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集散式光伏逆变系统为何可提高3%的发电量

发布时间:2020-06-12 发布时间:
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  方案简介

  集散式光伏逆变系统是集中逆变、分散式跟踪的并网方案,其在传统的光伏汇流箱内部增加DC/DC升压变换硬件单元和MPPT控制软件单元,实现了每2~4串PV组件对应1路MPPT的分散跟踪功能,大大降低了组件参数不一致、局部阴影、仰角差异等导致的效率损失。同时改进的光伏汇流箱(光伏控制器)输出电压升高到820V后,至逆变室集中逆变,且逆变器的交流输出电压升高到520V,从而减小交直流线缆传输损耗和逆变器的自身发热损耗。如下图:

  禾望集散式逆变器——1MW系统示意图

  效率提升分析

  集散式方案的直流侧远距离传输电压由传统的450V~700V波动电压(18串PV对应电压低,22串对应电压高;夏天电压低,冬天电压高)提高到稳定的820V,逆变器的交流输出电压,由传统的270V/315V提高到520V,因此在同等运行条件下,集散式方案对应的损耗比集中式的大幅下降。详细计算如下:

  1) 直流侧传输损耗对比,以平均距离50m计算,假定传统方案的直流侧工作电压600Vdc,集散式方案820Vdc,两组的损耗差为:

  2) 交流侧传输损耗对比,以平均距离15m计算,假定假定传统方案的交流侧工作电压315Vac,集散式方案520Vac,两组的损耗差为:

  3) 逆变器的损耗差对比:

  备注:集散式方案的1MW逆变器额定电流为1110A,与单台500k的额定电流近似,所以损耗也与单台500kW近似。

  4) 光伏控制器与传统汇流箱的损耗对比。

  传统带防反光伏汇流箱效率一般为99.8%,集散式方案配套使用的光伏控制器效率99.5%,因此相比传统方案,光伏控制器比普通防反汇流箱效率降低0.3%。

  小结:相比传统集中式方案,集散式方案在交直流电缆传输效率、逆变器转换效率环节提升了1%以上,如下表所列:

  表:传统集中式方案与集散式方案效率对比总结

  5)集散式方案每2~4串PV组件对应1路MPPT,对应1MW包含约100路的MPPT数量,为传统集中式的10倍以上。理论上讲,如果所有的组件参数一致、安装环境一致、安装仰角一致,则多路MPPT并不能带来更多的发电量,但是从工程的角度分析,每1MW包含约30亩地、4000块PV组件板,其组件的参数、安装地质环境以及工程施工不可能做到完全一致,这就必然会导致PV组串的并联失配问题。

  小结:从工程的角度以及试验统计数据来看,一般认为多路MPPT方案比传统单路MPPT的集中式方案可以提高2%的系统发电量。

  方案对比总结

  综合上述分析,集散式方案通过系统优化及合理的软硬件设计,可提高系统整体发电效率3%,约合每年多发电5万度/MW。


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