目前組串式逆變器, 不同的廠家技術路線不一樣. 一般家用以單相6kW以下逆變器和三相10kW以下逆變器居多, 採用兩路MPPT, 每一路MPPT配1路組串; 小型工商業項目, 一般採用20kW到40kW逆變器, MPPT數量有2路到4路, 每一路MPPT配2到4路組串; 大型電站, 一般會選60kW到80kW大功率組串式逆變器, MPPT數量有1路到6路, 每一路MPPT配2到12路組串.
選擇不同的MPPT路線, 對系統發電量有一定的影響. 從解決失配的問題角度來說, 1個MPPT後面的組串越少越好; 從穩定性和效率上來說, 1個MPPT後面的組串越多越好, 因為MPPT數量越多系統成本越高, 穩定性越差, 損耗越多. 在實際應用中, 要結合實際地形, 選擇合適的方案.
一, MPPT少組串多的優勢:
1) 功能損耗少: MPPT演算法很多, 有幹擾觀察法, 增量電導法, 電導增量法等等, 不管是哪一種演算法, 都是通過持續不斷改變直流電壓, 去判斷陽光的強度變化, 因此都會存在誤差, 比如說當電壓實際正處於最佳工作點時, 逆變器還是會嘗試改變電壓, 來判斷是不是最佳工作點, 多一路MPPT, 就會多一路損耗.
2) 測量損耗少: MPPT工作時, 逆變器需要測量電流和電壓. 一般來說, 電流越大, 抗幹擾能力就越大, 誤差就越少.
3) 電路損耗少: MPPT功率電路有一個電感和一個開關管, 在運行時會產生損耗. MPPT路數越多, 損耗就越大, 一般來說, 電流越大, 電感量可以做得更小, 損耗就越少.
二, MPPT多組串少的優勢:
1) 逆變器每個MPPT迴路都是獨立運行的, 互不干擾. 組串可以是不同型號, 不同數量, 也可以是不同的方向和傾斜角度, 因此組串數量少, 系統設計靈活性更大.
2) 減少直流側熔絲故障: 光伏系統最常見的故障就是直流側故障, 一個MPPT配置1到2路組串, 即使某一路組件發生短路, 總電流也不會超過15%, 因此不需要配置熔斷器, 熔絲常見失效模式分為過電流熔斷, 老化熔斷, 過溫熔斷. 過電流熔斷是在過載, 短路等超出額定的情況下發生的保護性熔斷; 老化熔斷是指在長期的工作中, 同於自身老化, 截流能力下降, 在沒有過流的情況下發生的故障性熔斷; 熔絲的電流和溫度有很大關係, 熔絲如果在高溫下工作, 截流能力下降, 發生故障性熔斷可能性比較大.
3) 精確故障定位: 逆變器獨立偵測每一路輸入的電壓和電流, 可即時採樣組串電流, 電壓, 及時發現線路故障, 組件故障, 遮擋等問題. 通過組串橫向比較, 氣象條件比較, 曆史數據比較等, 提高檢測準確性.
4) 匹配功率優化器更適合: 目前在組件端消除失配影響的解決方案之一是使用功率優化器, 光伏優化器可根據串聯電路需要, 將低電流轉化為高電流, 最後將各功率優化器的輸出端串聯並接入逆變器, 多個組串接入優化器, 按照並聯電路電壓一致的原理, 當某一路組串受到陰影遮擋導致功率下降, 優化器改變電壓, 這個迴路的總電壓會降低, 也會影響到同一個MPPT其它迴路的電壓下降, 導致功率下降.
總結:
結合實際, 科學設計. 根據不同的地形, 組件遮擋情況, 選擇不同MPPT架構的逆變器, 降低電站採購成本和維護成本, 提高經濟效益.
(1) 平地無遮擋, 光照條件好的地區, 建議選擇單路MPPT, 單級結構的逆變器, 可以提高系統可靠性, 降低系統成本;
(2) 地形複雜山丘電站, 如領跑者基地等大型電站, 存在朝向不一致和局部遮擋的現象, 且不同的山丘遮擋特性不一樣, 帶來組件失配問題, 不得不選擇多路MPPT, 那麼每路MPPT2個組串輸入的逆變器會是較好的選擇, 無熔絲易損件, 故障定位準確度高, 維護更簡單;
(3) 地形不是很複雜山丘電站和屋頂電站, 沒有組件遮擋, 建議選擇兩路MPPT多個組串的逆變器, 可以兼顧組串失配和高效率, 設計更靈活.
