多MPPT对大型荒漠电站发电量的影响

揭秘多 MPPT 对大型荒漠电站发电量的影响（一）多 MPPT 方案可以解决哪些组件失配光伏逆变器 来源 北极星太阳能光伏网 2014/10/13 135312 我要投稿关键词 光伏逆变器光伏发电阳光电源北极星太阳能光伏网讯 在光伏系统中， 将光能转化为电能的是光伏组件， 而客观存在的组件失配，一定程度上降低了光伏系统的发电量。采用多 MPPT方案，可以一定程度上降低组件失配影响。一、组件失配是什么每块组件都有自己的 P-V 特性曲线， 该曲线会随着光照强度、 环境温度的变化而变化，如图一所示。不同厂家、 不同型号、 以及不同生产批次的光伏组件， P-V 特性曲线并不完全一致； 在不同光照、 不同温度以及不同衰减下，各组件的特性曲线也会不一致。 简单来说， 一个阵列内同一时间不同组件的 P-V 特性曲线不一致， 就是组件失配。 由失配的组件进行串联或并联，形成新的组合功率曲线， 如图二所示。 新组合曲线的最大功率输出， 将小于组合前各功率曲线最大功率输出之和，这就是组件失配导致的功率损失。二、光伏系统中失配产生的原因光伏阵列一般采用同一厂商同一批次型号，选择同倾斜角度进行光伏阵列设计建设，由于各组件 P-V 特性曲线一致， 基本可以认为电站运营初期没有失配情况发生。 经过一段时间的运行，光伏组件将出现不同程度的失配情况，讨论较多的有以下三种情况。组件正常衰减的离散性通常来说，光伏组件在第一年的衰减约为 2，以后每年衰减约为 0.7，国标规定 25年的生命周期内衰减不超过 20。仅仅是组件衰减并不会导致失配，导致失配的是各块组件的衰减的离散性，即衰减程度的不一致性，离散性越大，失配程度越高。例如，在某个组串运行 5 年后，大部分组件衰减了 5，仅有 1 块组件衰减了 7，那么失配就仅在该 7衰减组件与其他组件串联时产生，其他同步衰减 5的组件之间没有失配。在同一阵列内一般采用同一批次的光伏组件，衰减离散性相对较小，影响比较小。其中一种衰减是由 PID（ PotentialInducedDegradation ）引发的，使用有抗 PID 功能的逆变器，可以一定程度恢复组件的衰减，进一步降低组件衰减的离散性。组件非正常损坏少数情况下，由于异物粘着组件表面导致局部温升，形成热斑进而导致组件的非正常损毁。 损毁的组件可能会导致整个串联组件断路， 也可能会通过旁路二极管保持串联后的组串继续工作。由于非正常破损是直接减少串联组件或电池片，并非改变组件 P-V 特性曲线，工作中的各组件特性仍旧一致。旁路二极管作为负载带来一定损失，串联会产生小幅度失配。光照强度不均匀由于组件表面的灰尘积累、阴影遮挡等原因，各组件接受的光照强度不一致，导致同一时间下各组件的 P-V 特性曲线出现差异， 形成失配。 光照强度被遮挡的程度不同， 所形成的失配的程度也不同。值得注意的是，灰尘积累虽然对光照影响较大，但由于分布均匀，对组件的失配影响反而较小； 以云为主的光照遮挡阴影， 影响覆盖范围有很强的随机性， 且光照强度差异可能较大，是光伏阵列内组件失配的主要原因。三、多 MPPT方案可以解决哪些失配MPPT是光伏系统核心设备光伏逆变器的主要功能之一，通过不断调整逆变器自身的等效电阻值， 影响所跟踪的组件的电压电流值， 寻找并保持系统工作在 P-V 特性曲线的最高功率点。 MPPT对发电量的影响来自两个方面 MPPT对复杂曲线的动态静态精确跟踪能力，这取决于逆变器厂商对跟踪算法的积累和专利；对光伏阵列进行解耦的多 MPPT方案设计，这是针对组件失配的发电功率提升方案。光伏阵列是由 21（或者 22）块组件串联形成组串，再由多个组串并联组成， P-V 特性曲线也是先串联再并联生成阵列的特性曲线。多 MPPT方案解决组件失配，就是通过阵列解耦让更多的 MPPT来分别跟踪，单个 MPPT跟踪的组件越少，组件失配损失越低。对阵列的解耦首先从解耦组串并联开始。以组串为最小单位进行解耦，可以解决组串并联失配损失，解耦越细，并联失配损失越低。这也是集中型和组串型方案的主要区别。当对组串并联解耦进行到极限，即每一组串由一个 MPPT单独进行跟踪时， 可以完全解决并联失配。 进一步解决组件失配就需要从串联失配着手， 以组件为最小单位进行解耦， 解耦越细，串联失配损失越低。只有微型逆变器方案可以实现解决串联失配。小结在大型荒漠电站中，组件失配的主要原因是云层阴影形成的局部光照遮挡。通过采用多 MPPT方案可以降低光伏阵列内的组件失配影响。 采用组串型方案可以一定程度解决并联失配， 但对串联失配无影响； 采用微型逆变器方案可以同时解决并联失配和串联失配。