的，因此，可將其與腐蝕和正常退化等無法消除的結果區分開來。光伏模塊在退化前和退化過程中的特征曲線如下，其特點在于其平滑性，開路電壓和短路電流變化非常小，但是最大功率點(MPP)最多將降低70%，從而帶來了發電量的損失以及電站可靠性等嚴重問題。所以特別是對于電站如何有效抑制電池板的PID現象，顯得非常重要。

二．PID抑制方案

從系統層面上來講，電池片與大地之間的電勢差是PID效應的一個關鍵的因素。系統電壓決定于組件串聯的數量、輻照度和溫度等因素。根據不同的接地方式，組件內部對地的電壓呈正向或反向。有三種接地方式，系統的正極接地，系統負極接地，系統不接地，相應形成三種電壓狀態，對地呈負電勢，對地呈正電勢，對地呈漂浮電勢。漂浮電勢狀態下，一部分組件對地呈正電勢，一部分組件對地呈負電勢。

光伏逆變器應對PID有以下三種方案：

1.采用負極接地方法，消除面板的對地負壓。

PV直接接地后則如右上圖所示，PV對PE變成正電壓偏置，能有效緩解PID現象。這種方法適用于帶高頻隔離的逆變器如Growatt2000HF，3000HF或者現有無變壓器逆變器外接隔離變壓器，如上圖所示。

采用高頻隔離逆變器如Growatt2000HF，3000HF，如果系統較大，采用的臺數也較多，成本較高，這種方案僅適合規模較小的系統應用。

采用無變壓器逆變器外加隔離變壓器方案，這種方案的缺點如下：

1）PV接地，PV+與PE之間高壓；

2）觸碰PV+，造成人員電擊事故；

3）PV接地，若PV+或組串間電纜產生接地故障，則會通過地線產生故障電流或者產生電弧放電，易引起火災；

4）成本相對較高，隔離變壓器占用空間也比較大；此方案不合適組串式電站應用，因為這種方案每臺組串式逆變器都需要配一個雙繞組隔離變壓器或者幾臺組串式逆變器就需要一臺分裂式隔離變壓器。所以此方案比較適合規模較小的系統應用或者大容量的帶隔離變壓器的集中式系統方案。

2.采用虛擬接地方案

該方案采通過抬升PV電壓，使各臺逆變器的PV負極對地電壓接近為0或者稍高于0電位以實現PID抑制功能。

此方案適用采用多臺無隔離變壓器逆變器組成大系統電網的方案，需在變壓器N線側外接PID模塊。

3.加正向偏置電壓方案

PV板接入正向偏置電壓，將工作時由于PID效應損失的電子從PE抽回來，有幾種工作模式：

1）夜間模式：電源夜間工作給PV板加入正電壓，將白天工作時由于PID效應損失的電子從PE抽回來；

2）連續工作模式：快速的恢復組件功率衰減，這種模式是在逆變器與電網斷開情況下進行；

3）暫時工作模式：斷網情況下設置一個合適的電壓，連續工作10天使衰減迅速恢復，然后再進入夜間模式。

GrowattPID抑制模塊采用第二種方案，原理圖如下：

通過抬升N線對地電位達到使得PV-對地電位接近于零或為正值,達到PV-虛擬接地的目的，從而實現PID抑制功能。PID模塊通過ShineWebBox采集逆變器數據自動調整輸出電壓，使所有電池板PV-對地電位為接近于零或為正值，達到抑制PID的功能。

Growatt組串式逆變器內置高精度RCD（殘余電流檢測）保護模塊，在人不慎觸碰PV+，漏電流超過限值時把PID抑制模塊切斷，以保障人身安全。