众所周知,光伏组串的工作电压需落在逆变器的MPPT工作电压范围内,才能保证逆变器处于正常工作运行状态。目前逆变器直流侧的容配比一般超过1倍,进行一定的超配设计,那么在一些高辐射地区,电站运行的首年或前几年,高辐照时段,直流侧光伏出力可能会超过逆变器允许的最大输入功率,使得光伏出力曲线被削峰,I-V曲线最大功率点向右偏移,组串的输出电压抬升。
如果超配比例过高或非常高的情况下,会出现什么情况呢?笔者大胆推测,若此时阵列组串电压超过了逆变器的最大MPP电压上限,可能导致过压而引起逆变器待机,光伏出力降低为0W。
据了解,典型集中式逆变器MPPT上限电压为1300V,大功率组串式逆变器的上限MPPT电压为1500V,理论上如果发生超压,集中式逆变器更容易产生上述问题。
为了模拟超高容配比的情形,对比集中及组串式逆变器的差异,下文通过PVsyst软件仿真并给出具体的模拟数据进行说明。
为了模拟仿真组串超压及带来的相关问题,笔者结合某地面电站场景,模拟了不同的容配比值,最终发现容配比在1.92附近。集中式逆变器在某些时段组串超压待机,而组串式逆变器仍能正常运行。相关配置信息如下表所示,组串和集中式逆变器容配比均相同。
如下图所示为11月23日数据,光伏倾斜面最高辐照度达到了877W/m2,其中橙色曲线为基于集中逆变器工作电压范围(875-1300V)模拟;蓝色曲线为基于组串逆变器工作电压范围(500-1500V)模拟;
对于橙色曲线,08:00时已经出现了削峰,09:00点至12:00输出电压超过了逆变器的工作电压1300V,此时逆变器待机保护,输出电压为开路电压,故电压较高,13:00以后随着输出功率的下降,削峰后的电压未超过1300V,故恢复为工作电压。
而蓝色曲线08:00出力曲线也处于削峰状态,直到下午的14:00点解除,最大功率点向I-V曲线的右侧偏移,电压有所抬升,但是尚在逆变器的工作上限1500V范围以内,故输出为组串的工作电压。从蓝色与橙色曲线的交界处,正好是处于1300V电压附近。
同理,下图为冬季1月5日的情形,从09:00至下午13:00时,集中逆变器每个整点时间,均对光伏出力曲线进行了削峰,并且输出电压超过1300V,逆变器待机,此时组串开路状态。而组串式逆变器削峰后组串电压小于1500V,正常运行。
由上相关模拟结果可知,当逆变器超配太高,削峰带来的组串电压抬升可能会导致逆变器待机运行,此时光伏发电损失较大。
当然,以上仅从理论层面分析,因为超高容配比在实际项目上存在的可能性很小,但若存在超高容配比,建议选择更高上限工作电压的逆变器来避免该问题的发生,以减少发电损失。
参考阅读:关于功率超配损失与限流损失问题的探讨