眾所周知,光伏組串的工作電壓需落在逆變器的MPPT工作電壓范圍內(nèi),才能保證逆變器處于正常工作運(yùn)行狀態(tài)。目前逆變器直流側(cè)的容配比一般超過(guò)1倍,進(jìn)行一定的超配設(shè)計(jì),那么在一些高輻射地區(qū),電站運(yùn)行的首年或前幾年,高輻照時(shí)段,直流側(cè)光伏出力可能會(huì)超過(guò)逆變器允許的最大輸入功率,使得光伏出力曲線(xiàn)被削峰,I-V曲線(xiàn)最大功率點(diǎn)向右偏移,組串的輸出電壓抬升。
如果超配比例過(guò)高或非常高的情況下,會(huì)出現(xiàn)什么情況呢?筆者大膽推測(cè),若此時(shí)陣列組串電壓超過(guò)了逆變器的最大MPP電壓上限,可能導(dǎo)致過(guò)壓而引起逆變器待機(jī),光伏出力降低為0W。
據(jù)了解,典型集中式逆變器MPPT上限電壓為1300V,大功率組串式逆變器的上限MPPT電壓為1500V,理論上如果發(fā)生超壓,集中式逆變器更容易產(chǎn)生上述問(wèn)題。
為了模擬超高容配比的情形,對(duì)比集中及組串式逆變器的差異,下文通過(guò)PVsyst軟件仿真并給出具體的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明。
為了模擬仿真組串超壓及帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題,筆者結(jié)合某地面電站場(chǎng)景,模擬了不同的容配比值,最終發(fā)現(xiàn)容配比在1.92附近。集中式逆變器在某些時(shí)段組串超壓待機(jī),而組串式逆變器仍能正常運(yùn)行。相關(guān)配置信息如下表所示,組串和集中式逆變器容配比均相同。

如下圖所示為11月23日數(shù)據(jù),光伏傾斜面最高輻照度達(dá)到了877W/m2,其中橙色曲線(xiàn)為基于集中逆變器工作電壓范圍(875-1300V)模擬;藍(lán)色曲線(xiàn)為基于組串逆變器工作電壓范圍(500-1500V)模擬;
對(duì)于橙色曲線(xiàn),08:00時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了削峰,09:00點(diǎn)至12:00輸出電壓超過(guò)了逆變器的工作電壓1300V,此時(shí)逆變器待機(jī)保護(hù),輸出電壓為開(kāi)路電壓,故電壓較高,13:00以后隨著輸出功率的下降,削峰后的電壓未超過(guò)1300V,故恢復(fù)為工作電壓。
而藍(lán)色曲線(xiàn)08:00出力曲線(xiàn)也處于削峰狀態(tài),直到下午的14:00點(diǎn)解除,最大功率點(diǎn)向I-V曲線(xiàn)的右側(cè)偏移,電壓有所抬升,但是尚在逆變器的工作上限1500V范圍以?xún)?nèi),故輸出為組串的工作電壓。從藍(lán)色與橙色曲線(xiàn)的交界處,正好是處于1300V電壓附近。

同理,下圖為冬季1月5日的情形,從09:00至下午13:00時(shí),集中逆變器每個(gè)整點(diǎn)時(shí)間,均對(duì)光伏出力曲線(xiàn)進(jìn)行了削峰,并且輸出電壓超過(guò)1300V,逆變器待機(jī),此時(shí)組串開(kāi)路狀態(tài)。而組串式逆變器削峰后組串電壓小于1500V,正常運(yùn)行。

由上相關(guān)模擬結(jié)果可知,當(dāng)逆變器超配太高,削峰帶來(lái)的組串電壓抬升可能會(huì)導(dǎo)致逆變器待機(jī)運(yùn)行,此時(shí)光伏發(fā)電損失較大。
當(dāng)然,以上僅從理論層面分析,因?yàn)槌呷菖浔仍趯?shí)際項(xiàng)目上存在的可能性很小,但若存在超高容配比,建議選擇更高上限工作電壓的逆變器來(lái)避免該問(wèn)題的發(fā)生,以減少發(fā)電損失。
參考閱讀:關(guān)于功率超配損失與限流損失問(wèn)題的探討

