青島智能光伏安全關(guān)電盒產(chǎn)品官FANG電話GSQ
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在光伏系統(tǒng)中，一般是多個(gè)組件串并聯(lián)的方式構(gòu)成光伏陣列。由于串并聯(lián)的各個(gè)組件的電性參數(shù)不一致，組串發(fā)生部分遮擋，或者損傷等因素，導(dǎo)致系統(tǒng)輸出功率減少，術(shù)語稱之為“失配損失”，它將不同程度影響電站的發(fā)電量。

目前在組件端消除失配影響的解決方案之一為使用功率優(yōu)化器，每一塊光伏組件連接一個(gè)具有大功率點(diǎn)跟蹤功能的功率優(yōu)化器，且每個(gè)光伏組件的輸出接入至功率優(yōu)化器模塊的輸入端。光伏優(yōu)化器可根據(jù)串聯(lián)電路需要，將低電流轉(zhuǎn)化為高電流，后將各功率優(yōu)化器的輸出端串聯(lián)并接入?yún)R流箱或逆變器。優(yōu)化器監(jiān)控并優(yōu)化每塊光伏電池板的電能，即使陣列中任意一塊電池板出現(xiàn)失配問題時(shí)，其他電池板仍然能輸出大功率，因而能夠補(bǔ)償因失配問題而產(chǎn)生的發(fā)電量損失。

1、光伏功率優(yōu)化器的基本原理

每塊光伏組件均接入功率優(yōu)化器，每塊組件相對(duì)于光伏陣列來說是一個(gè)立的整體，它的輸出功率不會(huì)受到其他任何組件的影響，一直輸出在當(dāng)前環(huán)境條件下的大功率值。

對(duì)于傳統(tǒng)的組串設(shè)計(jì)方案，當(dāng)某一組串的其中一塊組件受到陰影遮擋，一般是電壓不變，電流下降，如一個(gè)20串270W的組串，在某一天氣下工作電流電壓是8.4A32V，總功率為5400W，如果其中一塊組件受到陰影遮擋，電流下降到到3.2A，整個(gè)回路電流都會(huì)下降，總功率變?yōu)?048W，下降約62%。

當(dāng)增加優(yōu)化器后，被陰影遮擋的組件不再影響其他組件的發(fā)電，通過優(yōu)化器內(nèi)部的小變壓器DC-DC控制電路來改變組件的輸出電流，和其他組件的電流進(jìn)行匹配（當(dāng)然優(yōu)化器需要監(jiān)測(cè)同一路組串上其他組件的輸出電流，發(fā)現(xiàn)不一致后才能對(duì)自身的輸出電流大小的進(jìn)行調(diào)節(jié)），該組件電流3.2A提升為8.4A，電壓由32V降低為12.5V，那么實(shí)際的功率輸出為270*19+102=5232W，即實(shí)際損失功率3%。

2、綜合評(píng)比優(yōu)化器的作用

這是在每一路MPPT只有一個(gè)組串理想的情況，在實(shí)際光伏電站中，只有單相逆變器和11kW以下的三相逆變器才是一路MPPT只有一個(gè)組串，大于20kW的逆變器，每一個(gè)MPPT就不止一個(gè)組串了。多個(gè)組串接入優(yōu)化器，按照并聯(lián)電路電壓一致的原理，當(dāng)某一路組串受到陰影遮擋導(dǎo)致功率下降，優(yōu)化器改變電壓，這個(gè)回路的總電壓會(huì)降低，也會(huì)影響到同一個(gè)MPPT其它回路的電壓下降，導(dǎo)致功率下降，另外，優(yōu)化器包含一個(gè)功率升壓電路，是一個(gè)故障點(diǎn)，本身也有1.5%的損耗，所以要綜合評(píng)價(jià)。

下面用一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法，來估算一個(gè)MPPT就多個(gè)組串，安裝組件優(yōu)化器后對(duì)輸出功率的影響。假定在一個(gè)40kW的電站，組件是250W20串聯(lián)，其中有一塊有陰影遮擋，功率下降到50W，根據(jù)串聯(lián)回路電流一致，并聯(lián)回路電壓一致這個(gè)原理來計(jì)算。

01、如果沒有安裝優(yōu)化器，這一路20個(gè)組件都變成50W，總功率為1000W，減少4000W，系統(tǒng)功率下降10%。

02、安裝優(yōu)化器，一個(gè)MPPT就一個(gè)組串，只有一臺(tái)組件減少200W，加上優(yōu)化器1.5%的損耗，總的損耗是200+=800W，總共下降2%。

03、一個(gè)MPPT有2個(gè)組串，一個(gè)優(yōu)化器降低電壓會(huì)導(dǎo)致總電壓也會(huì)降低，相當(dāng)于另一路組串也會(huì)減少200W，加上優(yōu)化器1.5%的損耗，總的損耗是400+=1000W，總共下降2.5%。

04、一個(gè)MPPT有4個(gè)組串，一個(gè)優(yōu)化器降低電壓會(huì)導(dǎo)致總電壓也會(huì)降低，相當(dāng)于另3路組串也會(huì)減少200W，加上優(yōu)化器1.5%的損耗，總的損耗是800+=1400W，總共下降3.5%。

05、一個(gè)MPPT有8個(gè)組串，一個(gè)優(yōu)化器降低電壓會(huì)導(dǎo)致總電壓也會(huì)降低，相當(dāng)于另7路組串也會(huì)減少200W，加上優(yōu)化器1.5%的損耗，總的損耗是1600+=3200W，總共下降8%。

集中式逆變器效果不明顯

功率優(yōu)化器用在集中式逆變器，又是什么情況，集中式逆變器的特點(diǎn)是只有一路MPPT。

不裝優(yōu)化器時(shí)是這一路4kW的損失，下降4%。

50kW單路MPPT集中式逆變器，總共有10路組串，一個(gè)優(yōu)化器降低電壓會(huì)導(dǎo)致總電壓也會(huì)降低，相當(dāng)于另9路組串也會(huì)減少200W，加上優(yōu)化器1.5%的損耗，總的損耗是2000+=2750W，總共下降5.5%。

100kW單路MPPT集中式逆變器，總共有20路組串，一個(gè)優(yōu)化器降低電壓會(huì)導(dǎo)致總電壓也會(huì)降低，相當(dāng)于另19路組串也會(huì)減少200W，加上優(yōu)化器1.5%的損耗，總的損耗是4000+=10000W，總共下降10%。

3、結(jié)論

功率優(yōu)化器配合多路MPPT的組串式逆變器，在組件受到陰影阻擋時(shí)，減少發(fā)電量損失效果很明顯，但是在單路MPPT集中式逆變器，效果就沒有多路MPPT組串式逆變器這么明顯。

組件級(jí)優(yōu)化器也可以設(shè)置為實(shí)時(shí)和逆變器配套，并進(jìn)行通訊，按照逆變器的佳功率點(diǎn)電壓進(jìn)行分配。這樣連接每一塊組件的優(yōu)化器的輸出就受到逆變器的影響，在電流一致的情況下，按逆變器的指令進(jìn)行輸出，使其始終工作在的電壓點(diǎn)上。

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