集散式光伏逆變系統(tǒng)為何可提高3%的發(fā)電量

　　方案簡介

　　集散式光伏逆變系統(tǒng)是集中逆變、分散式跟蹤的并網(wǎng)方案，其在傳統(tǒng)的光伏匯流箱內(nèi)部增加DC/DC升壓變換硬件單元和MPPT控制軟件單元，實現(xiàn)了每2~4串PV組件對應(yīng)1路MPPT的分散跟蹤功能，大大降低了組件參數(shù)不一致、局部陰影、仰角差異等導(dǎo)致的效率損失。同時改進的光伏匯流箱(光伏控制器)輸出電壓升高到820V后，至逆變室集中逆變，且逆變器的交流輸出電壓升高到520V，從而減小交直流線纜傳輸損耗和逆變器的自身發(fā)熱損耗。如下圖：

　　禾望集散式逆變器——1MW系統(tǒng)示意圖

　　效率提升分析

　　集散式方案的直流側(cè)遠距離傳輸電壓由傳統(tǒng)的450V~700V波動電壓(18串PV對應(yīng)電壓低，22串對應(yīng)電壓高;夏天電壓低，冬天電壓高)提高到穩(wěn)定的820V，逆變器的交流輸出電壓，由傳統(tǒng)的270V/315V提高到520V，因此在同等運行條件下，集散式方案對應(yīng)的損耗比集中式的大幅下降。詳細計算如下：

　　1) 直流側(cè)傳輸損耗對比，以平均距離50m計算，假定傳統(tǒng)方案的直流側(cè)工作電壓600Vdc，集散式方案820Vdc，兩組的損耗差為：

　　2) 交流側(cè)傳輸損耗對比，以平均距離15m計算，假定假定傳統(tǒng)方案的交流側(cè)工作電壓315Vac，集散式方案520Vac，兩組的損耗差為：

　　3) 逆變器的損耗差對比：

　　備注：集散式方案的1MW逆變器額定電流為1110A，與單臺500k的額定電流近似，所以損耗也與單臺500kW近似。

　　4) 光伏控制器與傳統(tǒng)匯流箱的損耗對比。

　　傳統(tǒng)帶防反光伏匯流箱效率一般為99.8%，集散式方案配套使用的光伏控制器效率99.5%，因此相比傳統(tǒng)方案，光伏控制器比普通防反匯流箱效率降低0.3%。

　　小結(jié)：相比傳統(tǒng)集中式方案，集散式方案在交直流電纜傳輸效率、逆變器轉(zhuǎn)換效率環(huán)節(jié)提升了1%以上，如下表所列：

　　表：傳統(tǒng)集中式方案與集散式方案效率對比總結(jié)

　　5)集散式方案每2~4串PV組件對應(yīng)1路MPPT，對應(yīng)1MW包含約100路的MPPT數(shù)量，為傳統(tǒng)集中式的10倍以上。理論上講，如果所有的組件參數(shù)一致、安裝環(huán)境一致、安裝仰角一致，則多路MPPT并不能帶來更多的發(fā)電量，但是從工程的角度分析，每1MW包含約30畝地、4000塊PV組件板，其組件的參數(shù)、安裝地質(zhì)環(huán)境以及工程施工不可能做到完全一致，這就必然會導(dǎo)致PV組串的并聯(lián)失配問題。

　　小結(jié)：從工程的角度以及試驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，一般認為多路MPPT方案比傳統(tǒng)單路MPPT的集中式方案可以提高2%的系統(tǒng)發(fā)電量。

　　方案對比總結(jié)

　　綜合上述分析，集散式方案通過系統(tǒng)優(yōu)化及合理的軟硬件設(shè)計，可提高系統(tǒng)整體發(fā)電效率3%，約合每年多發(fā)電5萬度/MW。