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行狀態(tài)。目前逆變器直流側(cè)的容配比一般超過1倍,進行一定的超配設(shè)計,那么在一些高輻射地區(qū),電站運行的首年或前幾年,高輻照時段,直流側(cè)光伏出力可能會超過逆變器允許的最大輸入功率,使得光伏出力曲線被削峰,I-V曲線最大功率點向右偏移,組串的輸出電壓抬升。
如果超配比例過高或非常高的情況下,會出現(xiàn)什么情況呢?筆者大膽推測,若此時陣列組串電壓超過了逆變器的最大MPP電壓上限,可能導(dǎo)致過壓而引起逆變器待機,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)生上述問題。
為了模擬超高容配比的情形,對比集中及組串式逆變器的差異,下文通過PVsyst軟件仿真并給出具體的模擬數(shù)據(jù)進行說明。
為了模擬仿真組串超壓及帶來的相關(guān)問題,筆者結(jié)合某地面電站場景,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段組串超壓待機,而組串式逆變器仍能正常運行。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到了877W/m2,其中橙色曲線為基于集中逆變器工作電壓范圍(875-1300V)模擬;藍色曲線為基于組串逆變器工作電壓范圍(500-1500V)模擬;
對于橙色曲線,08:00時已經(jīng)出現(xiàn)了削峰,09:00點至12:00輸出電壓超過了逆變器的工作電壓1300V,此時逆變器待機保護,輸出電壓為開路電壓,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1300V,故恢復(fù)為工作電壓。
而藍色曲線08:00出力曲線也處于削峰狀態(tài),直到下午的14:00點解除,最大功率點向I-V曲線的右側(cè)偏移,電壓有所抬升,但是尚在逆變器的工作上限1500V范圍以內(nèi),故輸出為組串的工作電壓。從藍色與橙色曲線的交界處,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,集中逆變器每個整點時間,均對光伏出力曲線進行了削峰,并且輸出電壓超過1300V,逆變器待機,此時組串開路狀態(tài)。而組串式逆變器削峰后組串電壓小于1500V,正常運行。
由上相關(guān)模擬結(jié)果可知,當(dāng)逆變器超配太高,削峰帶來的組串電壓抬升可能會導(dǎo)致逆變器待機運行,此時光伏發(fā)電損失較大。
當(dāng)然,以上僅從理論層面分析,因為超高容配比在實際項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避免該問題的發(fā)生,以減少發(fā)電損失。
