光伏逆变器、组件参数解读与配比要点分析
温度系数:
温度系数分电压温度系数,电流温度系数和功率温度系数。通常组件温度降低时,电池片的输出电流会随之降低,而电压随之升高,因而,在进行串并联方案设计时,要用开路电压、工作电压、温度系数、当地昼间极端低温进行最大开路电压和MPPT电压范围的计算,防止组串电压超出逆变器的标称范围。
工作参数:
1.工作温度
组件的工作温度,通常指组件可以工作的外部环境温度范围,一般光伏组件的工作温度是可以满足环境温度的。
2.功率公差
0~+5 W代表是正公差。如300W的组件,功率范围在300W到305W之间为合格品
3.最大系统电压
系统电压是指若干太阳能板组成一个太阳能发电系统,这个发电系统的最大直流电压;最大可以是1000V. (假设光伏组件开路电压Voc的电压温度系数为-0.32%,STC下的Voc=44.7V,在极端工作低温-40℃下的Voc=44.7*(1+0.32%*(25+40))=54V,一般要求每个组串中设计串联组件数≤1000/54=18)。目前流行太阳能板的标准系统电压是600V(美国标准)和1000V(欧洲标准)。
三、光伏逆变器和组件的配比
通过前面对逆变器和组件的参数的介绍, 我们可以知道,在对组件和逆变器进行配比时, 需要从功率,开路电压,最佳工作点电压等方面综合考虑,以尽可能提升系统效率。考虑到现场实际情况,需要特别注意以下几点:
1.考虑温度系数的组串开路电压必须小于逆变器最大输入电压;
2.考虑温度系数的组串MPPT电压要在逆变器MPPT跟踪范围之内;
3.三相机的最佳工作电压在620V左右,单相机的最佳工作电压为360V左右, 此时逆变器的转化效率最高。 所以在组串配置时建议每串组件的MPPT电压尽量接近620V/360V,组串MPPT电压和逆变器最佳工作电压的差距越大(不管是偏低还是偏高),效率就会越低,
4.单路MPPT下接的每串组件,要保证接入的组件数量一致 。
这里,我们不妨以纳通逆变器参与的几个现场实际应用为例, 来说明组件和逆变器的配置方法。
实例1:
下面,我们来看下“组件+逆变器配置”的两种配置方案。
配置方案1:
MPPT1:15块一串接入
MPPT2:15块一串接入
常温下每串组件的开路电压=15X38.1=571.5V,小于逆变器的最大输入电压600V;
常温下每串组件MPPT电压=15X31.3=466.5V, 在逆变器的MPPT电压范围100-550V以内。
这样的方案看似可行,但如果我们考虑组件的温度系数:
极端低温(-19度)下每串组件的开路电压=15X38.1X(1+0.32%X(25+19))=651.9V,超过了逆变器最大输入电压600V.
经过计算,当气温在低于10度的时候,每串的开路电压就会超过600V.所以此方案不可行。
配置方案2:
MPPT1:10块一串,2串接入
MPPT2:10块一串,1串接入
常温下每串组件的开路电压=10X38.1=381V,小于逆变器的最大输入电压600V;
常温下每串组件MPPT电压=10X31.1=311V,在逆变器的MPPT电压范围100-550V以内;
极端低温(-19度)下每串组件的开路电压=10X38.3X(1+0.34%X(25+19))=440.2V,小于逆变器的最大输入电压600V;
极端低温(-19度)下每串组件的MPPT电压=10X31.1X(1+0.32%X(25+19))=354.8V,在逆变器的MPPT电压范围100-550V以内,且接近逆变器最佳工作电压360V,效率较高。
对比方案1与方案2,我们不难发现:虽然方案1通过减少一路组件串接,节省了一定的施工工作量,但开路电压较高所带来的故障隐患将进一步增加,特别是在一些寒冷地区更是如此;而方案2,则不仅保证了电压的安全性,同时也使最佳工作点电压落在了满载MPPT电压范围内,尽可能地提高了逆变器的转换效率。
实例2
配置方案1:
MPPT1:14块一串,2串接入;
MPPT1:14块一串,2串接入.
2常温下每串组件的开路电压=14X39.85=557.9V,小于逆变器的最大输入电压1000V;
2常温下每串组件MPPT电压=14X32.26=469.5V,在逆变器的MPPT电压范围250-950V以内。
2极端低温(-21度)下每串组件的开路电压=14X39.85X(1+0.30%X(25+21))=634.89V,小于逆变器的最大输入电压1000V,
2极端低温(-21度)下每串组件的MPPT电压=14X32.26X(1+0.30%X(25+21))=440.2V=513.97V,在逆变器的MPPT电压范围250-950V以内。
按此方案配置,组件的开路电压和MPPT电压都在可接受的范围内。但是, MPPT电压偏低,远低于逆变器的最佳工作电压620V , 逆变器的效率会降低。所以此方案不可行。
配置方案2:
MPPT1:18块一串,2串接入;
MPPT2:20块一串,1串接入.
2常温下MPPT1下每串组件的开路电压=18X39.85=717.3V,小于逆变器的最大输入电压1000V;
2常温下MPPT2下每串组件的开路电压=20X39.85=797V,小于逆变器的最大输入电压1000V;
2常温下MPPT1下每串组件MPPT电压=18X32.26=580.68V,在逆变器的MPPT电压范围250-950V以内,且接近逆变器最佳工作电压620V,效率较高。
2常温下MPPT2下每串组件MPPT电压=20X32.26=645.20V,在逆变器的MPPT电压范围250-950V以内,且接近逆变器最佳工作电压620V,效率较高。
套用实例1中的计算公式,可以计算出在极端低温-21度时, 组串的开路电压和MPPT电压也在范围之内。此方案可行。
对比方案1与方案2,我们可以看出,虽然两种接法都可以让逆变器工作在MPPT电压范围内,但方案2的工作电压更接近逆变器的最佳工作电压,效率最高,且方案减少了一路组串连接,节约了成本。
实例3
该用户有一批300W单晶的组件,想配置一个33KW左右的系统,给客户选用了纳通NAC33K-DT三相逆变器,关键参数如下:
极端低温情况下单块组件开路电压Voc=40.1*(1+0.286%*(25+9.2))=44.02
极端低温情况下单块组件MPPT电压Vmp=32.8*(1+0.286%*(25+9.2)=36.01V
根据上面提到的前三点注意事项,可以算出,最佳组件的串联个数应为18-22块。
根据单路MPPT下接的每串组件,要保证接入的组件数量一致的原则,可以得出下面四种可行的配置方案:
通过以上的实际案例给大家介绍了组件和逆变器的配置方法,在实际应用中,还应该综合考虑现场施工及组件和逆变器性能参数(比如,当逆变器PV输入有且只有两路时,需考虑以功率段较低的组件产品匹配逆变器参数)来做灵活调整。只有这样,我们的配置方案,才会是安全与高效的。
结论
本文详细介绍了逆变器和组件的关键技术参数,并通过实例介绍了组件和逆变器的匹配的几大要点,希望能给大家带来帮助。
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责任编辑:蒋桂云
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