目前组串式逆变器, 不同的厂家技术路线不一样. 一般家用以单相6kW以下逆变器和三相10kW以下逆变器居多, 采用两路MPPT, 每一路MPPT配1路组串; 小型工商业项目, 一般采用20kW到40kW逆变器, MPPT数量有2路到4路, 每一路MPPT配2到4路组串; 大型电站, 一般会选60kW到80kW大功率组串式逆变器, MPPT数量有1路到6路, 每一路MPPT配2到12路组串.
选择不同的MPPT路线, 对系统发电量有一定的影响. 从解决失配的问题角度来说, 1个MPPT后面的组串越少越好; 从稳定性和效率上来说, 1个MPPT后面的组串越多越好, 因为MPPT数量越多系统成本越高, 稳定性越差, 损耗越多. 在实际应用中, 要结合实际地形, 选择合适的方案.
一, MPPT少组串多的优势:
1) 功能损耗少: MPPT算法很多, 有干扰观察法, 增量电导法, 电导增量法等等, 不管是哪一种算法, 都是通过持续不断改变直流电压, 去判断阳光的强度变化, 因此都会存在误差, 比如说当电压实际正处于最佳工作点时, 逆变器还是会尝试改变电压, 来判断是不是最佳工作点, 多一路MPPT, 就会多一路损耗.
2) 测量损耗少: MPPT工作时, 逆变器需要测量电流和电压. 一般来说, 电流越大, 抗干扰能力就越大, 误差就越少.
3) 电路损耗少: MPPT功率电路有一个电感和一个开关管, 在运行时会产生损耗. MPPT路数越多, 损耗就越大, 一般来说, 电流越大, 电感量可以做得更小, 损耗就越少.
二, MPPT多组串少的优势:
1) 逆变器每个MPPT回路都是独立运行的, 互不干扰. 组串可以是不同型号, 不同数量, 也可以是不同的方向和倾斜角度, 因此组串数量少, 系统设计灵活性更大.
2) 减少直流侧熔丝故障: 光伏系统最常见的故障就是直流侧故障, 一个MPPT配置1到2路组串, 即使某一路组件发生短路, 总电流也不会超过15%, 因此不需要配置熔断器, 熔丝常见失效模式分为过电流熔断, 老化熔断, 过温熔断. 过电流熔断是在过载, 短路等超出额定的情况下发生的保护性熔断; 老化熔断是指在长期的工作中, 同于自身老化, 截流能力下降, 在没有过流的情况下发生的故障性熔断; 熔丝的电流和温度有很大关系, 熔丝如果在高温下工作, 截流能力下降, 发生故障性熔断可能性比较大.
3) 精确故障定位: 逆变器独立侦测每一路输入的电压和电流, 可实时采样组串电流, 电压, 及时发现线路故障, 组件故障, 遮挡等问题. 通过组串横向比较, 气象条件比较, 历史数据比较等, 提高检测准确性.
4) 匹配功率优化器更适合: 目前在组件端消除失配影响的解决方案之一是使用功率优化器, 光伏优化器可根据串联电路需要, 将低电流转化为高电流, 最后将各功率优化器的输出端串联并接入逆变器, 多个组串接入优化器, 按照并联电路电压一致的原理, 当某一路组串受到阴影遮挡导致功率下降, 优化器改变电压, 这个回路的总电压会降低, 也会影响到同一个MPPT其它回路的电压下降, 导致功率下降.
总结:
结合实际, 科学设计. 根据不同的地形, 组件遮挡情况, 选择不同MPPT架构的逆变器, 降低电站采购成本和维护成本, 提高经济效益.
(1) 平地无遮挡, 光照条件好的地区, 建议选择单路MPPT, 单级结构的逆变器, 可以提高系统可靠性, 降低系统成本;
(2) 地形复杂山丘电站, 如领跑者基地等大型电站, 存在朝向不一致和局部遮挡的现象, 且不同的山丘遮挡特性不一样, 带来组件失配问题, 不得不选择多路MPPT, 那么每路MPPT2个组串输入的逆变器会是较好的选择, 无熔丝易损件, 故障定位准确度高, 维护更简单;
(3) 地形不是很复杂山丘电站和屋顶电站, 没有组件遮挡, 建议选择两路MPPT多个组串的逆变器, 可以兼顾组串失配和高效率, 设计更灵活.
